CN104892750A - 一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,包括以下步骤:预处理、酸处理、盐处理、酸提、盐析、透析和冷冻干燥,制得酸溶性鱼鳞胶原蛋白。本发明提供的制备方法条件温和,简单易操作,提取周期短,提取率高,按照本发明提供的制备方法制得的胶原蛋白的提取率为40-50%,所述胶原蛋白的纯度大于90%。制得的胶原蛋白可以广泛应用于医药、食品以及日用化工等领域。同时,本发明将原本直接废弃的鱼鳞“变废为宝”,减小了环境污染,同时丰富了胶原蛋白的原料来源。
Description
技术领域
本发明涉及胶原蛋白的制备方法,具体涉及一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法。
背景技术
胶原蛋白因具有美容、抗骨质疏松、降血压和抗氧化等多种生物活性,被广泛地应用于医药、化妆品和保健品等高附加值领域。目前用于生产胶原制品的原料基本上是猪、牛等陆生动物的皮和骨,随着工业上对胶原制品需求量的增加,再加上近年来疯牛病等人畜共患病的爆发与流行,使得其制品的安全性受到广泛质疑,不少发达国家已经禁止使用从牛皮及牛骨中提取的胶原制品,致使胶原蛋白的来源受到极大的影响。
鱼鳞中含有丰富的胶原蛋白,因此从鱼鳞中提取安全、卫生、无害的胶原制品具有广泛的市场前景。但现有的鱼鳞胶原蛋白的提取方法存在操作复杂、提取时间长、提取率低以及制得的胶原蛋白纯度低等问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法。本发明从鱼鳞中提取胶原蛋白,制备方法简单易操作,提取步骤简单,提取时间短,降低了提取成本,制备得到的胶原蛋白纯度较高。
本发明提供了一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,包括以下步骤:
(1)预处理:将鱼鳞用清水反复洗净,风干后磨粉制得干鱼鳞粉;
(2)酸处理:将所述干鱼鳞粉按照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到盐酸中,室温下搅拌4-24h,然后过滤,得第一滤渣;
(3)盐处理:将所述第一滤渣按照固液比为1:20-1:50g/mL的比例加入到氯化钠溶液中,室温下搅拌6-48h;然后过滤,得第二滤渣;
(4)酸提:将所述第二滤渣按照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到酸溶液中,室温下搅拌24-48h,然后进行离心,收集上清液并进行抽滤,得到粗提液;
(5)盐析:在所述粗提液中加入氯化钠,得到混合溶液,盐析过夜后离心得到沉淀;
(6)透析和冷冻干燥:将所述沉淀放入透析袋中进行透析,透析后进行冷冻干燥,制得酸溶性鱼鳞胶原蛋白。
优选地,所述鱼鳞为罗非鱼鱼鳞。罗非鱼鱼鳞的结构不同于如草鱼等其他鱼类鱼鳞,罗非鱼鱼鳞中含有50%左右的胶原蛋白,胶原蛋白含量较高,采用本发明提供的制备方法可以有效提取罗非鱼鱼鳞中的胶原蛋白。
现有技术即使将鱼鳞清洗多次后再加入盐酸,都很难将鱼鳞中的钙有效去除。步骤(1)中将鱼鳞风干磨粉制得干鱼鳞粉后,所述干鱼鳞粉和后续的反应试剂的接触面积更大,有助于提高鱼鳞的脱钙效率和胶原蛋白提取效率。
步骤(2)酸处理的目的是去除鱼鳞中的钙,使鱼鳞内部结构疏松,有利于后续胶原蛋白的提取,脱钙效果好,相比其他脱钙方式,脱钙彻底,同时不影响鱼鳞中胶原蛋白的性质。
所述固液比的单位为g/mL,将所述干鱼鳞粉按照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到盐酸中表示将1g所述干鱼鳞粉加入到10-30mL的盐酸中。
优选地,步骤(2)所述搅拌速度为1000-1500r/min。在搅拌条件下,强化物质分子运动的频率和速度以破坏钙盐结构,可以有效去除鱼鳞中的钙物质。
优选地,步骤(2)所述盐酸的浓度为0.1-0.5mol/L。
优选地,步骤(2)将所述干鱼鳞粉按照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到盐酸中,室温下搅拌4h。
步骤(3)采用氯化钠处理酸处理后得到的第一滤渣,采用氯化钠这种中性盐去除杂蛋白,反应条件温和,避免胶原蛋白变性,同时可以将鱼鳞中的水溶性杂蛋白和盐溶性杂蛋白去除,提高胶原蛋白的纯度。
优选地,步骤(3)所述氯化钠溶液中氯化钠的质量分数为1%-5%。
优选地,步骤(3)将所述第一滤渣按照固液比为1:20-1:50g/mL的比例加入到氯化钠溶液中,室温下搅拌6h。
步骤(4)采用酸提的方法提取鱼鳞中的胶原蛋白,得到的胶原蛋白纯度高,结构完整性好。
优选地,步骤(4)所述酸溶液为乙酸溶液。酸提介质采用乙酸溶液,酸度适中,在不破坏胶原蛋白结构的前提下,可以较高效率地提取出胶原蛋白。
更优选地,步骤(4)中加入的所述乙酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L。
优选地,步骤(4)中所述离心条件为:在10000r/min下离心20-40min。
优选地,将所述第二滤渣照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到酸溶液中,室温下搅拌24h。
步骤(5)进行盐析,使步骤(4)得到的粗提液中的蛋白质凝聚并从溶液中析出,得到纯度更高的胶原蛋白。
步骤(5)所述盐析过程中加入氯化钠,优选地,所述氯化钠在所述混合溶液中的浓度为0.7-1.1mol/L。在该浓度下,在盐析过夜后,可以有效沉淀胶原蛋白,进一步提高胶原蛋白的纯度。
优选地,步骤(5)所述盐析过夜后,将所述混合溶液在10000r/min离心20-40min。
通过透析的过程,可以有效的除去胶原蛋白中混有的少量的无机离子,从而得到较为纯净的胶原蛋白。优选地,步骤(6)将所述沉淀放入透析袋中,用蒸馏水透析2-4天。
优选地,所述透析后将得到的潮湿的酸溶性鱼鳞胶原蛋白放入冷冻干燥机,冻干2-3天,制得酸溶性鱼鳞胶原蛋白。
本发明提供的一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,首先将鱼鳞预处理后得到干鱼鳞粉,将所述干鱼鳞粉进行酸处理进行脱钙,除去鱼鳞的钙后,再进行盐处理去除鱼鳞中的杂蛋白,此时,鱼鳞结构疏松且已经除去鱼鳞中杂蛋白等杂质,有助于后续胶原蛋白的提取;然后进行酸提得到粗提液,这时候可以最大限度地提取出鱼鳞中的胶原蛋白,在粗提液中加入氯化钠盐析后得到胶原蛋白的沉淀,实现对胶原蛋白的进一步提纯,再进行透析干燥后,得到胶原蛋白精制品。鱼鳞经过本发明的制备工艺后,可以得到安全、稳定和优质的酸溶性鱼鳞胶原蛋白。
胶原蛋白对温度、pH等环境因素非常敏感,在高温或强酸强碱条件下极易发生变性,因此在提取胶原蛋白过程中要严格控制环境因素的影响。本发明提供的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,不采用强碱性或强酸性试剂,反应温度均在室温下,条件温和,对胶原蛋白的结构和性质不产生影响,制得的胶原蛋白纯度高;另外,本发明工艺简单易操作,提取周期短,提取一次即可,不需要进行多次提取或者重复提取,提取率高。按照本发明提供的制备方法制得的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的提取率为40-50%,酸溶性鱼鳞胶原蛋白的纯度大于90%。制得的酸溶性鱼鳞胶原蛋白可以广泛应用于医药、食品以及日用化工等领域。同时,本发明将原本直接废弃的鱼鳞“变废为宝”,减小了环境污染,同时丰富了胶原蛋白的原料来源。
综上所述,本发明将鱼鳞“变废为宝”,通过优化的酸法提取条件,获得了安全、稳定和优质的酸溶性鱼鳞胶原蛋白,可以广泛应用于医药、食品以及日用化工等行业。
综上,本发明有益效果包括以下几个方面:
1、本发明提供的制备方法条件温和,简单易操作,提取周期短,提取率高,制得的胶原蛋白可以广泛应用于医药、食品以及日用化工等领域;
2、本发明将原本直接废弃的鱼鳞“变废为宝”,减小了环境污染,同时丰富了胶原蛋白的原料来源。
附图说明
图1为本发明一实施例酸溶性鱼鳞胶原蛋白制备方法的工艺流程图;
图2为本发明实施例1制得的酸溶性鱼鳞胶原蛋白成品照片。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
实施例1:
一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,包括以下步骤:
(1)预初理:将罗非鱼鱼鳞用清水反复洗净,风干后磨粉装袋备用;
(2)酸处理:将步骤(1)得到的干鱼鳞粉加入到0.5mol/L盐酸中,干鱼鳞粉和盐酸的固液比为1:10g/mL,室温下搅拌脱钙24h;然后过滤,得第一滤渣;
(3)盐处理:将步骤(2)所得的第一滤渣,加入到质量分数为1%的氯化钠溶液中,第一滤渣和氯化钠溶液的固液比为1:50g/mL,室温下搅拌6h;然后过滤,得第二滤渣;
(4)酸提:将步骤(3)所得的第二滤渣加入到浓度为0.1mol/L的乙酸溶液中,第二滤渣和乙酸溶液的固液比为1:30g/mL,室温下搅拌24h;将混合液在10000r/min下离心20分钟,收集上清液,将上清液抽滤得到更清澈的粗提液;
(5)盐析:在步骤(4)所得粗提液中加入氯化钠,得到混合溶液,使氯化钠在混合溶液的终浓度达到1.1mol/L,盐析过夜,10000r/min离心20min,弃去上清液,得到沉淀即为酸溶性胶原蛋白;
(6)透析:将步骤(5)所得沉淀放入透析袋中,用蒸馏水透析2天,每天更换透袋;
(7)冷冻干燥:将步骤(6)透析之后的胶原蛋白放入冷冻干燥机中,冻干时间为2天,冻干粉末即为酸溶性胶原蛋白成品。
图2为本发明实施例1制备出的酸溶性胶原蛋白成品的照片,从照片中可以看出,本发明制得的酸溶性胶原蛋白成品为白色固体;通过紫外扫描可知,其最大吸收峰出现在219nm处,是Ⅰ型胶原蛋白的特征吸收峰;通过红外光谱和X射线衍射分析可证明其三螺旋结构的存在,从而证明本发明实施例1制备出的成品为胶原蛋白。
将本发明实施例1制得的酸溶性胶原蛋白成品进行物理参数的测试,结果如表1所示。
表1实施例1制得的酸溶性胶原蛋白成品物理参数的测试结果
*起泡条件为:t=5min,T=22.1℃,流速=94mL/min。
从表1中可以看出,本发明实施例1制得的酸溶性胶原蛋白的变性温度为35.23℃,乳化性为3.36m2/g,吸湿性为0.25g/g,起泡性为185%。说明本发明制得的酸溶性胶原蛋白热稳定性、乳化性、吸湿性和起泡性较好;羟脯氨酸是胶原蛋白中特有的氨基酸,本实施例1制得的酸溶性胶原蛋白成品中的羟脯氨酸的含量为2.13%。
按照公式(1)计算本发明提供的制备方法制得的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的提取率为40%,本发明提供的制备方法制得的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的纯度大于90%。
式中:Y——酸溶性鱼鳞胶原蛋白的提取率;
m1——鱼鳞的质量,g;
m2——制得的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的质量,g
实施例2:
一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,包括以下步骤:
(1)预初理:将罗非鱼鱼鳞用清水反复洗净,风干后磨粉装袋备用;
(2)酸处理:将步骤(1)得到的干鱼鳞粉加入到0.1mol/L盐酸中,干鱼鳞粉和盐酸的固液比为1:30g/mL,室温下搅拌脱钙4h;然后过滤,得第一滤渣;
(3)盐处理:将步骤(2)所得的第一滤渣,加入到质量分数为5%的氯化钠溶液中,第一滤渣和氯化钠溶液的固液比为1:20g/mL,室温下搅拌48h;然后过滤,得第二滤渣;
(4)酸提:将步骤(3)所得的第二滤渣加入到浓度为1mol/L的乙酸溶液中,第二滤渣和乙酸溶液的固液比为1:10g/mL,室温下搅拌48h;将混合液在10000r/min下离心40分钟,收集上清液,将上清液抽滤得到更清澈的粗提液;
(5)盐析:在步骤(4)所得粗提液中加入氯化钠,得到混合溶液,使氯化钠在混合溶液的终浓度达到0.7mol/L,盐析过夜,10000r/min离心40min,弃去上清液,得到沉淀即为酸溶性胶原蛋白;
(6)透析:将步骤(5)所得沉淀放入透析袋中,用蒸馏水透析4天,每天更换透袋;
(7)冷冻干燥:将步骤(6)透析之后的胶原蛋白放入冷冻干燥机中,冻干时间为3天,冻干粉末即为酸溶性胶原蛋白成品。
按照本发明提供的制备方法制得的胶原蛋白的提取率为50%,胶原蛋白的纯度大于90%。
实施例3:
一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,包括以下步骤:
(1)预初理:将罗非鱼鱼鳞用清水反复洗净,风干后磨粉装袋备用;
(2)酸处理:将步骤(1)得到的干鱼鳞粉加入到0.3mol/L盐酸中,干鱼鳞粉和盐酸的固液比为1:20g/mL,室温下搅拌脱钙12h;然后过滤,得第一滤渣;
(3)盐处理:将步骤(2)所得的第一滤渣,加入到质量分数为3%的氯化钠溶液中,第一滤渣和氯化钠溶液的固液比为1:30g/mL,室温下搅拌20h;然后过滤,得第二滤渣;
(4)酸提:将步骤(3)所得的第二滤渣加入到浓度为0.5mol/L的乙酸溶液中,第二滤渣和乙酸溶液的固液比为1:20g/mL,室温下搅拌36h;将混合液在10000r/min下离心30分钟,收集上清液,将上清液抽滤得到更清澈的粗提液;
(5)盐析:在步骤(4)所得粗提液中加入氯化钠,得到混合溶液,使氯化钠在混合溶液的终浓度达到0.9mol/L,盐析过夜,10000r/min离心30min,弃去上清液,得到沉淀即为酸溶性胶原蛋白;
(6)透析:将步骤(5)所得沉淀放入透析袋中,用蒸馏水透析3天,每天更换透袋;
(7)冷冻干燥:将步骤(6)透析之后的胶原蛋白放入冷冻干燥机中,冻干时间为3天,冻干粉末即为酸溶性胶原蛋白成品。
按照本发明提供的制备方法制得的胶原蛋白的提取率为45%,胶原蛋白的纯度大于90%。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)预处理:将鱼鳞用清水反复洗净,风干后磨粉制得干鱼鳞粉;
(2)酸处理:将所述干鱼鳞粉按照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到盐酸中,室温下搅拌4-24h,然后过滤,得第一滤渣;
(3)盐处理:将所述第一滤渣按照固液比为1:20-1:50g/mL的比例加入到氯化钠溶液中,室温下搅拌6-48h;然后过滤,得第二滤渣;
(4)酸提:将所述第二滤渣按照固液比为1:10-1:30g/mL的比例加入到酸溶液中,室温下搅拌24-48h,然后进行离心,收集上清液并进行抽滤,得到粗提液;
(5)盐析:在所述粗提液中加入氯化钠,得到混合溶液,盐析过夜后离心得到沉淀;
(6)透析和冷冻干燥:将所述沉淀放入透析袋中进行透析,透析后进行冷冻干燥,制得酸溶性鱼鳞胶原蛋白。
2.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述酸溶液为乙酸溶液。
3.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(4)中加入的所述乙酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L。
4.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述离心条件为:在10000r/min下离心20-40min。
5.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(5)中所述氯化钠在所述混合溶液中的浓度为0.7-1.1mol/L。
6.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述盐析过夜后,将所述混合溶液在10000r/min离心20-40min。
7.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述盐酸的浓度为0.1-0.5mol/L。
8.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述搅拌速度为1000-1500r/min。
9.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述氯化钠溶液中氯化钠的质量分数为1%-5%。
10.如权利要求1所述的酸溶性鱼鳞胶原蛋白的制备方法,其特征在于,步骤(6)将所述沉淀放入透析袋中,用蒸馏水透析2-4天。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150909 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |