CN109371092A - 一种胶原蛋白肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及活性肽提取技术领域，具体公开一种胶原蛋白肽的制备方法。所述制备方法至少包括以下步骤：步骤a、选取鱼鳞或鱼皮为原料，加入纯化水，蒸煮，得到处理料；步骤b、将所述处理料降温至55‑57℃，加入脂肪酶，搅拌酶解20‑40min，然后加入胰凝乳蛋白酶和无花果蛋白酶，搅拌酶解3‑4h，酶解结束后灭酶，得到酶解液；步骤c、将所述酶解液分离纯化、浓缩、干燥得到胶原蛋白肽。本发明采用生物酶靶向酶解、定向酶切法，产品分子量小，产品分子量精准，生物活性高，便于储存和运输，规模产业化生产可行。
Description
技术领域
本发明涉及活性肽提取技术领域，尤其涉及一种胶原蛋白肽的制备方法。
背景技术
胶原蛋白在人体皮肤的健康和美丽中扮演着举足轻重的角色，“人体衰老的过程，就是胶原蛋白流失的过程”，人体内胶原蛋白随着年龄的增长而慢慢减少，所以必须补充外源性的胶原蛋白。胶原蛋白肽是胶原的水解产物，是胶原的最小单元，人体无需消化可以直接吸收，胶原蛋白肽与微量元素有很好的螯合性，可以把钙输送到骨质层，是中老年人补钙佳品。而分子量在180Da-500Da的胶原蛋白肽生物活性最高，可以通过皮肤吸收，透过角质层直达真皮层，常常用于化妆品原料。高活性胶原蛋白肽起到延长皮肤细胞寿命、抑制细胞膜脂质过氧化、抵抗氧化自由基、提高皮肤免疫能力、提高皮肤持水保水能力、促进胶原的合成和真皮细胞透明质酸的合成等多种功效。在水产动物体内胶原蛋白含量高于陆生动物，而鱼鳞鱼皮中的胶原含量最高可超过其蛋白质总量的80％，较鱼体的其它部位要高许多，而生产胶原蛋白肽多以鱼鳞鱼皮为主。
现在胶原蛋白肽的生产工艺中，最主要的方法有酸法、碱法、酶法，以及多种方法结合使用。酸碱法对胶原蛋白的损失较大；而酶解法多采用单一酶制剂，对产品分子量控制不严，活性低，严重影响胶原蛋白肽在医药化工领域中的应用。
发明内容
针对现有酶解法得到的胶原蛋白肽分子量分布宽且活性低的问题，本发明提供一种胶原蛋白肽的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种胶原蛋白肽的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞或鱼皮为原料，加入纯化水，蒸煮，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至55-57℃，加入脂肪酶，搅拌酶解20-40min，然后加入胰凝乳蛋白酶和无花果蛋白酶，搅拌酶解3-4h，酶解结束后灭酶，得到酶解液；
步骤c、将所述酶解液经分离、纯化和干燥后得到胶原蛋白肽。
相对于现有技术，本发明提供的胶原蛋白肽的制备方法具有以下优势：
(1)本发明首先采用脂肪酶进行降脂降胆固醇，然后以胰凝乳蛋白酶和无花果蛋白酶复配的双酶对胶原蛋白进行酶解，利用胰凝乳蛋白酶和无花果蛋白酶促使蛋白发生适度定位水解，降低体系中大分子蛋白质的相对聚合度，催化蛋白质部分肽段发生断裂，提高胶原蛋白肽的提取率，控制胶原蛋白肽分子量，实现胶原蛋白肽分子量小，且分布窄，大大提高胶原蛋白肽的应用。
(2)本发明以胰凝乳蛋白酶为内切酶，使蛋白质可以水解成肽片段，并从肽链内部将多肽水解成小片段，以无花果蛋白酶为外切酶，作用于肽链末端的肽键，减小肽链的长度，降低酶解液中疏水氨基酸的比率，进一步提高水解度和改善风味。以胰凝乳蛋白酶和无花果蛋白酶复配的混合酶对胶原蛋白进行水解，发挥不同酶的水解特性，优势互补，实现对胶原蛋白的多位点分解，有利于胶原蛋白肽的水解度，还能提高胶原蛋白的转化率，缩短水解时间，减少由于单酶水解不彻底，造成疏水氨基酸含量较高而易引起的酶解液苦味较重，酶解液风味不足、腥味较重的情况。
(3)本发明采取离心和组膜分离技术相结合，工艺简单，均在常温下操作、无相态变化、并且生产过程中不产生污染；不但能更好的脱除单个氨基酸和盐分，还能脱除大于500道尔顿的肽，使胶原蛋白肽能保持更好的纯度，而且更好使滤液浓缩、节省后续工序浓缩时间、降低能耗，更能满足药品及保健食品针对不同病症的特殊要求。
(4)本发明提供的提取方法生产周期短、成本低、不产生任何有毒有害物质，安全，无毒副作用，其产品口感好，无异味，无苦味，可广泛应用于食品、保健品、药品等领域；同时反应条件温和，操作简便，进一步提高了产品的安全性和利用价值。
本发明采用生物酶靶向酶解、定向酶切法，产品分子量小，产品分子量精准，生物活性高，便于储存和运输，规模产业化生产可行。
具体的，优选的，所述胶原蛋白肽的分子量为180-500道尔顿。
优选的，步骤b中，所述脂肪酶的加入量为所述原料重量的1-1.5％。
优选的，步骤b中，所述胰凝乳蛋白酶的加入量为所述原料重量的1-1.5％。
优选的，步骤b中，所述无花果蛋白酶的加入量为所述原料重量的0.3-0.5％。
优选的，步骤c中，将所述酶解液离心用锣离心机过滤，留取过滤液，所述过滤液采用三相离心机过滤纯化，得到离心液。
本发明采用卧锣离心机固液分离，适合粘稠液体，比板框过滤机有优势。采用三相离心技术，去除酶解液中的脂肪和不溶物。
优选的，步骤c中，将所述离心液用0.2纳米的纳滤膜纳滤，取截留液，再用为0.5纳米的纳滤膜纳滤，取透过液。
本发明的纳滤膜分离技术，对离心液进行脱盐和浓缩，均在常温下操作、无相态变化、并且生产过程中不产生污染；不但能更好的脱去分子量小于180道尔顿的盐类物质和氨基酸，使产品能保持更好的纯度，而且更好使滤液浓缩、节省后续工序浓缩时间、降低能耗。
优选的，所述透过液采用双效浓缩器进行浓缩，得到的浓缩液喷雾干燥后，得到胶原蛋白肽。
优选的，步骤b中，所述搅拌的速度为50-80rpm。
优选的，步骤b中，所述灭酶的条件为：灭酶温度为90-95℃，灭酶时间为10-15min。
优选的，步骤a中，选取鱼鳞或鱼皮为原料，加入原料重量的7-8倍纯化水，在95℃-98℃条件下，蒸煮1-2h。
进一步地，本发明还提供了上述的方法制备的胶原蛋白在食品、保健食品、医药或化工领域中的应用。
本发明提供的制备方法的生产周期短、成本低、不产生任何有毒有害物质，安全，无毒副作用，得到的胶原蛋白口感好，无异味，无苦味，可广泛应用于食品、保健品、药品等领域。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞100g，加入700mL纯化水，在95℃条件下，蒸煮1h，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至55℃，加入1g脂肪酶，在转速为68rpm的条件下搅拌酶解30min，然后加入1g胰凝乳蛋白酶和0.3g无花果蛋白酶，在转速为68rpm的条件下搅拌酶解3h，酶解结束后，升温至90℃，灭酶10min，得到酶解液；
步骤c、将酶解液用卧锣离心机过滤，留取过滤液；将过滤液用三相离心机过滤纯化，去除液体中脂肪和悬浮物，得到离心液；将离心液用纳滤膜为0.2纳米的纳滤机脱盐并浓缩，然后用纳滤液用纳滤膜为0.5纳米纳滤机分离，留取透过液；将透过液用双效浓缩器进一步浓缩；浓缩液喷雾干燥后，得到高活性小分子胶原蛋白肽。
实施例2
本发明实施例提供一种胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞1000g，加入7500mL纯化水，在96℃条件下，蒸煮1.5h，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至56℃，加入12g脂肪酶，在转速为60rpm的条件下搅拌酶解40min，然后加入12g胰凝乳蛋白酶和4g无花果蛋白酶，在转速为65rpm的条件下搅拌酶解3.5h，酶解结束后，升温至92℃，灭酶12min，得到酶解液；
步骤c、将酶解液用卧锣离心机过滤，留取过滤液；将过滤液用三相离心机过滤纯化，去除液体中脂肪和悬浮物，得到离心液；将离心液用纳滤膜为0.2纳米的纳滤机脱盐并浓缩，然后用纳滤液用纳滤膜为0.5纳米纳滤机分离，留取透过液；将透过液用双效浓缩器进一步浓缩；浓缩液喷雾干燥后，得到高活性小分子胶原蛋白肽。
实施例3
本发明实施例提供一种胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞100Kg，加入800L纯化水，在98℃条件下，蒸煮2h，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至58℃，加入1.5Kg脂肪酶，在转速为70rpm的条件下搅拌酶解20min，然后加入1.5Kg胰凝乳蛋白酶和500g无花果蛋白酶，在转速为55rpm的条件下搅拌酶解4h，酶解结束后，升温至95℃，灭酶15min，得到酶解液；
步骤c、将酶解液用卧锣离心机过滤，留取过滤液；将过滤液用三相离心机过滤纯化，去除液体中脂肪和悬浮物，得到离心液；将离心液用纳滤膜为0.2纳米的纳滤机脱盐并浓缩，然后用纳滤液用纳滤膜为0.5纳米纳滤机分离，留取透过液；将透过液用双效浓缩器进一步浓缩；浓缩液喷雾干燥后，得到高活性小分子胶原蛋白肽。
对比例1
本对比例提供一种胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞100g，加入700mL纯化水，在95℃条件下，蒸煮1h，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至55℃，加入1g脂肪酶，在转速为68rpm的条件下搅拌酶解30min，然后加入1g碱性蛋白酶和0.3g无花果蛋白酶，在转速为68rpm的条件下搅拌酶解3h，酶解结束后，升温至90℃，灭酶10min，得到酶解液；
步骤c、将酶解液用卧锣离心机过滤，留取过滤液；将过滤液用三相离心机过滤纯化，去除液体中脂肪和悬浮物，得到离心液；将离心液用纳滤膜为0.2纳米的纳滤机脱盐并浓缩，然后用纳滤液用纳滤膜为0.5纳米纳滤机分离，留取透过液；将透过液用双效浓缩器进一步浓缩；浓缩液喷雾干燥后，得到胶原蛋白肽。
对比例2
本对比例提供一种胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞100g，加入700mL纯化水，在95℃条件下，蒸煮1h，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至55℃，加入1g脂肪酶，在转速为68rpm的条件下搅拌酶解30min，然后加入1g胰凝乳蛋白酶和0.3g木瓜蛋白酶，在转速为68rpm的条件下搅拌酶解3h，酶解结束后，升温至90℃，灭酶10min，得到酶解液；
步骤c、将酶解液用卧锣离心机过滤，留取过滤液；将过滤液用三相离心机过滤纯化，去除液体中脂肪和悬浮物，得到离心液；将离心液用纳滤膜为0.2纳米的纳滤机脱盐并浓缩，然后用纳滤液用纳滤膜为0.5纳米纳滤机分离，留取透过液；将透过液用双效浓缩器进一步浓缩；浓缩液喷雾干燥后，得到胶原蛋白肽。
为了更好的说明本发明实施例提供的胶原蛋白肽的特性，下面将实施例1-3以及对比例1-2制备的步骤b得到的酶解液中胶原蛋白肽的分子量列表如下。
表1
注：提取率＝胶原蛋白肽的质量/胶原蛋白的质量
从表1中可以看出，本发明提供的制备方法制备的胶原蛋白肽提取率高达82％以上，得到的胶原蛋白肽的分子量小，且分布窄，在肽分子量为180-500道尔顿的肽含量达到57％以上。而对比例所制备的胶原蛋白肽提取率低，且分子量分布宽。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述制备方法至少包括以下步骤：
步骤a、选取鱼鳞或鱼皮为原料，加入纯化水，蒸煮，得到处理料；
步骤b、将所述处理料降温至55-57℃，加入脂肪酶，搅拌酶解20-40min，然后加入胰凝乳蛋白酶和无花果蛋白酶，搅拌酶解3-4h，酶解结束后灭酶，得到酶解液；
步骤c、将所述酶解液经分离、纯化和干燥后得到胶原蛋白肽。
2.如权利要求1所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述胶原蛋白肽的分子量为180-500道尔顿。
3.如权利要求1所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述脂肪酶的加入量为所述原料重量的1-1.5％。
4.如权利要求1所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述胰凝乳蛋白酶的加入量为所述原料重量的1-1.5％。
5.如权利要求1所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述无花果蛋白酶的加入量为所述原料重量的0.3-0.5％。
6.如权利要求1所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：步骤c中，将所述酶解液离心用锣离心机过滤，留取过滤液，所述过滤液采用三相离心机过滤纯化，得到离心液。
7.如权利要求6所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：步骤c中，将所述离心液用0.2纳米的纳滤膜纳滤，取截留液，再用为0.5纳米的纳滤膜纳滤，取透过液。
8.如权利要求7所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述透过液采用双效浓缩器进行浓缩，得到的浓缩液喷雾干燥后，得到胶原蛋白肽。
9.如权利要求1所述的胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述搅拌的速度为50-80rpm；和/或
步骤b中，所述灭酶的条件为：灭酶温度为90-95℃，灭酶时间为10-15min；和/或
步骤a中，选取鱼鳞或鱼皮为原料，加入原料重量的7-8倍纯化水，在95℃-98℃条件下，蒸煮1-2h。
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