CN108948186A

CN108948186A - 液化动物软骨联产硫酸软骨素、ⅱ型胶原寡肽、ⅱ型胶原多肽的方法与设备

Info

Publication number: CN108948186A
Application number: CN201810797572.5A
Authority: CN
Inventors: 张春晖; 贾伟; 李侠; 王航; 米思
Original assignee: Institute of Food Science and Technology of CAAS
Current assignee: Institute of Food Science and Technology of CAAS
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: JP2020010680A; JP6621041B1; CN108948186B

Abstract

本发明公开了一种液化动物软骨的设备，包括：外腔体，其上端可拆卸密封设有上盖、下端可开启/关闭密封设有下封盖，所述上盖开有投料口和第一进汽口；第一液化腔，其同轴且可上下滑动地设置在所述外腔体内；第二液化腔，其顶面固接在所述外腔体的外侧壁上，以使所述外腔体下端伸入第二液化腔内。本发明还公开了一种液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法。本发明的液化动物软骨的设备，能对动物软骨进行第一次液化和第二次液得到液化物，从而简化动物软骨的加工流程、提高生产效率。

Description

液化动物软骨联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法与设备

技术领域

本发明涉及骨加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种液化动物软骨联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法与设备。

背景技术

动物软骨主要是由软骨细胞和细胞基质组成，细胞基质的主要成分为水、蛋白多糖和胶原纤维。软骨内的胶原纤维主要为Ⅱ型骨胶原，在基质内呈现平行排列，致密的Ⅱ型胶原纤维束交织成坚固的网架，从而保持软骨的结构完整。蛋白多糖主要是硫酸软骨素和硫酸角质素，他们由一个核心蛋白连接许多氨基多糖侧链所组成，这种高度亲水的分子结构使软骨保持弹性。

硫酸软骨素是从动物软骨中提取的天然酸性粘多糖类药物，其性状为类白色或微黄色粉末，略带咸味，无臭，有引湿性。在水中易溶，在乙醇、丙酮或冰醋酸中不溶。硫酸软骨素最早于1944年由布雷分离成功，1955年戴维森、迈耶确定了其化学结构。我国最早于1958年由重庆市西南制药厂投产，以猪的喉、鼻、气管等软骨为原料，经过氢氧化钠提取、酶解、吸附、乙醇沉淀等工艺制得粗品，再精制而成。硫酸软骨素作为一种珍贵的保健品和美容产品的原料，具有良好的抗衰老功能，主要用于生产药剂、药片。通过高科技深加工，可以治疗神经性头疼、三叉神经痛、关节痛、偏头疼、动脉硬化等症，也可用于因链霉素引起的听觉障碍和肝脏功能受损的辅助治疗，还可用于美容等。目前硫酸软骨素的生产原料接收→热蒸煮→强碱解→酶解→过滤除渣→树脂吸附→解析→膜过滤→真空浓缩→沉淀→干燥、粉碎→包装的生产工艺进行生产。在传统方法生产，为了获得硫酸软骨素，需要采用强碱和碱性蛋白酶将软骨中的蛋白分子与多糖之间化学键打断，并将其中的Ⅱ型胶原蛋白去除。这样造成大量的强碱性和有机废水，环境污染严重，原料浪费，经济效益低下。

Ⅱ型胶原蛋白的一级结构中有羟脯氨酸和羟赖氨酸残基，也有较多脯氨酸和赖氨酸残基。而且，其肽链有甘氨酰-脯氨酰-羟脯氨酰、甘氨酰-脯氨酰-Y、甘氨酰-X-Y这样三肽的重复循环。Ⅱ型胶原蛋白的二级结构是由三条相同的肽链组成三股螺旋，每条螺旋都是左手螺旋，3条螺旋又相互缠绕成为右手螺旋。Ⅱ型胶原蛋白每条肽链有1000个左右氨基酸残基，相对分子量9.5～10万之间，所以每个胶原分子的相对分子质量约为30万。Ⅱ型胶原蛋白广泛应用于医药、精细化工、食品领域。类风湿性关节炎是以关节滑膜炎为特征的慢性全身性自身免疫性疾病，对此病目前尚无较好的治疗方法。采用Ⅱ型胶原蛋白口服方式使机体产生免疫耐受可以使风湿性关节炎的发病过程受到抑制，在动物实验和临床观察中结果明显，而且简单可行成本较低，由此采用Ⅱ型胶原蛋白作为膳食补充剂抑制类风湿性关节炎，促进骨骼健康。目前国内的生产工艺多采用类似提取Ⅰ型胶原的方法，即强碱脱脂-酸酶解-过滤脱盐-干燥等工序制成，其中的多糖作为废料脱除。

但是，上述方法都存在工艺复杂、耗时长、生产成本高和设备投入大的问题。如何简化工艺流程、提高生产效率、降低生产成本和设备投入是目前骨加工领域亟需解决的难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种液化动物软骨的设备，其能对动物软骨进行第一次液化和第二次液得到液化物，从而简化动物软骨的加工流程、提高生产效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种液化动物软骨的设备，包括：

外腔体，其上端可拆卸密封设有上盖、下端可开启/关闭密封设有下封盖，所述上盖开有投料口和第一进汽口；

第一液化腔，其同轴且可上下滑动地设置在所述外腔体内；

第二液化腔，其顶面固接在所述外腔体的外侧壁上，以使所述外腔体下端伸入第二液化腔内。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备，所述第二液化腔的顶面开有第二进汽口、底面开有出料口，所述第一液化腔侧壁开设有泄压口，所述第二液化腔的侧壁开有出汽口，所述出汽口覆盖有可开启/关闭的出汽盖。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备，所述投料口与所述外腔体同轴设置，所述投料口上可开启/关闭密封设有密封盖，所述密封盖的顶面中心固设有吊耳，所述下封盖为向上凸出的椭圆形，所述第二液化腔的侧壁上设有一真空管，所述真空管与所述第二液化腔连通；

还包括：

一对气缸支架，一对气缸支架水平且对称固接在所述外腔体的外侧壁上；

一对第一开盖气缸，一对第一开盖气缸的固定端分别对应固接在一对气缸支架上，一对第一开盖气缸的自由端伸入所述第二液化腔内且均水平固接于一横梁上，所述横梁通过两根竖直的支杆与所述下封盖固接；

其中，所述第一开盖气缸的自由端缩短以使所述下封盖与所述外腔体和所述第一液化腔的下端部抵紧，以密封外腔体下端；第一开盖气缸的自由端伸长以使所述下封盖与所述外腔体的下端部分离，以开启外腔体下端。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备，还包括一对第二开盖气缸，一对第二开盖气缸位于出汽口上下两侧，每个第二开盖气缸的固定端水平固定于第二液化腔侧壁上，所述第二开盖气缸的自由端之间竖直设有竖梁，所述竖梁通过两根水平的支杆与所述出汽盖固接，其中，第二开盖气缸的自由端缩短以使所述出汽盖关闭，第二开盖气缸的自由端伸长以使所述出汽盖开启。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备，所述第一液化腔的外侧壁上对称设置有一对滑块，所述外腔体的内侧壁上设有与一对滑块相适配的一对滑轨，以使所述第一液化腔相对所述外腔体上下滑动，所述上盖的底面上固设有密封件，当一对第一开盖气缸的自由端缩短时，所述第一液化腔的上端部与所述密封件抵紧以密封所述第一液化腔上端部与所述外腔体上端部间的空隙。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备，所述第二液化腔内设有竖直设有竖直管，所述竖直管上端向上倾斜设有倾斜管，所述倾斜管远离竖直管的端部连通于所述出汽口；其中，所述竖直管内由上至下间隔设有多个第一分离组件，每个第一分离组件均包括：

竖直隔板，其同轴设于竖直管内，所述竖直隔板下端两侧均向下倾斜设有第一挡板，所述第一挡板下端与竖直管内壁间形成间隙；

一对第二档板，其分布于竖直隔板两侧，每个第二档板的一端与竖直管内壁固连、另一端向下倾斜，每个第二挡板远离竖直管内壁的端部竖直设有导向板，所述导向板下端与第一挡板之间形成间隙；

所述倾斜管内设有沿其轴线方向多个第二分离组件，每个第二分离组件均包括：

第一弧形金属板，其位于倾斜管内且靠近倾斜管顶面处，所述第一弧形金属板上端伸出倾斜管外，所述第一弧形金属板包括位于倾斜管内的第一吸热板、位于倾斜管外的第一散热板；

第二弧形金属板，其位于倾斜管内且靠近倾斜管底面处，第一弧形金属板、第二弧形金属板上下交错设置，所述第二弧形金属板下端伸出倾斜管外，所述第二弧形金属板包括位于倾斜管内的第二吸热板、位于倾斜管外的第二散热板；

两个V形挡板，其位于第一弧形金属板、第二弧形金属板之间且交错设置，每个V形挡板的轴线均平行所述倾斜管的轴线，其中一个V形挡板的上端与倾斜管顶面连接，下端与倾斜管底面之间形成间隙，另一个V形挡板的下端与倾斜管底面连接、上端与倾斜管顶面间形成间隙，所述倾斜管底面沿其轴线方向开设有多个穿孔。

本发明还提供了一种液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，包括以下步骤：

S1、选取动物软骨，破碎；

S2、将破碎后的软骨经投料口加入至第一液化腔内，关闭投料口、下封盖，经第一进汽口向第一液化腔内通入压力为1.0～1.8MPa的饱和水蒸汽进行第一次液化，液化时间为10～60s，同时将第二液化腔的压力抽至真空状态，然后打开下封盖进行第一次泄压，待第一次泄压完成后，再向第二液化腔内通入压力为0.8～1.5MPa的饱和水蒸汽，进行第二次液化，第二次液化时间为30～90s，最后进行第二次泄压，得到液化物；

S3、将S2中得到的液化物采用10～12kDa的超滤膜进行分离，得到第一滤清液和第一截留液；将第一截留液使用木瓜蛋白酶进行酶解，向酶解液中加入乙醇进行醇沉，得到固体沉淀经干燥后得到硫酸软骨素；

S4、将S3中的第一滤清液经1～2kDa超滤膜分离，得到第二滤出液与第二截留液，第二滤出液经浓缩、干燥后得到Ⅱ型胶原寡肽；第二截留液经浓缩、干燥后得到Ⅱ型胶原多肽。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S1中动物软骨破碎前还于温度为95～100℃下脱脂30～40min，然后将动物软骨破碎至0.2～0.5cm；S3中液化物采用10～12kDa的超滤膜进行分离前还经过150～200目的过滤网过滤，收集滤液，然后用10～12kDa的超滤膜过滤。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S3中向第一截留液中加入100～200U/mL的木瓜蛋白酶于45～60℃下酶解12～15h，向酶解液中加入体积分数为75～90％乙醇溶液于4～10℃下醇沉1～2h，得到固体沉淀于65～85℃下热风烘干4～6h得到硫酸软骨素。

优选的是，所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S4中第二滤出液、第二截留液均于50～65℃下真空浓缩至浓度为30～45°Brix，然后均于140～180℃下喷雾干燥分别得到Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明提供的液化动物软骨的设备中，可以对动物软骨进行第一次液化和第二次液化，能充分将动物软骨中可溶性成分液化，大大提高了动物软骨的处理效果，提升了动物软骨的加工效率，简化了工艺流程，降低了生产成本。

2、本发明提供的液化动物软骨的设备中，设有第一分离组件、第二分离组件，高压蒸汽在经过第一分离组件时沿曲线运动，高压蒸汽在接触到第一挡板、第二档板、导向板后，其夹带的动物软骨物料会粘附在第一挡板、第二档板、导向板上，且沿着第一挡板、第二档板、导向板向下滑动，减少了动物软骨物料的损失。高压蒸汽经过第二分离组件中的第一弧形金属板、第二弧形金属板后使部分夹带着动物软骨物料的高压蒸汽冷凝液化，并进入第二液化腔中，减少了高压蒸汽带出的动物软骨物料。

3、本发明提供的联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法中，采用物理液化方法对动物软骨进行加工处理，而没有使用大量溶剂、酸碱等原料，因而制备的产品安全性更高；而且采用低品位的蒸汽就可以实现常规方法难以加工的动物软骨，大大提升了生产效率和产品品质，同时降低了生产成本。同时在制备硫酸软骨素过程中采用醇沉法相比超滤法得到的硫酸软骨素纯度更高。

4、本发明提供的液化动物软骨的设备造价低、投入少，联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法简单易操作、生产效率高，可以实现不同产品的联产，有利于形成规模化生产。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一种技术方案中液化动物软骨的设备的结构示意图；

图2为本发明其中一种技术方案中第一分离组件、第二分离组件的结构示意图；

图3为本发明的经过不同压力的饱和水蒸汽、液化时间下的液化照片；

图4为本发明的不同液化条件下的液化率；

图5为本发明的实施例1制备得到的硫酸软骨素的傅里叶红外图谱；

图6为本发明的对比例1制备得到的硫酸软骨素的傅里叶红外图谱；

图7为硫酸软骨素标准品的FTIR图谱；

图8为本发明的实施例1制备得到的硫酸软骨素的FTIR图谱；

图9为常规碱解-酶解方法制备得到的硫酸软骨素的FTIR图谱；

图10为本发明的实施例1制备得到的Ⅱ型胶原多肽的FTIR图谱；

图11为常规酸法制备得到的Ⅱ型胶原多肽的UV图谱；

图12为本发明实施例1制备得到的Ⅱ型胶原多肽的UV图谱。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1～2所示，本发明提供了一种液化动物软骨的设备，包括：

外腔体1，其上端可拆卸密封设有上盖11、下端可开启/关闭密封设有下封盖15，所述上盖11开有投料口12和第一进汽口13；

第一液化腔2，其同轴且可上下滑动地设置在所述外腔体1内；

第二液化腔3，其顶面固接在所述外腔体1的外侧壁上，以使所述外腔体1下端伸入第二液化腔3内。

本发明的液化动物软骨的设备，使用时，先将动物软骨粉碎后经投料口12加入至第一液化腔2中，密封上盖11、下封盖15，然后经第一进汽口13向第一液化腔2通入高压蒸汽进行第一次液化，在开始通入蒸汽时，此时动物软骨外部压力大于内部压力，经一定时间后蒸汽扩散至动物软骨内部，压力达到平衡，在高压状态下动物软骨中多糖与蛋白之间的化学键破坏，胶原蛋白的三螺旋结构被打开单链，并进一步水解为多肽，多糖大分子也发生了降解；达到预定的第一次液化时间后，开启下封盖15，经第一次液化的动物软骨进入第二液化腔3中，并向第二液化腔3中通入高压蒸汽进行第二次液化，其中胶原蛋白的二级结构被进一步水解为多肽、寡肽，多糖与蛋白化学键进一步断裂、分离；达到第二次液化时间后，瞬时打开第二液化腔3进行泄压，完成二级液化，采用这种技术方案，可以对动物软骨两次液化，大大提高了动物软骨的处理效果，提升了动物软骨的加工效率，简化了工艺流程，降低了生产成本。

在另一种技术方案中，所述的液化动物软骨的设备，所述第二液化腔3的顶面开有第二进汽口33、底面开有出料口38，所述第一液化腔2侧壁开设有泄压口22，所述第二液化腔3的侧壁开有出汽口31，所述出汽口覆盖有可开启/关闭的出汽盖32。在本技术方案中，通过第二进汽口33向第二液化腔3中通入高压蒸汽，通过泄压口22可以卸掉第一液化腔2内的高压蒸汽，通过出汽口31可以卸掉第二液化腔3中的高压蒸汽，

在另一种技术方案中，所述的液化动物软骨的设备，所述投料口12与所述外腔体1同轴设置，所述投料口12上可开启/关闭密封设有密封盖，所述密封盖的顶面中心固设有吊耳14，所述下封盖15为向上凸出的椭圆形，所述第二液化腔3的侧壁上设有一真空管34，所述真空管34与所述第二液化腔3连通；

还包括：

一对气缸支架4，一对气缸支架4水平且对称固接在所述外腔体1的外侧壁上；

一对第一开盖气缸41，一对第一开盖气缸41的固定端分别对应固接在一对气缸支架4上，一对第一开盖气缸41的自由端伸入所述第二液化腔3内且均水平固接于一横梁42上，所述横梁42通过两根竖直的支杆43与所述下封盖15固接；

其中，所述第一开盖气缸41的自由端缩短以使所述下封盖15与所述外腔体1和所述第一液化腔2的下端部抵紧，以密封外腔体1下端；第一开盖气缸41的自由端伸长以使所述下封盖15与所述外腔体1的下端部分离，以开启外腔体1下端。

在上述技术方案中，在密封盖的顶面固设有吊耳14方便打开密封盖，在第二液化腔3的侧壁上设置真空管34，在第二次液化之前，通过真空管34将第二液化腔3内抽至真空状态，这样在经第一次液化的动物软骨进入第二液化腔3中时，能够使动物软骨物料获得更大的压差和喷射速度，使机械撕裂的程度加大，而且能够减少不凝气体对第二次液化时动物软骨物料的影响，充分利用闪蒸产生的蒸汽作为第二次液化的热源，提高液化效果。

在另一种技术方案中，所述的液化动物软骨的设备，还包括一对第二开盖气缸35，一对第二开盖气缸35位于出汽口31上下两侧，每个第二开盖气缸35的固定端水平固定于第二液化腔3侧壁上，所述第二开盖气缸35的自由端之间竖直设有竖梁36，所述竖梁36通过两根水平的支杆37与所述出汽盖32固接，其中，第二开盖气缸35的自由端缩短以使所述出汽盖32关闭，第二开盖气缸35的自由端伸长以使所述出汽盖32开启。即通过第二开盖气缸35的伸长/缩短以开启/关闭出汽盖32。

在另一种技术方案中，所述的液化动物软骨的设备，所述第一液化腔2的外侧壁上对称设置有一对滑块21，所述外腔体1的内侧壁上设有与一对滑块相适配的一对滑轨，以使所述第一液化腔2相对所述外腔体1上下滑动，所述上盖11的底面上固设有密封件，当一对第一开盖气缸41的自由端缩短时，所述第一液化腔41的上端部与所述密封件抵紧以密封所述第一液化腔2上端部与所述外腔体1上端部间的空隙。通过设置密封件密封第一液化腔2上端部与外腔体1上端。

在另一种技术方案中，所述的液化动物软骨的设备，所述第二液化腔3内设有竖直设有竖直管5，所述竖直管5上端向上倾斜设有倾斜管6，所述倾斜管6远离竖直管5的端部连通于所述出汽口31；其中，所述竖直管5内由上至下间隔设有多个第一分离组件，每个第一分离组件均包括：

竖直隔板51，其同轴设于竖直管5内，所述竖直隔板51下端两侧均向下倾斜设有第一挡板52，所述第一挡板52下端与竖直管5内壁间形成间隙；

一对第二档板53，其分布于竖直隔板51两侧，每个第二档53板的一端与竖直管5内壁固连、另一端向下倾斜，每个第二挡板53远离竖直管内壁的端部竖直设有导向板54，所述导向板54下端与第一挡板52之间形成间隙；

所述倾斜管6内设有沿其轴线方向多个第二分离组件，每个第二分离组件均包括：

第一弧形金属板，其位于倾斜管6内且靠近倾斜管6顶面处，所述第一弧形金属板上端伸出倾斜管外，所述第一弧形金属板包括位于倾斜管6内的第一吸热板72、位于倾斜管外的第一散热板71；

第二弧形金属板，其位于倾斜管6内且靠近倾斜管6底面处，第一弧形金属板、第二弧形金属板上下交错设置，所述第二弧形金属板下端伸出倾斜管6外，所述第二弧形金属板包括位于倾斜管6内的第二吸热板82、位于倾斜管6外的第二散热板81；

两个V形挡板，其位于第一弧形金属板、第二弧形金属板之间且交错设置，每个V形挡板的轴线均平行所述倾斜管6的轴线，其中一个V形挡板61的上端与倾斜管6顶面连接、下端与倾斜管6底面之间形成间隙，另一个V形挡板62的下端与倾斜管6底面连接、上端与倾斜管6顶面间形成间隙，所述倾斜管6底面沿其轴线方向开设有多个穿孔。

在上述技术方案中，在完成第二次液化时，打开出汽口31，高压蒸汽经过竖直管5、倾斜管6、出汽口31排出，为减少高压蒸汽带出部分动物软骨物料减少损失，在竖直管5内设置第一分离组件，在倾斜管6设置第二分离组件，高压蒸汽在经过第一分离组件时，在竖直隔板51、第一挡板52、第二档板53、导向板54的作用下沿曲线运动，高压蒸汽在接触到第一挡板52、第二档板53、导向板54后，其夹带的动物软骨物料会粘附在第一挡板52、第二档板53、导向板54上，且沿着第一挡板52、第二档板53、导向板54向下滑动，减少了动物软骨物料的损失。在经过竖直管5后高压蒸汽进入倾斜管6中，并经过第二分离组件，第二分离组件中两个V形挡板增加了高压蒸汽与其接触的面积，有效截留了高压蒸汽带出的部分动物软骨物料，第二分离组件中的第一吸热板72、第二吸热板82可吸收高压蒸汽的高温，第一吸热板72、第二吸热板82可由吸热性能好的材料制成，比如铜材料，第一吸热板72、第一吸热板72、第一散热板71之间焊接得到第一弧形金属板，第二吸热板82吸收热量后经过第一散热板71、第二散热板81迅速散去，第一散热板71、第二散热板81可由散热性能好的材料制成，比如铝合金或银，第二吸热板82、第二散热板81之间焊接得到第二弧形金属板，这样可使部分夹带着动物软骨物料的高压蒸汽冷凝液化，并沿着倾斜管6流动进入竖直管5内进入第二液化腔3内，或者经倾斜管6底面沿其轴线方向开的多个穿孔进入第二液化腔3内，减少了高压蒸汽带出的动物软骨物料。

实施例1

一种液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，包括以下步骤：

S1、选取动物软骨，破碎；

S2、将破碎后的软骨经投料口加入至第一液化腔内，关闭投料口、下封盖，经第一进汽口向第一液化腔内通入压力为1.0MPa的饱和水蒸汽进行第一次液化，液化时间为10s，同时将第二液化腔的压力抽至真空状态，然后打开下封盖进行第一次泄压，待第一次泄压完成后，再经第二进汽口向第二液化腔内通入压力为0.8MPa的饱和水蒸汽，进行第二次液化，第二次液化时间为30s，最后进行第二次泄压，得到液化物；

S3、将S2中得到的液化物采用10kDa的超滤膜进行分离，得到第一滤清液和第一截留液；将第一截留液使用木瓜蛋白酶进行酶解，向酶解液中加入乙醇进行醇沉，得到固体沉淀经干燥后得到硫酸软骨素；

S4、将S3中的第一滤清液经1kDa超滤膜分离，得到第二滤出液与第二截留液，第二滤出液经浓缩、干燥后得到Ⅱ型胶原寡肽；第二截留液经浓缩、干燥后得到Ⅱ型胶原多肽。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S1中动物软骨破碎前还于温度为95℃下脱脂30min，然后将动物软骨破碎至0.2cm；S3中液化物采用10kDa的超滤膜进行分离前还经过150目的过滤网过滤，收集滤液，然后用10kDa的超滤膜过滤。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S3中向第一截留液中加入100U/mL的木瓜蛋白酶于45℃下酶解12h，向酶解液中加入体积分数为75％乙醇溶液于4℃下醇沉1h，得到固体沉淀于65℃下热风烘干4h得到硫酸软骨素。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S4中第二滤出液、第二截留液均于50℃下真空浓缩至浓度为30°Brix，然后均于140℃下喷雾干燥分别得到Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽。

实施例2

S1、选取动物软骨，破碎；

S2、将破碎后的软骨经投料口加入至第一液化腔内，关闭投料口、下封盖，经第一进汽口向第一液化腔内通入压力为1.4MPa的饱和水蒸汽进行第一次液化，液化时间为35s，同时将第二液化腔的压力抽至真空状态，然后打开下封盖进行第一次泄压，待第一次泄压完成后，再经第二进汽口向第二液化腔内通入压力为1.1MPa的饱和水蒸汽，进行第二次液化，第二次液化时间为30～90s，最后进行第二次泄压，得到液化物；

S3、将S2中得到的液化物采用11kDa的超滤膜进行分离，得到第一滤清液和第一截留液；将第一截留液使用木瓜蛋白酶进行酶解，向酶解液中加入乙醇进行醇沉，得到固体沉淀经干燥后得到硫酸软骨素；

S4、将S3中的第一滤清液经2kDa超滤膜分离，得到第二滤出液与第二截留液，第二滤出液经浓缩、干燥后得到Ⅱ型胶原寡肽；第二截留液经浓缩、干燥后得到Ⅱ型胶原多肽。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S1中动物软骨破碎前还于温度为98℃下脱脂35min，然后将动物软骨破碎至0.3cm；S3中液化物采用11kDa的超滤膜进行分离前还经过180目的过滤网过滤，收集滤液，然后用11kDa的超滤膜过滤。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S3中向第一截留液中加入150U/mL的木瓜蛋白酶于55℃下酶解13h，向酶解液中加入体积分数为80％乙醇溶液于7℃下醇沉1.5h，得到固体沉淀于75℃下热风烘干5h得到硫酸软骨素。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S4中第二滤出液、第二截留液均于60℃下真空浓缩至浓度为40°Brix，然后均于160℃下喷雾干燥分别得到Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽。

实施例3

S1、选取动物软骨，破碎；

S2、将破碎后的软骨经投料口加入至第一液化腔内，关闭投料口、下封盖，经第一进汽口向第一液化腔内通入压力为1.8MPa的饱和水蒸汽进行第一次液化，液化时间为60s，同时将第二液化腔的压力抽至真空状态，然后打开下封盖进行第一次泄压，待第一次泄压完成后，再经第二进汽口向第二液化腔内通入压力为1.5MPa的饱和水蒸汽，进行第二次液化，第二次液化时间为90s，最后进行第二次泄压，得到液化物；

S3、将S2中得到的液化物采用12kDa的超滤膜进行分离，得到第一滤清液和第一截留液；将第一截留液使用木瓜蛋白酶进行酶解，向酶解液中加入乙醇进行醇沉，得到固体沉淀经干燥后得到硫酸软骨素；

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S1中动物软骨破碎前还于温度为100℃下脱脂40min，然后将动物软骨破碎至0.5cm；S3中液化物采用12kDa的超滤膜进行分离前还经过200目的过滤网过滤，收集滤液，然后用12kDa的超滤膜过滤。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S3中向第一截留液中加入200U/mL的木瓜蛋白酶于60℃下酶解15h，向酶解液中加入体积分数为90％乙醇溶液于10℃下醇沉2h，得到固体沉淀于85℃下热风烘干6h得到硫酸软骨素。

所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，S4中第二滤出液、第二截留液均于65℃下真空浓缩至浓度为45°Brix，然后均于180℃下喷雾干燥分别得到Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽。

对比例1

同实施例1，不同在于，S3中得到酶解液后，将酶解液进行超滤，得到固体沉淀经干燥后得到硫酸软骨素。

1、一次液化处理饱和水蒸汽压力、及液化时间实验

以鸡胸软骨为原料按照实施例1的方法通过改变饱和水蒸汽压力、及液化时间对鸡胸软骨进行第一次液化处理并收集第一次液化处理后的鸡胸软骨，实验条件为：

在0.8Mpa的饱和水蒸汽下，分别液化10、20、30、40、50、60s；

在1.0Mpa的饱和水蒸汽下，分别液化10、20、30、40、50、60s；

在1.2Mpa的饱和水蒸汽下，分别液化10、20、30、40、50、60s；

在1.5Mpa的饱和水蒸汽下，分别液化10、20、30、40、50、60s；

在1.8Mpa的饱和水蒸汽下，分别液化10、20、30、40、50、60s；

经过不同压力的饱和水蒸汽、液化时间下鸡胸软骨的液化照片如图3所示，从图3可知，在压力为1.0～1.8MPa、液化时间为10～60s下，液化效果都不错，但在在1.2MPa的饱和水蒸汽、液化50s的条件下，液化情况最好。压力增高和时间延长与液化率正相关，但是，在高压力情况下褐变程度也随之增加，其中多糖与蛋白发生反应。将不同条件下的液化产物中液相与固相含量进行了分析，并计算液化率，得到结果如图4所示。从图4可知经液化处理压力越高液化效果越好，液化率越高。液化率随压力和时间增加而升高，但是综合考虑经济性和褐变问题时，则优选出最佳的温度与时间，在本发明下1.2MPa的饱和水蒸汽，液化50s的条件最佳，蒸汽压力等级普通锅炉就可以实现，50s保压时间保证较高的生产效率。

2、图谱比较实验

实施例1和对比例1得到的硫酸软骨素傅里叶红外图谱如图5、图6所示。图5中A为由实施例1制备得到的硫酸软骨素，C为标准硫酸软骨素。图6中B为由对比例2制备得到的硫酸软骨素，C为标准硫酸软骨素。红外光谱分为600～1300㎝^-1的指纹区和1300～4000㎝^-1的官能区。官能区为高频区，通常被用来检测物质中官能团的种类以及变化；指纹区可反映出单键的伸缩振动和变形振动，吸收峰因分子结构不同而产生差异。从图5中可知，实施例1中醇沉法相较于对比例1超滤法所得到的傅里叶红外图谱与标准硫酸软骨素更接近，纯度更高。

硫酸软骨素标准品、由实施例1制备得到的硫酸软骨素、以及常规碱解-酶解方法所制备得到的硫酸软骨素的FTIR图谱如图7、8、9所示，图7中3000～2800cm^-1波数处为CH₂或CH₃的C-H伸缩振动，1650cm^-1和1550cm^-1波数处为氨基中羰基的伸缩振动和N-H键的弯曲振动，证明存在乙酰氨基结构的存在，3600cm^-1波数处为糖类的O-H和N-H的伸缩振动，1250cm^-1波数处为S＝O伸缩振动，证明存在硫酸基。图8中1420～1375cm^-1波数处有C-O的伸缩振动和O-H的变角振动。从图7～9可知，实施例1制备得到的硫酸软骨素、常规碱解-酶解方法所制备得到的硫酸软骨素主要的官能团与分子结构与硫酸软骨素标准品接近，其中实施例1制备得到的硫酸软骨素中3600～3200cm^-1糖类的O-H和N-H伸缩振动与标品更加接近，证明实施例1制备得到的硫酸软骨素纯度更高。

由常规酸法制备得到的Ⅱ型胶原多肽、实施例1制备得到的Ⅱ型胶原多肽的FTIR图谱如图10所示，图中a为由常规酸法制备得到的Ⅱ型胶原多肽的谱图、b为实施例1制备得到的Ⅱ型胶原多肽的谱图。由图10可知两种方法制备得到的Ⅱ型胶原多肽主要的官能团与分子结构接近，二者在分子结构上差异不显著。

由常规酸法制备得到的Ⅱ型胶原多肽、实施例1制备得到的Ⅱ型胶原多肽的UV图谱分别如图11、12所示，由图可知两种方法制备得到的Ⅱ型胶原多肽的最大吸收峰与特征吸收峰接近，二者在分子结构上差异不显著。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例和实例。

Claims

1.液化动物软骨的设备，其特征在于，包括：

第一液化腔，其同轴且可上下滑动地设置在所述外腔体内；

2.如权利要求1所述的液化动物软骨的设备，其特征在于，所述第二液化腔的顶面开有第二进汽口、底面开有出料口，所述第一液化腔侧壁开设有泄压口，所述第二液化腔的侧壁开有出汽口，所述出汽口覆盖有可开启/关闭的出汽盖。

3.如权利要求2所述的液化动物软骨的设备，其特征在于，所述投料口与所述外腔体同轴设置，所述投料口上可开启/关闭密封设有密封盖，所述密封盖的顶面中心固设有吊耳，所述下封盖为向上凸出的椭圆形，所述第二液化腔的侧壁上设有一真空管，所述真空管与所述第二液化腔连通；

还包括：

4.如权利要求2所述的液化动物软骨的设备，其特征在于，还包括一对第二开盖气缸，一对第二开盖气缸位于出汽口上下两侧，每个第二开盖气缸的固定端水平固定于第二液化腔侧壁上，所述第二开盖气缸的自由端之间竖直设有竖梁，所述竖梁通过两根水平的支杆与所述出汽盖固接，其中，第二开盖气缸的自由端缩短以使所述出汽盖关闭，第二开盖气缸的自由端伸长以使所述出汽盖开启。

5.如权利要求3所述的液化动物软骨的设备，其特征在于，所述第一液化腔的外侧壁上对称设置有一对滑块，所述外腔体的内侧壁上设有与一对滑块相适配的一对滑轨，以使所述第一液化腔相对所述外腔体上下滑动，所述上盖的底面上固设有密封件，当一对第一开盖气缸的自由端缩短时，所述第一液化腔的上端部与所述密封件抵紧以密封所述第一液化腔上端部与所述外腔体上端部间的空隙。

6.如权利要求3所述的液化动物软骨的设备，其特征在于，所述第二液化腔内设有竖直设有竖直管，所述竖直管上端向上倾斜设有倾斜管，所述倾斜管远离竖直管的端部连通于所述出汽口；其中，所述竖直管内由上至下间隔设有多个第一分离组件，每个第一分离组件均包括：

7.基于如权利要求1～6中任一项所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取动物软骨，破碎；

8.如权利要求7所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，其特征在于，S1中动物软骨破碎前还于温度为95～100℃下脱脂30～40min，然后将动物软骨破碎至0.2～0.5cm；S3中液化物采用10～12kDa的超滤膜进行分离前还经过150～200目的过滤网过滤，收集滤液，然后用10～12kDa的超滤膜过滤。

9.如权利要求7所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，其特征在于，S3中向第一截留液中加入100～200U/mL的木瓜蛋白酶于45～60℃下酶解12～15h，向酶解液中加入体积分数为75～90％乙醇溶液于4～10℃下醇沉1～2h，得到固体沉淀于65～85℃下热风烘干4～6h得到硫酸软骨素。

10.如权利要求7所述的液化动物软骨的设备联产硫酸软骨素、Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽的方法，其特征在于，S4中第二滤出液、第二截留液均于50～65℃下真空浓缩至浓度为30～45°Brix，然后均于140～180℃下喷雾干燥分别得到Ⅱ型胶原寡肽、Ⅱ型胶原多肽。