CN103409488A - 一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法，步骤如下：将经过脱污处理的东海乌参磨浆、加入胃蛋白酶；酶解后加入固体食用盐；盐析后分离、收集浆状沉淀物，清液再盐析、分离；将浆状沉淀物用L-乳酸溶解；溶解后的海参胶原蛋白液做脱盐处理，加入食品级谷氨酰胺转胺酶，向模具内喷入雾状的海参胶原蛋白液，瞬间速冻成型为胶原蛋白海绵；冷冻、变温干燥，将物料干燥至含水1-3%；取出胶原蛋白海绵，包装后辐照，入医用胶原蛋白海绵库。本发明有益的效果：采用东海乌参为原料制造医用胶原蛋白海绵，可使丰富的海洋资源得到高值化利用，对哺乳动物胶原蛋白排异的人群也可使用，且解决了产品中的化学残留问题，产品安全性更高。

Description

一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法

技术领域

本发明属于海洋生物创新医药和新型海洋生物材料领域，是一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法。

背景技术

医用胶原蛋白海绵是一种用途广泛的常用外科手术材料，主要用于手术中的止血、防止组织间相互粘连等，术后可被组织完全降解吸收。具有诱导成纤维细胞衍生、聚集，刺激胶原生成、排列，刺激毛细血管的形成，保障肉芽组织生长需要的供血、供氧，调节不同细胞的功能，加速胶原的吸收和分泌，促进创面修复、愈合，预防术后并发症等。医用胶原蛋白海绵还可以进一步加工成为人造皮肤。

现有医用胶原蛋白海绵绝大部分是采用哺乳动物（猪、牛等）的胶原蛋白如牛跟腱等为原料制造的，用海参为原料制造医用胶原蛋白海绵至今未见文献报道，这主要是因为国内目前主要的海参品种——刺参价格昂贵。在刺参的主产地辽宁、山东每500克养殖淡干刺参的价格为6000-7000元人民币，野生淡干刺参的价格更高达每500克18000-30000元，昂贵的原料价格限制了用海参胶原蛋白制造医用胶原蛋白海绵的实现。

据研究，我国有海参约140多种。其中20多种海参可供食用，常见的食用海参有刺参、花刺参、绿刺参、玉足海参、梅花参、东海乌参（拉丁文：Acaudina leucoprocta，又名：东海海参或东海香参，学名：白肛海地瓜）、蛇目白尼参、图纹白尼参、辐肛参、白底辐肛参、棘辐肛参、黑乳参、糙海参、二色桌片参等。东海乌参体长最大可达400mm，一般为100-200mm，分布在东海海域从潮间带到水深80米的海底软泥中。

去除内脏后的东海乌参富含蛋白质，干品含蛋白质90%以上，其中胶原蛋白含量75%以上，其氨基酸组成与人体胶原蛋白的组成非常接近，是一种优质的医用胶原蛋白海绵、医药保健品、食品、高级化妆品原料。另外用东海乌参制造的医用胶原蛋白海绵比用哺乳动物胶原蛋白为原料制造的安全性更好，据文献报道仍有少数人群会对哺乳动物的胶原蛋白产生排异反应，这是因为人与其他哺乳动物具有较近的遗传亲缘关系所致。而用东海乌参为原料制造的医用胶原蛋白海绵因海参与人的遗传亲缘关系甚远，就不会使这些人群产生排异反应。

据2000年3月福建省对闽东渔场（所在海区位于福建省北部近海,其范围为26°00ˊ～27°00ˊN,125°00ˊE以西海域,面积约为16600平方海里）的底栖生物调查，闽东渔场有底栖生物72种，东海海参占41.94%，纽虫占19.94%，分歧阳遂足占7.09%，钩倍棘蛇尾占6.24%,独毛虫占2.48%。

据中国科学院海洋研究所2000年11月和2001年4月在121°～127°E、26°～32°N之间的东海水域所做的《东海春秋季大型底栖动物分布现状》调查，共计探查到392种大型底栖动物。在这392种底栖动物中，有21种在大陆架区分布较广，数量较大，且出现率也较高，其中包含东海海参。

日本一直都很重视东海乌参的资源利用，日本渔船采用滚钩钓的方法大量捕捞东海乌参，并在海洋渔船工船上加工成海参产品。

我国对东海乌参的利用研究始于上世纪八十年代初，虽然在上海、温州等地有东海乌参的产品（东海香参）出现，但是至今一直未能实现产业化。近年来，随着海参养殖热在渤海湾的兴起，产生了一个年产值100多亿的海参产业，由此引发了众多科研院校对海参（包括东海乌参）营养和药用成分的研究。据中国科学院海洋研究所廖玉麟、清华大学博士后流动站杜力军和上海二军大海洋药物研究所易杨华等专家研究，东海乌参具有丰富的营养成分和药用价值，其中氨基酸总量、海参皂甙和海参多糖的含量都高于黄玉海参。但是，也提出了东海乌参体表污垢层含大量的铅、镉、汞等有害重金属。东海乌参常年生活在海底淤泥中，体表会分泌一种富含氨基酸和胶原蛋白的粘液，这种粘液与海底淤泥中的有害重金属牢固的结合，形成了东海乌参的体表污垢层。这层污垢的清除非常困难，靠目前常用的常规清洗和添加氢氧化钠、过氧化氢清洗等处理的东海乌参产品很难达到国家强制性标准GB2762-2012《食品安全国家标准/食品中污染物限量》、GB2733-2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》和农业部NY/T1514-2007《绿色食品海参及制品》标准的要求。从市场收集到的东海乌参产品检测结果看，有害重金属超过国家标准几十到几百倍，这也是东海乌参丰富资源未能得到有效利用和产业化的根本原因所在。

申请人公司自2007年开始在国内率先开展了东海乌参天然资源开发利用的研究课题，现有已授权专利《一种东海海参的加工方法》（ZL 2009 1 0098389.7）和待授权专利《一种东海乌参胶原蛋白的制造方法》（ZL 21110215798.8）数项。

申请人公司生产的符合上述国家强制性标准要求的脱污后东海乌参成本价每公斤仅为几十元，据此，申请人公司自2008年开始在国内率先开展了采用东海乌参生产医用胶原蛋白海绵的课题研究。

本发明是在发明人已授权专利（一种东海海参的加工方法，ZL 2009 1 0098389.7）用于脱除东海乌参体表有害重金属，解决了东海乌参食品安全问题，原料海参符合上述国家强制性标准要求，待授权专利《一种东海乌参胶原蛋白的制造方法》（ZL 21110215798.8）解决了东海乌参胶原蛋白提取工艺的基础上，提出的一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法。

发明内容

本发明的目的是为了使低值的海洋资源得到高值化的利用，促进海洋生物创新医药和新型海洋生物材料领域的发展，提供一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法，该方法步骤如下：

（1）、首先将经过脱污处理的东海乌参（处理方法见发明人已授权专利：一种东海海参的加工方法，ZL 2009 1 0098389.7），用95-98℃热水浸泡半小时，用不锈钢磨浆机磨成浆，通过40目筛网，加到不锈钢酶解罐内，加入东海乌参重量1-2倍的自来水,在物料中加入东海乌参重量0.01%-1%的胃蛋白酶，用分析纯L-乳酸调节物料PH=3.0，打开酶解罐搅拌机（每分钟30转），打开酶解罐夹套加热蒸汽，在35-36℃温度下酶解12-24小时；

（2）、酶水解结束后向酶解罐夹套循环通入0℃的冷冻盐水，边搅拌（每分钟30转），边向物料中加入5-10%的固体食用盐（NaCl），盐析12-24小时；

（3）、盐析结束后将物料用不锈钢蝶式离心机分离，收集浆状沉淀物，清液再盐析、分离一次回收浆状沉淀物，合并浆状沉淀物转入酶解罐，加入去离子水使物料的蛋白质浓度为1-5%，用分析纯L-乳酸调节物料PH=2.5-3.0，常温下搅拌（每分钟30转）至浆状沉淀物全部溶解为海参胶原蛋白液；

（4）、将海参胶原蛋白液用300目不锈钢筛网过滤后转入不锈钢脱盐储料罐，打开反渗透膜脱盐处理机料泵，将脱盐储料罐里物料打入反渗透膜脱盐处理机，开始30分钟收集的海参胶原蛋白液仍回入脱盐储料罐，收集30分钟后的脱盐海参胶原蛋白液；

（5）、将收集的海参胶原蛋白液转入隧道式自动走带速冻机（－40℃）不锈钢储料罐中，再从储料罐向100升不锈钢配料罐中加入海参胶原蛋白液，打开配料罐搅拌机，边搅拌（每分钟30转），边向物料中按照每克海参胶原蛋白（以干基计）0.1-1IU（国际单位）的用量，加入食品级谷氨酰胺转胺酶作为交联剂，加完后打开高压喷雾泵（该高压喷雾泵头具有电动伸缩功能，不工作时缩在常温区，工作时伸入速冻区），向速冻机传送带上的不锈钢模具盆内喷入雾状的海参胶原蛋白液，配料罐中的物料在20分钟内用完；

（6）、将瞬间速冻的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入－40℃冷柜内，将物料冷冻干燥，至物料中水份升华蒸发至含水10-15%时止；

（7）、将冷冻干燥至含水10-15%的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入真空干燥器内，从60℃开始到100℃止，每过30分钟提高温度10℃，2小时后在118-120℃的温度下干燥至含水1-3%时止；

（8）、干燥结束后，取出海绵状胶原蛋白海绵，连不锈钢模具盆一起转入冷却箱，冷却后整理，包装，连包装一起用10MeV电子直线加速器辐照，检验合格后入医用胶原蛋白海绵库。

本发明在隧道式自动走带速冻机（－40℃）中一步完成医用胶原蛋白海绵的成形，快速、高效，节能；采用与人体生物相容性良好的L-乳酸作为PH调节剂，可以被人体完全吸收代谢；采用食品级谷氨酰胺转胺酶作为交联剂，解决了用戊二醛作交联剂在产品中的化学残留问题。

本发明有益的效果：采用东海乌参为原料制造医用胶原蛋白海绵，可使丰富的海洋资源得到高值化的利用。产品安全性更高，对哺乳动物胶原蛋白会产生排异反应的人群也可使用。采用谷氨酰胺转胺酶作为交联剂，解决了用戊二醛作交联剂在产品中的化学残留问题，使产品更安全。采用与人体生物相容性良好的L-乳酸调节PH值，L-乳酸可以被人体完全吸收代谢，比传统使用的醋酸更好。采用在隧道式自动走带速冻机内喷雾成形的方法具有快速、高效，产品微孔细密、均匀，不易破碎，有利于产品内部的冰晶升华蒸发，使冷冻干燥的时间比传统采用液体装盆后冷冻干燥节省一半以上，节约能耗50%以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：本发明所述的用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法，步骤如下：

（1）、首先将经过脱污处理的东海乌参100公斤（处理方法见发明人已授权专利：一种东海海参的加工方法，ZL 2009 1 0098389.7），用95-98℃热水浸泡半小时，用不锈钢磨浆机磨成浆，通过40目筛网，加到不锈钢酶解罐内，加入东海乌参重量1倍的自来水,在物料中加入0.1公斤的胃蛋白酶，用分析纯L-乳酸调节物料PH=3.0，打开酶解罐搅拌机（每分钟30转），打开酶解罐夹套加热蒸汽，在35-36℃温度下酶解12小时；

（2）、酶水解结束后向酶解罐夹套循环通入0℃的冷冻盐水，边搅拌（每分钟30转），边向物料中加入5%的固体食用盐（NaCl），盐析15小时；

（3）、盐析结束后将物料用蝶式离心机分离，收集浆状沉淀物，清液再盐析、分离一次回收浆状沉淀物，合并浆状沉淀物转入酶解罐，加入去离子水使物料的蛋白质浓度为5%，用分析纯L-乳酸调节物料PH=2.5-3.0，常温下搅拌（每分钟30转）至浆状沉淀物全部溶解为海参胶原蛋白液；

（4）、将海参胶原蛋白液用300目不锈钢筛网过滤后转入脱盐储料罐，打开反渗透膜脱盐处理机料泵，将脱盐储料罐里物料打入反渗透膜脱盐处理机，开始30分钟收集的海参胶原蛋白液仍回入脱盐储料罐，收集30分钟后的脱盐海参胶原蛋白液；

（5）、将收集的海参胶原蛋白液转入隧道式自动走带速冻机（－40℃）不锈钢储料罐中，再从储料罐向100升不锈钢配料罐中加入海参胶原蛋白液，打开配料罐搅拌机，边搅拌（每分钟30转），边向物料中按照每克海参胶原蛋白（以干基计）0.15IU（国际单位）的用量，加入食品级谷氨酰胺转胺酶作为交联剂，加完后打开高压喷雾泵（该高压喷雾泵头具有电动伸缩功能，不工作时缩在常温区，工作时伸入速冻区），向速冻机传送带上的不锈钢模具盆内喷入雾状的海参胶原蛋白液，配料罐中的物料在20分钟内用完；

（6）、将瞬间速冻的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入－40℃冷柜内，将物料冷冻干燥，至物料中水份升华蒸发至含水10-15%时止；

（7）、将冷冻干燥至含水10-15%的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入真空干燥器内，从60℃开始到100℃止，每过30分钟提高温度10℃，2小时后在118-120℃的温度下干燥至含水1-3%时止；

（8）、干燥结束后，取出海绵状胶原蛋白海绵，连不锈钢模具盆一起转入冷却箱，冷却后整理，包装，连包装一起用10MeV电子直线加速器辐照，检验合格后入医用胶原蛋白海绵库。

本实施例可供中试用。

实施例2：本发明所述的用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法，步骤如下：

（1）、首先将经过脱污处理的东海乌参500公斤（处理方法见发明人已授权专利：一种东海海参的加工方法，ZL 2009 1 0098389.7），用95-98℃热水浸泡半小时，用不锈钢磨浆机磨成浆，通过40目筛网，加到不锈钢酶解罐内，加入东海乌参重量1.5倍的自来水,在物料中加入0.6公斤的胃蛋白酶，用分析纯L-乳酸调节物料PH=3.0，打开酶解罐搅拌机（每分钟30转），打开酶解罐夹套加热蒸汽，在35-36℃温度下酶解18小时；

（2）、酶水解结束后向酶解罐夹套循环通入0℃的冷冻盐水，边搅拌（每分钟30转），边向物料中加入6%的固体食用盐（NaCl），盐析20小时；

（3）、盐析结束后将物料用蝶式离心机分离，收集浆状沉淀物，清液再盐析、分离一次回收浆状沉淀物，合并浆状沉淀物转入酶解罐，加入去离子水使物料的蛋白质浓度为5%，用分析纯L-乳酸调节物料PH=2.5-3.0，常温下搅拌（每分钟30转）至浆状沉淀物全部溶解为海参胶原蛋白液；

（4）、将海参胶原蛋白液用300目不锈钢筛网过滤后转入脱盐储料罐，打开反渗透膜脱盐处理机料泵，将脱盐储料罐里物料打入反渗透膜脱盐处理机，开始30分钟收集的海参胶原蛋白液仍回入脱盐储料罐，收集30分钟后的脱盐海参胶原蛋白液；

（5）、将收集的海参胶原蛋白液转入隧道式自动走带速冻机（－40℃）不锈钢储料罐中，再从储料罐向100升不锈钢配料罐中加入海参胶原蛋白液，打开配料罐搅拌机，边搅拌（每分钟30转），边向物料中按照每克海参胶原蛋白（以干基计）0.15IU（国际单位）的用量，加入食品级谷氨酰胺转胺酶作为交联剂，加完后打开高压喷雾泵（该高压喷雾泵头具有电动伸缩功能，不工作时缩在常温区，工作时伸入速冻区），向速冻机传送带上的不锈钢模具盆内喷入雾状的海参胶原蛋白液，配料罐中的物料在20分钟内用完；

（6）、将瞬间速冻的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入－40℃冷柜内，将物料冷冻干燥，至物料中水份升华蒸发至含水10-15%时止；

（7）、将冷冻干燥至含水10-15%的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入真空干燥器内，从60℃开始到100℃止，每过30分钟提高温度10℃，2小时后在118-120℃的温度下干燥至含水1-3%时止；

（8）、干燥结束后，取出海绵状胶原蛋白海绵，连不锈钢模具盆一起转入冷却箱，冷却后整理，包装，连包装一起用10MeV电子直线加速器辐照，检验合格后入医用胶原蛋白海绵库。

本实施例可供生产用，因处理量大，为提高得率，原料稀释用水、加酶量、酶解时间、加盐量、盐析时间都作了相应的增加。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种用东海乌参制造医用胶原蛋白海绵的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）、首先将经过脱污处理的东海乌参，用95-98℃热水浸泡半小时，用不锈钢磨浆机磨成浆，通过40目筛网，加到不锈钢酶解罐内，加入东海乌参重量1-2倍的自来水,在物料中加入东海乌参重量0.01%-1%的胃蛋白酶，用分析纯L-乳酸调节物料PH=3.0，打开酶解罐搅拌机以每分钟30转旋转，打开酶解罐夹套加热蒸汽，在35-36℃温度下酶解12-24小时；

（2）、酶水解结束后向酶解罐夹套循环通入0℃的冷冻盐水，以每分钟30转边搅拌，边向物料中加入重量比为5-10%的固体食用盐，盐析12-24小时；

（3）、盐析结束后将物料用不锈钢蝶式离心机分离，收集浆状沉淀物，清液再盐析、分离一次回收浆状沉淀物，合并浆状沉淀物转入酶解罐，加入去离子水使物料的蛋白质浓度为1-5%，用分析纯L-乳酸调节物料PH=2.5-3.0，常温下以每分钟30转搅拌至浆状沉淀物全部溶解为海参胶原蛋白液；

（4）、将海参胶原蛋白液用300目不锈钢筛网过滤后转入不锈钢脱盐储料罐，打开反渗透膜脱盐处理机料泵，将脱盐储料罐里物料打入反渗透膜脱盐处理机，开始30分钟收集的海参胶原蛋白液仍回入脱盐储料罐，收集30分钟后脱盐的海参胶原蛋白液；

（5）、将收集的海参胶原蛋白液转入－40℃的隧道式自动走带速冻机的不锈钢储料罐中，再从储料罐向100升不锈钢配料罐中加入海参胶原蛋白液，打开配料罐搅拌机，边以每分钟30转搅拌，边向物料中按照每克海参胶原蛋白以干基计0.1-1IU国际单位的用量，加入食品级谷氨酰胺转胺酶作为交联剂，加完后打开高压喷雾泵，向速冻机传送带上的不锈钢模具盆内喷入雾状的海参胶原蛋白液，配料罐中的物料在20分钟内用完；

（6）、将瞬间速冻的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入－40℃冷柜内，将物料冷冻干燥，至物料中水份升华蒸发至含水10-15%时止；

（7）、将冷冻干燥至含水10-15%的海绵状胶原蛋白海绵连不锈钢模具盆一起转入真空干燥器内，从60℃开始到100℃止，每过30分钟提高温度10℃，2小时后在118-120℃的温度下干燥至含水1-3%时止；

（8）、干燥结束后，取出海绵状胶原蛋白海绵，连不锈钢模具盆一起转入冷却箱，冷却后整理，包装，连包装一起用10MeV电子直线加速器辐照，检验合格后入医用胶原蛋白海绵库。