CN102888434A

CN102888434A - 一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法

Info

Publication number: CN102888434A
Application number: CN 201110201144
Authority: CN
Inventors: 黄义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-01-23

Abstract

一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法属于胶原蛋白的提取工艺。本发明提供一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法。一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法，工艺流程为铬革屑→预处理→碱水解→离心分离，离心分离后得到明胶和滤液；明胶进行脱盐和干燥，滤液酶水解→离心分离，离心分离后得到氨基酸、多肽和铬饼。

Description

一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法

技术领域

本发明属于胶原蛋白的提取工艺。

背景技术

据统计，在制革过程中1t原料皮只能生产出200kg成品革，仅占原料皮的20％，却要产生超过60％的固体废弃物。在制革废弃物中，我国每年铬鞣革屑产生量估计在30万t以上；而在铬革屑干基中，胶原蛋白约占90％，含Cr₂O₃约3％-6％。由于胶原蛋白具有独特的结构和突出的性能，在制革工业中可用于生产鞣剂，复鞣剂，加脂剂，涂饰剂等。另外，胶原蛋白还被广泛应用于医药、化妆品工业，食品工业，饲料工业以及水产养殖业等等。回收利用铬鞣革屑，既可消除含铬革屑对环境的污染，又能充分利用原皮和铬资源，最终实现资源化利用，因而具有十分重要的意义。

铬革屑提取胶原蛋白的工艺方法中，碱一酶结合处理法操作比较简便、革屑利用率高，通过控制不同条件可得到分子大小不同的明胶产物，产率和铬的脱除率较高。在碱处理过程中氧化钙的作用强，虽然胶原蛋白提取率较高，但制取的明胶黏度低，品质差；氧化镁处理较缓和，提取蛋白质的黏度高，但收率不高。在已报道的碱酶结合法处理铬革屑提取胶原蛋白工艺方法的研究中，都是先采用单一碱(氧化钙或氧化镁)处理革屑，再进行酶法。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法。

对于上述目的，本发明是这样实现的：

一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法，工艺流程为铬革屑→预处理→碱水解→离心分离，离心分离后得到明胶和滤液；明胶进行脱盐和干燥，滤液酶水解→离心分离，离心分离后得到氨基酸、多肽和铬饼。

碱水解过程中，加入氧化钙和氧化镁二种碱性物质结合进行碱水解。

最佳工艺参数为提取工艺条件为：氧化钙与氧化镁的用量分别均为3％(以革屑干基质量计)，水用量为300％，碱水解温度80℃，时间为4h，酶用量0.05％，酶水解温度为42℃。

最佳工艺参数下明胶的提取率在40％以上，蛋白质总提取率达60％。

本发明的有益效果：

(1)本工艺中对铬革屑进行水洗预处理，降低了铬革屑中的灰分、铬含量以及游离酸等，灰分去除率高达68％，为提高明胶及蛋白多肽产物的质量做出了较大贡献。

(2)本发明综合考虑明胶的品质和蛋白质总提取率，较优的提取工艺条件为：氧化钙与氧化镁的用量分别均为3％(以革屑干基质量计)，水用量为300％，碱水解温度80℃，时间为4h，酶用量0.05％，酶水解温度为42℃；在最佳工艺参数下，明胶的提取率在40％以上，蛋白质总提取率达60％，提高蛋白质从铬革屑中的提取率，以实现对铬革屑最大限度的资源化利用。

具体实施方式

工艺流程为铬革屑→预处理→碱水解→离心分离，离心分离后得到明胶和滤液；明胶进行脱盐和干燥，滤液酶水解→离心分离，离心分离后得到氨基酸、多肽和铬饼。

铬革屑中含有一定量的无机盐等杂质，对其进行水洗预处理是很有必要的。通过水洗可以降低铬革屑中的灰分、铬含量以及游离酸等，有助于降低水解蛋白产物中灰分等含量，同时可以减少这些杂质对后期碱酶水解的影响。

水洗预处理过程为水洗2次，每次30min，水用量300％(以革屑干基计)，非离子表面活性剂0.5％。

影响从铬革屑水解提取胶原蛋白产率的主要因素有：碱的种类、碱的用量、碱水解温度、时问、水量以及酶的用量和作用时间等。本发明采用氧化钙和氧化镁2种碱性物质结合进行碱水解，在固定碱的总用量为6％和酶水解水用量200％的试验条件下，进行了6因素5水平的正交试验，找出了最大化蛋白质总提取率和高品质明胶的制备工艺条件。

表1正交试验水平因素

表2正交试验结果

以明胶黏度和蛋白质总提取率为评价指标，对正交试验结果进行因素极差分析：第一步碱水解过程中对胶原蛋白黏度影响的主次顺序是M_Mgo∶M_cao＞温度I＞液比＞时间。最优方案为A5B2C4D1，即在M_Mgo∶M_cao为1∶0(二者总量为6％)，温度I为70℃，时间为3h，加水量为600％的条件下制得的胶原蛋白黏度最大为5.71mPa·s，胶原蛋白分子链水解程度最小，明胶的品质最好；整个水解过程中，因素对蛋白质提取率影响的主次顺序是温度I＞M_Mgo∶M_cao＞液比＞酶＞温度II＞时间，最优方案为A₁B₄C₁D₄E₁F₁。即M_Mgo∶M_cao为0∶1(二者总量为6％)，温度I为90℃，液比为3，时间为6h，酶用量为0.05％，溯为42℃。此时碱水解阶段制得明胶的提取率为56.1％，酶水解蛋白多肽提取率为7.3％，两步蛋白质总提取率为63.3％。

综合考虑明胶的品质和蛋白质总提取率，本试验选定较佳的工艺方法为：氧化钙与氧化镁的用量分别均为3％(以革屑干基质量计)，碱水解温度80℃，水用量为300％，时间为4h，酶用量0.125％，酶水解温度为46℃。在此试验条件下所制取明胶的提取率在40％以上，明胶黏度为3.48mPa·s，接近市售生物试剂明胶黏度(3.45m_Pa·s)；蛋白质总提取率达60％以上。

向明胶液中通入一定流量的CO₂，使溶于水解液中的钙和镁离子生成碳酸盐沉淀，采用离心分离，即可得到低盐分的澄清明胶液。处理前后灰分含量变化见表5。

通过表5可知处理前胶原的灰分大概分布在5％-9％，含量较大，不能符合工业明胶标准。经过除盐后胶原的灰分和Cr₂O₃，含量大大减小，已达到工业明胶(QBT1995-2005)灰分和铬盐指标。

Claims

1.一种从废铬革屑中提取胶原蛋白的工艺方法，其特征在于工艺流程为：工艺流程为铬革屑→预处理→碱水解→离心分离，离心分离后得到明胶和滤液；明胶进行脱盐和干燥，滤液酶水解→离心分离，离心分离后得到氨基酸、多肽和铬饼。

2.根据权利要求1所述的鲜鸡蛋的保鲜包装加工一体化工艺，其特征在于碱水解过程中，加入氧化钙和氧化镁二种碱性物质结合进行碱水解。

3.根据权利要求1所述的鲜鸡蛋的保鲜包装加工一体化工艺，其特征在于最佳工艺参数为提取工艺条件为：氧化钙与氧化镁的用量分别均为3％(以革屑干基质量计)，水用量为300％，碱水解温度80℃，时间为4h，酶用量0.05％，酶水解温度为42℃。