CN104336190B - 一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）原材料处理（2）鸡油的制备（3）两步酶解（4）制备可溶性钙粉（5）制复合液（6）制蛋白膜。本发明采用两步复合酶解技术提高了胶原蛋白的质量，同时在酶解过程中加入酶解保护剂，保证了产物优良品质。再对鸡骨中的钙通过柠檬酸酸活化制备可溶性钙，使钙的生物吸收率提高。通过添加双醛淀粉，使胶原蛋白的力学性能、热稳定性、阻湿性得到较大的改善。易降解，具有优良的环保性能。生产过程清洁绿色无污染，没有任何废水排放，实现了鸡骨的清洁化综合利用。

Description

一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法

技术领域

本发明属于农副产品综合利用领域，涉及一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法。

背景技术

胶原蛋白是人体组织结构的主要成分之一，它遍及全身的各个组织器官，如：皮肤、骨骼、软骨、韧带、角膜、各种内膜、筋膜等，是维持皮肤与组织器官形态、结构的主要成分，也是修复各损伤组织的重要物质。

目前国内外在生产水解胶原蛋白过程中，通过常规方法水解动物的骨头、皮等组织得到的水解胶原蛋白大多分子量分步范围广、分子量均一性差；而且水解过程中产生的大量游离氨基酸使得产品的生物活性大大降低，影响功效。

人们生活中常用到的食品包装膜大多来自于石油化工中的合成塑料如聚乙烯(PE) 和偏聚氯乙烯(PVDC) 等，然而这种合成塑料类食品包装膜的广泛应用也带来了严重的环境问题。研究开发可生物降解和可再生的新型食品包装膜迫在眉睫。

胶原蛋白是一种纤维蛋白，由有限单体组成，并且具有多分散性，这些结构特性使得胶原蛋白的性质与合成的聚合物的性质最为相似。但是，胶原蛋白本身具有机械性能和热稳定性差的缺点，限制了其应用。以增塑剂与胶原蛋白共混制备食品包装膜可以提高膜材料的韧性，但热稳定性差，阻湿性差，且不能长期保存，不能满足某些食品的包装需求(CN1165766A)。因此，通常使用的胶原蛋白基生物材料都要经过改性，以改善胶原蛋白物化方面的性能。

现有的胶原蛋白的提取主要是从动物体，如中国专利200710040969.1中从牛软骨中提取胶原蛋白和硫酸软骨素、中国专利201110090110.8从猪、牛、羊骨中提取胶原蛋白、201110427728.9中从鸡骨中提取胶原蛋白；而我国肉鸡年产量达到800多万吨，分割鸡肉的加工导致了大量鸡骨架积存，鸡骨骼中的蛋白质90%为胶原蛋白，却没有得不到很好的重视和综合利用。

从上述的现有技术上看，从动物骨中提取胶原蛋白生产方法主要是只生产单一的胶原蛋白产品，采用化学法，使用强酸和强碱等化学试剂，污染严重，同时会造成胶原蛋白的变性，经济效益、社会效益和环境效益都很低，为了将大量的鸡骨利用起来，实现清洁的工业化批量生产，就必须一种合理的综合利用的生产方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）原材料处理：将鸡骨原料匀速放入切断机内切断，输送至绞肉机，同时不断加入水，投料时水温控制在55-65℃，料水质量比控制在1: 1.5-2；将上述骨渣投入水解罐，在水解罐中加入骨渣清洗水，投料后温度升至85-90℃，保温并搅拌2-3h，停止搅拌后静置35-40 min，将浮在上层的鸡油直接分离；

（2）鸡油的制备：将步骤（1）中分离得到的鸡油进入油脂储罐，开启夹套蒸汽并搅拌，温度升到95-99℃后静置杀菌1.5-2.5h，至脂肪层完全分离，开罐底阀排出水相液，保留油脂在油脂储罐中，加入油脂体积9-11%的比重为1.5-1.8的盐水，将油脂升温至55-65℃，保温搅拌35-40min，静置2.5-3h并自然降温，除去油脂相中的杂质，使油脂滤清，排出含有杂质的盐水后，按照0.1g/kg油脂的量加入抗氧化剂丁基羟基茴香醚，得到鸡骨油产品；

（3）两步酶解：步骤（2）中的水相降温至55-65 ℃，调节pH 到7-8，加入碱性蛋白酶，加入量为原料重量的0.4-0.5%，进行酶解2-3h；加入原料重量0.4-0.5%由木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和中性蛋白酶质量比为1 ∶1： 1组成的复合蛋白酶，再加入原料重量0.2-0.3%的M0111-9 复合酶解保护剂，在50-60℃、pH 为6- 7 条件下进行酶解反应2.5-3.5h，再在85-95℃下保温2-3min ；

（4）制备可溶性钙粉：利用压滤机进行固液体分离，得到液体为胶原蛋白处理液，得到的固体残渣利用超微粉碎机粉碎，加入1-1.5 倍沉淀物重量的柠檬酸进行活化处理3-4h，烘干，得可溶性钙粉；

（5）制复合液：将胶原蛋白处理液冷却后加入过氧化氢，保温至35-40℃，氧化2-3h，再向经上述氧化后的料液中加入活性炭，搅拌2-3 h，将脱色脱臭后的料液经过分子量为3- 5ku 的过滤膜超滤2- 3 次，收集过滤液，加入质量分数为2-3% 的双醛淀粉水溶液，并于温度50-60℃搅拌反应40-50 分钟，制备得到复合液；

（6）制蛋白膜： 向上述复合液中添加重量比为1：1的甘油与丙二醇混合物6-8%和聚乙二醇5-6%，之后于温度55-60℃继续搅拌30-40 分钟，制备得到混合溶液，将调制好的膜液均匀地倒在有机硅树脂框内，利用恒温恒湿箱在30-35℃、相对湿度50％下干燥18-20h后，从有机硅树脂上剥离即可获得透明的胶原蛋白膜。

上述的一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的压滤机为板框式压滤机。

本发明的有益效果：

本发明采用两步复合酶解技术提高了胶原蛋白的质量，同时在酶解过程中加入酶解保护剂，保证了水解酶在进行定向酶解反应的同时不破坏水解产物的生物活性，保证了产物分子量的均一性，有效保障了产物的生物活性和优良品质。在温和条件下酶解，其安全性高，无副作用。再对鸡骨中的钙通过柠檬酸酸活化制备可溶性钙，使钙的生物吸收率提高。用活性炭脱臭，充分利用活性炭的吸附作用和助滤作用，提高了产品含量，同时缩短了工艺时间。本发明中添加了双醛淀粉，反应活性高，使胶原蛋白的力学性能、热稳定性、阻湿性得到较大的改善。除了其本身具有的无毒性、生物可降解性等优良的生物学性能外，采用它制备的可食用胶原蛋白食品包装膜可避免游离小分子醛造成的代谢毒性现象；与聚乙烯(PE)和偏聚氯乙烯(PVDC) 膜相比，易降解，具有优良的环保性能，用于食品和药品包装更具有优良的安全性。生产过程清洁绿色无污染，没有任何废水排放，实现了鸡骨的清洁化综合利用，适合大规模工业化生产，经济效益和社会效益显著。

具体实施方式

实施例1

（1）原材料处理：将鸡骨原料200kg匀速放入切断机内切断，输送至绞肉机，同时不断加入水，投料时水温控制在55℃，料水质量比控制在1: 1.5；将上述骨渣投入水解罐，在水解罐中加入骨渣清洗水，投料后温度升至85℃，保温并搅拌2h，停止搅拌后静置35 min，将浮在上层的鸡油直接分离；

（2）鸡油的制备：将步骤（1）中分离得到的鸡油进入油脂储罐，开启夹套蒸汽并搅拌，温度升到95℃后静置杀菌1.5h，至脂肪层完全分离，开罐底阀排出水相液，保留油脂在油脂储罐中，加入油脂体积9%的比重为1.5的盐水，将油脂升温至55℃，保温搅拌35min，静置2.5h并自然降温，除去油脂相中的杂质，使油脂滤清，排出含有杂质的盐水后，按照0.1g/kg油脂的量加入抗氧化剂丁基羟基茴香醚，得到鸡骨油产品；

（3）两步酶解：步骤（2）中的水相降温至55 ℃，调节pH 到7，加入碱性蛋白酶，加入量为原料重量的0.4%，进行酶解2h；加入原料重量0.4%由木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和中性蛋白酶质量比为1 ∶1： 1组成的复合蛋白酶，再加入原料重量0.2%的 M0111-9 复合酶解保护剂，在50℃、pH 为6 条件下进行酶解反应2.5h，再在85℃下保温2min ；

（4）制备可溶性钙粉：利用板框式压滤机进行固液体分离，得到液体为胶原蛋白处理液，得到的固体残渣利用超微粉碎机粉碎，加入1倍沉淀物重量的柠檬酸进行活化处理3h，烘干，得可溶性钙粉；

（5）制复合液：将胶原蛋白处理液冷却后加入过氧化氢，保温至35℃，氧化2h，再向经上述氧化后的料液中加入活性炭，搅拌2 h，将脱色脱臭后的料液经过分子量为3ku 的过滤膜超滤2次，收集过滤液，加入质量分数为2% 的双醛淀粉水溶液，并于温度50℃搅拌反应40分钟，制备得到复合液；

（6）制蛋白膜： 向上述复合液中添加重量比为1：1的甘油与丙二醇混合物6%和聚乙二醇5%，之后于温度55℃继续搅拌30分钟，制备得到混合溶液，将调制好的膜液均匀地倒在有机硅树脂框内，利用恒温恒湿箱在30℃、相对湿度50％下干燥18h 后，从有机硅树脂上剥离即可获得透明的胶原蛋白膜。

实施例2

（1）原材料处理：将鸡骨原料200kg匀速放入切断机内切断，输送至绞肉机，同时不断加入水，投料时水温控制在65℃，料水质量比控制在1: 2；将上述骨渣投入水解罐，在水解罐中加入骨渣清洗水，投料后温度升至90℃，保温并搅拌3h，停止搅拌后静置40 min，将浮在上层的鸡油直接分离；

（2）鸡油的制备：将步骤（1）中分离得到的鸡油进入油脂储罐，开启夹套蒸汽并搅拌，温度升到99℃后静置杀菌2.5h，至脂肪层完全分离，开罐底阀排出水相液，保留油脂在油脂储罐中，加入油脂体积11%的比重为1.8的盐水，将油脂升温至65℃，保温搅拌40min，静置3h并自然降温，除去油脂相中的杂质，使油脂滤清，排出含有杂质的盐水后，按照0.1g/kg油脂的量加入抗氧化剂丁基羟基茴香醚，得到鸡骨油产品；

（3）两步酶解：步骤（2）中的水相降温至65 ℃，调节pH 到8，加入碱性蛋白酶，加入量为原料重量的0.5%，进行酶解3h；加入原料重量0.5%由木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和中性蛋白酶质量比为1 ∶1： 1组成的复合蛋白酶，再加入原料重量0.3%的 M0111-9 复合酶解保护剂，在60℃、pH 为7 条件下进行酶解反应3.5h，再在95℃下保温3min ；

（4）制备可溶性钙粉：利用板框式压滤机进行固液体分离，得到液体为胶原蛋白处理液，得到的固体残渣利用超微粉碎机粉碎，加入1.5 倍沉淀物重量的柠檬酸进行活化处理4h，烘干，得可溶性钙粉；

（5）制复合液：将胶原蛋白处理液冷却后加入过氧化氢，保温至40℃，氧化3h，再向经上述氧化后的料液中加入活性炭，搅拌3 h，将脱色脱臭后的料液经过分子量为5ku 的过滤膜超滤3 次，收集过滤液，加入质量分数为3% 的双醛淀粉水溶液，并于温度60℃搅拌反应50 分钟，制备得到复合液；

（6）制蛋白膜： 向上述复合液中添加重量比为1：1的甘油与丙二醇混合物8%和聚乙二醇6%，之后于温度60℃继续搅拌40 分钟，制备得到混合溶液，将调制好的膜液均匀地倒在有机硅树脂框内，利用恒温恒湿箱在35℃、相对湿度50％下干燥20h 后，从有机硅树脂上剥离即可获得透明的胶原蛋白膜。

Claims (2)

1.一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）原材料处理：将鸡骨原料匀速放入切断机内切断，输送至绞肉机，同时不断加

入水，投料时水温控制在55-65℃，料水质量比控制在1: 1.5-2 ；将所得骨渣投入水解罐，在水解罐中加入骨渣清洗水，投料后温度升至85-90℃，保温并搅拌2-3h，停止搅拌后静置35-40min，将浮在上层的鸡油直接分离；

（2）鸡油的制备：将步骤（1）中分离得到的鸡油进入油脂储罐，开启夹套蒸汽并搅拌，温度升到95-99℃后静置杀菌1.5-2.5h，至脂肪层完全分离，开罐底阀排出水相液，保留油脂在油脂储罐中，加入油脂体积9-11% 的比重为1.5-1.8 的盐水，将油脂升温至55-65℃，保温搅拌35-40min，静置2.5-3h 并自然降温，除去油脂相中的杂质，使油脂滤清，排出含有杂质的盐水后，按照0.1g/kg 油脂的量加入抗氧化剂丁基羟基茴香醚，得到鸡骨油产品；

（3）两步酶解：步骤（1）中的水相降温至55-65 ℃，调节pH 到7-8，加入碱性

蛋白酶，加入量为原料重量的0.4-0.5%，进行酶解2-3h ；加入原料重量0.4-0.5%

由木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和中性蛋白酶质量比为1 ∶ 1 ： 1 组成的复合蛋白酶，

再加入原料重量0.2-0.3% 的M0111-9 复合酶解保护剂，在50-60℃、pH 为6- 7 条件下进行酶解反应2.5-3.5h，再在85-95℃下保温2-3min ；

（4）制备可溶性钙粉：利用压滤机进行固液体分离，得到液体为胶原蛋白处理液，得到的固体残渣利用超微粉碎机粉碎，加入1-1.5 倍沉淀物重量的柠檬酸进行活化处理3-4h，烘干，得可溶性钙粉；

（5）制复合液：将胶原蛋白处理液冷却后加入过氧化氢，保温至35-40℃，氧化2-3h，再向经上述氧化后的料液中加入活性炭，搅拌2-3 h，将脱色脱臭后的料液经过分子量为3-5ku 的过滤膜超滤2- 3 次，收集过滤液，加入质量分数为2-3% 的双醛淀粉水溶液，并于温度50-60℃搅拌反应40-50 分钟，制备得到复合液；

（6）制蛋白膜： 向上述复合液中添加重量比为1 ：1 的甘油与丙二醇混合物6-8%

和聚乙二醇5-6%，之后于温度55-60℃继续搅拌30-40 分钟，制备得到混合溶液，

将调制好的膜液均匀地倒在有机硅树脂框内，利用恒温恒湿箱在30-35℃、相对湿度50％下干燥18-20h 后，从有机硅树脂上剥离即可获得透明的胶原蛋白膜。

2.根据权利要求1 所述的一种制胶原蛋白膜联产有机物的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的压滤机为板框式压滤机。