CN101063161A - 一种胶原蛋白和硫酸软骨素的联产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从牛软骨中同时提取胶原蛋白(Collage)和硫酸软骨素(Chondroitin Sulfate)的联产工艺。最终产品中胶原蛋白含量达到95％、硫酸软骨素含量达到90％以上。胶原蛋白是是哺乳动物体内含量最为丰富的动物蛋白，可以应用于医疗、饲料、食品化妆品工业中，可制成止血粉剂、烧伤敷料、药物载体、心脏辨膜、血管、食管和气管的替代材料、外科用缝线等多种形态，用作生物发酵的培养基，配合饲料生产以及颗粒饲料粘结剂；胶原类功能性食品和保健品；还可以改善肉类的品质、用作食品包装材料、饮料澄清剂和生产高级化妆品。硫酸软骨素作为保健、药品和美容产品的原料，该产品具有良好的抗衰老功能，可作为美容产品和食品添加剂。硫酸软骨素还长期用于防治关节炎、用做生物活性药物，可治疗某些神经痛、关节痛、动脉硬化症、听觉障碍及肝炎等疾病，对冠心病、动脉粥样硬化、风湿病、风湿性炎症和伤口愈合以及肾炎、腰痛、神经痛及头痛等具有很好的疗效。本发明在原料选择上，不采用其他非清真原料，而是采用源于清真宰牲场的新鲜牛软骨为主要原料，既适应了向穆斯林国家供应医药和保健食品、日化原料的渠道，又降低了成本；并且在工艺技术上，改进了常规技术原料利用不充分、产物中有效成分含量低等缺陷，采用低温提取硫酸软骨素、高压提取胶原蛋白、温和条件下酶解、离心喷雾干燥的工艺，很好的保护了两种产品的生物活性、操作方便、产品含量高、无残留毒素、无三废污染。

Description

一种胶原蛋白和硫酸软骨素的联产工艺

技术领域

本发明公开了一种从牛软骨中同时提取胶原蛋白(Collage)和硫酸软骨素(ChondroitinSulfate)的联产工艺。

背景技术

胶原蛋白是是哺乳动物体内含量最为丰富的动物蛋白，主要存在于动物的骨、腱、肌鞘、韧带、肌膜、软骨和皮肤中，是结缔组织中极其重要的一种结构蛋白，起着支撑器官和保护肌体的功能，也是组成细胞间质的最重要功能蛋白质。胶原蛋白由三条肽链组成，两条α(I)链、一条α(II)链，这三条肽链以特有的左旋α链相互缠绕构成胶原右手复合螺旋，其特征是氨基酸呈现链Gly-x-y周期结构，胶原蛋白分子间及分子内的广泛交联使胶原具有很强的稳定性。绝大多数蛋白酶只能打断胶原侧链，只有在胶原酶存在下，胶原肽键才会断裂，肽键一旦断裂，螺旋结构随即破坏，断裂的胶原多肽即可被蛋白酶水解。胶原蛋白可以应用于医疗、饲料、食品化妆品工业中：主要有以下几个方面：(1)胶原蛋白是一种性能优异、应用广泛的生物材料，可制成止血粉剂、烧伤敷料、药物载体、心脏辨膜、血管、食管和气管的替代材料、外科用缝线等多种形态。(2)用作生物发酵的培养基，能够有效的促进菌丝的生长，替代进口鱼粉用于混、配合饲料生产以及颗粒饲料粘结剂。(3)胶原类功能性食品和保健品。还可以改善肉类的品质、用作食品包装材料、饮料澄清剂。(4)胶蛋白还可用于生产高级化妆品，可以补充皮肤层所需的养分，补充17种对人体有益的氨基酸；修复组织；保湿；调节和稳定pH值，稳定泡沫，乳化胶体；通过物理吸附与皮肤和头发结合，能耐漂洗处理。

硫酸软骨素(Chondroitin Sulfate，ChS)是一种粘多糖，是从动物软骨中提取的硫酸软骨素A和C的混合物，一般约含50-70个双糖单位，链长不均一，相对分子量10000-50000之间；是结缔组织基质的组成成分之一，是糖蛋白的辅基。作为保健、药品和美容产品的原料，该产品具有良好的抗衰老功能，可作为美容产品和食品添加剂。硫酸软骨素还长期用于防治关节炎、用做生物活性药物，可治疗某些神经痛、关节痛、动脉硬化症、听觉障碍及肝炎等疾病，对冠心病、动脉粥样硬化、风湿病、风湿性炎症和伤口愈合以及肾炎、腰痛、神经痛及头痛等具有很好的疗效；在药物制剂、化妆品配方中也有广泛的用途。另外，硫酸软骨素的某些金属盐和酯能显著增强生物活性或降低与其结合的药物毒性。

本发明产品以清真屠宰场的牛软骨为基础原料，整个工艺过程中不加入其他动物源性酶制剂，保证了产品的清真性，也保证了产品的绿色无污染性，为穆斯林国家及世界各国医药食品保健品界十分需求的制品。

本发明在发明者丰富的工作经验和资料分析的基础上，经过深入研究和多次实验，现采用低温提取硫酸软骨素、高压提取胶原蛋白的工艺，同时提取两种生物产品，极大的提高了软骨的利用效率；同事采用清真牛胰脏和植物性蛋白酶，很好的保证了清真和最终产物的含量，适合工业化生产。

目前国内外在生产硫酸软骨素过程中，通过动物软骨提取硫酸软骨素后，废渣通常被丢弃，既污染环境，又浪费原料，本发明充分利用动物软骨既含胶原蛋白又含硫酸软骨素这一性质，综合利用生化提取分离方法，从动物软骨中同时提取符合药用要求的胶原蛋白和硫酸软骨素。

发明内容

本发明的目的是从牛软骨中同时提取胶原蛋白和硫酸软骨素。在工艺技术上，改进了常规技术原料利用不充分、产物中有效成分含量低等缺陷。本发明利用新鲜牛软骨为原料，采用低温提取硫酸软骨素、高压提取胶原蛋白温和条件下酶解、离心喷雾干燥的工艺，从牛软骨中制得符合药用要求的胶原蛋白和硫酸软骨素精品。

本发明在原料选择上，不采用其他非清真原料，而是采用源于清真屠宰场的新鲜牛软骨为主要原料，既适应了向穆斯林国家供应医药和保健食品、日化原料的渠道，又降低了成本；并且采用低温提取硫酸软骨素、高压提取胶原蛋白、温和条件下酶解，很好的保护了两种产品的生物活性、操作方便、产品含量高、无残留毒素、无三废污染。

——本发明是这样实现的：

本发明公开了从一种牛软骨中同时提取胶原蛋白和硫酸软骨素的方法。胶原蛋白含量达到95％，硫酸软骨素含量达到90％以上。胶原蛋白是是哺乳动物体内含量最为丰富的动物蛋白，可以应用于医疗、饲料、食品化妆品工业中，可制成止血粉剂、烧伤敷料、药物载体、心脏辨膜、血管、食管和气管的替代材料、外科用缝线等多种形态，用作生物发酵的培养基，配合饲料生产以及颗粒饲料粘结剂；胶原类功能性食品和保健品；还可以改善肉类的品质、用作食品包装材料、饮料澄清剂和生产高级化妆品。硫酸软骨素作为保健、药品和美容产品的原料，该产品具有良好的抗衰老功能，可作为美容产品和食品添加剂。硫酸软骨素还长期用于防治关节炎、用做生物活性药物，可治疗某些神经痛、关节痛、动脉硬化症、听觉障碍及肝炎等疾病，对冠心病、动脉粥样硬化、风湿病、风湿性炎症和伤口愈合以及肾炎、腰痛、神经痛及头痛等具有很好的疗效。本发明在原料选择上，不采用其他非清真原料，而是采用源于清真屠宰场的新鲜牛软骨为主要原料，既适应了向穆斯林国家供应医药和保健食品、日化原料的渠道，又降低了成本；并且采用低温提取硫酸软骨素、高压提取胶原蛋白、温和条件下酶解，很好的保护了两种产品的生物活性、操作方便、产品含量高、无残留毒素、无三废污染。

本发明公开的一种从牛软骨中提取胶原蛋白和硫酸软骨素的方法，依次包括如下步骤：

【1】将清真屠宰场取出的牛软骨剪去杂，称重，切成小块。加水，加热，去除上层油脂，换成干净水冲洗二次，再加入水、氯化钠和氢氧化钠，保温搅拌5小时。

【2】碱解结束后，加盐酸调节PH，加新鲜牛胰脏，保温搅拌6小时。

【3】酶解结束后用滤布过滤，收集滤渣(提取胶原蛋白用)；滤液加热全沸腾后，用滤布滤清。

【4】清液加入过氧化氢，调节PH，搅拌均匀后，保温静置3小时。用澄清板过滤，滤液调节至PH，加入乙醇，搅拌均匀后静置8小时。

【5】倾去上层乙醇，滤出沉淀，称重，加入氯化钠溶液，搅拌使之溶解，调节PH，再加入过氧化氢，搅拌均匀后保温静置6小时，用澄清板过滤，滤液调节PH，加入乙醇，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，脱水，置于真空干燥箱真空干燥，得硫酸软骨素精品。

【6】向步骤3中滤渣加入纯水，放入压力反应锅中，蒸煮3小时后冷却，调节PH，加入蛋白酶，保温搅拌；用澄清板过滤。

【7】滤液调节PH，加入过氧化氢，搅拌均匀后密封静置3小时；加入活性炭搅拌脱色后用澄清板过滤。滤液喷雾干燥即得成品胶原蛋白。

【8】对产品进行含量测定。

(一)工艺路线：

(二)工艺过程(按以下次序进行)

【1】碱解：将清真屠宰场取出的牛软骨剪去脂肪等杂物，称重，切成小块。加入2倍量的水，加热至85摄氏度以上，保温30分钟，去除上层油脂，换成干净水冲洗软骨二次，再加入2倍量的水、3％(按软骨质量计算)的氯化钠和1％的氢氧化钠，保温30摄氏度，搅拌5小时。

【2】酶解：碱解结束后，加盐酸调节至PH9.5，加入3％新鲜牛胰脏(按软骨质量计算，加入前先切碎)，保温45摄氏度搅拌6小时。

【3】酶解结束后用10目滤布过滤，收集滤渣(提取胶原蛋白用)；滤液加热至沸腾后保持5分钟，用滤布滤清。

【4】清液加入0.1％(按滤液量计算)的30％过氧化氢，调节PH9.5，搅拌均匀后，保温30摄氏度，静置3小时。用澄清板过滤，滤液调节至PH7.0，加入乙醇至70度(酒精度)，搅拌均匀后静置8小时。

【5】倾去上层乙醇，滤出沉淀，称重，加入4倍量50摄氏度的1％氯化钠溶液，搅拌使之溶解，调节至PH9.5，再向该溶液中加入1％的30％过氧化氢，搅拌均匀后保温30摄氏度，静置6小时，用澄清板过滤，滤液调节至PH6.5，加入乙醇至68度(酒精度)，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，沉淀用无水乙醇脱水2次，置于真空干燥箱，60摄氏度，真空干燥20小时，得硫酸软骨素精品。

【6】向步骤3中滤渣加入4倍量的纯水，放入压力反应锅中，升温到121摄氏度，保温3小时后冷却至45摄氏度，调节PH6.8，加入滤渣量1％的木瓜蛋白酶，保温搅拌7小时；用澄清板过滤。

【7】滤液调节至PH7.5，加入滤液量1％的30％过氧化氢，搅拌均匀后密封，静置3小时；加入1％活性炭搅拌脱色2小时后用澄清板过滤。滤液180/60℃喷雾干燥即得成品胶原蛋白。

【8】对产品进行含量测定。

本发明采用源于清真屠宰场的新鲜牛软骨为主要原料，并且在工艺技术上，改进了常规技术原料利用不充分、产物中有效成分含量低等缺陷，采用低温提取硫酸软骨素、高压提取胶原蛋白温和条件下酶解、离心喷雾干燥的工艺，从牛软骨中制得符合药用要求的胶原蛋白和硫酸软骨素精品。最终产品中胶原蛋白含量达到95％，硫酸软骨素含量达到90％以上。

实际例1.

将清真屠宰场取出的牛软骨剪去脂肪等杂物，称取200kg，切成小块。加入400kg的水，加热至85摄氏度以上，保温30分钟，去除上层油脂，换成干净水冲洗软骨二次，再加入400kg的水、6kg的氯化钠和2kg的氢氧化钠，保温30摄氏度，搅拌5小时。碱解结束后，加浓盐酸10.6升调节至PH9.5，加入6kg切碎的新鲜牛胰脏，保温45摄氏度搅拌6小时。酶解结束后用10目滤布过滤，收集滤渣182kg；滤液406升加热至沸腾后保持5分钟，用滤布滤清。清液加入4.06升的30％过氧化氢，调节PH9.5，搅拌均匀后，保温30摄氏度，静置3小时。用澄清板过滤，滤液调节至PH7.0，加入乙醇948升至70度酒精度，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，滤出沉淀，称重得沉淀10.4kg，加入41.6kg 50摄氏度的1％氯化钠溶液，搅拌使之溶解，调节至PH9.5，再向该溶液中加入468ml的30％过氧化氢，搅拌均匀后保温30摄氏度，静置6小时，用澄清板过滤，滤液调节至PH6.5，加入106升乙醇，至68度酒精度，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，沉淀用无水乙醇脱水2次，置于真空干燥箱，60摄氏度，真空干燥20小时，得硫酸软骨素精品3.85kg。

向酶解过滤后的滤渣中加入728kg的水，放入压力反应锅中，升温到121摄氏度，保持0.1Mpa的压力3小时后停止加热，冷却至45摄氏度，加入浓盐酸1.83kg调节至PH6.8，加入1.82kg的木瓜蛋白酶，保温搅拌7小时；用澄清板过滤得滤液865kg。滤液调节至PH7.5，加入8.65kg的30％过氧化氢，搅拌均匀后密封，静置3小时；加入8.73kg活性炭搅拌脱色2小时后用澄清板过滤。滤液180/60℃喷雾干燥，得成品胶原蛋白6.68kg。对产品进行含量测定。胶原蛋白中蛋白含量为96.7％，硫酸软骨素含量达到93.2％。

实际例2.将清真屠宰场取出的牛软骨剪去脂肪等杂物，称取500kg，切成小块。加入1000kg的水，加热至85摄氏度以上，保温30分钟，去除上层油脂，换成干净水冲洗软骨二次，再加入1000kg的水、15kg的氯化钠和5kg的氢氧化钠，保温30摄氏度，搅拌5小时。碱解结束后，加浓盐酸50.8升调节至PH9.5，加入15kg切碎的新鲜牛胰脏，保温45摄氏度搅拌6小时。酶解结束后用10目滤布过滤，收集滤渣463kg；滤液1006升加热至沸腾后保持5分钟，用滤布滤清。清液加入10.06升的30％过氧化氢，调节PH9.5，搅拌均匀后，保温30摄氏度，静置3小时。用澄清板过滤，滤液调节至PH7.0，加入乙醇2343升至70度酒精度，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，滤出沉淀，称重得沉淀26.6kg，加入106.6kg 50摄氏度的1％氯化钠溶液，搅拌使之溶解，调节至PH9.5，再向该溶液中加入1066ml的30％过氧化氢，搅拌均匀后保温30摄氏度，静置6小时，用澄清板过滤，滤液调节至PH6.5，加入256升乙醇，至68度酒精度，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，沉淀用无水乙醇脱水2次，置于真空干燥箱，60摄氏度，真空干燥20小时，得硫酸软骨素精品9.85kg。

向酶解过滤后的滤渣中加入1852kg的水，放入压力反应锅中，升温到121摄氏度，保持0.1Mpa的压力3小时后停止加热，冷却至45摄氏度，加入浓盐酸4.66kg调节至PH6.8，加入4.63的木瓜蛋白酶，保温搅拌7小时；用澄清板过滤得滤液2198kg。滤液调节至PH7.5，加入21.98kg的30％过氧化氢，搅拌均匀后密封，静置3小时；加入22.17kg活性炭搅拌脱色2小时后用澄清板过滤。滤液180/60℃喷雾干燥，得成品胶原蛋白17.0kg。对产品进行含量测定。胶原蛋白中蛋白含量为95.8％，硫酸软骨素含量达到92.5％。

Claims (8)

1.一种从牛软骨中同时提取胶原蛋白(Collage)和硫酸软骨素(Chondroitin Sulfate)的联产工艺。从一种原料中同时提取了两种生物产品，最终产品中胶原蛋白含量达到95％，硫酸软骨素含量达到90％以上。胶原蛋白是是哺乳动物体内含量最为丰富的动物蛋白，可以应用于医疗、饲料、食品化妆品工业中，可制成止血粉剂、烧伤敷料、药物载体、心脏辨膜、血管、食管和气管的替代材料、外科用缝线等多种形态，用作生物发酵的培养基、饲料粘结剂；胶原类功能性食品和保健品；还可以改善肉类的品质、用作食品包装材料、饮料澄清剂和生产高级化妆品。硫酸软骨素作为保健、药品和美容产品的原料，该产品具有良好的抗衰老功能，还长期用于防治关节炎、治疗某些神经痛、关节痛、动脉硬化症、听觉障碍及肝炎等疾病，对冠心病、动脉粥样硬化、风湿病、风湿性炎症和伤口愈合以及肾炎、腰痛、神经痛及头痛等具有很好的疗效。

2.本发明公开了一种从牛软骨中同时提取胶原蛋白(Collage)和硫酸软骨素(ChondroitinSulfate)的联产工艺。依次包括以下步骤：

【1】将清真宰牲场取出的牛软骨剪去杂，称重，切成小块。加水，加热，去除上层油脂，换成干净水冲洗二次，再加入水、氯化钠和氢氧化钠，保温搅拌5小时。

【2】碱解结束后，加盐酸调节PH，加新鲜牛胰脏，保温搅拌6小时。

【3】酶解结束后用滤布过滤，收集滤渣(提取胶原蛋白用)；滤液加热至沸腾后，用滤布滤清。

【4】清液加入过氧化氢，调节PH，搅拌均匀后，保温静置3小时。用澄清板过滤，滤液调节至PH，加入乙醇，搅拌均匀后静置8小时。

【5】倾去上层乙醇，滤出沉淀，称重，加入氯化钠溶液，搅拌使之溶解，调节PH，再加入过氧化氢，搅拌均匀后保温静置6小时，用澄清板过滤，滤液调节PH，加入乙醇，搅拌均匀后静置8小时。倾去上层乙醇，脱水，置于真空干燥箱真空干燥，得硫酸软骨素精品。

【6】向步骤3中滤渣加入纯水，放入压力反应锅中，蒸煮3小时后冷却，调节PH，加入蛋白酶，保温搅拌；用澄清板过滤。

【7】滤液调节PH，加入过氧化氢，搅拌均匀后密封静置3小时；加入活性炭搅拌脱色后用澄清板过滤。滤液喷雾干燥即得成品胶原蛋白。

【8】对产品进行含量测定。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，选用采用源于清真宰牲场的新鲜牛软骨为主要原料，适应了向穆斯林国家供应医药和保健食品、日化原料的渠道。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤【2】中采用新鲜牛胰脏替代非清真的胰酶，不加入其他动物源性酶制剂，保证了产品的清真性。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤【1】和【3】采用温和条件下水解软骨得到硫酸软骨素，同时又很好的保护了胶原蛋白的生物活性。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤【6】中采用高温高压蒸骨后再在中性条件下用木瓜蛋白酶水解，有效的促使胶原蛋白大量溶出，又保证了提取过程中不给产品后处理带入其他杂质，保证了最终产品的品质。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤【7】中采用几乎中性条件下用过氧化氢脱色，然后用活性炭脱臭，充分利用活性炭的吸附作用和助滤作用，提高了产品含量，同时缩短了工艺时间。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所得产品为清真生物制品，其中胶原蛋白含量达到95％以上、硫酸软骨素含量达到90％以上。