CN102898541B - 一种鱼骨硫酸软骨素的制备方法 - Google Patents

一种鱼骨硫酸软骨素的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，包括以下步骤：鱼骨的预处理、鱼骨的汽爆处理、鱼骨的酶水解、除杂、离心分离、沉淀、洗涤及干燥。本发明的生产方法简单、生产成本低、生产周期短，条件温和、设备利用率高。该方法平均收率为8.7%，所得产物中硫酸软骨素中含量平均达到92.1%。较好地解决了鱼类加工中鱼骨的利用问题，从而提升了水产品加工下脚料的附加值，提高了淡水鱼的综合利用率。

Description

一种鱼骨硫酸软骨素的制备方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸软骨素的制备方法，更具体地，涉及采用鱼骨为原料提取硫酸软骨素的方法。
背景技术
硫酸软骨素系从动物软骨组织中制备获得的一种酸性粘多糖，多存在于动物软骨、鼻骨、喉骨、牛、马中隔和气管、鳖鱼软骨中，它是一种酸性粘多糖，由D-葡糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接而成的重复二糖单位组成的多糖，并在N-乙酰氨基半乳糖的C-4位或C-6位羟基上发生硫酸酯化。主要应用于关节炎、滴眼液等。目前生产硫酸软骨素的原料基本上来自于猪、牛等陆生动物的骨, 但由于陆生动物的生存环境恶化导致疯牛病等流行病的发生, 使得从陆生动物的骨中提取的硫酸软骨素的风险, 从而使其制品的使用受到限制。因此, 从水生动物中提取安全、卫生、无害的硫酸软骨素成为近几年各国研究的一项热门课题。
近年来随着我国养殖水产总量和加工需求的增大，水产品加工废弃物给环境带来的压力也日益显著。水产品在生产加工过程中会产生鱼骨、鱼头、鱼鳞、鱼皮、内脏等下脚料，而从鱼骨、鱼头中提取硫酸软骨素不仅可环境压力，还可提高水产品下脚料的附加值。
现有的鱼骨硫酸软骨素提取工艺中存在着酸、碱、盐、酶的用量大、能耗高、生产工艺繁琐和收率较低等情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，可以解决解决鱼类加工中鱼骨的利用问题，从而提升水产品加工中下脚料的附加值，提高了淡水鱼的综合利用率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，包括以下步骤：
1）鱼骨的预处理
将鱼骨煮沸，沥除油脂、肉渣，并将鱼骨粉碎、干燥，过筛得鱼骨粉；
2）汽爆处理
将鱼骨粉装入汽爆反应器中，在3.0-4.0MPa的压力下进行汽爆处理10-15分钟；
3）酶水解及除杂
按鱼骨与水重量比为1:1-3向汽爆处理过的鱼骨粉中加入纯净水，并加入鱼骨质量0.03%-0.05%的复合酶制剂，在40-60℃，120-150r/min下保温酶水解0.5-1小时，然后加入脱色剂，升温至95℃-98℃，并以180-200r/min搅拌15-20分钟进行灭酶和除杂处理，冷却，离心，取上清液；
4）沉淀洗涤
在搅拌下向上述上清液加入混合醇溶液至体积浓度达到50-60%，离心10-12分钟，收集沉淀物并用酒精洗涤，干燥得硫酸软骨素成品。
步骤1）中所述鱼骨为鮰鱼加工的过程中收集的头骨和/或脊骨。
所述步骤1）中，煮沸时间为10-15min；干燥时采用热风吹干，温度为60-80℃；过筛采用60目筛网。
所述步骤3）中，复合酶制剂为诺维信中性蛋白酶（Neutrase）。
步骤3）中，所述脱色剂为活性炭与硅藻土的混合物，活性炭与硅藻土重量比为1:1，脱色剂的加入量为鱼骨质量的3-5%。
所述步骤3）中，离心时转速为3000r/min，离心时间10-15min。
所述步骤5）中，所述混合醇为甲醇与乙醇重量比为1:3的混合液。
所述步骤5）中，离心时转速为3000r/min，洗涤用酒精采用体积浓度为95%的医用酒精，洗涤时至少3次。
本发明提供的一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，具有以下有益效果：
1、将汽爆技术用于鱼骨的处理，通过汽爆处理破坏鱼骨的稳定空间结构，极大地缩短了硫酸软骨素生产周期、降低了单位能耗，生产工艺过程更简单、减少蛋白酶用量，并易于实现工业化生产，所生产出的鱼骨硫酸软骨素品质更好。
2、生产过程中不引入无机盐，水解后无需进行脱盐处理即可干燥得到产品。
3、较好地解决了鱼类加工中鱼骨的回收、利用问题，变废为宝，从而提升了水产品加工下脚料的附加值，提高了淡水鱼的综合利用率。
4、采用本工艺所制得的硫酸软骨素为白色粉末状，质量稳定、品质好，该方法收率为8.7%，并采用GB/T20365测得产物中硫酸软骨素中含量为92.1%。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，包括以下步骤：
1）鱼骨的预处理
将鮰鱼的头骨、脊骨煮沸10分钟，沥除油脂、肉渣，并将鱼骨粉碎、干燥，过60目筛得鱼骨粉；
2）汽爆处理
将鱼骨粉装入汽爆反应器中，在3.0MPa的压力下进行汽爆处理15min；
3）酶水解及除杂
按鱼骨：水=1:1（w/w）的比例向汽爆处理过的鱼骨粉中加入纯净水，并按鱼骨质量的0.03%的比例加入诺维信中性蛋白酶（Neutrase），在40℃，150r/min下保温酶水解1小时，然后，按鱼骨质量的3%加入脱色剂（活性炭：硅藻土=1:1（w/w）），升温至95℃，并以200r/min搅拌20分钟进行灭酶和除杂处理，冷却，以3000r/min离心10分钟，取上清液；
4）沉淀洗涤
在搅拌下向上述上清液加入混合醇（甲醇：乙醇=1:3（w/w））溶液至体积浓度达到50%，以3000r/min离心10分钟，收集沉淀物并用体积浓度为95%医用酒精洗涤3次，干燥得硫酸软骨素成品。
该实施例中的收率为8.8%，所得产物中硫酸软骨素中含量达到91.3%。
实施例2：
一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，包括以下步骤：
1）鱼骨的预处理
将鮰鱼的头骨、脊骨煮沸15分钟，沥除油脂、肉渣，并将鱼骨粉碎、干燥，过60目筛得鱼骨粉；
2）汽爆处理
将鱼骨粉装入汽爆反应器中，在4.0MPa的压力下进行汽爆处理10min；
3）酶水解及除杂
按鱼骨：水=1:3（w/w）的比例向汽爆处理过的鱼骨粉中加入纯净水，并按鱼骨质量的0.05%的比例加入诺维信中性蛋白酶（Neutrase），在60℃，120r/min下保温酶水解0.5小时，然后，按鱼骨质量的5%加入脱色剂（活性炭：硅藻土=1:1（w/w）），升温至98℃，并以180r/min搅拌15分钟进行灭酶和除杂处理，冷却，以3000r/min离心15分钟，取上清液；
4）沉淀洗涤
在搅拌下向上述上清液加入混合醇（甲醇：乙醇=1:3（w/w））溶液至体积浓度达到50%，以3000r/min离心12分钟，收集沉淀物并用体积浓度为95%医用酒精洗涤3次，干燥得硫酸软骨素成品。
该实施例中的收率为8.7%，所得产物中硫酸软骨素中含量达到92.8%。
实施例3：
一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，包括以下步骤：
1）鱼骨的预处理
将鮰鱼的头骨、脊骨煮沸12分钟，沥除油脂、肉渣，并将鱼骨粉碎、干燥，过60目筛得鱼骨粉；
2）汽爆处理
将鱼骨粉装入汽爆反应器中，在3.5MPa的压力下进行汽爆处理12min；
3）酶水解及除杂
按鱼骨：水=1:2（w/w）的比例向汽爆处理过的鱼骨粉中加入纯净水，并按鱼骨质量的0.05%的比例加入诺维信中性蛋白酶（Neutrase），在50℃，130r/min下保温酶水解45min，然后，按鱼骨质量的4%加入脱色剂（活性炭：硅藻土=1:1（w/w）），升温至97℃，并以180r/min搅拌18分钟进行灭酶和除杂处理，冷却，以3000r/min离心12分钟，取上清液；
4）沉淀洗涤
在搅拌下向上述上清液加入混合醇（甲醇：乙醇=1:3（w/w））溶液至体积浓度达到55%，以3000r/min离心11分钟，收集沉淀物并用体积浓度为95%医用酒精洗涤3次，干燥得硫酸软骨素成品。
该实施例中的收率为8.7%，所得产物中硫酸软骨素中含量达到92.4%。

Claims (7)

1.一种通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）鱼骨的预处理
将鱼骨煮沸10-15min，沥除油脂、肉渣，并将鱼骨粉碎、采用热风吹干，温度为60-80℃，最后采用60目筛网过筛得鱼骨粉；
2）汽爆处理
将鱼骨粉装入汽爆反应器中，在3.0-4.0MPa的压力下进行汽爆处理10-15分钟；
3）酶水解及除杂
按鱼骨与水重量比为1:1-3向汽爆处理过的鱼骨粉中加入纯净水，并加入鱼骨质量0.03%-0.05%的复合酶制剂，在40-60℃，120-150r/min下保温酶水解0.5-1小时，然后加入脱色剂，升温至95℃-98℃，并以180-200r/min搅拌15-20分钟进行灭酶和除杂处理，冷却，离心，取上清液；
4）沉淀洗涤
在搅拌下向上述上清液加入混合醇溶液至体积浓度达到50-60%，离心10-12分钟，收集沉淀物并用酒精洗涤，干燥得硫酸软骨素成品。
2.根据权利要求1所述的通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于：步骤1）中所述鱼骨为鮰鱼加工的过程中收集的头骨和/或脊骨。
3.根据权利要求1所述的通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于：所述步骤3）中，复合酶制剂为诺维信中性蛋白酶（Neutrase）。
4.根据权利要求1或3所述的通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于：步骤3）中，所述脱色剂为活性炭与硅藻土的混合物，活性炭与硅藻土重量比为1:1，脱色剂的加入量为鱼骨质量的3-5%。
5.根据权利要求1或3所述的通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于：所述步骤3）中，离心时转速为3000r/min，离心时间10-15min。
6.根据权利要求1所述的通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于：步骤4）中，所述混合醇为甲醇与乙醇重量比为1:3的混合液。
7.根据权利要求1所述的通过鱼骨制备硫酸软骨素的方法，其特征在于：步骤4）中，离心时转速为3000r/min，洗涤用酒精采用体积浓度为95%的医用酒精，洗涤时至少3次。
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