CN103555802A - 一种通过酶法提胶制备明胶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备明胶的方法，使用经过提胶三到四次后的剩余骨料作为原料，采用酶法制胶技术代替高温提胶技术进行提取。本发明的方法可以大幅度提高优质明胶的得率，增加优质胶得率20%～30%(质量百分比)；所得明胶具有高凝冻力、高黏度、高透明度的理化性质，分子量分布较窄，质量优异。另外，采用酶法制胶工艺，大大提高了优质胶的得率；生产条件温和，适合于大规模工业化生产，节省了大量的能源，从而保护环境，操作简单，降低了成本；利用传统生产中的剩余骨料，降低了污物处理的成本，减小了环境污染。

Description

一种通过酶法提胶制备明胶的方法

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种通过酶法提胶技术从而制备优质明胶的方法。

背景技术

明胶是动物的皮、骨、软骨、韧带、肌膜等还有的胶原蛋白，经提纯和初级水解后加工而制得的高分子多肽的高聚物。明胶成品除少量的水和无机盐外，其中蛋白质含量占82%以上，无脂肪，不含胆固醇，且含有18种氨基酸，其中7种是人体所必须，是高营养价值的理想蛋白源。明胶成品为无色或淡黄色、透明或半透明而坚硬的非晶体物质，颜色越白质量越好。明胶不溶于冷水，但可以缓慢吸水膨胀软化，明胶可吸收相当于重量5～10倍的水。温水是明胶最普遍的溶剂，明胶可溶于热水，形成热可逆性凝胶，它具有极其优良的物理性质（如胶冻力、亲和力、高度分散性、分散稳定性、持水性、韧性及可逆性等），因此明胶是一种重要的食品添加剂，如作为食品的胶冻剂、稳定剂、发泡剂、乳化剂等。

提胶俗称熬胶,是热水解过程,是把经前处理的胶原蛋白转变为明胶的重要过程。胶原蛋白在水和热的作用下,其氢键断裂,三元螺旋结构解体,并进而发生轻度水解而得5%～6%的稀明胶溶液。在提胶过程中,如何控制明胶分子量高且分布比较集中,防止明胶的继续水解是提胶质量的关键。提胶的主要影响因素众多，例如提取工艺的区别，提胶过程中添加的各种促进水解的试剂，提胶时的具体温度、时间与pH值等，均会给提胶效果带来很大影响。现有技术中虽然明胶的制备工艺已经较为成熟，但是由于水解过程难以控制，目前还做不到对水解过程、方向和具体产物的控制，根据目前的制备方法，往往得到的明胶理化均一性较差，分子量分布较宽，杂质较多，产率也不高。

如果明胶水溶液长时间地加热,还会进一步水解(降解)。因此,要制取高档明胶,必须控制水解。提胶时,由于温度的作用,削弱了胶朊间的交联键.使胶朊转变成明胶。一般随着提取温度的升高,明胶的提取率逐步提高,但温度如果过高会降低其粘度和凝胶强度。明胶的提取一般需要在高于胶原纤维的收缩温度之上进行。较低温度提取可以获得性质良好的明胶,但产率低、提取时间长。提高温度可以加速胶原转化为明胶,但如果温度过高、时间过长,就会使明胶进一步水解(二次降解),主肽链发生断裂而大大破坏了明胶的冻力与粘度等重要性能指标,使明胶的品质受到严重影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种新的优质明胶的制备方法。

本发明的制备明胶的方法使用经过提胶三到四次后的剩余骨料作为原料，采用酶法制胶技术代替高温提胶技术进行提取。

优选地，本发明的包括如下步骤或仅由如下步骤组成：

（1）使用经过提胶三到四次后的剩余骨料作为原料；

（2）加入水搅拌调浆；

步骤（2）中，所述的水优选为去离子水。优选地，原料按质量比1：1～1：3的固液比加去离子水搅拌调浆。

（3）调整料液pH为弱酸性至中性；

步骤（3）中，优选地，用酸或碱调整料液pH为5.5～7.0。更优选地，所述的酸是磷酸、盐酸、乙酸或硫酸；所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵或三乙醇胺。

（4）然后保温并加入蛋白酶进行反应；

步骤（4）中，保持料液温度在45～55℃，即保持所述的酶解温度为45～55℃，加入10～40ppm的蛋白酶进行反应；优选地，所述的酶为中性蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶；优选地，加入蛋白酶反应的时间为1～4h。

（5）而后升温使酶失活；

步骤（5）中，优选地，使反应后的胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活。

（6）灭酶后过滤即得到明胶液。

步骤（6）中，优选地，灭酶后的胶液经过澄清过滤处理，得到透明度较高的明胶液产物。

优选地，所述的澄清处理是用聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝处理。所述的过滤处理是用高速离心机进行固液分离，得到澄清胶液。

本发明的方法中，优选地，用传统的分次进行提胶三到四次的剩余骨料作为原料，采用酶法制胶技术代替传统的高温提胶技术，其特征是：在用传统的分次进行提胶三到四次的剩余骨料作为原料的条件下，原料按质量比1：1～1：3的固液比加无离子水搅拌调浆，用酸或碱调整料液pH为5.5～7.0，然后保持料液温度在45～55℃，加入10～40ppm的蛋白酶，反应时间为1～4h，反应后的胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活，灭酶后的胶液经过澄清过滤处理，得到透明度较好的明胶液。

采用酶法提胶技术来处理用传统的分次进行提胶三到四次的剩余骨料，取代传统的高温提胶工艺，提高提出优质胶液得率的方法，提高明胶经济效益。

更优选地，本发明提供了一种提高明胶优质胶得率的方法，该方法是将传统的分次进行提胶三到四次的剩余骨料用酶解的方法进行提胶，其具体步骤为：

⑴将用传统的分次进行提胶三到四次的剩余骨料作为原料；

⑵原料按1：1～1：3（质量比质量）的固液比加无离子水搅拌调浆；

⑶用酸或碱调整料液pH为5.5～7.0；

⑷将料液加热升温并保持在45～55℃；加入料液体积10～40ppm浓度的杰诺中性蛋白酶；加入酶后，酶解反应时间为1～4h；

(5)反应结束后的胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活；

⑹灭酶后的胶液先用聚丙烯酰胺絮凝，进行澄清处理，然后用高速离心机进行固液分离，得到高凝冻力、高黏度、高透明度的明胶液。

有益效果

本发明与传统提胶工艺相比具有如下优点：

（1）本发明的方法可以大幅度提高优质明胶的得率，大大提高了产率。

（2）由于采用酶法制胶工艺，取代了传统的高温提胶工艺，大大降低了高温对明胶黏度、凝冻强度的破坏；本发明的方法所得明胶具有高凝冻力、高黏度、高透明度的理化性质，理化性质均一，分子量分布较窄，质量优异。另外，采用酶法制胶工艺，大大提高了优质胶的得率，增加优质胶得率20%～30%。

（3）本发明的生产条件并不苛刻，适合于大规模工业化生产。

（4）另外，本发明中采用的原料是传统提胶工艺中经过多次提胶后的剩余骨料，属于废物再次利用，从这一个角度而言，也降低了污物处理的成本，减小了环境污染，而且带来了更大的经济效益。并且，由于酶法制胶工艺，提胶仅需在较低温度下进行，节省了大量的能源，从而保护环境，操作简单，降低了成本。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，实施例1-3中，加入各原料除特别说明外，均为市售。

实施例1

首先配制0.2%（质量百分比）的杰诺中性蛋白酶（枣庄市杰诺生物酶公司生产）若干待用，然后再取5kg分次进行提胶三到四次的剩余骨料（骨料有机氮：1.16%（质量百分比），水分：89.3%（质量百分比），灰分:0.55%（质量百分比）），按水骨比=1:1（质量百分比）加纯水混匀调浆，调pH为6.3，然后置于50℃的水浴锅中搅拌保温，待料液温度达到50℃时，加入50ml配置好的蛋白酶(0.2%质量百分比)，反应2小时，时间到后将胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活，灭酶后的胶液做澄清、过滤处理，处理后称重，料液重8kg，料液有机氮含量0.45%（质量百分比），胶液制成成品后检测达到特级胶标准，本次酶解收率62.1%（质量百分比），占明胶总收率的20%～25%（质量百分比），提高了明胶优质胶的得率。

实施例2

首先配制0.2%（质量百分比）的杰诺中性蛋白酶若干待用，然后再取5kg分次进行提胶三到四次的剩余骨料（骨料有机氮：1.21%（质量百分比），水分：85.6%（质量百分比），灰分:0.49%（质量百分比）），按水骨比=1:2（质量比）加纯水混匀调浆，调pH为6.8，然后置于50℃的水浴锅中搅拌保温，待料液温度达到50℃时，加入75ml配置好的蛋白酶(0.2%质量百分比)，反应2小时，时间到后将胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活，灭酶后的胶液做澄清、过滤处理，处理后称重，料液重13kg,料液有机氮含量0.34%（质量百分比），胶液制成成品后检测达到特级胶标准，本次酶解收率73.1%（质量百分比），占明胶总收率的25%～30%（质量百分比），提高了明胶优质胶的得率。

实施例3

首先配制0.2%（质量百分比）的杰诺中性蛋白酶若干待用，然后再取5kg分次进行提胶三到四次的剩余骨料（骨料有机氮：1.3%（质量百分比），水分：83.3%（质量百分比），灰分:0.56%（质量百分比）），按水骨比=1:1（质量比）加纯水混匀调浆，调pH为6.5，然后置于50℃的水浴锅中搅拌保温，待料液温度达到50℃时，加入50ml配置好的蛋白酶(0.2%m/m)，反应3小时，时间到后将胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活，灭酶后的胶液做澄清、过滤处理，处理后称重，料液重8.3kg,料液有机氮含量0.58%（质量百分比），胶液制成成品后检测达到特级胶标准，本次酶解收率79.58%（质量百分比），占明胶总收率的25%～30%（质量百分比），提高了明胶优质胶的得率。

Claims (10)

1.一种制备明胶的方法，其特征在于，使用经过提胶三到四次后的剩余骨料作为原料，采用酶法制胶技术代替高温提胶技术进行提取。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）使用经过提胶三到四次后的剩余骨料作为原料；

（2）加入水搅拌调浆；

（3）调整料液pH为弱酸性至中性；

（4）然后保温并加入蛋白酶进行反应；

（5）而后升温使酶失活；

（6）灭酶后过滤即得到明胶液。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，原料按1：1～1：3(质量比质量)的固液比加去离子水搅拌调浆。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，用酸或碱调整料液pH为5.5～7.0，步骤（4）中，保持料液温度在45～55℃，加入10～40ppm的蛋白酶进行反应。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，加入蛋白酶反应的时间为1～4h。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，使反应后的胶液升温至80～100℃保温2～10分钟将酶灭活。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（6）中，灭酶后的胶液经过澄清过滤处理，得到透明度较高的明胶液产物。

8.如权利要求2所述的方法，其特征是：所述的酶为中性蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶。

9.如权利要求2所述的方法，其特征是：步骤（3）中，所述的酸是磷酸、盐酸、乙酸或硫酸；所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵或三乙醇胺；所述的酶解温度为45～55℃。

10.如权利要求2所述的方法，其特征是：所述的澄清处理是用聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝处理；所述的过滤处理是用高速离心机进行固液分离，得到澄清胶液。