CN105707729A

CN105707729A - 一种制取鹿骨全骨粉的工艺

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Publication number: CN105707729A
Application number: CN201610084858.XA
Authority: CN
Inventors: 陈静怡; 肖厚荣; 王储炎; 张靖华; 朱仁发
Original assignee: Hefei University
Current assignee: Hefei University
Priority date: 2016-02-14
Filing date: 2016-02-14
Publication date: 2016-06-29

Abstract

本发明公开了一种制取鹿骨全骨粉的工艺，包括对鹿骨进行粉碎处理、脱脂处理和脱钙处理；对鹿骨进行加水蒸煮，加水蒸煮后进行固液分离，固液分离后的骨渣干燥后进行超微粉碎处理得到超微骨粉；固液分离后的蒸煮液加入胃蛋白酶进行酶解处理，酶解处理后对酶解液进行脱苦过滤，脱苦过滤后冷冻干燥得到胶原多肽冻干粉；脱钙处理得到的脱钙液进行浓缩回收，浓缩回收的产物与胶原多肽冻干粉混合溶解后加入磷酸盐缓冲液进行鳌合反应，鳌合反应结束后采用醇沉法分离回收反应生成的胶原多肽螯合钙并进行干燥处理；将超微骨粉与胶原多肽螯合钙混匀即可制得鹿骨全骨粉。上述工艺其可方便、快速的将鹿骨制成鹿骨全骨粉，且制取的产品品质好，营养物质流失少。

Description

一种制取鹿骨全骨粉的工艺

技术领域

本发明涉及鹿骨全骨粉生产领域，具体涉及一种制取鹿骨全骨粉的工艺。

背景技术

我国是养鹿业大国，鹿茸、鹿肉是养鹿业的目标产品，除此之外，还会产生鹿血、鹿胎、鹿骨等具有较高药用价值的副产物。鹿骨中含有大量的胶原蛋白、磷脂质、磷蛋白、维生素以及钙、镁、铁、锌等矿质元素，具有重要的生理功能和药用活性。鹿骨制得的鹿骨胶具有补气益血、祛风除湿的功效，能够有效治疗精髓不足、喷血、风湿等病症。胶原蛋白是鹿骨的主要功效成分，胶原蛋白与人体的衰老以及抵抗力有密切联系，被广泛的应用于食品、保健品、药品、化妆品等领域。另外，胶原蛋白水解为活性多肽，能够保护胃黏膜、降血压、抗氧化、防衰老。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制取鹿骨全骨粉的工艺，其可方便、快速的将鹿骨制成鹿骨全骨粉，且制取的产品品质好，营养物质流失少。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案进行实施：

一种制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，包括如下工序：

S1：对鹿骨进行粉碎处理、脱脂处理和脱钙处理；

S2：对经步骤S1处理后的鹿骨进行加水蒸煮，加水蒸煮后进行固液分离，固液分离后的骨渣干燥后进行超微粉碎处理得到超微骨粉；固液分离后的蒸煮液加入胃蛋白酶进行酶解处理，酶解处理后对酶解液进行脱苦过滤，脱苦过滤后冷冻干燥得到胶原多肽冻干粉；

S3：对步骤S1中脱钙处理得到的脱钙液进行浓缩回收，浓缩回收的产物与胶原多肽冻干粉混合溶解后加入磷酸盐缓冲液进行鳌合反应，鳌合反应结束后采用醇沉法分离回收反应生成的胶原多肽螯合钙并进行干燥处理；

S4：将超微骨粉与胶原多肽螯合钙混匀即可制得鹿骨全骨粉。

进一步的方案为：

步骤S1中在进行脱脂处理前还对鹿骨进行冷冻处理。冷冻处理为将鹿骨置于-80℃的超低温冰箱中进行低温冷冻，冷冻时间为22h。

脱脂处理为：称取冷冻处理后的鹿骨按照固液比1:2.5的量加入脱脂液，搅拌脱脂，脱脂时间4h，其中脱脂2h后更换一次脱脂液，脱脂结束后固液分离回收鹿骨并用去离子水清洗干净，脱脂液为乙酸乙酯。

脱钙处理为：称取脱脂处理后的鹿骨按照固液比1:2的量加入脱钙液进行脱钙处理，脱钙时间为6h，脱钙2h后更换一次脱钙液，脱钙结束后，静置5min固液分离。脱钙液为4％的盐酸，脱钙液采用蒸发法进行浓缩得到固体氯化钙，脱钙后的鹿骨用去离子水清洗干净。

步骤S2中加水蒸煮为：鹿骨按照固液比1:3加入去离子水，然后置于容器中进行高压蒸煮，高压蒸煮的压力为0.4Mpa，蒸煮温度105℃，蒸煮时间为3h。

酶解处理为：向蒸煮液中加入1％的胃蛋白酶调节pH至2.2进行酶解，酶解温度38℃，酶解时间8h，酶解结束后加热酶解液至100℃，保温10min灭酶，灭酶之后的酶解液先用0.5％的活性炭进行吸附，然后进行脱苦过滤。

步骤S3中：胶原多肽冻干粉与脱钙液回收得到的固体氯化钙按照质量比1:2进行混合，并按照固液比1:2加入去离子水，然后用磷酸盐缓冲液调节pH至8.0进行螯合反应，螯合反应条件为50℃水浴30min。

步骤S4中超微骨粉与胶原多肽螯合钙按照10:1的质量比配制混匀。

在整个生产过程中取样进行分析，测定其钙、磷、蛋白质、氨基酸种类及含量变化，实际实验证明，鹿骨经脱脂、脱钙工艺后、其蛋白质损失量在0.8±0.02％(测定方法：凯氏定氮法GB/T9695.11-2008)，脱钙量为80±3％(测定方法：EDTA滴定法GB/T9695.13-2009)，磷含量损失40±2％(测定方法：分光光度法GB/T9695.4-2009)，氨基酸种类未发生变化，氨基酸含量下降0.1±0.01％(测定方法：氨基酸自动仪分析法GB/T5009.124-2003)。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为几种脱脂试剂的脱脂效果比较图；

图3为几种脱钙剂的脱钙效果比较图；

图4为高温蒸煮压力对鹿骨多肽提取率的影响比较图；

图5为料液比对多肽提取率的影响比较图；

图6为蒸煮温度对多肽提取得率的影响比较图；

图7为蒸煮时间对多肽提取率的影响比较图；

图8为酶种类对胶原多肽提取率的影响比较图；

图9为酶解时间对多肽得率的影响比较图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

本发明中固液比、料液比的单位为：g/ml。

本发明目的在于提供一种制取鹿骨全骨粉的工艺，如图1所示，包括如下工序：

S1：对鹿骨依次进行粗粉碎处理、冷冻处理、脱脂处理和脱钙处理；

由于鹿骨中营养物质的提取受提取条件的影响较大，因此，本发明中采用单因素对照试验对各因素进行分析比较，以确定其最佳的生产工艺。

一、冷冻温度及时间对鹿骨破碎性能的影响

该因素考察过程中考察了冷冻温度(-20℃～-80℃)和冷冻时间(8h～36h)对鹿骨粉碎性能的影响。以多肽得率为指标，考察冷冻温度和时间对其得率的影响。实验结果表明冷冻温度越低，粉碎的效果越好，鹿骨越容易破碎，且破碎均匀，有利于营养物质的溶出。冷冻时间在8～22h的时间内随着冷冻时间的延长，鹿骨越容易破碎，超过22h，冷冻时间对其粉碎性能的影响就很细微，综合考虑经济成本，控制冷冻时间在22h。

二、脱脂试剂的影响

鹿骨含有一定量的脂肪，脂肪的存在会影响后续实验过程的进行。因此需考察不同的脱脂试剂对鹿骨的脱脂效果的影响。该因素考察过程采取的方案为：取20g粗粉碎后的骨块若干份，按料液比1:2.5(m/V)分别加入丙酮、乙醚、石油醚、乙酸乙酯进行搅拌脱脂，脱脂时间为4h。脱脂结束后取出骨块，上清液烘干至恒重。实验结果如图2所示，整体分析脱脂效果差别不大，从试剂本身毒性分析，丙酮、乙醚、石油醚、乙酸乙酯均为有机溶剂，易挥发，其中乙酸乙酯的毒性最小，且常用于食用工业，其脱脂效果相比于其他溶剂也最好，故选择乙酸乙酯作为脱脂试剂。

三、脱钙试剂的影响

鹿骨成分中的钙含量很高，钙在骨中主要以羟基磷酸钙晶体[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]形式存在，钙在骨骼的构成中占有很重要的地位，是其主要组成成分之一。骨资源在实际加工利用过程中，由于钙的存在，导致骨中很多营养性物质无法溶出。本发明中，在脱脂工艺完成后，针对脱脂后的骨块，考察盐酸、EDTA等脱钙剂的脱钙效果。该因+

考察过程采用的实验方案为：称取10g脱脂后的骨小块若干份，放入锥形瓶中，根据固液比(m/V)1：4分别加入适量2％HCl、4％HCl、6％HCl、0.25mol/L的EDTA、0.5mol/L的EDTA进行搅拌脱钙，脱钙结束后，静置5min，固液离心分离，利用EDTA滴定法测定上清液中钙离子含量，确定不同脱钙剂的脱钙效果。实验结果如图3所示，由图3可以看出盐酸的脱钙效果比EDTA脱钙效果好。分析原因EDTA会与骨中的钙形成稳定的络合物和骨块沉淀在一起，后续的加工工艺难以去除，盐酸会与骨中的钙反应形成CaCl₂溶液，脱钙结束后，固液离心分离即可去除，故而选择盐酸作为脱钙剂，由图3中数据分析可以看出4％的盐酸比2％的盐酸脱钙效果好，因为盐酸浓度越高溶液中氢离子浓度越好，酸性越强，故而反应更彻底，但是过高浓度的盐酸会破坏骨中的营养成分，故而选择4％的盐酸作为脱钙溶剂。

四、高温高压蒸煮的影响

脱钙的骨块进行粗粉碎，目的是在高温蒸煮及酶解工艺环节能更好地溶出营养成分。因为越小的鹿骨块比表面积越大，相比于较大骨块能够充分和反应液接触加速反应进程，缩短反应时间，提高提取率。在高温蒸煮工艺，考察了高温蒸煮的压力、固液比、温度和时间对鹿骨多肽提取率的影响。在酶解工艺中考察了酶种类、酶解时间对胶原多肽提取得率的影响。实验结果如图4、5、6、7、8、9所示。

由图4中数据可以看出随着压力的不断增加，多肽的提取率越来越高，压力达到0.4Mpa时提取率最大，然后随着压力的继续增大，得率下降。分析原因，压力越大，骨中的蛋白质越容易溶出，但是压力过大，蛋白质可能会在过高的压力作用下分子间发生聚合及缩合成不溶解的褐色产物，导致提取率下降。故而选择0.4Mpa作为高温高压蒸煮的压力值。

由图5中数据可以看出固液比越大，底物与水的接触越充分，反应面越大，高温高压渗透力越强，故而多肽溶出率会不断提高。固液比继续增大，多肽提取率变化不大，从经济成本角度分析选择1:3作为最适固液比。

由图6可知温度在100～110℃之间胶原多肽的提取率最高，分析原因是由于蒸煮过程中随着温度的升高，高温对骨结构的破坏力度加大，使骨骼变得疏松，多肽更易溶出。温度过高，会导致蛋白质变性和其它物质缩合沉淀下来，故得率下降。

由图7可知蒸煮时间在3～4h胶原多肽提取率最高。随着蒸煮时间的增加，骨中蛋白受热变性，内部非极性基团暴露到分子表面，增强了骨蛋白的水溶性。但是蒸煮时间过久，高温造成蛋白质变性，分子内部发生聚合沉淀，从而导致得率下降。

由图8可以看出胃蛋白酶的提取率最高。分析原因胃蛋白酶的作用环境为酸性环境。酸性环境有利于蛋白质的分解，促进酶解反应的进行，同时酶解的不断加深，提高了胶原多肽得率。

由图9可以看出随着酶解时间的增加，酶解反应不断进行，蒸煮液中的蛋白质不断被降解，多肽得率不断增加，但是由于酶作用的专一性，酶解时间的延长，反应位点也相应减少，产物浓度增加，对酶分子的催化反应起到反馈抑制作用，酶促反应达到平衡，得率不再增加，反而略有下降。

综合上述单因素考察结果，因此确定鹿骨全骨粉的最佳生产工艺如下：

实施例1

一、原料预处理

新鲜鹿腿骨剔除多余碎肉、筋后清洗干净，沥水晾干，将鹿骨砸碎成5*5mm的小块，用去离子水洗净晾干备用。

二、低温冷冻

将清洗晾干后的鹿骨置于-80℃的超低温冰箱中进行低温冷冻，冷冻时间为22h。

三、脱脂

称取一定量的骨小块，按照固液比1：2.5加入适量的乙酸乙酯，置于通风条件下进行搅拌脱脂，脱脂时间4h，其中2h更换一次乙酸乙酯，脱脂结束后，固液分离，乙酸乙酯用旋转蒸发仪进行回收，骨小块用去离子水清洗干净，晾干备用。

四、脱钙

称取一定量脱脂后的骨小块，按照固液比1:2加入相应量的4％的盐酸，置于通风条件下进行脱钙，脱钙时间约为6h，每隔2h更换一次脱钙液，脱钙结束后，静置5min固液分离，脱钙液采用蒸发法进行浓缩，得到固体氯化钙，骨小块用去离子水清洗干净后，晾干备用。

五、粗粉碎

脱钙后的骨小块用粗粉碎机进行粉碎。

六、高温蒸煮

粗粉碎后的骨块，按照固液比1:3加入去离子水，置于容器中进行高压蒸煮，高压蒸煮的压力为0.4Mpa，蒸煮温度105℃，蒸煮时间为3h，蒸煮结束后，固液分离，液体加入1％的胃蛋白酶调节pH至2.2进行酶解，酶解温度38℃，酶解时间8h，酶解结束后加热酶解液至100℃，保温10min，灭酶，之后酶解液用0.5％的活性炭进行吸附，脱苦过滤，然后进行冷冻干燥得到胶原多肽冻干粉。固体骨渣晾干后，在55℃条件下进行鼓风干燥，干燥时间约为10h，干燥过程中每隔2h，翻转一下骨粉，干燥完成后，将骨渣进行超微粉碎，过200目筛，备用。

七、螯合反应

冷冻干燥得到的胶原多肽粉用研钵碾碎，与脱钙工艺中所得到的固体氯化钙按照质量比1:2进行混合，而后根据固液比1:2加入适量去离子水，用磷酸盐缓冲液调节pH至8.0左右进行螯合反应。反应条件为50℃水浴30min，螯合反应结束后，加入与反应液8倍体积的无水乙醇沉淀螯合产物，反应结束后固液分离，胶原多肽螯合钙进行喷雾干燥，得固体。

八、全骨粉营养物质混合

超微粉碎后过200目筛的骨粉和喷雾干燥得到的胶原多肽螯合钙(胶原多肽螯合钙要先用研钵碾碎)按照10:1的质量比进行混合，即为鹿骨全骨粉。

以上所述仅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，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，包括如下工序：

S1：对鹿骨进行粉碎处理、脱脂处理和脱钙处理；

2.根据权利要求1所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，步骤S1中在进行脱脂处理前还对鹿骨进行冷冻处理。

3.根据权利要求1所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，步骤S4中超微骨粉与胶原多肽螯合钙按照10:1的质量比配制混匀。

4.根据权利要求2所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，冷冻处理为将鹿骨置于-80℃的超低温冰箱中进行低温冷冻，冷冻时间为22h。

5.根据权利要求2所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，步骤S2中加水蒸煮为：鹿骨按照固液比1:3加入去离子水，然后置于容器中进行高压蒸煮，高压蒸煮的压力为0.4Mpa，蒸煮温度105℃，蒸煮时间为3h。

6.根据权利要求2所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，步骤S2中酶解处理为：向蒸煮液中加入1％的胃蛋白酶调节pH至2.2进行酶解，酶解温度38℃，酶解时间8h，酶解结束后加热酶解液至100℃，保温10min灭酶，灭酶之后的酶解液先用0.5％的活性炭进行吸附，然后进行脱苦过滤。

7.根据权利要求2或3所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，脱脂处理为：称取冷冻处理后的鹿骨按照固液比1:2.5的量加入脱脂液，搅拌脱脂，脱脂时间4h，其中脱脂2h后更换一次脱脂液，脱脂结束后固液分离回收鹿骨并用去离子水清洗干净。

8.根据权利要求7所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，脱钙处理为：称取脱脂处理后的鹿骨按照固液比1:2的量加入脱钙液进行脱钙处理，脱钙时间为6h，脱钙2h后更换一次脱钙液，脱钙结束后，静置5min固液分离。

9.根据权利要求8所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，脱脂液为乙酸乙酯，脱钙液为4％的盐酸，脱钙液采用蒸发法进行浓缩得到固体氯化钙，脱钙后的鹿骨用去离子水清洗干净。

10.根据权利要求9所述的制取鹿骨全骨粉的工艺，其特征在于，步骤S3中：胶原多肽冻干粉与脱钙液回收得到的固体氯化钙按照质量比1:2进行混合，并按照固液比1:2加入去离子水，然后用磷酸盐缓冲液调节pH至8.0进行螯合反应，螯合反应条件为50℃水浴30min。