CN111057733A - 一种从生物质石灰废渣中提取胶原蛋白的方法 - Google Patents

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徐旭
蔡同博
林华
李裕琪
高银
温锦培
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    • C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/06—Preparation of peptides or proteins produced by the hydrolysis of a peptide bond, e.g. hydrolysate products
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    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
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Abstract

本发明公开了一种从生物质石灰废渣中提取胶原蛋白的方法。将生物质石灰废渣用氢氧化钠溶液浸泡溶胀，用去离子水洗涤，再用质量百分比浓度为3%的硫酸铵溶液浸泡振荡，用氨水调节pH值，并用过氧化氢溶液进行漂白，所得产物用去离子水洗涤，制得生物质初产物，用乙二胺四乙酸溶液浸泡振荡，所得产物用去离子水洗涤，制得生物质中产物，真空烘，然后用研磨机粉碎，所得粉末在2~8℃下加入胃蛋白酶提取溶液中，浸泡搅拌分散均匀，继续在2~8℃下静置、离心，收集上清液冷冻干燥，所得产物溶于乙酸溶液中，并经透析，将透析后所得液体进行冷冻干燥，即制得胶原蛋白。本发明方法制备工艺简单，便于推广，为生物质石灰废渣的再利用提供了新思路。

Description

一种从生物质石灰废渣中提取胶原蛋白的方法
技术领域
本发明属于生物质固废处理技术领域，特别涉及一种从生物质石灰废渣中提取胶原蛋白的方法。
背景技术
在当代环境保护和可持续发展要求的浪潮下，废弃物再利用是当前社会的主流发展。例如，在食品用肠衣的生产过程中，将原材料（肉皮等）浸泡在石灰乳中一段时间，取出原材料后获得的产物，即剩下石灰乳废渣等，经过酸水浸泡、机械碾压脱水等步骤，得到块状的含有胶原纤维等生物质成分的石灰固体废弃物。国内知名的梧州神冠蛋白肠衣有限公司，该公司每100 kg的原材料要用200 kg的石灰乳来处理，每天的石灰用量上百吨，目前国内对于上述石灰类废渣还没有比较好的处理方法。因此，对该类固体废弃物进行有效处理及资源化利用具有十分重要的经济和社会意义。
本发明申请一方面从生物质石灰类废渣中高效提取胶原蛋白，提取出的胶原蛋白可以用于制备工业明胶等，同时，剩下的石灰能够用于建筑类原材料，从而最大限度的提升该类生物质石灰废渣的再利用附加值。该思路目前未见文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种从生物质石灰废渣中提取胶原蛋白的方法。
具体步骤为：
（1）将生物质石灰废渣用pH=12的氢氧化钠溶液浸泡溶胀20~28 h，取出生物质石灰废渣，用去离子水洗涤2~3次，再用质量百分比浓度为3%的硫酸铵溶液浸泡振荡1~2 h，所得混合液中加入pH=12的氨水调节混合液的pH值至8，并用20 g·L−1的过氧化氢溶液进行漂白4~5 h，所得产物用去离子水洗涤2~3次，以除去残留的过氧化氢，制得生物质初产物。
（2）将乙二胺四乙酸与氢氧化钠加入水中，配制浓度为0.5 mol·L−1的乙二胺四乙酸溶液。
（3）将步骤（1）制得的生物质初产物在室温下用步骤（2）配制的乙二胺四乙酸溶液浸泡振荡20~28 h，以除去无机物质，所得产物用去离子水洗涤2~3次，制得生物质中产物。
（4）将胃蛋白酶加入浓度为0.5 mol·L−1的乙酸溶液中，制得质量百分比浓度为2%的胃蛋白酶提取溶液。
（5）将步骤（3）制得的生物质中产物在80 ℃下真空烘10~14 h，然后用研磨机粉碎，所得粉末在2~8 ℃下加入步骤（4）制得的胃蛋白酶提取溶液中，浸泡搅拌分散均匀，继续在2~8 ℃下静置2~3 d，所得混合液在2~8℃下以10000 r·min−1的转速离心15 min以除去不溶物质，并收集上清液，然后将上清液冷冻干燥2~3 d，所得产物溶于0.5 mol·L−1的乙酸溶液中，并在2~8℃下用循环去离子水作为外液透析2~3 d，最后将透析后所得液体进行冷冻干燥2~3 d，即制得胶原蛋白。
所述胃蛋白酶为规格1:3000的胃蛋白酶。
本发明方法制备工艺简单，不产生二次污染，便于推广，为生物质石灰废渣的再利用提供了新思路。
附图说明
图1为本发明实施例中使用的生物质石灰废渣的照片。
图2为本发明实施例中制得的胶原蛋白的照片。
图3为本发明实施例中制得的胶原蛋白的红外光谱图。3390cm-1代表酰胺A带的N-H伸缩振动(氢键)峰；2960cm-1代表酰胺B带N-H和C-H伸缩振动吸收峰，二者都表明肽键间氢键的存在；1650cm-1代表酰胺Ⅰ带，是形成三股螺旋内氢链的C=O；1458cm-1处的吸收峰表征了肽键的顺式构型，说明含有大量脯氨酸和羟脯氨酸；1128cm-1代表酰胺Ⅲ带的N-H变形峰；1450~1230cm-1附近存在吸收峰，表明样品中胶原蛋白的三股螺旋结构保存完整。从上述分析可以看出，成功制备出了胶原蛋白。
具体实施方式
实施例：
本实施例中使用的生物质石灰废渣来自梧州神冠蛋白肠衣有限公司。具体步骤为：
（1）将50 g生物质石灰废渣用pH=12的氢氧化钠溶液浸泡溶胀24 h，取出生物质石灰废渣，用去离子水洗涤3次，再用质量百分比浓度为3％的硫酸铵溶液浸泡振荡1 h。所得混合液中加入pH=12的氨水调节混合液的pH值至8，并用20 g·L−1的过氧化氢溶液漂白4 h。所得产物用去离子水洗涤2~3次，以除去残留的过氧化氢，制得生物质初产物。
（2）将93.05 g的乙二胺四乙酸加入500 mL去离子水中，再加入氢氧化钠至乙二胺四乙酸完全溶解，配制浓度为0.5 mol·L−1的乙二胺四乙酸溶液。
（3）将步骤（1）制得的生物质初产物在室温下用步骤（2）配制的乙二胺四乙酸溶液浸泡振荡24 h，以除去无机物质，所得产物用去离子水洗涤3次，制得生物质中产物。
（4）将10 g胃蛋白酶加入500 mL浓度为0.5 mol·L−1的乙酸溶液中，制得质量百分比浓度为2%的胃蛋白酶提取溶液。
（5）将步骤（3）制得的生物质中产物在80 ℃下真空烘12 h，然后用研磨机粉碎，所得粉末在4 ℃下加入步骤（4）制得的胃蛋白酶提取溶液中，浸泡搅拌分散均匀，继续在4 ℃下静置48 h，所得混合液在4 ℃下以10000 r·min−1的转速离心15 min以除去不溶物质，并收集上清液，然后将上清液冷冻干燥48 h。所得产物溶于200 mL的0.5 mol·L−1的乙酸溶液中，并在4℃下用循环去离子水作为外液透析48 h。最后将透析后的液体进行冷冻干燥48h，即制得胶原蛋白。
所述胃蛋白酶为规格1:3000的胃蛋白酶。

Claims (1)

1.一种从生物质石灰废渣中提取胶原蛋白的方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将生物质石灰废渣用pH=12的氢氧化钠溶液浸泡溶胀20~28 h，取出生物质石灰废渣，用去离子水洗涤2~3次，再用质量百分比浓度为3%的硫酸铵溶液浸泡振荡1~2 h，所得混合液中加入pH=12的氨水调节混合液的pH值至8，并用20 g·L−1的过氧化氢溶液进行漂白4~5 h，所得产物用去离子水洗涤2~3次，以除去残留的过氧化氢，制得生物质初产物；
（2）将乙二胺四乙酸与氢氧化钠加入水中，配制浓度为0.5 mol·L−1的乙二胺四乙酸溶液；
（3）将步骤（1）制得的生物质初产物在室温下用步骤（2）配制的乙二胺四乙酸溶液浸泡振荡20~28 h，以除去无机物质，所得产物用去离子水洗涤2~3次，制得生物质中产物；
（4）将胃蛋白酶加入浓度为0.5 mol·L−1的乙酸溶液中，制得质量百分比浓度为2%的胃蛋白酶提取溶液；
（5）将步骤（3）制得的生物质中产物在80 ℃下真空烘10~14 h，然后用研磨机粉碎，所得粉末在2~8 ℃下加入步骤（4）制得的胃蛋白酶提取溶液中，浸泡搅拌分散均匀，继续在2~8 ℃下静置2~3 d，所得混合液在2~8℃下以10000 r·min−1的转速离心15 min以除去不溶物质，并收集上清液，然后将上清液冷冻干燥2~3 d，所得产物溶于0.5 mol·L−1的乙酸溶液中，并在2~8℃下用循环去离子水作为外液透析2~3 d，最后将透析后所得液体进行冷冻干燥2~3 d，即制得胶原蛋白；
所述胃蛋白酶为规格1:3000的胃蛋白酶。
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