可降解离子液体溶解分离蚕蛹蛋白研究

摘要

蚕蛹蛋白因含有大量的羟基、氨基等活性基团，其水解后所得小分子多肽具有生物活性功能等，在生物医药等领域的应用日益广泛。然而，目前工业上蚕蛹蛋白的制备一直延用传统的碱溶酸沉处理法，存在生产流程长，产物收率低，环境污染重等诸多弊端。本课题组报道了以咪唑类离子液体为溶剂将蚕蛹蛋白从蚕蛹中溶解并再生出来，但该方所用离子液体仍具有较高的毒性且不可生物降解，无法达到绿色分离要求。本文以可再生生物质资源利用为背景，以氢键破坏和重构为科学基础，开展以蚕蛹为原料，离子液体为介质，利用可降解胆碱类离子液体进行从蚕蛹中提取蚕蛹蛋白的绿色过程研究，对促进生物质资源的绿色分离过程具有重要的意义。 具体内容及研究结论包括： （1）开展了氨基酸胆碱类离子液体溶解蚕蛹分离蚕蛹蛋白的研究。采用酸碱中和法合成八种氨基酸胆碱类离子液体，1H NMR及 FT-IR光谱测试表明其纯度满足蚕蛹溶解实验的要求。光学显微镜观察下，氨基酸胆碱类离子液体很难完全溶解蚕蛹粉，即使反应24 h仍有部分甲壳素等未溶物质存在；改变反应时间和料液比对于[Ch][Gly]溶解蚕蛹粉的溶解率的影响并不显著，提高反应温度可明显降低[Ch][Gly]粘度从而提高离子液体溶解能力。其中，溶解反应时间不宜超过8 h，否则持续高温会造成蚕蛹蛋白结构被破坏且反应24 h时会造成[Ch][Gly]分解；反应温度超过80°C以上时，再生蛋白质易发生变性，而温度大于100°C时[Ch][Gly]分解产生的甘氨酸参与蚕蛹蛋白再生过程造成再生物收率非正常升高。 （2）开展了脂肪酸胆碱类离子液体溶解蚕蛹分离蚕蛹蛋白的研究。通过对比离子交换法和酸碱中和法选用酸碱中和法合成了四种脂肪酸胆碱类离子液体，并通过1H NMR、质谱及FT-IR对其结构及纯度进行表征，以确保可应用于蚕蛹蛋白溶解再生实验。考察四种脂肪酸胆碱类离子液体对蚕蛹蛋白的溶解分离效果，优选[Ch][OAc]作为溶剂并通过对反应时间、温度、料液比的调控确立了[Ch][OAc]溶解分离蚕蛹蛋白的最优实验条件；对最优条件下对所得再生产物进行细致表征，发现经[Ch][OAc]溶解后再生蚕蛹蛋白的形貌、结构及氨基酸组成成分均无明显变化，再生后蚕蛹蛋白的热稳定性稍有提高，但其结晶度略有下降；对最优实验条件进行初步中试放大，证明其具有进行工业化生产的可能。

目录

第一章绪论

1.1蚕蛹蛋白

1.2离子液体概述及合成方法

1.3离子液体溶解分离生物质研究进展

1.4本课题研究意义及内容

第二章可降解胆碱类离子液体的合成及表征

2.1引言

2.2材料与实验仪器

2.3氨基酸胆碱类离子液体合成及表征

2.4脂肪酸胆碱类离子液体合成及表征

2.5本章小结

第三章氨基酸胆碱类离子液体溶解分离蚕蛹蛋白

3.1引言

3.2材料与实验仪器

3.3原料及再生产物的分析方法

3.4氨基酸胆碱类离子液体溶解分离蚕蛹蛋白

3.5本章小结

第四章脂肪酸胆碱类离子液体溶解分离蚕蛹蛋白

4.1引言

4.2材料与实验仪器

4.3原料及再生产物的分析及表征方法

4.4脂肪酸胆碱类离子液体溶解分离蚕蛹蛋白

4.5最优条件下[Ch][OAc]溶解分离蚕蛹蛋白

4.6本章小结

结论与展望

结论：

建议与展望：

参考文献

个人简历及发表文章

致谢