CN112515033B - 平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺 - Google Patents

平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺，所述生产工艺包括鱼皮粉碎、去杂、酶解、超滤、喷雾干燥等步骤。本发明平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺，工艺简单、操作易行，处理过程温和，安全性高，经济实用；所获得的活性胶原蛋白肽具有纯度高、活性高、易于吸收等特点，具有平衡体内激素水平的功能。

Description

平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺
技术领域
本发明涉及活性肽开发技术领域，具体涉及一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺。
背景技术
胶原蛋白(collagen)又叫胶原，是一种含糖蛋白质，在自然界分布广泛，主要分布在哺乳动物的结缔组织中，作为皮肤、骨骼、肌腱、韧带、血管的构成材料。胶原占健康人体蛋白质总量的25-30％，相当于体重的6％，是人体内含量最多的蛋白质。胶原的氨基酸组成极为特别，其中甘氨酸(Gly)占30％，脯氨酸(Pro)和羟脯氨酸(Hyp)共占约25％。胶原蛋白是生物科技产业最具关键性的原材料之一，也是需求量十分庞大的最佳生医材料。
活性胶原蛋白有着多种生理功能，其在医药、化工、食品等领域有着广泛的应用，其酶解产物胶原蛋白肽也具有多种生理功效。因此人们对胶原蛋白及其肽类的研究开发相当关注。
活性肽是指能够调节生物体的代谢或具有某些特殊生理活性的肽类，其生理作用有免疫调节、激素调节、营养调节、提高免疫力、清除自由基、抗氧化、延缓衰老、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗凝血、降血压等。胶原蛋白是广泛存在于动物细胞间的一种主要结构蛋白，用途涵盖食品、美容、外用和植入用生物医用材料等，已成为一种重要的活性分子。经水解后的胶原蛋白产物中含有多种具有各种生理功效的活性肽，在医疗、保健及美容方面具有良好的应用前景。
制备胶原蛋白多肽主要的方法有酸性水解法、碱性水解法、酶水解法和发酵法。但是用酸性水解或者碱性水解得到小肽或多肽不易被人体吸收，所以现在胶原蛋白肽主要通过酶解法和微生物发酵法来制备。现在利用酶解法制备胶原蛋白肽已有大量的文献报道，但是普遍存在酶解时间长、酶解效率低、产量低、成本高等缺点，不适合工业化生产。其原因主要是在酶解过程中所产生的产物抑制效应，底物过度水解，导致酶解效率低，酶解产量低。另一方面，酶资源的浪费，产物分离成本的增加，导致生产成本增高。据报道，在蛋白底物酶解之前进行超声预处理可以提高酶解效果，缩短酶解时间，并且增大酶解产物的生物活性。另外有关报道证实，采用酶膜分离的方式可以有效的解决上述在酶解过程中存在的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺。
技术方案如下：
一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至10-50目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量10-30倍的氯化钠水溶液中，在0-4℃以转速为100-500r/min搅拌5-10h，离心，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量15-35倍的胃蛋白酶溶液中，用0.05-0.15mol/L的氯化氢水溶液调节pH至1.5-2.5，在5-10℃以转速为100-500r/min搅拌酶解24-90h，然后在80-110℃保温4-10min灭酶活，离心，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.05-0.15mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至5-8，加入酶解液重量0.5-1.5％木瓜蛋白酶，在30-60℃以转速为100-500r/min搅拌酶解1-5h，然后在80-110℃保温4-10min灭酶活，离心，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用1000-10000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将95-105重量份滤液、1-4重量份壳聚糖溶液、0.5-2重量份干燥保护剂混合均匀，喷雾干燥即得。
在本发明中，作为改进的方案，所述平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至10-50目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量10-30倍的氯化钠水溶液中，在0-4℃以转速为100-500r/min搅拌5-10h，离心，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量15-35倍的胃蛋白酶溶液中，用0.05-0.15mol/L的氯化氢水溶液调节pH至1.5-2.5，在5-10℃以转速为100-500r/min搅拌酶解24-90h，然后在80-110℃保温4-10min灭酶活，离心，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.05-0.15mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至5-8，加入酶解液重量0.5-1.5％木瓜蛋白酶，在30-60℃以转速为100-500r/min搅拌酶解1-5h，然后在80-110℃保温4-10min灭酶活，离心，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用1000-10000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将95-105重量份滤液、1-4重量份改性壳聚糖溶液、0.5-2重量份干燥保护剂混合均匀，喷雾干燥即得。
鱼类在加工过程中产生出大量的鱼皮、鱼骨、鱼鳞等下脚料，约占原料鱼的40-55％。鱼皮中含有丰富的蛋白质和多种微量元素，其蛋白质主要是大分子的胶原蛋白及粘多糖成分，胶原蛋白占粗蛋白的80％左右。可见，鱼皮是胶原蛋白的良好来源。
因此，充分利用水产加工下脚料，是水产品下脚料研究的当务之急与发展趋势。研究发现，小肽具有良好的抗氧化、抗肿瘤、降血压等生物活性。
所述鱼皮为马鲛鱼皮或罗非鱼皮。
所述壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为0.5-2.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：(0.015-0.025)混合均匀即得。
所述改性壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为0.5-2.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：(0.015-0.025)混合均匀，得到混合液；在混合液中加入混合液重量0.5-2.5％的纤维素酶、混合液重量0.01-0.05％乳清酸钙，在45-55℃下以转速为50-150r/min搅拌酶解1-5h，然后在80-110℃保温5-10min灭酶活，即得。
所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为2-7％。
所述干燥保护剂为明胶和/或瓜尔胶。在本发明一个实施方式中，所述干燥保护剂由70-80wt％明胶和20-30wt％瓜尔胶组成。
所述离心的转速为5000-8000r/min，时间为10-25min。
所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为0.5-1.5％。
所述喷雾干燥的进风温度为170-210℃，出风温度为75-95℃，热风风速为3-4m3/min，供料速度为30-40mL/min，雾化机转速为200-500转/分。
一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽，采用上述生产工艺制备而成。
本发明平衡体内激素的胶原蛋白活性肽及其生产工艺，该方法工艺简单、操作易行，处理过程温和，安全性高，经济实用；所获得的胶原蛋白活性肽具有纯度高、活性高、易于吸收等特点，具有平衡体内激素水平的功能。
具体实施方式
溶解性测试。采用电子天平(美国Denver公司提供，型号为TB-114)称取1g平衡体内激素的胶原蛋白活性肽置于250mL的烧杯中，再加入50℃的水50ml，用玻璃棒以转速为60r/min进行搅拌，计量平衡体内激素的胶原蛋白活性肽全部溶解的时间。每组测试重复实施3次，取平均值。
抗氧化性的测定，采用DPPH法。准确称取DPPH，配制成0.2mmol/LDPPH的溶液，于棕色瓶避光低温保存。用去离子水将待测平衡体内激素的胶原蛋白活性肽样品稀释到0.5mg/mL。取2mL、0.5mg/mL样品液于试管内，加入2mL、0.2mmol/LDPPH溶液混合均匀，室温下避光静置30min后，用紫外分光光度计UV-2000(尤尼柯(上海)有限仪器公司)测定517nm处吸光度值，计为Ai，同时测定2mL、0.5mg/mL样品液加2mL无水乙醇，室温下避光静置30min后，用紫外分光光度计UV-2000(尤尼柯(上海)有限仪器公司)测定在517nm处吸光度值，计为Aj，以及2mL、0.2mmol/LDPPH溶液加2mL蒸馏水静置，用紫外分光光度计UV-2000(尤尼柯(上海)有限仪器公司)测定在517nm处吸光度值，计为Ac。样品对DPPH自由基的清除率按下式计算：清除率＝[1-(Ai-Aj)/Ac]×100％。每组测试重复实施3次，取平均值。
实施例中鱼皮为采用新鲜的马鲛鱼鱼皮，洗净除杂后备用。
实施例中胃蛋白酶为广州亿添元生物科技有限公司提供的酶活力为20万U/g的食品级胃蛋白酶。
实施例中木瓜蛋白酶为陕西森弗天然制品有限公司提供的酶活力为20万U/g的食品级木瓜蛋白酶。
实施例中壳聚糖为河北兴之和生物科技有限公司提供的食品级壳聚糖。
实施例中瓜尔胶，又称瓜尔豆胶，为武汉佰兴生物科技有限公司提供的食品级瓜尔胶。
实施例中明胶为安徽中南生物科技有限公司提供的食品级明胶。
实施例中纤维素酶为陕西森弗天然制品有限公司提供的酶活力为8000U/g的食品级纤维素酶。
实施例1
平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至20目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量20倍的氯化钠水溶液中，所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为3％，在1℃以转速为150r/min搅拌5h，以转速为6000r/min离心20min，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量25倍的胃蛋白酶溶液中，所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为1％，用0.1mol/L的氯化氢水溶液调节pH至2，在6.5℃以转速为150r/min搅拌酶解48h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至7.2，加入酶解液重量1％木瓜蛋白酶，在40℃以转速为150r/min搅拌酶解3h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用5000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将100重量份滤液、2.5重量份壳聚糖溶液、1重量份明胶以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为85℃，热风风速为4m3/min，供料速度为35mL/min，雾化机转速为300转/分，得到平衡体内激素的胶原蛋白活性肽。
所述壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为1.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：0.02以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，即得改性壳聚糖溶液。
实施例2
平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至20目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量20倍的氯化钠水溶液中，所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为3％，在1℃以转速为150r/min搅拌5h，以转速为6000r/min离心20min，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量25倍的胃蛋白酶溶液中，所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为1％，用0.1mol/L的氯化氢水溶液调节pH至2，在6.5℃以转速为150r/min搅拌酶解48h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至7.2，加入酶解液重量1％木瓜蛋白酶，在40℃以转速为150r/min搅拌酶解3h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用5000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将100重量份滤液、2.5重量份改性壳聚糖溶液、1重量份明胶以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为85℃，热风风速为4m3/min，供料速度为35mL/min，雾化机转速为300转/分，得到平衡体内激素的胶原蛋白活性肽。
所述改性壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为1.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：0.02以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，得到混合液；在混合液中加入混合液重量2％的纤维素酶、混合液重量0.02％乳清酸钙，在50℃下以转速为120r/min搅拌酶解3h，然后在95℃保温8min灭酶活，即得改性壳聚糖溶液。
实施例3
平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至20目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量20倍的氯化钠水溶液中，所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为3％，在1℃以转速为150r/min搅拌5h，以转速为6000r/min离心20min，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量25倍的胃蛋白酶溶液中，所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为1％，用0.1mol/L的氯化氢水溶液调节pH至2，在6.5℃以转速为150r/min搅拌酶解48h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至7.2，加入酶解液重量1％木瓜蛋白酶，在40℃以转速为150r/min搅拌酶解3h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用5000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将100重量份滤液、2.5重量份改性壳聚糖溶液、1重量份明胶以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为85℃，热风风速为4m3/min，供料速度为35mL/min，雾化机转速为300转/分，得到平衡体内激素的胶原蛋白活性肽。
所述改性壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为1.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：0.02以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，得到混合液；在混合液中加入混合液重量2％的纤维素酶，在50℃下以转速为120r/min搅拌酶解3h，然后在95℃保温8min灭酶活，即得改性壳聚糖溶液。
实施例4
平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至20目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量20倍的氯化钠水溶液中，所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为3％，在1℃以转速为150r/min搅拌5h，以转速为6000r/min离心20min，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量25倍的胃蛋白酶溶液中，所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为1％，用0.1mol/L的氯化氢水溶液调节pH至2，在6.5℃以转速为150r/min搅拌酶解48h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至7.2，加入酶解液重量1％木瓜蛋白酶，在40℃以转速为150r/min搅拌酶解3h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用5000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将100重量份滤液、2.5重量份改性壳聚糖溶液、1重量份瓜尔胶以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为85℃，热风风速为4m3/min，供料速度为35mL/min，雾化机转速为300转/分，得到平衡体内激素的胶原蛋白活性肽。
所述改性壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为1.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：0.02以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，得到混合液；在混合液中加入混合液重量2％的纤维素酶、混合液重量0.02％乳清酸钙，在50℃下以转速为120r/min搅拌酶解3h，然后在95℃保温8min灭酶活，即得改性壳聚糖溶液。
实施例5
平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至20目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量20倍的氯化钠水溶液中，所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为3％，在1℃以转速为150r/min搅拌5h，以转速为6000r/min离心20min，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量25倍的胃蛋白酶溶液中，所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为1％，用0.1mol/L的氯化氢水溶液调节pH至2，在6.5℃以转速为150r/min搅拌酶解48h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至7.2，加入酶解液重量1％木瓜蛋白酶，在40℃以转速为150r/min搅拌酶解3h，然后在90℃保温8min灭酶活，以转速为6000r/min离心20min，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用5000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将100重量份滤液、2.5重量份改性壳聚糖溶液、0.25重量份瓜尔胶、0.75重量份明胶以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180℃，出风温度为85℃，热风风速为4m3/min，供料速度为35mL/min，雾化机转速为300转/分，得到平衡体内激素的胶原蛋白活性肽。对平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的溶解性和抗氧化性进行测试，结果为：溶解时间为40s，DPPH自由基的清除率为75％。
所述改性壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为1.5％的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：0.02以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，得到混合液；在混合液中加入混合液重量2％的纤维素酶、混合液重量0.02％乳清酸钙，在50℃下以转速为120r/min搅拌酶解3h，然后在95℃保温8min灭酶活，即得改性壳聚糖溶液。
测试例1
将实施例1-4制备的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的溶解性和抗氧化性进行测试，具体结果见表1。
表1：测试结果表
Figure BDA0002820300170000101
本发明制备的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽，在体内通过平衡体内激素水平，清除自由基，达到抗氧化延缓衰老、提高免疫力、延缓更年期综合症的作用。

Claims (7)

1.一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将鱼皮粉碎至10-50目，得到鱼皮粉；
步骤2：将鱼皮粉加入鱼皮粉重量10-30倍的氯化钠水溶液中，在0-4℃以转速为100-500r/min搅拌5-10h，离心，弃上清液，得到去杂后的鱼皮粉；
步骤3：将去杂后的鱼皮粉加入去杂后的鱼皮粉重量15-35倍的胃蛋白酶溶液中，用0.05-0.15mol/L的氯化氢水溶液调节pH至1.5-2.5，在5-10℃以转速为100-500r/min搅拌酶解24-90h，然后在80-110℃保温4-10min灭酶活，离心，弃沉淀，得到酶解液；
步骤4：将酶解液用0.05-0.15mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH至5-8，加入酶解液重量0.5-1.5%木瓜蛋白酶，在30-60℃以转速为100-500r/min搅拌酶解1-5h，然后在80-110℃保温4-10min灭酶活，离心，弃沉淀，得到水解液；
步骤5：将水解液用1000-10000Da的超滤膜超滤，得到滤液；
步骤6：将95-105重量份滤液、1-4重量份改性壳聚糖溶液、0.5-2重量份干燥保护剂混合均匀，喷雾干燥即得；
所述改性壳聚糖溶液的生产工艺是：将醋酸加入水中配制质量分数为0.5-2.5%的醋酸水溶液，然后将壳聚糖、醋酸水溶液按质量比为1：（0.015-0.025）混合均匀，得到混合液；在混合液中加入混合液重量0.5-2.5%的纤维素酶、混合液重量0.01-0.05%乳清酸钙，在45-55℃下以转速为50-150r/min搅拌酶解1-5h，然后在80-110℃保温5-10min灭酶活，即得。
2.如权利要求1所述的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，其特征在于：所述氯化钠水溶液中氯化钠的质量分数为2-7%。
3.如权利要求1所述的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，其特征在于：所述干燥保护剂为明胶和/或瓜尔胶。
4.如权利要求1所述的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，其特征在于：所述步骤2、所述步骤3和所述步骤4中离心的转速为5000-8000r/min，时间为10-25min。
5.如权利要求1所述的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，其特征在于：所述胃蛋白酶溶液中胃蛋白酶的质量分数为0.5-1.5%。
6.如权利要求1所述的平衡体内激素的胶原蛋白活性肽的生产工艺，其特征在于：所述喷雾干燥的进风温度为170-210℃，出风温度为75-95℃，热风风速为3-4m3/min，供料速度为30-40mL/min，雾化机转速为200-500转/分。
7.一种平衡体内激素的胶原蛋白活性肽，其特征在于：采用权利要求1-6中任一项所述生产工艺制备而成。
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