蠶蛹超聲輔助常溫脫脂工藝條件優(yōu)化

左振宇 喻放 黃艷鴻 王家怡 李凌凌

（武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，武漢430081）

蠶蛹超聲輔助常溫脫脂工藝條件優(yōu)化

左振宇 喻放 黃艷鴻 王家怡 李凌凌

（武漢科技大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，武漢430081）

脫脂是蠶蛹精制過程中的重要環(huán)節(jié)，脫脂過程中保持蠶蛹蛋白的活性十分必要。旨在對(duì)蠶蛹超聲輔助常溫脫脂工藝進(jìn)行研究，采用響應(yīng)面分析法對(duì)工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型。單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化得到蠶蛹超聲輔助常溫最佳脫脂工藝為：石油醚-丙酮（3∶7）為溶劑，液料比11 mL/g，超聲功率125 W、超聲時(shí)間27 min，溫度40℃左右；在該脫脂條件下，蠶蛹脫脂率為（96.8±0.8）%。各因素對(duì)蠶蛹脫脂率的影響程度由強(qiáng)至弱依次為：液固比＞超聲時(shí)間＞超聲功率。溶劑類型和液固比是影響蠶蛹脫脂效率的決定性因素，超聲輔助脫脂具有脫脂溫度低，脫脂時(shí)間短，物質(zhì)活性不易破壞，脫脂率高的優(yōu)點(diǎn)。

蠶蛹；超聲波輔助；常溫脫脂；響應(yīng)面法

蠶蛹（Silkworm pupa）為蠶蛾科昆蟲家蠶蛾的蛹，蛹中隨產(chǎn)地和品種不同含有59.9%-66.2%的蛋白質(zhì)，28.9%-33.1%的粗油脂，以及多種維生素和鐵、鋅、硒微量元素［1］。作為被衛(wèi)生部列為“食品新資源”中唯一的昆蟲類食品源，蠶蛹中蛋白不但含有人體必需的18種氨基酸，而且必需氨基酸含量高達(dá)42.2%［2］，必需氨基酸與非必需氨基酸質(zhì)量比為0.73∶1，營養(yǎng)價(jià)值極高。更難得的是，蠶蛹蛋白及其降解多肽具有促進(jìn)肝細(xì)胞再生，提高免疫機(jī)能，降血壓［3］、抗氧化［4］、抗疲勞［5］等生物學(xué)功效。我國是蠶蛹資源大國，每年繅絲副產(chǎn)品所得干蛹高達(dá)70萬t以上，占世界蠶蛹總產(chǎn)量的80%以上。目前蠶蛹除極少部分被食用和入藥外，因?yàn)橛夹任逗蜕罴庸ぜ夹g(shù)落后導(dǎo)致絕大部分被用作飼料和肥料，資源利用率和附加值極低。

蠶蛹蛋白具有制成食品、營養(yǎng)保健品、藥品等方面的廣闊應(yīng)用前景，但要消除其不利因素走近人們生活，就需要對(duì)蠶蛹進(jìn)行精制和深加工，因蠶蛹脂肪含量高，并帶有強(qiáng)烈異味，蠶蛹脫脂就成為精制過程中最重要的環(huán)節(jié)。通過脫脂結(jié)合其他工藝處理可以得到純凈的、無腥臭味的蠶蛹蛋白，為其后續(xù)深加工和工業(yè)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。在現(xiàn)有的蠶蛹脫脂研究方法中，機(jī)械壓榨法由于脫脂率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、餅粕蛋白易變性等缺點(diǎn)已被多數(shù)研究者放棄；超臨界CO2萃取［6］和亞臨界萃取法則由于設(shè)備昂貴和批處理量小等缺陷，無法適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的要求；溶劑浸出法［7，8］因其操作簡(jiǎn)單、處理量大、脫脂率高等特點(diǎn)受到了眾多研究者的青睞而迅速發(fā)展和不斷完善，蠶蛹蛋白工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用已現(xiàn)曙光。黃小霞［9］經(jīng)科學(xué)研究得出蠶蛹最佳脫脂工藝為：干蠶蛹與環(huán)己烷的質(zhì)量比為1∶1.5，浸出溫度80℃，保溫時(shí)間6 h條件下一次浸出殘油率為8.8%，經(jīng)6次浸出可得殘油率低于2%的蠶蛹。但目前在蠶蛹蛋白脫脂的研究中，多采用高溫、長(zhǎng)時(shí)、強(qiáng)極性或毒性溶劑浸提或極大的液料比來獲得較高的脫脂率［9-13］。高溫長(zhǎng)時(shí)間的脫脂工藝會(huì)使生成的蠶蛹蛋白蛹臭味濃，顏色較深，需要進(jìn)一步采用有機(jī)溶劑或者臭氧脫色脫臭，而且會(huì)造成蛋白的變性，對(duì)其加工特性（如起泡性，溶解性等）造成不同程度的影響［14］；強(qiáng)極性溶劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附力強(qiáng)，溶劑殘留問題難以解決；較大的料液比在一定程度上會(huì)增加生產(chǎn)造成的占地規(guī)模、能耗、廢水處理等成本，不利于蠶蛹蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)。

超聲波的強(qiáng)烈振動(dòng)和空化效應(yīng)，可以加速天然生物質(zhì)成分的溶出和浸出，超聲輔助提取具有提取溫度較低，物質(zhì)活性不易被破壞，提取時(shí)間短，產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)［15，16］。本實(shí)驗(yàn)以繅絲蠶蛹為原料，選擇在常溫下易揮發(fā)、對(duì)人體友好的溶劑脫脂體系，研究超聲處理對(duì)蠶蛹蛋白脫脂的影響，通過單因素分析及響應(yīng)面優(yōu)化建立常溫下超聲輔助蠶蛹脫脂工藝條件，以期為蠶蛹活性蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

蠶蛹由湖北省農(nóng)科院蠶業(yè)研究所提供，研究中主要試劑正已烷、石油醚Ⅰ類、四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮、無水乙醚、無水乙醇均為分析純。儀器：JP-300A型高速多功能粉粹機(jī)（永康市久品工貿(mào)有限公司）；BSA224S-CW型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；101-2AB型電熱恒溫干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）；DZF-6020型電熱真空干燥箱（上海市精宏儀器有限公司）；3K30型臺(tái)式冷凍離心機(jī)（德國sigma公司）；SCIENTZ-IID型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)（寧波新芝科技有限公司）；SHZ-88型恒溫水浴振蕩器（江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠）；RE52-3型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海滬西分析儀器廠）。

1.2 方法

1.2.1 蠶蛹前處理 手工去除繅絲蠶蛹的蛹皮和腺體，用稀鹽酸浸泡中和堿性表面雜質(zhì)，用水反復(fù)清洗至pH呈中性。得到的去雜濕蛹置于電熱真空干燥箱中60℃干燥，粉碎，過60目篩，蛹粉收集備用。

1.2.2 蠶蛹索氏提取脫脂 取一定量蠶蛹粉（置于濾紙包中）與待選脫脂溶劑按照液固比10 mL/g混合，采用索氏提取法進(jìn)行脫脂處理，注意提取器中濾紙包應(yīng)低于虹吸管的高度，提取時(shí)間為2 h，提取液經(jīng)離心后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收溶劑，得粗蛹油。

1.2.3 蠶蛹超聲輔助脫脂 將蠶蛹粉與脫脂溶劑按不同液固比混合并振搖3 min后，在40℃下對(duì)蠶蛹粉超聲脫脂若干時(shí)間。脫脂結(jié)束后10 000 r/min離心分離得脫脂液和脫脂蛹粉，脫脂液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，并真空干燥去除殘余溶劑得粗蛹油；脫脂蛹粉于60℃干燥去除殘余溶劑得粗蛹蛋白。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 確定脫脂溶劑后，以液固比、超聲時(shí)間、超聲功率為考察因子，以蠶蛹脫脂率作為考核指標(biāo)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；并在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken設(shè)計(jì)原理［17］對(duì)上述3個(gè)因子進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

1.2.5 脫脂率計(jì)算 蠶蛹中總脂肪質(zhì)量的測(cè)定可采用索氏抽提法，具體方法可參照GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》。

脫脂率（%）=提取的蠶蛹油質(zhì)量/蠶蛹總脂肪質(zhì)量×100%

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS及Design Expert 7.1.3等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 脫脂溶劑體系的選擇及確定

脫脂溶劑體系是影響蠶蛹脫脂率及脫脂蠶蛹溶劑殘留的關(guān)鍵因素，本研究利用索氏提取法考察了油脂提取過程中使用率較高的7種溶劑（正已烷、石油醚Ⅰ類、四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮、無水乙醚、無水乙醇）在40℃下對(duì)蠶蛹粗油脂的脫除能力。結(jié)果（表1）顯示，待選溶劑在常溫下均有較好的蠶蛹粗油脂脫除能力，其中高極性溶劑中丙酮的脫脂效果最好，低極性溶劑中石油醚（Ⅰ類）脫脂效果較佳。高極性溶劑油脂脫除效率普遍高于低極性溶劑，這與蠶蛹粗油脂中不飽和脂肪酸和極性物質(zhì)含量較高有關(guān)，符合相似相溶原理。根據(jù)對(duì)蛹油的感官評(píng)價(jià)結(jié)果，可以得知高極性溶劑脫脂過程中還將部分非油脂極性物質(zhì)如蛹臭味物質(zhì)一同浸出。

表1 多種有機(jī)溶劑索氏提取脫脂結(jié)果

為了更好地脫除蠶蛹油脂和非蛋白物質(zhì)，在考察了溶劑極性、沸點(diǎn)、毒性以及蠶蛹脫脂效率的基礎(chǔ)上，研究了高極性溶劑和低極性溶劑組成的混合溶劑（石油醚Ⅰ類-丙酮）在40℃下對(duì)蠶蛹粗油脂的脫除能力。石油醚和丙酮可以以任意比例混合，混合后沸點(diǎn)在30-60℃，結(jié)果（表2）顯示，混合有機(jī)溶劑體系在石油醚∶丙酮=3∶7時(shí)有著最佳的油脂脫除效果。

表2 混合溶劑索氏提取脫脂結(jié)果

2.2 蠶蛹粉超聲輔助脫脂工藝優(yōu)化

在超聲波輔助下，以石油醚-丙酮（3∶7）為脫脂溶劑，在40℃對(duì)蠶蛹粉進(jìn)行脫脂處理。研究了單因素（液固比、超聲功率、超聲時(shí)間）對(duì)蠶蛹脫脂率的影響，并通過響應(yīng)面法確定最佳超聲輔助脫脂工藝。

2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1.1 液固比對(duì)蠶蛹脫脂率的影響 研究了在超聲輔助和非超聲輔助條件下，以石油醚-丙酮（3∶7）為脫脂溶劑，40℃時(shí)不同液固比對(duì)蠶蛹脫脂率的影響。超聲輔助參數(shù)為：超聲波頻率24 kHz、超聲波工作時(shí)間1.5 s、間歇時(shí)間1.5 s、超聲波功率130 W、處理時(shí)間25 min；非超聲對(duì)照組以40℃水浴100 r/min振搖25 min代替超聲處理。脫脂結(jié)果（圖1）顯示，與非超聲對(duì)照組相比，超聲處理能夠顯著改善蠶蛹粗油脂的脫除效率，并且超聲輔助的脫脂效率隨著液固比的增加而愈加顯著；在恒定超聲功率、頻率和超聲時(shí)間條件下，隨著脫脂溶液與蠶蛹粉質(zhì)量比例的增加，脫脂率隨之快速增加，當(dāng)液固比超過10 mL/g后變化逐漸平緩?？紤]到溶劑原料成本和工業(yè)生產(chǎn)中的可行性，在超聲輔助條件下，蠶蛹脫脂過程中液固比設(shè)定在8-12 mL/g之間為宜。

圖1 液固比對(duì)蠶蛹脫脂率的影響

2.2.1.2 超聲功率對(duì)蠶蛹脫脂率的影響 以石油醚-丙酮（3∶7）為脫脂溶劑，在超聲波頻率24 kHz、超聲波工作時(shí)間1.5 s、間歇時(shí)間1.5 s、液料比10 mL/g、處理時(shí)間25 min條件下，研究不同超聲功率對(duì)蠶蛹脫脂率的影響。結(jié)果（圖2）顯示，當(dāng)恒定超聲時(shí)間（25 min）和液固比（10∶1）條件下，起初脫脂率隨著超聲功率的增加而增加，當(dāng)超聲功率大于130 W后，繼續(xù)增大超聲功率會(huì)導(dǎo)致油脂脫除率逐漸降低。

圖2 超聲功率對(duì)蠶蛹脫脂率的影響

2.2.1.3 超聲時(shí)間對(duì)蠶蛹脫脂率的影響 以石油醚-丙酮（3∶7）為脫脂溶劑，在超聲波頻率24 kHz、超聲波工作時(shí)間1.5 s、間歇時(shí)間1.5 s、超聲波功率130 W、液料比10 mL/g條件下，研究不同超聲時(shí)間對(duì)蠶蛹脫脂率的影響。結(jié)果（圖3）表明，當(dāng)脫脂時(shí)間小于25 min，蠶蛹脫脂率隨超聲時(shí)間增加而上升；超聲25 min時(shí)的脫脂率最高，大于25 min后脫脂率隨超聲時(shí)間增加而緩慢下降。

圖3 超聲時(shí)間對(duì)蠶蛹脫脂率的影響

2.2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以石油醚-丙酮（3∶7）為脫脂溶劑，采用Box-Behnken設(shè)計(jì)原理，以蠶蛹粗油脂脫除率為響應(yīng)值，選取液固比、超聲功率和超聲時(shí)間進(jìn)行三因素三水平的旋轉(zhuǎn)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的因素水平設(shè)計(jì)見表3。Box-Behnken設(shè)計(jì)方案共有17次處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 超聲輔助蠶蛹脫脂工藝組合設(shè)計(jì)方案

表4 超聲輔助蠶蛹脫脂工藝組合實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.2.1 響應(yīng)面模型建立及顯著性驗(yàn)證 使用Design Expert 7.1.3分析統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合分析，得到蠶蛹脫脂率（Y）與液固比（X1）、超聲功率（X2）和超聲時(shí)間（X3）之間的響應(yīng)面回歸模型為：Y =95.44+4.69X1-0.45X2+1.31X3-0.35 X1X2-0.025X1X3-0.3X2X3-2.88X12-0.91X22-1.73X32。表5顯示，除X1、X3、X12和X32對(duì)蠶蛹脫脂率的影響極顯著（P＜0.01）外，其他各項(xiàng)對(duì)蠶蛹脫脂率的影響不顯著（P＞0.05），各因素對(duì)蠶蛹脫脂率的影響大小順序?yàn)椋阂汗瘫龋境晻r(shí)間＞超聲功率。該模型回歸性極顯著（P＜0.000 1），失擬項(xiàng)P=0.492 4，差異不顯著，說明該模型擬合精確、可信，可用于預(yù)測(cè)、分析蠶蛹超聲輔助脫脂過程。

表5 響應(yīng)面回歸模型的方差分析

2.2.2.2 蠶蛹超聲輔助脫脂工藝優(yōu)化及驗(yàn)證 采用Design Expert 7.1.3分析統(tǒng)計(jì)軟件獲得液固比（X1）、超聲功率（X2）和超聲時(shí)間（X3）相互之間的響應(yīng)曲面（圖4）。

超聲功率（X2）與液固比（X1）對(duì)蠶蛹脫脂率的響應(yīng)面（圖4-A）顯示，液固比與超聲功率之間存在著微弱交互作用。其中蠶蛹脫脂率隨著液固比的提高不斷升高，超聲功率對(duì)蠶蛹脫脂率的影響先增后抑，當(dāng)超聲功率和液固比增加到一定值后，超聲功率的抑制因素大于液固比的增強(qiáng)因素，因此，在超聲時(shí)間不變的情況下，液固比與超聲功率對(duì)蠶蛹脫脂率的響應(yīng)面存在極值，在液固比10-12 mL/g和超聲功率125-130 W范圍內(nèi)，蠶蛹脫脂率較大。

超聲時(shí)間（X3）與液固比（X1）對(duì)蠶蛹脫脂率的響應(yīng)面（圖4-B）顯示，液固比與超聲時(shí)間之間存在著微弱交互作用。其中蠶蛹脫脂率隨著液固比的提高不斷升高，超聲時(shí)間對(duì)蠶蛹脫脂率的影響先增后抑，當(dāng)超聲時(shí)間和液固比增加到一定值后，超聲時(shí)間的抑制因素大于液固比的增強(qiáng)因素，因此，在超聲功率不變的情況下，液固比與超聲時(shí)間對(duì)蠶蛹脫脂率的響應(yīng)面存在極值，在液固比10-12 mL/g和超聲時(shí)間25-30 min范圍內(nèi)，蠶蛹脫脂率較大。

超聲時(shí)間（X3）與超聲功率（X2）對(duì)蠶蛹脫脂率的響應(yīng)面（圖4-C）顯示，超聲功率與超聲時(shí)間之間存在著顯著交互作用。隨著超聲功率與超聲時(shí)間的增加，蠶蛹脫脂率先增后減。在液固比不變的情況下，超聲功率與超聲時(shí)間對(duì)蠶蛹脫脂率的響應(yīng)面也存在極值，在超聲功率125-130 W和超聲時(shí)間23-28 min范圍內(nèi)，蠶蛹油提取率較大。

圖4 各因素及交互作用對(duì)蠶蛹超聲輔助脫脂的影響

綜上所述，由于液料比（X1）、超聲功率（X2）和超聲時(shí)間（X3）兩兩之間的響應(yīng)面均存在極值。因此，通過對(duì)二次回歸的數(shù)學(xué)模型取一階偏導(dǎo)得到最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為：液固比11.68 mL/g、超聲波功率125.21 W、超聲時(shí)間27.07 min。在此條件下，蠶蛹脫脂率的預(yù)測(cè)值為98%，對(duì)以上最優(yōu)提取條件調(diào)節(jié)取整，按液固比11 mL/g、超聲波功率125 W、超聲時(shí)間27 min進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，經(jīng)3次平行實(shí)驗(yàn)，蠶蛹脫脂率分別為96.7%、97.6%和96.1%，平均值為96.8%。驗(yàn)證脫脂率略低于預(yù)測(cè)值，這可能是因?yàn)橐汗瘫鹊奈⒄{(diào)、脫脂各影響因素之間交互作用對(duì)脫脂率的影響以及脫脂體系中部分油脂重新吸附到蛋白表面所致。驗(yàn)證結(jié)果與理論預(yù)測(cè)值相當(dāng)接近，表明預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間有很好的擬合性，進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的可靠性。

3 討論

蠶蛹脫脂處理是蠶蛹深加工和蠶蛹蛋白精制的重要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有的蠶蛹脫脂技術(shù)中，溶劑浸出法具有操作簡(jiǎn)單、處理量大、油脂脫除率高等優(yōu)點(diǎn)備受青睞并極具工業(yè)化前景，針對(duì)現(xiàn)有溶劑脫脂工藝中常采用的高溫、長(zhǎng)時(shí)、強(qiáng)極性或毒性溶劑浸提而帶來的蠶蛹蛋白變性和溶劑毒性殘留等問題，研究出一種脫脂高效、低溫短時(shí)無殘留、蛋白變性壓力小的新脫脂工藝正當(dāng)其時(shí)。

本研究確定的蠶蛹脫脂溶劑體系是石油醚-丙酮（3∶7），該溶劑體系低毒易揮發(fā)，中等沸點(diǎn)，對(duì)蠶蛹油脂中的極性和非極性成分具有較好的溶解性，因此該溶劑體系不但具有良好的脫脂性能，還具有一定的脫色脫臭能力。關(guān)于溶劑用量方面，實(shí)驗(yàn)中確定的液固比為11 mL/g，主要考慮到隨著液固比的升高，脫脂率和溶劑成本隨之升高，但脫脂率的升高幅度會(huì)逐漸減緩。從工業(yè)化成本考慮，宜選擇脫脂率/液固比比值較大時(shí)的溶劑用量。

考慮到蠶蛹蛋白變性壓力及縮短脫脂時(shí)間，本研究選擇了超聲輔助常溫脫脂工藝。超聲波作為一種物理的手段和工具，具有粉碎、攪拌等特殊作用，可打破動(dòng)植物細(xì)胞，使溶媒盡快滲透到細(xì)胞中，加快其活性成分溶出［18，19］，為科研工作者提供了一條能夠把能量引入到細(xì)胞及分子中的高效途徑和方法。本實(shí)驗(yàn)利用超聲波破碎細(xì)胞（空化作用）和強(qiáng)化傳質(zhì)（機(jī)械作用），強(qiáng)化萃取速率和效果，縮短提取時(shí)間，減少溶劑用量，加速油脂的脫除效率。在實(shí)驗(yàn)中利用40℃下超聲波功率125 W、超聲時(shí)間27 min對(duì)蠶蛹進(jìn)行了脫脂處理，獲得了非常理想的脫脂效果。

4 結(jié)論

采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了常溫下超聲波輔助混合溶劑法脫除蠶蛹油脂的工藝，脫脂溶劑選擇石油醚-丙酮（3∶7），常溫下進(jìn)行超聲處理，各因素對(duì)蠶蛹脫脂率的影響程度強(qiáng)弱依次為液固比＞超聲時(shí)間＞超聲功率；確定最優(yōu)工藝條件為液固比11.68 mL/g、超聲波功率125.21 W、超聲時(shí)間27.07 min；該工藝條件從便于操作考慮微調(diào)為：液固比11 mL/g、超聲波功率125 W、超聲時(shí)間27 min，在此條件下，驗(yàn)證蠶蛹脫脂率為（96.8±0.8）%。

［1］ 胡建平， 劉可桃. 蠶蛹蛋白的提取工藝及綜合利用研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2011， 17（11）：185-186.

［2］張燕， 陳業(yè)高. 蠶蛹氨基酸成分及營養(yǎng)價(jià)值［J］. 云南化工，2002， 12（6）：22-25.

［3］賈俊強(qiáng)， 徐金玲， 吳瓊英， 等. 酶解蠶蛹蛋白制備血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制肽的工藝優(yōu)化［J］. 蠶業(yè)科學(xué)， 2011， 37（5）：872-877.

［4］趙鐘興， 廖丹葵， 孫建華， 等. 蠶蛹蛋白酶解產(chǎn)物體外抗氧化和降血壓活性篩選及響應(yīng)面工藝優(yōu)化［J］. 食品科學(xué)， 2011， 32（23）：186-191.

［5］王偉， 何國慶， 金英哲， 等. 蠶蛹蛋白的綜合利用現(xiàn)狀分析和開發(fā)前景展望［J］. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2006， 32（9）：112-115.

［6］Marsal A， Celma PJ， Cot J， et al. Supercritical CO2extraction as a clean degreasing process in the leather industry［J］. Journal of Supercritical Fluids， 2000， 16：217-223.

［7］李秀霞， 孫協(xié)軍， 韓魯佳. 超聲波輔助提取杜氏鹽藻油脂工藝研究［J］. 中國糧油學(xué)報(bào)， 2011， 26（10）：75-79.

［8］Guilminot E， Lemoine G， Poisson L， et al. Re-treatment of whale bones - How to extract degraded fats from weakened bones？［J］. Journal of Cultural Heritage， 2014， 15：128-135.

［9］ 黃小霞. 蠶蛹蛋白的提取研究進(jìn)展［J］. 廣東蠶業(yè)， 2001， 42（4）：43-46.

［10］周小華， 駱輝. 蠶蛹分離蛋白制備及深加工現(xiàn)狀與展望［J］.蠶桑通報(bào)， 2005， 36（4）：8-12.

［11］周建軍， 趙樺. 一種簡(jiǎn)便的提取蠶蛹蛋白新方法［J］. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā)， 2001， 13（14）：44-46.

［12］鄭仕遠(yuǎn)， 謝志剛， 曹優(yōu)明. 蠶蛹的溶劑法一步脫脂、脫色、除臭工藝研究［J］. 食品科技， 2003（8）：49-62.

［13］吳健一， 魏克民. 低脂無臭蠶蛹蛋白粉的制備方法［J］. 蠶業(yè)科學(xué)， 2003， 29（3）：36-39.

［14］ 孫雁， 任發(fā)政， 范金波. 堿法制備蠶蛹蛋白浸提條件的優(yōu)化［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2009， 25（2）：285-288.

［15］高娟， 樓喬明， 楊文鴿， 等. 超聲輔助提取魷魚肝臟油脂及其脂肪酸組成分析［J］. 中國糧油學(xué)報(bào)， 2014， 29（2）：53-56.

［16］Sivakumar V， Chandrasekaran F， Swaminathan G， et al. Towards cleaner degreasing method in industries：ultrasound-assisted aqueous degreasing process in leather making［J］. Journal of Cleaner Production， 2009， 17：101-104.

［17］張弛. 六西格瑪試驗(yàn)設(shè)計(jì)［M］. 廣州：廣東經(jīng)濟(jì)出版社，2003：289-307.

［18］ Tian Y， Xu Z， Zheng B， et al. Optimization of ultrasonic-assisted extraction of pomegranate（Punica granatum L.）seed oil［J］. Ultrasonics Sonochemistry， 2013， 20：202-208.

［19］Sereshti H， Izadmanesh Y， Samadi S. Optimized ultrasonic assisted extraction-dispersive liquid-liquid microextraction coupled with gas chromatography for determination of essential oil of Oliveria decumbens Vent［J］. Journal of Chromatography A， 2011， 1218：4593-4598.

（責(zé)任編輯 李楠）

The Optimization of Ultrasound-assisted Mesothermal Degreasing Process of Silkworm Pupa

ZUO Zhen-yu YU Fang HUANG Yan-hong WANG Jia-yi LI Ling-ling
（College of Chemical Engineering and Technology，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430081）

Degreasing of silkworm pupa is a vital step prior to others in the refining process， throughout which it is necessary to maintain the protein activity of silkworm pupa. Technology of ultrasound-assisted mesothermal degreasing silkworm pupa was investigated， and response surface methodology was used to optimize the operating parameters and the corresponding prediction models were established. The optimal degreasing conditions were acquired by single-factor experiments and response surface methodology， and listed as follows：petroleum ether：acetone（3∶7）as solvent， liquid-solid ratio 11 mL/g， ultrasound power 125 W， ultrasonic treating time 27 min， and temperature 40℃. The degreasing ratio of silkworm pupa reached（96.8 ± 0.8）% under these conditions， and the results showed that the degreasing ratio of silkworm pupa was affected in decreasing order by liquid-solid ratio， ultrasonic treating time and ultrasound power. The effects of solvent types and liquid-solid ratio were the decisive factors resulting in the variation of degreasing efficiency of silkworm pupa. Overall， the ultrasound-assisted degreasing process owns the advantages of low temperature， short time， no damage to the activity of product， and high degreasing ratio.

silkworm pupa；ultrasound-assisted；mesothermal degreasing；response surface methodology

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.02.021

2015-05-06

湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2014CFB802）

左振宇，男，博士，研究方向：生物化工；E-mail：zuozhenyu@wust.edu.cn