CN105622779B - 澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法，其特征在于动物鲜软骨加水蒸煮熟化后的蒸煮液，经酶解后，加入动物鲜软骨质量0.01%～1.5%的钙离子源，升温，钙离子使蛋白变性，得到澄清硫酸软骨素酶解液。酶解快，澄清去杂效果好，操作简单，得率高；无需过滤或离心除渣环节，从而减少除渣过程中软骨素的损失，减少了除渣过程中料液腐败的发生；特别是钙离子的加入大大降低了酶解液中脂肪酸和油脂的含量及大分子不溶物，使酶解液更清澈，减少了这些杂质对超滤装置或树脂吸附的毒化，并且增加骨渣中油脂的含量，减少废水中的COD，使污水更易于处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫酸软骨素的生产方法，特别涉及澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法。
背景技术
硫酸软骨素是从动物软骨中提取的一种酸性粘多糖，多存在于动物鼻骨、喉骨、气管及各种软骨中。软骨素在心血管、关节性疾病治疗方面具有重要作用，还广泛用于食品、保健品、化妆品等领域，其国内需求与日俱增，国际市场持续走俏，是我国出口金额仅次于氨基酸和肝素的生化制品。
目前，软骨素的生产多采用酶解醇提的工艺，即软骨经过蒸煮酶解使蛋白降解，软骨素游离出来溶解于溶液中。酶解液经去杂后，清液或超滤浓缩或树脂吸附处理后，清液加入乙醇沉淀，经脱水，干燥、粉碎后得到软骨素成品。
酶解过程是软骨素生产的重要环节，关系到软骨素提取液能否顺利进入下一步处理的关键。目前常用工艺，软骨蒸煮酶解后提取的酶解液，需要进行过滤或离心除渣才能进行下步的操作，过滤或离心除渣过程耗时多、占用面积大、劳动强度高，工时长，而且损耗多、料液易腐败，对生产造成巨大损失。酶解液如果一次处理，固液分离好、酶解液澄清、而且杂质少，对缩短劳动工时、降低劳动强度、提高收率、提高纯度，意义重大。
发明内容
本发明针对目前硫酸软骨素生产的酶解方法中存在的上述过滤或离心除渣耗时多、占用面积大、劳动强度高、损耗多、料液易腐败等问题，提出一种能得到澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法。
本发明技术方案如下：
一种澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法，其特征在于：动物鲜软骨加水蒸煮熟化后的蒸煮液，经酶解后，加入动物鲜软骨质量0.01%～1.5%的钙离子源，升温，钙离子使蛋白变性，得到澄清硫酸软骨素酶解液。本发明方法制备的硫酸软骨素酶解液省去了硫酸软骨素工艺后续的过滤或离心除渣的过程，而且大分子杂质和脂肪酸及油脂类杂质很低，利于超滤浓缩或树脂吸附。
优选地，所述的钙离子源为可溶性盐，例如二水氯化钙、无水氯化钙或硝酸钙等；最优选二水氯化钙。
上述澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法，包括以下步骤：
1) 将动物鲜软骨加水至漫过软骨，加热至沸腾后，100℃蒸煮熟化8～24h，除去上层油脂，得蒸煮液；
2)将步骤1)所得蒸煮液降温至45～50℃，加碱液调节pH为8.5～9.0，加入2709碱性蛋白酶，酶解1～4h，再次加碱液调节pH至8.0～8.5，并控制温度为40～45℃，然后加入粉碎的猪胰脏，酶解4h，得粗酶解液；
3) 用盐酸调节步骤2)所得粗酶解液pH为5.5，然后加入动物鲜软骨质量0.01%～1.5%的钙离子源，升温至70～95℃，搅拌0.5h使蛋白变性，然后静置分层取上清液，得澄清硫酸软骨素酶解液。
优选地， 步骤1）中动物鲜软骨为牛、羊、鸡、鸭或猪等的鲜软骨，或者上述动物干软骨，采用干软骨时，每重量份干软骨可替换1.5～2份鲜软骨。
优选地， 步骤2）中2709碱性蛋白酶的加入量为步骤1）动物鲜软骨质量的0.1～1.5‰，最优选0.8～1‰。
优选地， 步骤2）中2709碱性蛋白酶酶解时间为2h。
优选地， 步骤2）中猪胰脏的加入量为动物鲜软骨质量的1.5～2.5%。
优选地， 步骤2）中所述的碱液为NaOH水溶液，质量浓度为10～36%。
优选地， 步骤3）中钙离子源加入量为步骤1）动物鲜软骨质量的0.2%。
优选地， 步骤3）中所述的盐酸质量浓度为10～35%。
优选地， 步骤2）和3）的操作均在搅拌条件下进行，所述的搅拌转速为30～65r/min。
采用本发明所述方法，通过添加猪胰脏和钙离子并调整其加入量提高酶解液的澄清效果，无需过滤沉淀，静置即可实现固液分离，得到的澄清酶解液即可进入后续纯化操作。
本发明所述方法具有以下优点：酶解快，澄清去杂效果好，操作简单，得率高；无需过滤或离心除渣环节，从而减少除渣过程中软骨素的损失，减少了除渣过程中料液腐败的发生；特别是钙离子的加入大大降低了酶解液中脂肪酸和油脂的含量及大分子不溶物，使酶解液更清澈，减少了这些杂质对超滤装置或树脂吸附的毒化，并且增加骨渣中油脂的含量，减少废水中的COD，使污水更易于处理。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施例对本发明进一步详细说明，但实施例不限制本发明。
实施例1
1）10000Kg鲜牛软骨从罐下部开蒸汽加热下沉，后加少量水漫过软骨，沸腾后，100℃保温24h，关好蒸汽，除去上层油脂，得蒸煮液；
2）开启搅拌，搅拌转速为45r/min，将步骤1)所得蒸煮液开冷却水降温到50℃；加质量浓度为25%的氢氧化钠水溶液调节蒸煮液pH为9.0，加入2709碱性蛋白酶8Kg，控制温度在45～50℃，酶解2h；再次加质量浓度为25%的氢氧化钠水溶液调节pH至8.5并控制温度40～45℃，加入粉碎为肉泥的猪胰脏200Kg，保持pH8.0～8.5酶解4h，得粗酶解液；
3）45r/min搅拌下，用质量浓度为25%的盐酸调至酶解液pH为5.5，然后加入50Kg二水氯化钙，升温至90℃，搅拌0.5h使蛋白变性，静置30min，分层取上清液，即为本实施例澄清硫酸软骨素酶解液。
将实施例1澄清硫酸软骨素酶解液打入树脂罐，下部骨渣加热水洗两次，也打入树脂罐吸附1h，放掉母液，树脂洗涤洗脱，洗脱液调pH11，双氧水氧化24h后，过滤，滤液调pH6.5酒精沉淀，脱水，烘干，粉碎，即得211Kg软骨素成品，收率2.09%、纯度99%。
实施例2
1）10000Kg鲜牛软骨从罐下部开蒸汽加热下沉，后加少量水漫过软骨，沸腾后，100℃保温8h，关好蒸汽，除去上层油脂，得蒸煮液；
2）开启搅拌，搅拌转速为30r/min，将步骤1)所得蒸煮液降温到45℃；加质量浓度为10%的氢氧化钠水溶液调节蒸煮液pH为8.5，加入2709碱性蛋白酶1Kg，控制温度在45～50℃，酶解1h；调节pH至8.0并控制温度40～45℃，加入粉碎为肉泥的猪胰脏250Kg，保持pH8.0～8.5酶解4h，得粗酶解液；
3）30r/min搅拌下，用质量浓度为10%的盐酸调至酶解液pH为5.5，然后加入20Kg二水氯化钙，升温至90℃，搅拌0.5h使蛋白变性，静置30min，分层取上清液，即为本实施例澄清硫酸软骨素酶解液。
将实施例2澄清硫酸软骨素酶解液采用与实施例1相同的后续操作，即得210.5Kg软骨素成品，收率2.09 %、纯度99.3 %。
实施例3
1）10000Kg鲜牛软骨从罐下部开蒸汽加热下沉，后加少量水漫过软骨，沸腾后，100℃保温12h，关好蒸汽，除去上层油脂，得蒸煮液；
2）开启搅拌，搅拌转速为65r/min，将步骤1)所得蒸煮液开冷却水降温到50℃；加质量浓度为36%的氢氧化钠水溶液调节蒸煮液pH为9.0，加入2709碱性蛋白酶15Kg，控制温度在45～50℃，酶解4h；再次加质量浓度为36%的氢氧化钠水溶液调节pH至8.5并控制温度40～45℃，加入粉碎为肉泥的猪胰脏150Kg，保持pH8.0～8.5酶解4h，得粗酶解液；
3）65r/min搅拌下，用质量浓度为35%的盐酸调至酶解液pH为5.5，然后加入150Kg二水氯化钙，升温至90℃，搅拌0.5h使蛋白变性，静置30min，分层取上清液，即为本实施例澄清硫酸软骨素酶解液。
将实施例3澄清硫酸软骨素酶解液采用与实施例1相同的后续操作，即得209 Kg软骨素成品，收率2.08%、纯度99.5%。
实施例4
1）10000Kg鲜羊软骨从罐下部开蒸汽加热下沉，后加少量水漫过软骨，沸腾后，100℃保温24h，关好蒸汽，除去上层油脂，得蒸煮液；
2）开启搅拌，搅拌转速为45r/min，将步骤1)所得蒸煮液开冷却水降温到50℃；加质量浓度为25%的氢氧化钠水溶液调节蒸煮液pH为9.0，加入2709碱性蛋白酶8Kg，控制温度在45～50℃，酶解2h；再次加质量浓度为25%的氢氧化钠水溶液调节pH至8.5并控制温度40～45℃，加入粉碎为肉泥的猪胰脏200Kg，保持pH8.0～8.5酶解4h，得粗酶解液；
3）45r/min搅拌下，用质量浓度为25%的盐酸调至酶解液pH为5.5，然后加入5Kg二水氯化钙，升温至90℃，搅拌0.5h使蛋白变性，静置30min，分层取上清液，即为本实施例澄清硫酸软骨素酶解液。
将实施例4澄清硫酸软骨素酶解液打入储料罐，下部骨渣加热水洗1次，也打入储料罐，用截留分子量5000Dalton的膜超滤浓缩，加酒精沉淀，下部沉淀用水溶解后加2%的盐，调pH11，双氧水氧化24h后，过滤，滤液调pH6.5酒精沉淀，脱水，烘干，粉碎，即得101Kg软骨素成品，收率0.94%、纯度93%。
对比例1
对比例1的硫酸软骨素酶解液制备方法与实施例1不同之处在于不加二水氯化钙，其他操作均相同。
将对比例1的硫酸软骨素酶解液采用与实施例1相同的后续操作，得195Kg软骨素成品，收率1.89%、纯度97%。
对比例2
对比例1的硫酸软骨素酶解液制备方法与实施例1不同之处在于不加粉碎的猪胰脏，其他操作均相同。
将对比例1的硫酸软骨素酶解液采用与实施例1相同的后续操作，即得150Kg软骨素成品，收率1.40 %、纯度93%。
对比例3
对比例1的硫酸软骨素酶解液制备方法与实施例1不同之处在于不加绞碎的猪胰脏和二水氯化钙，其他操作均相同。
将对比例1的硫酸软骨素酶解液采用与实施例1相同的后续操作，即得155Kg软骨素成品，收率1.40 %、纯度90 %。
对比例4
对比例4的硫酸软骨素酶解液制备方法与实施例4不同之处在于不加二水氯化钙，其他操作均相同。
将对比例4的硫酸软骨素酶解液采用与实施例4相同的后续操作，即得80Kg软骨素成品，收率0.72%、纯度90%。
对上述实施例和对比例进行了数据检测，结果如下表1：
表1
通过表1中可以发现：添加少量的钙离子去油脂及杂质明显，并促进酶解液澄清，减少油脂对树脂和超滤膜的毒化。树脂法中钙离子处理过的酶解液，能增加产品的收率和纯度。超滤法中钙离子处理过的酶解液，可减少杂质对膜孔的堵塞。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种澄清硫酸软骨素酶解液的制备方法，其特征在于：动物鲜软骨加水蒸煮熟化后的蒸煮液，经酶解后，加入动物鲜软骨质量0.01%～1.5%的钙离子源，升温，钙离子使蛋白变性，得到澄清硫酸软骨素酶解液；具体包括以下步骤：
1) 将动物鲜软骨加水至漫过软骨，加热至沸腾后，100℃蒸煮熟化8～24h，除去上层油脂，得蒸煮液；
2)将步骤1)所得蒸煮液降温至45～50℃，加碱液调节pH为8.5～9.0，加入2709碱性蛋白酶，酶解1～4h，再次加碱液调节pH至8.0～8.5，并控制温度为40～45℃，然后加入粉碎的猪胰脏，酶解4h，得粗酶解液；
3) 用盐酸调节步骤2)所得粗酶解液pH为5.5，然后加入动物鲜软骨质量0.01%～1.5%的钙离子源，升温至70～95℃，搅拌0.5h使蛋白变性，然后静置分层取上清液，得澄清硫酸软骨素酶解液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的钙离子源为二水氯化钙、无水氯化钙或硝酸钙。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的钙离子源为二水氯化钙。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于： 步骤1）中动物鲜软骨为牛、羊、鸡、鸭或猪的鲜软骨。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述的2709碱性蛋白酶的加入量为步骤1）动物鲜软骨质量的0.1～1.5‰；所述的猪胰脏的加入量为动物鲜软骨质量的1.5～2.5%；所述的碱液为NaOH水溶液，质量浓度为10～36%。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的2709碱性蛋白酶的加入量为动物鲜软骨质量的0.8～1‰。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于： 步骤3）中钙离子源加入量为步骤1）动物鲜软骨质量的0.2%。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述的盐酸浓度为10～35%。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）和3）的操作均在搅拌条件下进行，所述的搅拌转速为30～65r/min。
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