CN102429891A - 一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1、羊骨粉的制备，取新鲜羊骨破碎、脱脂、烘干、粉碎制成羊骨泥；2、骨胶原多肽的制备，去羊骨泥酶解制得骨胶原多肽；3、低分子量骨胶原多肽的分离提取，使用超滤膜分离得到低分子量骨胶原多肽；4、低分子量胶原多肽钙螯合物的制备，取低分子量骨胶原多肽和钙源螯合制得低分子量胶原多肽钙螯合物；5、低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备；本发明方法提高了羊骨资源的附加值，实现了猪骨中胶原蛋白和骨钙的综合开发利用，制得的微胶囊补钙剂，在水中有较高的溶解性，而且在接近人体体温的范围内，其溶解度最大；并且该微胶囊产品能够掩盖钙盐自身的异味。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种低分子量羊骨胶原多肽
钙螯合物微胶囊的制备方法。
背景技术
骨质主要由胶原蛋白网状结构和黏附在其中的钙盐组成，并且钙磷比例是2∶1非常接近人体钙吸收的最佳比例，是理想的天然钙源。我国是一个畜牧业大国，随着我国畜禽养殖业的发展，每年我国约有近1500万吨的畜禽骨骼产生。对于畜禽骨资源综合开发直接影响着畜禽养殖的经济效益；对骨进行加工利用，将会产生极大的经济效益和社会效益，具有极大地开发前景。动物鲜骨的开发起步较晚，二十世纪八十年代才在世界上受到重视，现已逐步成为一种独特的新食源，尤其是骨胶原多肽的开发成为当前研究的热点，骨胶原多肽的生物学意义主要体现在其营养价值和生理功能两个方面。近年来国内外关于骨骼酶解虽然取得了一定的成绩和突破，但由于骨骼中主要成分是胶原蛋白，其三股螺旋结构导致胶原蛋白难以分解，且产物分子量分部范围广、不集中，大分子肽含量较高，因此至今没有找到真正合适的降解骨骼的大工业生产利用的酶类。
羊骨占总体重的比例是8%-17%，资源非常丰富。而在我国长期以来，由于人们对骨的认识和研究不足，这使我国在动物骨骼的开发和利用一直落后于国外发达国家。而且营养调查表明缺钙是我国人群中普遍存在的现象。缺钙可能会引起骨质疏松、佝偻症、小儿抽搐症等多种疾病，甚至对心血管也会产生极大的负作用。因此，补钙产品的研发具有广阔的市场前景。研究表明，要预防和改善骨质疏松，最科学的方法是同时补充钙和胶原蛋白。这样，钙才能在胶原蛋白的粘合下沉积在骨骼，加强骨的韧性、硬度。也就是说，人体只有摄取足够的胶原蛋白，钙才能够被有效吸收，骨质疏松的问题才能真正解决。因此，补钙应当是经常、及时地补充结合了钙的胶原蛋白，这样的补钙剂摄入体内后消化吸收比较快，且能较快地到达骨骼部位而沉积。利用两者相互促进功效来研制既补钙又增加多肽的保健食品具有一定的创新性和实用性。不但解决了羊骨的废弃污染问题、也提高了畜骨的附加值及经济效益，而且还为人类提供了全天然、安全、多功效的新型补钙食品。
目前市场上有许多类型的补钙制剂，其中大多数为无机钙和有机钙，它们虽对缓解人体缺钙压力有一定作用，但同时它们各自又存在着严重的缺点。目前常见的氨基酸螯合钙作为一种优良的补钙制剂也有了一定程度的开发，如中国专利申请号为200610096239.9，发明名称为氨基酸螯合钙的制备方法公开了无机钙与氨基酸通过离子交换树脂进行螯合的技术方案。虽然解决了上述补钙制剂的缺点，但其也不能做到胶原与钙同补。申请号为200810044574.3的“黄牛骨螯合物及其制备方法和用途”和申请号为201110129187.1的“鹿骨胶原多肽螯合钙及肠溶胶囊和制备方法”的发明专利，分别对黄牛骨和鹿骨酶解后的胶原多肽与钙进行的螯合工艺，没有考虑到多肽的分子量和螯合率的多少。本专利针对以上两个专利的不足，针对未见报道的羊骨进行开发制备胶原多肽钙螯合物微胶囊的技术。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法，该制备方法制备的螯合物微胶囊具有高溶解性，且能够掩盖钙盐自身的异味，并能够在肠道的微碱性条件下逐渐释放Ca2+，吸收率高，性质稳定的特点。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）、羊骨粉的制备：取新鲜羊骨，破碎后清洗干净，高压条件下121℃蒸煮进行脱脂40分钟，然后在50℃～60℃温度条件下烘干至含水率＜6%，并将烘干后的羊骨经过粉碎机粉碎，过100目筛网，备用；
（2）、骨胶原多肽的制备：将步骤（1）中制备好的羊骨粉用浓度为5%的乙酸浸泡处理48小时，取浸泡好的羊骨粉加入清水中配制成质量浓度为2%的羊骨粉底物溶液，调整PH值至2.0，按照酶与底物溶液的重量之比为1：100添加胃蛋白酶，在55℃条件下酶解3小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴中灭酶5 分钟，然后调PH值至5.5，按照酶与底物溶液的重量之比为1：80添加木瓜蛋白酶，在50℃条件下酶解2小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴中灭酶5 分钟，之后以6000 转/分钟的转速离心10 分钟，取上清液，采用活性炭脱色，脱色后过滤、冷冻干燥，即得骨胶原多肽；
（3）、低分子量骨胶原多肽的分离提取：将步骤（2）制备好的骨胶原多肽采用截留分子量为6 kDa的超滤膜分离，收集滤液，将滤液旋转蒸发后冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽；
（4）、低分子量胶原多肽钙螯合物的制备：取步骤（3）中制备好的低分子量胶原多肽，用蒸馏水溶解，然后加入低分子量胶原多肽质量1/4的氯化钙，或者加入低分子量胶原多肽质量1/3的可溶性羊骨钙，调节pH值为7.0，在 55℃～60℃条件下螯合反应2.5～3小时，反应结束后，向反应溶液中加入无水乙醇与水混合溶液，以6000 转/分钟的转速离心15分钟，取沉淀物，经过滤，冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽钙螯合物，其中无水乙醇与水混合溶液中无水乙醇与水的体积比为8:1～9:1；
其中可溶性羊骨钙由步骤（2）中离心后分离出来的骨泥渣与盐酸混合，脱钙后，离心分离，取上清液冷冻干燥制得；
（5）、低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备：按照质量百分比，取96%的低分子量胶原多肽钙螯合物、2%的阿拉伯树胶和2%明胶，调整pH值为4.2，在55℃条件下，采用复凝聚法通过高速搅拌、固化、离心、洗涤、冷冻干燥，制得低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊，其中复凝聚处理过程中搅拌速度为1800 转/分钟，凝聚时间为20分钟，固化温度为10℃，固化时间50 分钟。
所述步骤（1）中破碎后的羊骨反复煮沸100℃脱脂2～3小时，然后取出，在50℃温度条件下烘干至含水率＜6%，将烘干后的羊骨经过粉碎机粉碎，并过100目筛网，备用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明方法提高了羊骨资源的附加值，防止羊骨遗弃造成的环境污染，且用到的设备均为普通设备，成本低，可操作性强，制备效率高，可用于规模生产。
（2）本发明方法制得的微胶囊补钙剂，其在水中有较高的溶解性，而且在接近人体体温的30℃～40℃范围内，其溶解度最大；且该微胶囊产品能够掩盖钙盐自身的异味。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例：
实施例1：
一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）、羊骨粉的制备：取新鲜羊骨，破碎后清洗干净，高压条件下121℃蒸煮进行脱脂40分钟，然后取出，在50℃温度条件下烘干至含水率＜6%，将烘干后的羊骨经过粉碎机粉碎，并过100目筛网，备用；
（2）、骨胶原多肽的制备：将步骤（1）中制备好的羊骨粉用浓度为5%的乙酸浸泡处理48小时，取浸泡好的羊骨粉加入清水中配制成质量浓度为2%的羊骨粉底物溶液，调整pH值至2.0，按照酶与底物溶液的重量之比为1：100添加胃蛋白酶，在55℃条件下酶解3小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴灭酶5 分钟，然后调pH值至5.5，按照酶与底物浓度之比为1：80添加木瓜蛋白酶，在50℃条件下酶解2小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴灭酶5 分钟，之后以6000 转/分钟的转速离心10 分钟，取上清液，采用活性炭脱色，脱色后过滤、冷冻干燥，即得骨胶原多肽；
（3）、低分子量骨胶原多肽的分离提取：将步骤（2）制备好的骨胶原多肽采用截留分子量为6 kDa的超滤膜分离，超滤膜分离后酶解液中以分子量为2 kDa～6 kDa的骨胶原多肽为主，占了总肽量72.15%；收集滤液，将滤液旋转蒸发后冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽；
（4）、低分子量胶原多肽钙螯合物的制备：取步骤（3）中制备好的低分子量胶原多肽，用蒸馏水溶解，调节pH值为7.0，按照低分子量骨胶原多肽与氯化钙质量比4:1，加入氯化钙，在55℃条件下螯合反应3小时，反应结束后，向反应溶液中加入无水乙醇与水混合溶液，以6000 转/分钟的转速离心15分钟，取沉淀物，经过滤，冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽钙螯合物；其中无水乙醇与水混合溶液中无水乙醇与水的体积比为9:1；
其螯合率为43.95±3.10%，螯合物得率为78.12±3.32%。
可溶性羊骨钙的制备方法：取步骤（2）中酶解后的羊骨渣与浓度为0.36mol/L盐酸混合，每20ml盐酸加入1g骨泥渣，在55℃条件下脱钙4小时，然后以5000 转/分钟的转速离心20分钟，取上清液，调整pH值为7.0，再以6000 转/分钟的转速离心15分钟，去除沉淀将上清液，冷冻干燥制得可溶性的羊骨钙；
（5）、低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备：按照质量百分比，取96%的低分子量胶原多肽钙螯合物，2%的阿拉伯树胶和2%明胶，调整pH值为4.2，在55℃条件下,采用复凝聚法，通过高速搅拌、固化、离心、洗涤、冷冻干燥，制得低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊，其中复凝聚处理过程中搅拌速度为1800 转/分钟，凝聚时间为20分钟，固化温度为10℃，固化时间50 分钟。
制得的羊骨胶原多肽钙螯合物在不同温度水中的溶解度如下表所示：
本发明方法制得的微胶囊补钙剂，选用的是低分子量骨胶原多肽，这对于人体对螯合物中钙元素的生物吸收利用非常有利，在水中有较高的溶解性，而且在接近人体体温的30℃～40℃范围内，其溶解度最大。
制得的羊骨胶原多肽钙螯合物在不同pH条件下的溶解度如下表所示：
本发明方法制得的微胶囊补钙剂，在pH 2.0～pH12.0的范围内溶解度都很高，可应用于轻工、化工、食品、化妆品、医药等多个领域。尤其在酸性和碱性环境中，其溶解度都较高，表明其在胃肠道中消化吸收率不受pH的影响；且能够在肠道的微碱性条件下逐渐释放Ca2+，吸收率高，性质稳定。
实施例2：
（1）、羊骨粉的制备：取新鲜羊骨，破碎后清洗干净，然后反复煮沸100℃脱脂3小时，然后通过超微粉碎制成羊骨泥，然后取出，在60℃温度条件下烘干至含水率＜6%，将烘干后的羊骨经过粉碎机粉碎，并过100目筛网，备用；
（2）、骨胶原多肽的制备：将步骤（1）中制备好的羊骨粉用浓度为5%的乙酸浸泡处理48小时，取浸泡好的羊骨粉加入清水中配制成质量浓度为2%的羊骨粉底物溶液，调整pH值至2.0，按照酶与底物溶液的重量之比为1：100添加胃蛋白酶，在55℃条件下酶解3小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴灭酶5 分钟，然后调pH值至5.5，按照酶与底物浓度之比为1：80添加木瓜蛋白酶，在50℃条件下酶解2小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴灭酶5 分钟，之后以6000 转/分钟的转速离心10 分钟，取上清液，采用活性炭脱色，脱色后过滤、冷冻干燥，即得骨胶原多肽；
（3）、低分子量骨胶原多肽的分离提取：将步骤（2）制备好的骨胶原多肽采用截留分子量为6 kDa的超滤膜分离，超滤膜分离后酶解液中以分子量为2 kDa～6 kDa的骨胶原多肽为主，占了总肽量72.15%；收集滤液，将滤液旋转蒸发后冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽；
（4）、低分子量胶原多肽钙螯合物的制备：取步骤（3）中制备好的低分子量胶原多肽，用蒸馏水溶解，然后加入低分子量胶原多肽质量1/3的可溶性羊骨钙，调节pH值为7.0，在60℃条件下螯合反应2.5小时，反应结束后，向反应溶液中加入无水乙醇与水混合溶液，以6000 转/分钟的转速离心15分钟，取沉淀物，经过滤，冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽钙螯合物，其中无水乙醇与水混合溶液中无水乙醇与水的体积比为8:1；
其螯合率为47.98%±3.56%，螯合物得率为80.71%±4.12%。
可溶性羊骨钙的制备方法：取步骤（2）中酶解后的羊骨渣与浓度为0.36mol/L盐酸混合，每20ml盐酸加入1g骨泥渣，在55℃条件下脱钙4小时，然后以5000 转/分钟的转速离心20分钟，取上清液，调整pH值为7.0，再以6000 转/分钟的转速离心15分钟，去除沉淀将上清液，冷冻干燥制得可溶性的羊骨钙；
（5）、低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备：按照质量百分比，取96%的低分子量胶原多肽钙螯合物，2%的阿拉伯树胶和2%明胶，调整pH值为4.2，在55℃条件下,采用复凝聚法，通过高速搅拌、固化、离心、洗涤、冷冻干燥，制得低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊，其中复凝聚处理过程中搅拌速度为1800 转/分钟，凝聚时间为20分钟，固化温度为10℃，固化时间50 分钟。
Claims (2)
1.一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）、羊骨粉的制备：取新鲜羊骨，破碎后清洗干净，高压条件下121℃蒸煮进行脱脂40分钟，然后在50℃～60℃温度条件下烘干至含水率＜6%，并将烘干后的羊骨经过粉碎机粉碎，过100目筛网，备用；
（2）、骨胶原多肽的制备：将步骤（1）中制备好的羊骨粉用浓度为5%的乙酸浸泡处理48小时，取浸泡好的羊骨粉加入清水中配制成质量浓度为2%的羊骨粉底物溶液，调整PH值至2.0，按照酶与底物溶液的重量之比为1：100添加胃蛋白酶，在55℃条件下酶解3小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴中灭酶5 分钟，然后调PH值至5.5，按照酶与底物溶液的重量之比为1：80添加木瓜蛋白酶，在50℃条件下酶解2小时，将酶解后的反应溶液在100℃水浴中灭酶5 分钟，之后以6000 转/分钟的转速离心10 分钟，取上清液，采用活性炭脱色，脱色后过滤、冷冻干燥，即得骨胶原多肽；
（3）、低分子量骨胶原多肽的分离提取：将步骤（2）制备好的骨胶原多肽采用截留分子量为6 kDa的超滤膜分离，收集滤液，将滤液旋转蒸发后冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽；
（4）、低分子量胶原多肽钙螯合物的制备：取步骤（3）中制备好的低分子量胶原多肽，用蒸馏水溶解，然后加入低分子量胶原多肽质量1/4的氯化钙，或者加入低分子量胶原多肽质量1/3的可溶性羊骨钙，调节pH值为7.0，在 55℃～60℃条件下螯合反应2.5～3小时，反应结束后，向反应溶液中加入无水乙醇与水混合溶液，以6000 转/分钟的转速离心15分钟，取沉淀物，经过滤，冷冻干燥，即制得低分子量胶原多肽钙螯合物，其中无水乙醇与水混合溶液中无水乙醇与水的体积比为8:1～9:1；
其中可溶性羊骨钙由步骤（2）中离心后分离出来的骨泥渣与盐酸混合，脱钙后，离心分离，取上清液冷冻干燥制得；
（5）、低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备：按照质量百分比，取96%的低分子量胶原多肽钙螯合物、2%的阿拉伯树胶和2%明胶，调整pH值为4.2，在55℃条件下，采用复凝聚法通过高速搅拌、固化、离心、洗涤、冷冻干燥，制得低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊，其中复凝聚处理过程中搅拌速度为1800 转/分钟，凝聚时间为20分钟，固化温度为10℃，固化时间50 分钟。
2.根据权利要求1所述的一种低分子量羊骨胶原多肽钙螯合物微胶囊的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中破碎后的羊骨反复煮沸100℃脱脂2～3小时，然后在50℃～60℃温度条件下烘干至含水率＜6%，并将烘干后的羊骨经过粉碎机粉碎，过100目筛网，备用。
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