CN103275205B - 一种水溶性禽蛋膜活性肽生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，包括在超声处理下对包括蛋壳膜的禽蛋壳进行水解的步骤；其中所述超声处理的频率为60-130KHz，水解液为pH＝12-14之间的强碱溶液，水解温度为80-120℃，水解时间为60-120分钟。本发明的技术方案无需将蛋壳和蛋膜分离，只需在特定频率的超声波辅助和碱性条件下进行快速的水解，并对水解液进行过滤、浓缩和纯化，得到水溶性的禽蛋膜活性肽。本发明的水解方法制备得到的活性肽，不仅稳定性好、安全性高，而且分子量较低，活性更高，特别适用于疮口愈合，此外还可以作为保健食品、化妆品等领域的高端新产品。

Description

一种水溶性禽蛋膜活性肽生产方法

技术领域

本发明涉及禽蛋壳应用的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种利用禽蛋壳膜水解制备水溶性蛋膜活性肽的生产方法及其应用。

背景技术

我国是世界上养禽最多的国家，从1985年至今，我国禽蛋总量已连续28年雄踞世界首位，禽蛋产量占世界总产量的40-50％。禽蛋外壳(包括壳的内膜)约占禽蛋总重的12％-13％，据资料统计，我国每年丢弃的禽蛋壳约400万吨。食用禽蛋后废弃的蛋壳膜中残余的蛋清使微生物极易生长繁殖，对生态环境造成威胁，也是资源的严重浪费。废弃的蛋壳膜中包含蛋壳与蛋壳内膜两种可以利用的物质，具有很多有效成分。蛋壳膜，中医又称“凤凰衣”，具有治疗溃疡、消炎去腐的作用。蛋壳膜中含有与人皮肤弹性有关的角蛋白及构成胶原蛋白的羟脯氨酸，经强碱水解变为液态，其活性成分可增加皮肤弹性。

禽蛋膜的主要成分为蛋白质，蛋白质主要以糖蛋白的形式存在，类似于人体头发和皮肤中细胞膜蛋白质的构成。其中的蛋白质有角蛋白，胶原蛋白(大部分为I，V，X型)，复合蛋白等，如OC17(ovalburfin)，唾液酸糖蛋白(siatoprotein)，OPN(osteopontin)，卵清蛋白(ovalburfin)，溶解酵素(lysozyme)，卟啉蛋白(porphyrin)等。蛋膜中还含有很多可溶性的高分子化合物，如N一乙酞氨基葡萄糖半乳糖，葡萄糖醛酸，透明质酸，硫酸软骨素，氨基酸等。所含的氨基酸组成中脯氨酸，胱氨酸居多，同时含有弹性蛋白特有的锁链素和胶原蛋白特有的羟脯氨酸，羟赖氨酸。

水溶性蛋膜活性肽(ESM-P)存在于薄薄的蛋壳内膜中，它与真皮细胞亲和性高，能促进真皮细胞增殖，提高III型胶原蛋白的含量，从而使皮肤增加弹性和透明感。ESM-P是一种新型美容护肤原材料，它也可以作为营养食品，它的美容护肤效果不亚于透明质酸和胶原蛋白，产品存在着巨大的市场空间和发展前景。这个市场一经培育成熟，在国际市场必会将以高速度发展壮大，商机无限。

水溶性蛋壳膜活性肽的制作方法在国内外均有报道，现在已知的方法有：酶法(单一和复合酶)、酸法、碱法等。这些方法全都是将膜从壳中分离后，纯膜为原料，加入适当的酶或者酸(碱)在35-55℃下处理5小时以上。以上方法存在诸多缺点：首先，纯膜不易大规模从壳中分离出来；而且纯膜中含有大量的交联键难以溶解。其次，水解后都必须用活性炭或者离子交换树脂进行除臭和脱色处理；第三，酸碱用量大，导致成本高；水解时间过长，导致工作效率低。鉴于以上不足点，难以实现规模化生产。

CN102399281A公开了一种水溶性蛋壳膜多肽的制备方法，其利用清水洗净蛋壳整体，在含BaH₄的碱性条件下加速水解制备得到水溶性蛋壳膜多肽。该方法虽然水解时间短，但是使用的BaH₄在潮湿的空气中能自燃，遇水或酸能够迅速反应并释放出氢气和热量，能够引起燃烧，容易导致危险；此外，BaH₄有毒，粉尘能够刺激眼睛和上呼吸道，可能会出现低血钾综合征，并可导致四肢软瘫。因此，CN102399281A公开的方法，在原料的保存、配料和使用过程中均存在危险风险，利用上述原料制备水溶性多肽，必定导致管理上的复杂性，而且也很难避免对操作人员的安全风险。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水溶性禽蛋膜活性肽生产方法及其应用。

本发明的发明人发现在超声波高频振动的条件下能够显著促进蛋白质在碱性条件下发生断链水解反应。基于此，本发明的技术方案无需将蛋壳和蛋膜分离，只需在特定频率的超声波辅助和碱性条件下进行快速的水解，并对水解液进行过滤、浓缩和纯化，得到水溶性的禽蛋膜活性肽。

为了解决上述技术问题并且实现发明目的，本发明提供了以下解决方案：

一种水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，其特征在于：包括在超声处理下对包括蛋壳膜的禽蛋壳进行水解的步骤；其中所述超声处理的频率为60-130KHz，水解液为pH＝12-14之间的强碱溶液，水解温度为80-120℃，水解时间为60-120分钟。

其中，所述强碱溶液含有NaOH或KOH；作为优选地，所述强碱溶液不含NaH₄、NaH、BaH₄和BaH₂。

其中，所述强碱溶液的浓度为1-10wt％。

其中，所述水溶性禽蛋膜活性肽的生产方法，包括以下步骤：

将包括禽蛋膜的禽蛋壳清洗干净后，按照固液比为1∶2～1∶5的质量比加入去离子水；然后，对包括蛋壳膜的禽蛋壳进行水解；其中所述超声处理的频率为60-130KHz，水解液为pH＝12-14之间的强碱溶液，水解温度为80-120℃，水解时间为60-120分钟；取水解后的水解上清液，用酸调节pH到6-8得到膜多肽液，过滤后得到过滤液；对过滤液采用截留分子量为500的滤膜进行过滤，浓缩、干燥处理后得到水溶性禽蛋膜活性肽粉。

其中，所述水解液为1-10wt％的NaOH或KOH水溶液。

其中，所述酸包括盐酸、硝酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的至少一种。

其中，所述干燥处理包括冷冻干燥、真空干燥和喷雾干燥中的至少一种。

其中，所述生产方法，还包括将禽蛋膜的禽蛋壳清洗后，进行消毒处理。

其中，所述禽蛋壳为鸡蛋壳或鸭蛋壳。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明充分利用废弃的禽蛋壳膜，在开发利用膜的美容、保健、医疗等价值的同时，减轻了固体废弃物对城市环境的污染。

(2)本发明在1-2小时内就可以快速的将蛋膜水解彻底，不仅提高了水解率，还大大缩短了水解时间，提高了工作效率。

(3)本发明没有使用有毒有害有气味的有机物质，酸碱的用量也很少，充分利用了高频超声波的优势，降低了生产成本。

(4)本发明的方法操作简单，稳定可控，无安全隐患，容易于实现工业化生产。

(5)本发明的水解方法制备得到的活性肽，不仅稳定性好、安全性高，而且分子量较低，活性更高，特别适用于疮口愈合，此外还可以应用于药品、保健食品或化妆品等高端新产品以及纺织品、化工原料、人工皮肤、纳米材料中。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的阐述。

本发明所述的水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，包括以下步骤：

1.将禽蛋壳用适量水清洗3-5次，直到将里面夹带的蛋清蛋黄等杂物冲洗干净为止；

2.将步骤1中的干净壳，转移到水解罐中，按固液比1/2至1/5的比例，加入对应量的去离子水；

3.开启超声波(频率60khz-130khz)、加热和搅拌等设备；

4.往步骤3的料液中缓慢加入固体强碱(包括但不限于NaOH、KOH等强碱)，使得碱浓度1％-10％之间；

5.对步骤4的料液超声、加热和搅拌。当温度100℃时开始保温1-2小时，静置；

6.取步骤5的上清液，用酸(包括但不限于醋酸、盐酸、硝酸等)调节pH＝6-7得到膜多肽液，过滤；

7.将步骤6滤液采用截留分子量500的滤膜进行过滤和一次浓缩；

8.将步骤7中的一次浓缩液经过真空浓缩工序进行二次浓缩。

9.将步骤8中的二次浓缩液干燥得粉(干燥方式包括但不限于冷冻干燥、真空干燥和喷雾干燥等)。

我们都知道，禽蛋壳膜中的蛋白与人体真皮纤维芽细胞的亲和性高，可以促进细胞的粘着性以及增值，促进细胞外基质合成，从而对伤口的愈合有促进作用。本发明利用上述方法制备得到的水溶性禽蛋膜活性肽进行人体纤维芽细胞株的培养实验；实验表明：本发明合成的水溶性禽蛋膜活性肽能够提高细胞的黏着性并形成落脚点，能够显著提高细胞的增生以及糖胺聚糖的合成，可以预测其能够加速伤口的愈合；此外本发明的水溶性禽蛋膜活性肽对胶原蛋白的产生以及排列具有促进作用，可以作为化妆品和保健品使用。

实施例1

取10kg新鲜鸡蛋壳，加入30kg自来水，搅拌换水清洗2-3次，直到蛋壳膜干净；将蛋壳膜沥干后，加入30kg的去离子水，加热并超声波高频振动，工作频率为100KHz，加入NaOH使其浓度为1wt％；在温度100℃搅拌保温2小时，静置；取上清液用醋酸调节pH＝6，得到膜多肽液，采用截留分子量500的滤膜过滤；浓缩后，采用冷冻干燥即得粉。

实施例2

取10kg新鲜鸭蛋壳，加入30kg自来水，搅拌换水清洗2-3次，直到蛋壳膜干净；将蛋壳膜沥干后，加入30kg的去离子水，加热并超声波高频振动，工作频率为120KHz，加入NaOH使其浓度为3wt％；在温度100℃搅拌保温1小时，静置；取上清液用盐酸调节pH＝6，得到膜多肽液，采用截留分子量500的滤膜过滤；浓缩后，采用冷冻干燥即得粉。

本领域的普通技术人员应当理解可以在不脱离本发明公开的范围以内，可以采用等同替换或等效变换形式实施上述实施例。本发明的保护范围并不限于具体实施方式部分的具体实施例，只要没有脱离发明实质的实施方式，均应理解为落在了本发明要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，其特征在于：包括以下步骤：将包括禽蛋膜的禽蛋壳清洗干净后，按照固液比为1∶2～1∶3的质量比加入去离子水；并在超声处理下对包括蛋壳膜的禽蛋壳进行水解；其中所述超声处理的频率为60-130KHz，水解液为pH＝12-14之间的强碱溶液，水解温度为80-120℃，水解时间为60-120分钟；取水解后的水解上清液，用酸调节pH到6-8得到膜多肽液，过滤后得到过滤液；对过滤液采用截留分子量为500的滤膜进行过滤，浓缩、干燥处理后得到水溶性禽蛋膜活性肽粉。

2.根据权利要求1所述的水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，其特征在于：所述水解液为1-10wt％的NaOH或KOH水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，其特征在于：所述酸包括盐酸、硝酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，其特征在于：所述干燥处理包括冷冻干燥、真空干燥和喷雾干燥中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的水溶性禽蛋膜活性肽生产方法，其特征在于：所述禽蛋壳为鸡蛋壳或鸭蛋壳。