CN103172764B - 一种以鸭气管为原料生产软骨素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物工程领域，公开了一种以鸭气管为原料生产硫酸软骨素的方法，其中采用了清洗去油、酶解、过滤吸附、洗脱、醇沉以及烘干等步骤。该方法在制备硫酸软骨素的过程中，同时制备了营养饲料，不产生任何废料，避免了环境污染，降低了工业能耗，可应用于工业化大规模生产。

Description

一种以鸭气管为原料生产软骨素的方法

技术领域

本发明属于属于生物工程领域，具体涉及一种以鸭气管为原料生产软骨素的方法。

背景技术

硫酸软骨素(Chondroitin sulfate，简称Chs)是自哺乳动物气管等软骨提取而得的酸性黏多糖。白色粉末，无臭，无味，易吸湿，易溶于水，不溶于乙醇和丙酮等有机溶剂，遇水即膨胀或成黏浆，对热较不稳定。需避光密封保存。软骨素由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-半乳糖胺组成的黏多糖。硫酸软骨素是软骨素的硫酸酯，构成结缔组织的主要成分。它具有澄清脂质，提高机体解毒功能，利尿和镇痛等作用。对胶原性疾患十分有效，对由链霉素引起的听觉障碍也有效果。近年来，随着对其生理功能和生化性质研究的深入，发现Chs具有抗凝、抗炎、抗血栓、抗癌及降低心肌耗氧量，促进冠状动脉循环、降血脂、抗凝血和防止血管硬化等作用；对冠心病、动脉粥样硬化、心绞痛、心肌缺氧、心肌梗塞等心血管疾病的治疗有一定疗效；还对神经细胞、粘膜细胞、肾细胞等具有保护作用；Chs还可活化脂解酶，使脂肪降解，因此是防止肥胖有效物质；Chs可与某些物质调制成化妆品用于保护皮肤的健美；Chs还具有保水性、保胶性和高粘性，我国出口到日本、韩国的Chs都被用作食品添加剂。因此Chs是国内外流行的保健品和化妆品以及医药品的重要原料。

传统的动物软骨组织中硫酸软骨素的提取方法多耗时长、提取工艺复杂，硫酸软骨素纯度低，不利于硫酸软骨素的产业化生产；同时，硫酸软骨素生产过程中，浪费了大量的原料浪费，并且造成了环境污染。如何有效地提取硫酸软骨素同时最大限度地利用废料，是现有技术亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以鸭气管为原料生产硫酸软骨素的方法，其有效地提高了硫酸软骨素的产率，同时利用废料制备营养饲料，降低了工业能耗，避免了环境污染。

本发明具体通过如下技术方案实现的：

一种以鸭气管为原料生产硫酸软骨素的方法，包括如下步骤：

1)：将鸭气管浸泡于1％的氯化钠溶液中15分钟，去除表面的血水；然后将鸭气管于100℃沸水中，煮4-6小时，去掉上部浮油；取出鸭气管，去除表面的肌肉纤维，收集备用，然后将去除肌肉纤维后的鸭气管置于60℃干燥15分钟，粉碎机粉碎成粒径小于1mm的固体颗粒；

2)往步骤1)制备的固体颗粒中加入质量百分比浓度为5％的NaOH溶液，搅拌均匀，静置1小时，其中NaOH溶液和固体颗粒的质量比例为2∶1；然后加入2709碱性蛋白酶和牛胰蛋白酶，酶解6小时，其中每克固体颗粒添加2709碱性蛋白酶3000U，每克固体颗粒添加牛胰蛋白酶2000U；

3)往步骤2)获得酶解液中添加质量分数为30％的盐酸调整pH为6，静置1小时后，然后经微滤膜过滤，分别收集截留物和滤过液，其中微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为50000MW，微滤温度为50-60℃；

4)将步骤3)获得的截留物和步骤1)获得的肌肉纤维混合均匀得到混合废料，然后添加玉米粉、豆渣、酒糟以及水，边添加边搅拌至糊状；最后通入蒸汽升温至110℃，蒸馏20分钟；然后将蒸馏物烘干、粉碎后，添加复合菌，混合均匀，获得营养饲料；复合菌由乳酸杆菌和酵母菌按照2∶1的质量比混合而成；其中，混合废料、玉米粉、豆渣、酒糟、水以及复合菌的质量比为10∶20∶20∶8∶100∶1；

5)将步骤3)的滤过液直接打入树脂吸附罐中，50℃左右搅拌吸附1.5-2小时，通过检测直至吸附完全干净为止，树脂采用陶氏阴离子树脂；加入质量浓度为18％的氯化钙溶液搅拌1.5小时，温度控制在50℃，然后加清水进行洗脱，往洗脱液加入过氧化氢溶液，pH调至10，静置6小时；然后加HCl调pH为6，加入2倍体积的无水乙醇，静置沉淀8小时，收集沉淀于干燥箱中65℃烘干2小时，即得。

本发明取得的有益效果如下：

本发明制备硫酸软骨素的过程中不产生废料，避免了环境污染，降低了工业能耗，可应用于工业化生产；

本发明制备的硫酸软骨素纯度较高，可达86％，收率可达30％以上。

本发明由于大量的蛋白回收，废水中的BOD和COD大为降低，减轻了污水处理厂的压力；

本发明制备的饲料营养丰富，而且成本较低，仔猪体重增加和存活率明显优于市场上常用的仔猪饲料。

具体实施方式

以下将采用具体的实施例来对本发明作进一步的解释，但是不应当看作是对本发明创新精神的限制。

实施例1

一种以鸭气管为原料生产硫酸软骨素的方法，包括如下步骤：

1)：将鸭气管浸泡于1％的氯化钠溶液中15分钟，去除表面的血水；然后将鸭气管于100℃沸水中，煮4-6小时，去掉上部浮油；取出鸭气管，去除表面的肌肉纤维，收集备用，然后将去除肌肉纤维后的鸭气管置于60℃干燥15分钟，粉碎机粉碎成粒径小于1mm的固体颗粒；

2)往步骤1)制备的固体颗粒中加入质量百分比浓度为5％的NaOH溶液，搅拌均匀，静置1小时，其中NaOH溶液和固体颗粒的质量比例为2∶1；然后加入2709碱性蛋白酶和牛胰蛋白酶，酶解6小时，其中每克固体颗粒添加2709碱性蛋白酶3000U，每克固体颗粒添加牛胰蛋白酶2000U；

3)往步骤2)获得酶解液中添加质量分数为30％的盐酸调整pH为6，静置1小时后，然后经微滤膜过滤，分别收集截留物和滤过液，其中微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为50000MW，微滤温度为50-60℃；

4)将步骤3)获得的截留物和步骤1)获得的肌肉纤维混合均匀得到混合废料，然后添加玉米粉、豆渣、酒糟以及水，边添加边搅拌至糊状；最后通入蒸汽升温至110℃，蒸馏20分钟；然后将蒸馏物烘干、粉碎后，添加复合菌，混合均匀，获得营养饲料；复合菌由乳酸杆菌和酵母菌按照2∶1的质量比混合而成；其中，混合废料、玉米粉、豆渣、酒糟、水以及复合菌的质量比为10∶20∶20∶8∶100∶1；乳酸杆菌和酵母菌可以按照常规发酵培养方式至产品中活菌数达到2.0-5.0×10⁸个/克；

5)将步骤3)的滤过液直接打入树脂吸附罐中，50℃左右搅拌吸附1.5-2小时，通过检测直至吸附完全干净为止，树脂采用陶氏阴离子树脂；加入质量浓度为18％的氯化钙溶液搅拌1.5小时，温度控制在50℃，然后加清水进行洗脱，往洗脱液加入过氧化氢溶液，pH调至10，静置6小时；然后加HCl调pH为6，加入2倍体积的无水乙醇，静置沉淀8小时，收集沉淀于干燥箱中65℃烘干2小时，即得。

经检测，所得硫酸软骨素的得率为30.2％，纯度86.3％；所得营养饲料蛋白含量35.2％，无机矿物质含量7.1％，其余为淀粉以及糖类物质。

实施例2

多因素对硫酸软骨素收率和纯度的影响，本发明主要验证了酶的种类以及滤膜过滤条件的影响，实验条件同实施例1，除单因素参数改变，其他参数不变，见下表1。

表1

参数指标	产率％	纯度％
			无机陶瓷膜(5万MW)	30.2	86.3
玻璃纤维滤膜(1um)	23.4	69.5
			牛胰蛋白酶	26.1	73.8

碱性蛋白酶+牛胰蛋白酶

30.2

86.3

实施例3

实施例1制备的营养饲料的养殖试验

选取一个月大的断奶仔猪60头，分为两个组别，每组30头，其中实验组用本发明制备的饲料饲养，每50kg约250元，对照组用正大公司生产的仔猪饲料，按照每50kg为300元计算。饲养6周之后检测各项指标参见表2。

表2

指标(每头仔猪)	对照组	本发明组
			断奶仔猪体重(kg)	5.43	5.28
6周增加体重(kg)	14.89	16.02
			成活数目(头)	45	47
消耗饲料(kg)	15.4	15.9
			喂养饲料成本(元)	92.4	79.5

通过上述对比实验发现，利用本发明实施例1制备的营养饲料成本较低，仔猪体重增加和存活率明显优于市场上常用的仔猪饲料。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种以鸭气管为原料生产硫酸软骨素的方法，包括如下步骤：

1)将鸭气管浸泡于1％的氯化钠溶液中15分钟，去除表面的血水；然后将鸭气管于100℃沸水中，煮4-6小时，去掉上部浮油；取出鸭气管，去除表面的肌肉纤维，收集备用，然后将去除肌肉纤维后的鸭气管置于60℃干燥15分钟，粉碎机粉碎成粒径小于1mm的固体颗粒；

2)往步骤1)制备的固体颗粒中加入5％的NaOH溶液，搅拌均匀，静置1小时，其中NaOH溶液和固体颗粒的质量比例为2∶1；然后加入2709碱性蛋白酶和牛胰蛋白酶，酶解6小时；

3)往步骤2)获得酶解液中添加质量分数为30％的盐酸调整pH为6，静置1小时后，然后经微滤膜过滤，分别收集截留物和滤过液，其中微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为50000MW，微滤温度为50-60℃；

4)将步骤3)获得的截留物和步骤1)获得的肌肉纤维混合均匀得到混合废料，然后添加玉米粉、豆渣、酒糟以及水，边添加边搅拌至糊状；最后通入蒸汽升温至110℃，蒸馏20分钟；然后将蒸馏物烘干、粉碎后，添加复合菌，混合均匀，获得营养饲料；复合菌由乳酸杆菌和酵母菌按照2∶1的质量比混合而成；其中，混合废料、玉米粉、豆渣、酒糟、水以及复合菌的质量比为10∶20∶20∶8∶100∶1；

5)将步骤3)的滤过液直接打入树脂吸附罐中，50℃左右搅拌吸附1.5-2小时，通过检测直至吸附完全干净为止，树脂采用陶氏阴离子树脂；加入质量浓度为18％的氯化钙溶液搅拌1.5小时，温度控制在50℃，然后加清水进行洗脱，往洗脱液加入过氧化氢溶液，pH调至10，静置6小时；然后加HCl调pH为6，加入2倍体积的无水乙醇，静置沉淀8小时，收集沉淀于干燥箱中65℃烘干2小时，即得。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中每克固体颗粒添加2709碱性蛋白酶3000U和牛胰蛋白酶2000U。