CN107751815A - 一种酶解骨钙粉的生产方法 - Google Patents

一种酶解骨钙粉的生产方法 Download PDF

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CN107751815A CN201710839706.0A CN201710839706A CN107751815A CN 107751815 A CN107751815 A CN 107751815A CN 201710839706 A CN201710839706 A CN 201710839706A CN 107751815 A CN107751815 A CN 107751815A
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郁正刚
黄永亮
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Abstract

本发明公开了一种酶解骨钙粉的生产方法。本发明所述工艺较现有技术相比，简化了工艺流程，生产周期缩短20%～62%，提高了资源利用率，节约能耗，降低生产成本，同时产品中游离氨基酸含量及游离钙含量均有明显提高，游离钙含量提高幅度达到18%～719%，游离氨基酸含量提高幅度达到21.7%～94.5%。

Description

一种酶解骨钙粉的生产方法
技术领域
本发明涉及一种酶解骨钙粉的生产方法，尤其是一种从天然动植物中提取分离有效成分的技术。
背景技术
随着社会的老龄化，在西方国家，骨质疏松症的患病率居代谢性骨病的第一位。骨质疏松病症带给患者及家庭的痛苦是不言而喻的。据统计，我国目前约有超过1亿的骨质疏松症患者，预计到2050年将增加到2亿1千万人。造成越来越多的人们钙缺乏的因素：生活和工作节奏加快，工作压力大以及生活无规律，不注意饮食结构的合理搭配。每日钙摄入少于600毫克者可认为是钙摄入不足，易造成体内钙的缺乏；一些中年人工作紧张，缺乏自我保健意识，不重视室外活动，使得体内合成的维生素D减少，影响钙的吸收和利用；营养摄入不均衡或缺乏人体所必需的营养元素。
目前市场的钙剂多为工业合成的钙。工业合成的钙剂营养成分单一，很难满足骨骼生长代谢过程中多方面的营养需求，补钙效果不理想。动物骨富含钙、磷、铁、镁等多种矿物元素，而且与人骨相似，人体骨骼细胞对相同组织细胞有较强的亲和力，因而利用率更高。
中国专利201210382353.3、201210382498.3、201210382497.9、201210382496.4、201210382435.8、201210382433.9、201210382431.X、201210382355.2等公开了利用酶解和发酵的方法从牛骨中提取钙素的工艺。酶解骨钙具有钙磷比例适宜、营养丰富、钙质吸收利用率高等特点。从市场销售情况看，酶解骨钙深受广大消费者的喜爱，服用后改善骨质疏松的效果明显，取得了显著的经济效益。
上述专利中所述的生产酶解骨钙的工艺，工艺流程复杂，生产周期长，消耗能源大，生产成本高，且制得的骨钙中，游离钙和游离氨基酸含量较低。因此寻找一种工艺简单易于操作、生产周期短、资源利用率高、节能降耗、生产成本低，同时能够显著增加产品中游离钙和游离氨基酸含量的生产工艺，成为技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的酶解骨钙粉的生产工艺，所述工艺较现有技术相比，工艺简单易于操作，生产周期短，资源利用率高、节能降耗、生产成本低。
本发明的另一目的在于提供一种新的酶解骨钙粉的生产工艺，所述工艺较现有技术相比，产品中游离氨基酸含量及游离钙含量均有明显提高。
为达到上述目的，本发明采用下列技术方案实现。
本发明采用同步酶解发酵的方法对骨料进行处理：取畜禽骨粉碎，得骨料；加水，加入可食用菌和复合蛋白酶，同步发酵酶解；中和，高温灭菌，干燥。
为增强酶解发酵效果，本发明优选的将骨料粉碎至0.01～0.1mm颗粒，颗粒过小则增加生产成本，颗粒过大酶解发酵效果较差。发明人经过多次试验，最终确定0.01～0.1mm颗粒范围达到酶解发酵效果和生产成本间的最佳性价比。
发明人经过大量实验，意外发现酶解发酵工序同步进行，既可缩短生产周期、降低生产成本，又可明显提高产品中游离氨基酸和游离钙的含量。同步酶解发酵，通过设定工艺参数，将分多步进行的酶解工序和发酵工序一步完成，简化了工艺流程，生产周期缩短20％～62％，提高了资源利用率，节约能耗，降低了生产成本。酶解和发酵同步进行对于提高游离氨基酸和游离钙含量具有协同增效作用：畜禽骨中蛋白质酶解产生的小分子多肽和游离氨基酸，可提高可食用菌对于蛋白质的消化利用率；酶解作用可促使畜禽骨中的钙、镁、锌等矿物质释放，以离子形态溶解于发酵液中，有利于可食用菌对矿物元素的吸收利用；这两方面均可促进可食用菌的生长繁殖，提升发酵效果，缩短发酵时间。另一方面，随着发酵产酸不断的增多，发酵液的PH值逐渐降低，达到酶制剂最适宜的PH环境，可促进酶解作用、提高酶解效果；在可食用菌的作用下，大分子的蛋白质会被分解为小分子多肽，有利于更进一步的被酶制剂降解为游离氨基酸，从而可提升酶解效率。
本发明的发酵酶解采用的是复合酶，在酶制剂的筛选方面，最终发现用氨基肽酶和木瓜蛋白酶进行酶解较其他蛋白酶具有更好的效果。氨基肽酶是蛋白质外切酶，木瓜蛋白酶是蛋白质内切酶，两者相互配合，可显著提高酶解效率，终产物中游离钙和游离氨基酸含量最高。本发明的发酵酶解采用的是复合菌种，经过筛选后，最终选用木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌，经试验发现，两者相互配合，发酵效果最好。
本发明的酶解和发酵同步进行，经过筛选后，发现氨基肽酶和木瓜蛋白酶以1～3︰1的比例最佳；木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌以3～5︰1的比例最佳。
发酵酶解过程中，以复合酶(氨基肽酶和木瓜蛋白酶)占骨料重量比为0.03～0.15％为佳；以木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌占骨料重量比为0.01～0.05％为佳。
发酵酶解过程的工艺参数为骨料与水重量体积比为1︰1～4，温度30～38℃，时间10～12h。
通过试验筛选，确定酶解发酵的最佳工艺方案为：将畜禽骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1～4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至30～38℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3～5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01～0.05％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1～3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.03～0.15％。搅拌并保温，发酵酶解10～12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
发明人在上述技术方案试验过程中，通过选择工艺参数，发现如下的技术方案具有更优的技术效果：将畜禽骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1～4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至32～35℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3～5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01～0.05％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1～3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.05～0.10％。搅拌并保温，发酵酶解10～12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
本发明的组合物与任何一种或一种以上药剂学辅料如淀粉、糊精、乳糖、微晶纤维素、羟丙甲基纤维素、聚乙二醇、硬脂酸镁、微粉硅胶、木糖醇、乳糖醇、葡萄糖、甘氨酸、甘露醇等混合制成的各种剂型，例如，可制成片剂、缓释片、滴丸、颗粒剂、胶囊剂、微粒剂。优选剂型为片剂或颗粒剂。
本发明所述工艺较现有技术相比，简化了工艺流程，生产周期缩短20％～62％，提高了资源利用率，节约能耗，降低了生产成本，同时产品中游离氨基酸含量及游离钙含量均有明显提高，游离钙含量提高幅度达到18％～719％，游离氨基酸含量提高幅度达到21.7％～94.5％。
试验例
1、材料与方法
1.1 牛骨、驴骨、羊骨、猪骨、鸡骨：均为市购所得。
1.2 样品1：依照中国专利201210382353.3实施例4使用牛骨获得的样品；样品2：依照中国专利201210382498.3实施例4使用牛骨获得的样品；样品3：依照中国专利201210382497.9实施例4使用牛骨获得的样品；样品4：依照中国专利201210382496.4实施例3使用牛骨获得的样品；样品5：依照中国专利201210382435.8实施例4使用牛骨获得的样品；样品6：依照中国专利201210382433.9实施例3使用牛骨获得的样品；样品7：依照中国专利201210382431.X实施例3使用牛骨获得的样品；样品8：依照中国专利201210382355.2实施例4使用牛骨获得的样品；样品9：依照本发明实施例1获得的样品；样品10：依照本发明实施例3获得的样品；样品11：依照本发明实施例5获得的样品；样品12：依照本发明实施例7获得的样品；样品13：依照本发明实施例8获得的样品；样品14：依照本发明实施例9获得的样品；样品15：依照本发明实施例10获得的样品；样品16：依照本发明实施例11获得的样品；样品17：依照本发明实施例12获得的样品；样品18：依照本发明实施例13获得的样品；样品19：依照本发明实施例14获得的样品；样品20：依照本发明实施例15获得的样品；样品21：依照本发明实施例16获得的样品。
1.3 方法：依据试验过程测算生产周期；采用原子吸收分光光度法测定游离钙含量；使用氨基酸自动分析仪测定游离氨基酸含量。
2、结果
2.1 生产周期：
样品名称 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 样品7
生产周期 24小时 36小时 24小时 33小时 20小时 21小时 25小时
样品名称 样品8 样品9 样品10 样品11 样品12 样品13 样品14
生产周期 37小时 14.5 15.5 16 14.5 16 15
样品名称 样品15 样品16 样品17 样品18 样品19 样品20 样品21
生产周期 14 14.5 16 15 14.5 14.5 16
经数据对比分析，本发明所述工艺的生产周期，与样品1～8的生产周期相比明显缩短，生产周期缩短20％～62％，可明显提高资源利用率、节约能耗、降低生产成本。
2.2 游离钙含量：
经数据对比分析，本发明所制得产品的游离钙含量，与样品1～8相比，具有显著的提高，提高幅度达到18％～719％。
2.3 游离氨基酸含量：
经数据对比分析，本发明所制得产品的游离氨基酸含量，与样品1～8相比，具有显著的提高，提高幅度达到21.7％～94.5％。
具体实施方式
实施例1
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至30℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.03％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例2
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至38℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.05％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.15％。搅拌并保温，发酵酶解12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例3
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰3，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至36℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.03％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为2:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.08％。搅拌并保温，发酵酶解11h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例4
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰2，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至31℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.02％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.04％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例5
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至34℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.04％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.12％。搅拌并保温，发酵酶解12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例6
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至36℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.03％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为2:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.09％。搅拌并保温，发酵酶解11h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例7
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至32℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.05％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例8
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至35℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.05％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.10％。搅拌并保温，发酵酶解12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例9
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰2，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至33℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.03％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为2:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.08％。搅拌并保温，发酵酶解11h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例10
将牛骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰3，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至34℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.04％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.07％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例11
将驴骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至30℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.03％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例12
将驴骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至38℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.05％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.15％。搅拌并保温，发酵酶解12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例13
将羊骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰3，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至36℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.03％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为2:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.08％。搅拌并保温，发酵酶解11h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例14
将羊骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰2，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至31℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.02％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.04％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例15
将猪骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至32℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.05％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例16
将鸡骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至35℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.05％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.10％。搅拌并保温，发酵酶解12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例17
将驴骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至34℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.04％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.12％。搅拌并保温，发酵酶解12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例18
将猪骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰4，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至36℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.03％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为2:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.09％。搅拌并保温，发酵酶解11h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例19
将羊骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰2，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至33℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.03％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为2:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.08％。搅拌并保温，发酵酶解11h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
实施例20
将鸡骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰3，加入总重量的5％的葡萄糖，调节温度至34℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为4:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.04％；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.07％。搅拌并保温，发酵酶解10h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。

Claims (10)

1.一种酶解骨钙粉的生产方法，包括如下步骤：
（1）取畜禽骨粉碎，得骨料；
（2）加水，加入可食用菌和复合蛋白酶，同步发酵酶解；
（2）中和，高温灭菌，干燥。
2.根据权利要求1所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，步骤（1）所述的畜禽骨粉碎至0.01～0.1mm颗粒。
3.根据权利要求1所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，步骤（2）所述的可食用菌是木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌。
4.根据权利要求3所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，所述的两种可食用菌的重量比为3～5:1。
5.根据权利要求3或4所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，所述的可食用菌占骨料重量比为0.01～0.05%。
6.根据权利要求1所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，步骤（2）所述的复合酶是氨基肽酶和木瓜蛋白酶。
7.根据权利要求6所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，所述的两种酶的重量比为1～3:1。
8.根据权利要求6或7所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，所述的复合酶占骨料重量比为0.03～0.15%。
9.根据权利要求1所述的酶解骨钙粉的生产方法，其特征在于，步骤（2）所述的发酵酶解条件为骨料与水重量体积比1︰1～4，温度30～38℃，时间10～12h。
10.一种酶解骨钙粉，其特征在于，采用以下方法制备：
将畜禽骨粉碎至0.01～0.1mm，加水，骨料与水重量体积比1︰1～4，加入总重量的5%的葡萄糖，调节温度至30～38℃，加入木糖葡萄球菌和青春双歧杆菌重量比为3～5:1的可食用菌，可食用菌占骨料重量比为0.01～0.05%；同步加入氨基肽酶和木瓜蛋白酶重量比为1～3:1的复合酶，复合酶占骨料重量比为0.03～0.15%，搅拌并保温，发酵酶解10～12h，加碱中和，高温灭菌，干燥即得。
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