隨著飼養(yǎng)業(yè)和飼料業(yè)的快速發(fā)展，我國對動物蛋白的需求量也在不斷增加。目前，我國動物蛋白質(zhì)的主要來源是魚粉，國產(chǎn)魚粉滿足不了市場的需求，因此每年還需進(jìn)口大量的魚粉。蠅蛆干基含粗蛋白54%飛5%，脂肪10%-14%，甲殼素8%-10%和豐富的維生素、微量元素等，營養(yǎng)成分較全面，其氨基酸總量是魚粉的2.3倍，蛋氨酸、賴氨酸分別是魚粉的2.7倍和2.6倍。另外，蒼蠅的繁殖能力很強(qiáng)，據(jù)測算，一對蒼蠅4個月可繁殖2660億個蠅蛆，重量可達(dá)600噸以上。因此，蠅蛆蛋白質(zhì)完全可以作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料，替代魚粉。
據(jù)研究，蠅蛆蛋白粉具有抗菌、抗病毒、清除自由基等作用。利用蠅蛆開發(fā)蛋白粉及氨基酸產(chǎn)品，可以滿足需補(bǔ)充高品質(zhì)蛋白或氨基酸的特定人群的需要，同時也可能成為重要的蛋白質(zhì)來源。因而研究蠅蛆蛋白產(chǎn)品深加工技術(shù)、提高產(chǎn)品的附加值，是非常必要而且具有實(shí)際意義的工作。
中國專利CN1415757A公布了一種用酶水解法從蠅蛆中提取蛋白質(zhì)和甲殼素及用甲殼素制備殼聚糖的方法，通過將蠅蛆清洗、膠磨破碎、酶解后得到濾液和濾渣，濾液經(jīng)增香、濃縮、噴霧干燥后得到蛋白質(zhì)，該方法提取的蛋白質(zhì)收率高于60%。專利CN1377898A公布了一種提取甲殼素和生物蛋白粉的方法，通過加堿浸泡、過濾、加酸浸泡、水洗及烘干后得蛋白質(zhì)粉。上述的方法提取的蛋白質(zhì)雖然保留了其生物活性，但都是用濾布進(jìn)行過濾，過濾精度不高，成品中含有很多無效雜質(zhì)成分，因此純度不高，此外，都是對蠅蛆內(nèi)的全部蛋白進(jìn)行提取，但是并不是所有的蛋白都能被人體吸收，因此要開發(fā)一種純度高，并且能提取易被人體吸收的蛋白質(zhì)的方法。
具體內(nèi)容
提供一種蠅蛆蛋白的提取純化方法，需要提高提取蛋白的含量和純度、降低分離出蛋白質(zhì)的苦味，且操作簡單、污染小、適用于大規(guī)模生產(chǎn)。主要是通過陶瓷膜微濾和超濾膜集成進(jìn)行分離純化操作，采用的具體技術(shù)方案如下:
一種采用陶瓷膜提取蠅蛆蛋白的方法，包括如下步驟:
步、將蠅蛆洗凈、烘干、研磨成粉末；
第二步、將蠅蛆粉通過酶解法進(jìn)行水解處理后，再滅酶；
第三步、將水解液通過粗過濾器進(jìn)行過濾后，濾液由陶瓷微濾膜進(jìn)行過濾；第四步、將微濾膜的透過液通過陶瓷超濾膜進(jìn)行過濾；
第五步、將超濾膜的濃縮液進(jìn)行干燥，得到蠅蛆蛋白；
第六步、將超濾膜的滲透液用納濾膜濃縮再干燥后，得到多肽、氨基酸和小分子蛋白質(zhì)。
提取方法主要是通過酶解的作用將蠅蛆的蛋白質(zhì)大分子水解，使其更易被分離、提純、而且更易人體吸收，另外，由于在水解過程中會產(chǎn)生一部分多肽和氨基酸，這一部分的水解物具有其特定的用途，而且這一部分的水解物具有較明顯的苦味，需要將其從蛋白質(zhì)中分離，提高產(chǎn)物的品質(zhì)，本發(fā)明通過納濾濃縮、干燥將其提取。水解工藝的參數(shù)包括有酶的類型、酶的用量、水解溫度和水解時間等，水解工藝的不同會影響到蛋白質(zhì)的水解程度、苦味的有無和大小、微濾和超濾的工藝參數(shù)、產(chǎn)物的收率等。如果水解程度較高，會導(dǎo)致水解物的苦味較重、蛋白質(zhì)過多的被水解而收率低；相反，如果水解程度不夠，則會導(dǎo)致蛋白質(zhì)不能完全水解、較多的蛋白質(zhì)會對微濾膜和超濾膜產(chǎn)生污染，而且水解的工藝參數(shù)與陶瓷膜的選擇也密切相關(guān)，需要確定最優(yōu)的陶瓷膜類型以適應(yīng)不同的水解工藝。較為優(yōu)選的水解參數(shù)是:蠅蛆粉與水的質(zhì)量比優(yōu)選是1:20-1:30;水解使用的酶優(yōu)選是胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶中的一種，水解溫度45-55℃，水解時間50-70分鐘。
第三步中，水解物首先需要通過粗過濾器去除其中的大顆粒雜質(zhì)，這主要是蠅蛆皮，可以防止微濾膜的污染、提高產(chǎn)品純度，粗過濾器可以是常規(guī)的濾布、砂濾等。微濾膜進(jìn)一步地對濾液進(jìn)行過濾，除去水解液中的膠質(zhì)、油脂等，可以提高產(chǎn)物的純度、減小產(chǎn)物中的油脂含量、灰分；由于陶瓷膜的表面性質(zhì)親水性非常強(qiáng)，水解后物料中的帶有的油脂與陶瓷膜的表面有較強(qiáng)的排斥力，不易透過膜層、截留率高、而且不易在表面形成污染、易清洗、再生。經(jīng)過大量試驗(yàn)摸索，微濾膜的平均孔徑的優(yōu)選范圍是200-500nm，如果孔徑太大，會導(dǎo)致產(chǎn)物的純度下降，灰分、油脂等雜質(zhì)含量偏高，如果孔徑太小，會使過濾通量降低，而且會使一部分蛋白質(zhì)被截留，導(dǎo)致產(chǎn)品得率降低。陶瓷微濾膜的材質(zhì)優(yōu)選是氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦中的一種。在微濾過程中，跨膜壓差的選擇與微濾膜的平均孔徑、過濾通量、產(chǎn)物純度都有著相互影響的關(guān)系，如果跨膜`壓差過大，會導(dǎo)致一部分膠體受壓后穿過膜孔達(dá)到滲透側(cè)，影響產(chǎn)品純度，如果跨膜壓差過濾，則會導(dǎo)致過濾通量過小，經(jīng)過大量試驗(yàn)的摸索，優(yōu)選的跨膜壓差范圍是0.05-0.3MPa。過濾過程中的pH的改變會與蛋白產(chǎn)生電荷相互作用，會影響到蛋白存在的形態(tài)，進(jìn)而會影響到過濾通量和蛋白的截留率，優(yōu)選的PH范圍是6.0-7.0。膜面流速會影響到過濾通量，優(yōu)選的范圍是I-5m/s。過濾溫度優(yōu)選是40-500℃，濃縮比優(yōu)選是料液濃縮6-8倍。
第四步中，超濾的作用是實(shí)現(xiàn)水解蛋白的濃縮并與多肽、氨基酸的分離，由于多肽、氨基酸帶有一定的苦味，因此需要對超濾的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如果超濾膜的平均孔徑過大，會導(dǎo)致蛋白質(zhì)不能被完全截留，導(dǎo)致產(chǎn)物回收率的損失，如果超濾膜的平均過小，不僅會導(dǎo)致過濾通量太小，沒有工業(yè)實(shí)用價值，而且會導(dǎo)致多肽、氨基酸等組分被截留，會使回收蛋白產(chǎn)生苦味；超濾的跨膜壓差也是需要進(jìn)行大量試驗(yàn)摸索，超濾膜的平均孔徑優(yōu)選是20-50nm，陶瓷超濾膜的材質(zhì)選氧化鋯、氧化鈦中的一種。在超濾的過程中，跨膜壓差對產(chǎn)物的收率、含量也有影響，由于蛋白質(zhì)是具有一定受壓性的大分子物質(zhì)，如果跨膜壓差過大時，會有一部分大分子蛋白質(zhì)透過膜孔進(jìn)入到滲透側(cè)，如果跨膜壓差過小，過濾通量則會偏小，經(jīng)過大量試驗(yàn)摸索，跨膜壓差優(yōu)選0.2-0.4MPa。過濾過程中的pH的改變會與蛋白產(chǎn)生電荷相互作用，會影響到蛋白質(zhì)、多肽存在的形態(tài)，進(jìn)而會影響到過濾通量和蛋白的截留率、多肽的透過率，優(yōu)選的PH范圍是5.0-6.0。膜面流速會影響到過濾通量，由于超濾蛋白質(zhì)過程中，陶瓷膜表面的污染主要是由吸附污染、膜孔阻塞污染為主，膜面流速對過濾通量的影響相對較小，因此過大的膜面流速對于通量的提高有限，優(yōu)選的范圍是I-3m/s。過濾溫度優(yōu)選是40-50℃，濃縮比優(yōu)選是料液濃縮5-7倍。
作為本方法的優(yōu)選，第五步中采用的是噴霧干燥，操作時間短，可以保證蛋白質(zhì)在干燥的過程中不會被破壞。
作為本方法的優(yōu)選，所述的第六步中，納濾工藝是:操作壓力為0.8-1MPa，循環(huán)流量為2.0-3.0m3/h,濃縮倍數(shù)是7-10倍。
作為方法的優(yōu)選，所述的第六步中，干燥方法是真空干燥。
有益效果
提供了一種陶瓷膜法提取蠅蛆水解蛋白的方法，采用酶解和膜分離耦合，操作簡單、提取率高，產(chǎn)品保留的活性成分更多，可有效去蠅蛆中的雜質(zhì)、油脂，將可以將蛋白與產(chǎn)生苦味的多肽、氨基酸分離，工藝簡單，效率高，能耗低，適用于工業(yè)生產(chǎn)。