CN102321714A - 胶原多肽及其粉剂的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胶原多肽及其粉剂的制作方法，该制作方法包括制备酶解液和制备胶原多肽步骤，其中，在制备胶原多肽步骤中，将酶解液经过旋转式超滤器分离，获取胶原多肽透过液，胶原多肽透过液经纳滤浓缩，制得本发明所提出的胶原多肽；进一步喷雾干燥制得本发明所提出的胶原多肽粉。超滤膜在旋转的动态状态下对酶解液进行过滤，而动态的超滤膜表面的流体具有高剪切作用，致使其表面不易使溶质的浓度增加，能有效地削弱浓差极化和胶凝层的形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶原多肽及其粉剂的制作方法。
背景技术
胶原蛋白是由3条肽链拧成螺旋形的纤维状蛋白质，其分子量为5－30万千道尔顿。胶原蛋白富含人体所需的甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、焦谷氨酸和羟基赖氨酸等氨基酸，是人体内含量最丰富的蛋白质，它即具有维持皮肤和组织器官形态及结构的功能，又是一种能修复各受损伤组织的重要原料，所以，胶原蛋白是维持身体正常活动所不可缺少的重要成份。虽然食物含有胶原蛋白，但由于胶原蛋白是三级螺旋式超大分子结构，很难被人体吸收，据权威部门公布的数据表明，食物中的胶原蛋白人体消化吸收率低于1%；而将胶原蛋白分解为胶原多肽，分子量在2000－3000道尔顿之间的吸收率约为40%左右，分子量在1000道尔顿的吸收率约为90%左右，所以，将胶原蛋白分解为胶原多肽的分子量越小，人体消化吸收率越高。
在现有技术中，一种分解胶原蛋白的方法是采用酶解法，即利用酶解的方式将胶原蛋白分解为胶原多肽，再经灭菌和过滤及提取等步骤制成胶原多肽粉。由于该种方法所获得的胶原多肽的分子量较大，生理活性不高，且生产成本相对较高，所以，酶解法分解胶原多肽得不到广泛的应用。另一种分解胶原多肽的方法是采用酶膜反应法，如中国专利101948894A号公开的名称为“梯度稀释补料酶膜耦合反应及用于鱼鳞胶原蛋白多肽制备”给出一种酶膜反应法的方案。该方法制备胶原多肽采用酶解反应器和超滤膜分离设备，以及设置在酶解反应器和超滤膜分离设备之间的循环泵，酶解时，先让底物在系统内循环一定时间，再补充底物，然后按照酶与底物的比例加入蛋白酶进行酶解，再开启膜分离透过液和底物溶液补充阀，将底物溶液经过梯度稀释后，按照浓度由高到低顺序依次补充加入酶解反应器内。该种酶膜反应法虽然可以提高酶解反应效率，降低酶的消耗量，但由于酶膜反应器中的超滤膜是处于在静态状态下进行膜分离的，而静态膜在过滤时，可使膜表面溶质的浓度增加，在浓度梯度作用下易形成胶凝层，该胶凝层一方面成会影响其过滤速度，另一方面膜易到溶质污染，所以，该种制备胶原多肽的方法的效率相对较低，且膜的更换频率相对较大，进而增加制作成本。
发明内容
本发明的任务是提供一种利用旋转使膜处于动态的方式解决浓差极化极化大和膜易被污染等问题的胶原多肽及其粉剂的制作方法。
本发明所提出的胶原多肽的制作方法，包括制备酶解液和制备胶原多肽两个步骤：在制备酶解液时，先将胶原蛋白溶液先置于酶解反应釜内，再向反应釜内加入蛋白酶进行酶解，以获取酶解液；在制备胶原多肽时，将酶解液装入旋转式超滤容器中获取胶原多肽透过液，将胶原多肽透过液置于酶解反应釜内，同时向酶解反应釜内补加胶原蛋白溶液和蛋白酶，酶解后的液体经浓缩和水洗过滤后即为本发明所提出的胶原多肽。
所述制备胶原多肽步骤中，旋转式超滤容器的转速为每分钟50－2000转，超滤膜所截留的分子量为0.1－20万道尔顿，压力为0.02－2.0兆帕。所述制备胶原多肽步骤中，连续地补加与胶原多肽透过液体积相同或相近的胶原蛋白溶液，且补加的胶原蛋白溶液的浓度与制备酶解液时所采用的胶原蛋白溶液的浓度相同或相近。
所述制备胶原多肽步骤中，间歇地补加蛋白酶，且补加的蛋白酶量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶量的5－20%。所述蛋白酶选用中性蛋白酶和/或碱性蛋白酶和/或酸性蛋白酶，且蛋白酶溶液的重量百分比浓度为1－5。
所述制备酶解液步骤中，将反应液的pH值调整到6－9，温度调整到40－60℃。
所述胶原蛋白溶液的重量百分比浓度为0.5－5。
利用上述胶原多肽制作粉剂的方法，包括以下步骤：将酶解后经浓缩和水洗过滤后的液体用纳滤膜进行浓缩，再将该浓缩液经喷雾干燥后即为本发明所提出的胶原多肽粉剂。
所述纳滤膜浓缩步骤中，纳滤膜所截留的分子量为150－500道尔顿，纳滤时的压力为1.0－4.0兆帕。
本发明所提出的胶原多肽及其粉剂的制作方法采用的旋转式超滤容器可以使其内的超滤膜在旋转的动态状态下进行过滤，而动态的超滤膜表面的流体具有高剪切作用，致使其表面不易使溶质的浓度增加，所以，利用旋转的超滤膜能有效地削弱浓差极化和胶凝层的形成，即可提高过滤速率，又可减少超滤膜的更换次数，能降低其制作成本。
附图说明：
附图1是本发明所提出的胶原多肽的制作方法工艺流程示意图。
具体实施方式：
实施例1
在补料罐1中配制质量百分比浓度为2%的胶原蛋白溶液（原料液），通过补料泵2将补料罐1中的胶原蛋白溶液置于酶解反应釜3内，同时将酶解反应釜3内的温度控制在40℃，反应液的pH值调整到6，然后再向该酶解反应釜3内加入质量是胶原蛋白质量2%的蛋白酶进行酶解，其中的蛋白酶可选用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶的复合酶；启动调速电机6并打开进料泵4，将经酶解后的液体 （酶解液）连续供给旋转式超滤器5，且使旋转式超滤器5的转速为每分钟50转，超滤膜所截留的分子量为0.5万道尔顿，控制跨超滤膜的压力为0.02兆帕。透过超滤膜的溶液为胶原多肽透过液（透过液）。未被酶解的大分子溶液（截留液）经回流阀 8 返回到反应釜 3；开启补液泵2连续地补加与胶原多肽透过液体积相同或相近的胶原蛋白溶液， 以保持反应釜内的反应液量基本不变；且补加的胶原蛋白溶液的浓度与制备酶解液时所采用的胶原蛋白溶液的浓度相同或相近（约2%），同时向反应釜3间歇地补加蛋白酶，且补加蛋白酶的质量是未经补液泵2补加胶原蛋白质量的千分之二左右；透过液罐7内的酶解液体即为本发明所提出的胶原多肽；在制备胶原多肽粉剂时，将酶解后的透过液罐7内的透过液用高压泵9抽入到纳滤膜容器10内，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为150道尔顿，纳滤时的压力为1.0兆帕，经纳滤膜浓缩的液体经喷雾干燥后即为本发明所提出的胶原多肽粉剂； 纳滤膜容器10的透过液返回补料罐1制作胶原蛋白原料液。
实施例2
本实施例中制备胶原多肽的方法与实施例1基本相同，所不同的是在补料罐1中配制质量百分比浓度为0.5%（重量百分比浓度为0.5－5）的胶原蛋白溶液，酶解反应釜3内的温度控制在60℃，反应液的pH值调整到9，旋转式超滤容器5的转速为每分钟2000转，超滤膜所截留的分子量为20万道尔顿，跨超滤膜的压力为2兆帕，补加蛋白酶的质量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶质量的20%，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为500道尔顿，纳滤时的压力为4.0兆帕。
实施例3
本实施例中制备胶原多肽的方法与实施例1基本相同，所不同的是在补料罐1中配制质量百分比浓度为5%的胶原蛋白溶液，酶解反应釜3内的温度控制在50℃，反应液的pH值调整到7，旋转式超滤容器5的转速为每分钟1000转，超滤膜所截留的分子量为10万道尔顿，跨超滤膜的压力为1兆帕，补加蛋白酶的质量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶质量的10%，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为200道尔顿，纳滤时的压力为2.0兆帕。
实施例4
本实施例中制备胶原多肽的方法与实施例1基本相同，所不同的是在补料罐1中配制质量百分比浓度为3%的胶原蛋白溶液，酶解反应釜3内的温度控制在55℃，反应液的pH值调整到8，旋转式超滤容器5的转速为每分钟100转，超滤膜所截留的分子量为5万道尔顿，跨超滤膜的压力为0.2兆帕，补加蛋白酶的质量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶质量的15%，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为300道尔顿，纳滤时的压力为3.0兆帕。
实施例5
本实施例中制备胶原多肽的方法与实施例1基本相同，所不同的是在补料罐1中配制质量百分比浓度为4%的胶原蛋白溶液，酶解反应釜3内的温度控制在45℃，反应液的pH值调整到7.5，旋转式超滤容器5的转速为每分钟1500转，超滤膜所截留的分子量为4.8万道尔顿，跨超滤膜的压力为0.6兆帕，补加蛋白酶的质量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶质量的12%，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为250道尔顿，纳滤时的压力为2.5兆帕。
实施例6
本实施例中制备胶原多肽的方法与实施例1基本相同，所不同的是在补料罐1中配制质量百分比浓度为4%的胶原蛋白溶液，酶解反应釜3内的温度控制在45℃，反应液的pH值调整到7.5，旋转式超滤容器5的转速为每分钟1500转，超滤膜所截留的分子量为4.8万道尔顿，跨超滤膜的压力为0.6兆帕，补加蛋白酶的质量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶质量的12%，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为250道尔顿，纳滤时的压力为2.5兆帕。
实施例7
本实施例中制备胶原多肽的方法与实施例1基本相同，所不同的是在补料罐1中配制质量百分比浓度为4%的胶原蛋白溶液，酶解反应釜3内的温度控制在45℃，反应液的pH值调整到7.5，旋转式超滤容器5的转速为每分钟1500转，超滤膜所截留的分子量为0.1－0.4万道尔顿，跨超滤膜的压力为0.6兆帕，补加蛋白酶的质量是每小时为制备酶解液时所添加蛋白酶质量的12%，纳滤膜容器10内的纳滤膜所截留的分子量为250道尔顿，纳滤时的压力为2.5兆帕。
Claims (9)
1.胶原多肽的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
制备酶解液：将胶原蛋白溶液先置于酶解反应釜内，再向反应釜内加入蛋白酶进行酶解，以获取酶解液；酶解液连续或半连续的取走，并同时向酶解反应釜内补充胶原蛋白液与蛋白酶；制备胶原多肽：将酶解液经过旋转式超滤器分离，获取胶原多肽透过液，胶原多肽透过液经纳滤浓缩，制得本发明所提出的胶原多肽； 进一步喷雾干燥制得本发明所提出的胶原多肽粉。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述制备胶原多肽步骤中，旋转式超滤器的转速为每分钟50－2000转，超滤膜所截留的分子量为0.1－20万道尔顿，压力为0.02－2.0兆帕。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述胶原蛋白溶液的重量百分比浓度为0.5－5。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述制备酶解液步骤中，将反应液的pH值调整到6－9，温度调整到40－60℃。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述制备胶原多肽步骤中，连续地向反应釜补加与胶原多肽透过液体积相同或相近的胶原蛋白溶液，且补加的胶原蛋白溶液的浓度与制备酶解液时所采用的胶原蛋白溶液的浓度相同或相近。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述制备胶原多肽步骤中，间歇地补加蛋白酶，且补加的蛋白酶量是所添加胶原蛋白量的千分之一到百分之五。
7.根据权利要求1或6所述的制作方法，其特征在于：所述蛋白酶选用中性蛋白酶和/或碱性蛋白酶和/或酸性蛋白酶，且蛋白酶溶液的重量百分比浓度为1－5。
8.利用权利要求1所述胶原多肽制作粉剂的方法，其特征在于包括以下步骤：将酶解后超滤透过液用纳滤膜进行浓缩，再将该浓缩液经喷雾干燥后即为本发明所提出的胶原多肽粉剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述纳滤膜浓缩步骤中，纳滤膜所截留的分子量为150－500道尔顿，纳滤时的压力为1.0－4.0兆帕。
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