CN107312812A - 一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法 - Google Patents

一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法 Download PDF

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刘淇
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Abstract

本发明涉及生物工程技术领域，特别涉及一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法。包括如下步骤：(1)软骨原料前处理；(2)软骨脱糖处理；(3)在线酶解；(4)水解；(5)精制；(6)干燥。本发明的制备方法在原料磨泥过程中加入碱性蛋白酶水溶液进行在线酶解，加快了磨泥速度，缩短了研磨和酶解时间。在研磨过程中产生的热量可促进酶解进程，实现了能量的充分合理利用。缩短研磨时间在一定程度上也避免了磨骨泥设备的磨损，延长其使用寿命，降低了生产所需要的成本。

Description

一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，特别涉及一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法。
背景技术
胶原蛋白是一种白色、不透明、无支链的纤维蛋白质，主要存在于动物皮、骨、软骨等组织。胶原蛋白是结缔组织极重要的结构蛋白质，也是哺乳动物体内含量最多的蛋白质，占体内蛋白质总量的25-30％，相当于体重的6％。目前应用于保健食品和化妆品中的胶原蛋白主要为皮、骨及软骨来源的胶原蛋白水解产物-胶原蛋白肽，分子量分布主要为300-3000道尔顿。根据最新的研究数据，胶原蛋白肽在吸收、营养及功能性上有显著的优越性，在皮肤美容、改善骨质疏松、抑制血压升高、保护胃黏膜、改善肠道健康等方面具有良好的临床效果。
在现有的软骨中胶原蛋白肽的制备过程中，主要步骤如下：(1)原料预处理；(2)原料脱糖脱钙、杂质处理；(3)原料粉碎研磨；(4)酶解：(5)高温灭活精制。在传统的工艺中，步骤(1)是软骨经蒸煮后，通过人工用水清洗将软骨上的肌肉和脂肪去除，用水量较多，人工成本较大，效率较低。在步骤(3)中为避免在研磨的过程中产生的热量过高对原料产生影响，在边研磨的过程中需要给研磨机器适当降温。研磨后的原料后续再通过升高一定的温度进行酶解反应，制备时间长，效率低，并且在给研磨机器降温的过程中浪费水资源。在步骤(4)中，原料酶解完全，传统的酶解时间需要4-6h，酶解时间较长。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，本制备方法效率高、降低了生产成本，节约了水资源。
本发明的技术方案为：
一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：
(1)软骨原料前处理：将新鲜原料放入骨肉分离机中进行分离，将分离出的软骨称重。
(2)软骨脱糖处理：将处理好的软骨采用碱盐法水提脱去软骨中的多糖成分。
(3)在线酶解：将脱糖后软骨投入粉碎机，粉碎颗粒粒径至6-10mm；按照软骨与去离子水质量比1:2准备去离子水，将去离子水升温到45-50℃，并加入氢氧化钠调节pH至7.5-10.5，按照去离子水质量的3-5‰加入碱性蛋白酶，搅拌均匀待用；将粉碎后的软骨原料投入磨骨泥设备，并向磨骨泥设备中注入制备好的碱性蛋白酶水溶液，进行磨泥，直至研磨颗粒粒径为0.5-1mm。
(4)水解：磨泥结束后，在反应釜中持温酶解60-80min。
(5)精制：将酶解液用盐酸中和pH至5.5-7.5，升温到70-80℃，持温15-20min后通过精密过滤机，过滤澄清后加入软骨质量的5-10‰的活性炭吸附30-40min，再次精密过滤得到澄清液体，将过滤后的澄清液体浓缩至原体积的15-20％。
(6)干燥：精制后的液体通过高压泵进入干燥塔，控制排风温度80-95℃，喷雾干燥后包装得到成品。
进一步的，所述步骤(2)中采用碱盐法水提脱去软骨中的多糖成分，具体为：使用氢氧化钠调节去离子水的pH至8.0-10.0，再加入软骨质量的4-6％的氯化钠，将软骨原料与去离子水按照质量比1:4投入，搅拌浸泡提取12-15h；提取结束后，分离液体，软骨原料单独进行胶原蛋白的提取。
进一步的，所述步骤(3)中加入氢氧化钠调节pH至8.0-10.0。
进一步的，所述步骤(3)中的磨骨泥设备为胶体磨或骨泥磨。
进一步的，所述步骤(5)中的精密过滤机其过滤精度为0.2μm。
本发明所达到的有益效果为：
本发明中在软骨前处理步骤中采用骨肉分离机将软骨表面多余的肌肉和脂肪去除，无需人工用水清洗去除，降低生产成本，加快生产效率，节约水资源。
本发明的制备方法在原料磨泥过程中加入碱性蛋白酶水溶液进行在线酶解，加快了磨泥速度，缩短了研磨时间；在研磨过程中产生的热量可促进酶解进程，实现了能量的充分合理利用。另外，缩短研磨时间在一定程度上也避免了磨骨泥设备的磨损，延长其使用寿命，降低了生产所需要的成本。
本发明的软骨在进入反应釜前已经大量液化，方便通过管线对其进行输送，从而避免人工运输，提高了生产效率。
本发明在精制的过程中采用精制过滤机-吸附剂-精制过滤机的精制工序，有效的将酶解液中的杂质去除，保证了制备出高纯度的胶原蛋白肽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述：
实施例1
一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：
(1)软骨原料前处理
将新鲜原料放入骨肉分离机中进行分离，将分离出的软骨称取1000kg。
(2)软骨脱糖处理
准备4000kg的去离子水，使用氢氧化钠调节去离子水的pH至8.0，再加入40kg的氯化钠，搅拌浸泡提取12h；提取结束后，分离液体，软骨原料单独进行胶原蛋白的提取。
(3)在线酶解
将脱糖后软骨投入粉碎机，粉碎颗粒粒径至6mm；准备2000kg的去离子水，将去离子水升温到45℃，并加入氢氧化钠调节pH至7.5，加入3kg碱性蛋白酶，搅拌均匀待用；将粉碎后的软骨原料投入胶体磨，并向胶体磨中注入制备好的碱性蛋白酶水溶液，进行磨泥，直至研磨颗粒粒径为0.5-1mm。
(4)水解
磨泥结束后，在反应釜中持温酶解60min，完全酶解。
(5)精制
将酶解液用盐酸中和pH至5.5，升温到70℃，持温15min后通过过滤精度为0.2μm的精密过滤机，过滤澄清后加入5kg的活性炭吸附30min，再次精密过滤得到澄清液体，将过滤后的澄清液体浓缩至原体积的15％。
(6)干燥
精制后的液体通过高压泵进入干燥塔，控制排风温度80℃，喷雾干燥后包装得到成品。
实施例2
一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：
(1)软骨原料前处理
将新鲜原料放入骨肉分离机中进行分离，将分离出的软骨称取1000kg。
(2)软骨脱糖处理
准备4000kg的去离子水，使用氢氧化钠调节去离子水的pH至10.0，再加入60kg的氯化钠，搅拌浸泡提取15h；提取结束后，分离液体，软骨原料单独进行胶原蛋白的提取。
(3)在线酶解
将脱糖后软骨投入粉碎机，粉碎颗粒粒径至10mm；准备2000kg的去离子水，将去离子水升温到50℃，并加入氢氧化钠调节pH至10.5，加入5kg碱性蛋白酶，搅拌均匀待用；将粉碎后的软骨原料投入骨泥磨，并向骨泥磨中注入制备好的碱性蛋白酶水溶液，进行磨泥，直至研磨颗粒粒径为0.5-1mm。
(4)水解
磨泥结束后，在反应釜中持温酶解80min。
(5)精制
将酶解液用盐酸中和pH至7.5，升温到80℃，持温20min后通过过滤精度为0.2μm的精密过滤机，过滤澄清后加入10kg的活性炭吸附40min，再次精密过滤得到澄清液体，将过滤后的澄清液体浓缩至原体积的20％。
(6)干燥
精制后的液体通过高压泵进入干燥塔，控制排风温度95℃，喷雾干燥后包装得到成品。
实施例3
在实施例1的基础上，不同于实施例1，在软骨酶解过程中进行非在线酶解。
(3)物料粉碎
将软骨投入粉碎机，粉碎颗粒粒径至6mm；将粉碎后的颗粒倒入胶体磨中进行研磨，研磨到颗粒粒径为0.5-1mm。
(4)酶解
准备2000kg的去离子水，将去离子水升温到45℃，并加入氢氧化钠调节pH至7.5，加入3kg碱性蛋白酶，搅拌均匀待用；将研磨好的软骨和酶解液一起倒入反应釜中，在反应釜持温酶解3.5h，完全酶解。
实施例4
软骨研磨至粒径为0.1-0.5mm时在线酶解过程：
在实施例1的基础上，不同于实施例1，将步骤(3)中的软骨研磨至粒径为0.1-0.5mm。在步骤(4)在反应釜中持温酶解70min，完全酶解。
软骨研磨至粒径为0.1-0.5mm时非在线酶解过程：
在实施例3的基础上，不同于实施例3，在步骤(3)中将粉碎后的颗粒倒入胶体磨中进行研磨，研磨到颗粒粒径为0.1-0.5mm。在步骤(4)中研磨好的软骨在反应斧中需要4h，才能完全酶解。
实施例5
软骨研磨至粒径为1-1.5mm时在线酶解过程：
在实施例1的基础上，不同于实施例1，将步骤(3)中的软骨研磨至粒径为1-1.5mm。在步骤(4)在反应釜中持温酶解80min，完全酶解。
软骨研磨至粒径为1-1.5mm时非在线酶解过程：
在实施例3的基础上，不同于实施例3，在步骤(3)中将粉碎后的颗粒倒入胶体磨中进行研磨，研磨到颗粒粒径为1-1.5mm。在步骤(4)中研磨好的软骨在反应斧中需要4.5h，才能完全酶解。
表1:实施例1、3、4、5中在线酶解、非在线酶解的酶解时间
如表1所示，在颗粒粒径相同的条件下，在线酶解比非在线酶解所用的时间短，从数据中可以看出，非在线酶解所需要的时间是在线酶解所需要时间的3倍多。在线酶解缩短了酶解所需要的时间，提高了胶原蛋白肽的整体生产效率。
如表1所示，研磨粒径为0.5-1mm时，在线酶解的酶解时间最短，并不会随着颗粒粒径的减小，酶解速度越快，时间越短。在线酶解存在研磨过程中的温度补偿情况，同时，在线酶解加速酶的分解过程，使得在最佳粒径0.5-1mm时，出现较好的酶解效率，能够节省能源，减少经济成本。在非在线酶解的过程中，随着颗粒粒径的增大，所需要的酶解时间越长，酶解效率较低，造成经济成本的增加。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)软骨原料前处理：将新鲜原料放入骨肉分离机中进行分离，将分离出的软骨称重；
(2)软骨脱糖处理：将处理好的软骨采用碱盐法水提脱去软骨中的多糖成分；
(3)在线酶解：将脱糖后软骨投入粉碎机，粉碎颗粒粒径至6-10mm；按照软骨与去离子水质量比1:2准备去离子水，将去离子水升温到45-50℃，并加入氢氧化钠调节pH至7.5-10.5，按照去离子水质量的3-5‰加入碱性蛋白酶，搅拌均匀待用；将粉碎后的软骨原料投入磨骨泥设备，并向磨骨泥设备中注入制备好的碱性蛋白酶水溶液，进行磨泥，直至研磨颗粒粒径为0.5-1mm；
(4)水解：磨泥结束后，在反应釜中持温酶解60-80min；
(5)精制：将酶解液用盐酸中和pH至5.5-7.5，升温到70-80℃，持温15-20min后通过精密过滤机，过滤澄清后加入软骨质量的5-10‰的活性炭吸附30-40min，再次精密过滤得到澄清液体，将过滤后的澄清液体浓缩至原体积的15-20％；
(6)干燥：精制后的液体通过高压泵进入干燥塔，控制排风温度80-95℃，喷雾干燥后包装得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用碱盐法水提脱去软骨中的多糖成分，具体为：使用氢氧化钠调节去离子水的pH至8.0-10.0，再加入软骨质量的4-6％的氯化钠，将软骨原料与去离子水按照质量比1:4投入，搅拌浸泡提取12-15h；提取结束后，分离液体，软骨原料单独进行胶原蛋白的提取。
3.根据权利要求1所述的一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的磨骨泥设备为胶体磨或骨泥磨。
4.根据权利要求1所述的一种牛软骨胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的精密过滤机其过滤精度为0.2μm。
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