CN113480637A - 一种非变性ⅱ型胶原蛋白的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，属于保健品技术领域，该制备方法包括以下步骤：S1、匀浆：将解冻后的鸡胸软骨进行消毒，然后经匀浆处理后得到软骨粒度为80‑200目的浆状物；S2、酶解：调节步骤S1中浆状物的pH值，以使pH＝5‑8，然后通过酶解装置进行第一次酶解，第一次酶解完成后再进行第二次酶解，从而得到酶解液；S3、过滤：将步骤S2得到的酶解液通过60‑100目筛网过滤，得到滤液；S4、干燥、粉碎：将步骤S3中得到的滤液进行低温冷冻干燥，然后在4℃以下进行超微粉碎，得到粒度为200‑400目的粉剂。本发明采用二次酶解方式，酶解质量较好，工艺简单，可大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及保健品技术领域，更具体地说，它涉及一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法。
背景技术
骨关节炎是一种以关节软骨的变性、破坏及骨质增生为特征的慢性关节疾病，又称骨关节病、退行性骨关节病，影响全身大部分关节包括颈腰椎、膝关节、髋关节和指间关节等。骨关节炎是逐渐进展加重性的疾病，目前的治疗以延缓病情发展，以减轻疼痛和改善关节功能为目的。薛庆云等选择了六个中心城市进行调查，结果显示中国40岁以上人群原发性骨关节炎总体患病率为46.3％，随年龄增长呈现增高的趋势，且女性(50.4％)高于男性(41.6％)。预计到2050年，我国60岁以上老年人将达4.8亿，占总人口的34.1％，将成为全球老龄化最严重的国家，骨关节炎患者数量将会急剧增加，严重影响国人的身体状况和生活质量。
目前改善骨关节炎常用的膳食补充剂有氨基葡萄糖、硫酸软骨素、乳香、姜黄和鱼油等，但是这些膳食补充剂都存在一定局限性，学者们对氨基葡萄糖和硫酸软骨素改善骨关节炎效果存在争议，乳香会引起肠道不适，姜黄生物利用率低，鱼油有不耐受和腹泻的报道，因此开发安全有效的功能性原料十分必要。
上世纪90年代，非变性Ⅱ型胶原蛋白用于治疗类风湿性关节炎，此后又开展了其改善骨关节炎的研究。研究结果表明非变性Ⅱ型胶原蛋白具有方便、安全无毒及抗原特异性等优点，将会成为预防和改善关节炎的革命性功能原料。目前，非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法有很多，但是普遍存在提取率低、提取时间长、产品纯度低，或是产品稳定性较差、工艺复杂等缺点，不利于大规模生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，以解决上述提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，包括以下步骤：
S1、匀浆
将解冻后的鸡胸软骨进行消毒，然后经匀浆处理后得到软骨粒度为80-200目的浆状物；
S2、酶解
调节步骤S1中浆状物的pH值，以使pH＝5-8，然后通过酶解装置进行第一次酶解，第一次酶解完成后再进行第二次酶解，从而得到酶解液；
S3、过滤
将步骤S2得到的酶解液通过60-100目筛网过滤，得到滤液；
S4、干燥、粉碎
将步骤S3中得到的滤液进行低温冷冻干燥，然后在4℃以下进行超微粉碎，得到粒度为200-400目的粉剂。
进一步优选为：在步骤S2中，第一次酶解时，先将酶加入到浆状物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解10-16h，酶解温度为25-45℃；
进一步优选为：第二次酶解时，先将酶加入到第一次酶解后的产物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解10-16h，酶解温度为25-45℃。
进一步优选为：两次酶解所用的酶均为胃蛋白酶、碱性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶中的一种或多种；第一次酶解所用的酶与第二次酶解所用的酶类型不同。
进一步优选为：第一次酶解过程中，所述酶的用量为浆状物重量的0.5％-1％，所述清液用量为浆状物重量的0.01％-0.05％；第二次酶解过程中，所述酶和所述清液的用量均为第一次酶解过程中所述酶和所述清液的用量的1/2-2/3。
进一步优选为：在步骤S2中，所述酶解装置包括罐体、夹套、搅拌机构和进料机构，所述罐体顶部设置有进料通道，底部设置有出料口，所述夹套包覆在所述罐体外表面，所述夹套上设置有换热介质进口和换热介质出口；
所述搅拌机构安装在所述罐体上且用于搅拌所述罐体内的物料，所述进料机构位于所述进料通道下方且用于控制所述物料进料。
进一步优选为：所述进料机构包括进料电机、转轴和进料筒；
所述进料电机安装在所述罐体上部一侧，所述转轴一端与进料电机输出轴连接，另一端延伸在所述罐体内且与所述进料筒固定，所述进料筒中心轴与所述转轴中心轴重合；
所述进料筒位于所述罐体内且处于所述进料通道下方，所述进料通道下端面与所述进料桶圆周表面接触，所述进料筒圆周表面开设有进料口，所述进料通道通过所述进料口与所述进料筒连通，所述进料筒圆周表面开设有出料孔；
进一步优选为：所述出料孔设置有多个，多个所述出料孔沿所述进料筒轴向方向均布在所述进料口的相对两侧。
进一步优选为：所述进料筒底部设置有托板，所述托板支撑在所述进料筒底部，所述托板上固定有连接杆，所述连接杆一端与所述托板固定，另一端与所述罐体侧壁固定。
进一步优选为：所述进料筒为圆筒状，或所述进料筒包括中部的圆筒段和位于所述圆筒段两端的渐变段，所述渐变段内、外径均向远离所述圆筒段方向逐渐增大，所述出料孔设置在所述渐变段上，所述出料口设置在所述圆筒段上。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明采用二次酶解方式，且两次酶解过程中分别选用两种不同类型的酶，酶解更为全面、彻底，酶解质量较好。本方法提取率高(蛋白回收率约为36.0％)，提取时间短，产品纯度高，且产品稳定性好，工艺简单，可大规模生产。
附图说明
图1是实施例的流程框图，主要用于体现非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法；
图2是实施例1中的结构示意图，主要用于体现酶解装置的整体结构；
图3是实施例1中的剖视示意图，主要用于体现酶解装置的内部结构；
图4是实施例1中的局部剖视示意图，主要用于体现进料机构的结构；
图5是实施例1中的结构示意图，主要用于体现进料机构的结构；
图6是实施例2中的结构示意图，主要用于体现进料筒的结构。
图中，1、罐体；2、夹套；3、换热介质进口；4、换热介质出口；5、出料口；6、搅拌机构；61、搅拌电机；62、搅拌轴；63、搅拌桨；7、进料斗；8、进料通道；9、进料机构；91、进料电机；92、转轴；93、进料筒；94、托板；95、连接杆；96、进料口；97、出料孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、匀浆
将解冻后的2kg鸡胸软骨清洗干净后沥干水分，然后进行消毒、匀浆处理，得到软骨粒度为100目的浆状物；
S2、酶解
调节步骤S1中浆状物的pH值，以使pH＝6，然后通过酶解装置进行第一次酶解，第一次酶解完成后再进行第二次酶解，从而得到酶解液；优选的，第一次酶解时，先将酶加入到浆状物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解12h，酶解温度为35℃；第二次酶解时，先将酶加入到第一次酶解后的产物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解12h，酶解温度为35℃；优选的，第一次酶解所用的酶与第二次酶解所用的酶类型不同，具体的，第一次酶解所用的酶为胃蛋白酶，第二次酶解所用的酶为碱性蛋白酶；优选的，第一次酶解过程中，酶的用量为浆状物重量的0.8％，清液用量为浆状物重量的0.02％；第二次酶解过程中，酶和清液的用量均为第一次酶解过程中酶和清液的用量的1/2；
S3、过滤
将步骤S2得到的酶解液通过80目筛网过滤，得到滤液；
S4、干燥、粉碎
将步骤S3中得到的滤液进行低温冷冻干燥，然后在4℃以下进行超微粉碎，得到粒度为300目的粉剂。
在上述技术方案中，本发明采用二次酶解方式，且两次酶解过程中分别选用两种不同类型的酶，酶解更为全面、彻底，酶解质量较好。本方法提取率高(蛋白回收率约为36.0％)，提取时间短，产品纯度高，且产品稳定性好，工艺简单，可大规模生产。
参照图2-5，在步骤S2中，酶解装置包括罐体1、夹套2、搅拌机构6和进料机构9。罐体1为圆筒状且顶部一侧设置有进料通道8，底部中心设置有出料口5。夹套2包覆在罐体1外表面，夹套2上设置有用于换热介质进出的换热介质进口3和换热介质出口4。换热介质进口3位于夹套2下部一侧，换热介质出口4位于夹套2上部一侧，换热介质为水，水温视环境而定，以使酶解温度保持在合适范围内。搅拌机构6安装在罐体1上且用于搅拌罐体1内的物料，优选的，搅拌机构6包括搅拌电机61、搅拌轴62和搅拌桨63。搅拌机构6安装在罐体1顶部中心，搅拌轴62位于罐体1内且上端穿过罐体1顶部并与搅拌电机61输出轴连接，下端向下竖直延伸且靠近罐体1内底部。搅拌轴62中心轴与罐体1中心轴位于同一竖直线上，搅拌桨63固定在搅拌轴62轴向上且与其同轴转动设置，搅拌桨63为斜叶式桨叶。
在上述技术方案中，酶解时，需要向罐体1内加入浆状物、酶和清液，物料加入后需要进行混匀，因此本酶解装置上设置有搅拌机构6，当搅拌电机61启动时，搅拌轴62将带动搅拌桨63在罐体1内转动，从而能起到较好的搅拌混匀效果。夹套2的设置，主要为了使浆状物能在合适温度下进行酶解，以提高酶解质量。
参照图2-5，进料机构9位于进料通道8下方且用于控制物料进料，进料机构9包括进料电机91、转轴92和进料筒93。进料电机91安装在罐体1上部一侧，转轴92一端与进料电机91输出轴连接，另一端延伸在罐体1内且与进料筒93一端固定。进料筒93中心轴与转轴92中心轴重合且处于同一水平线上。进料筒93位于罐体1内且处于进料通道8下方，进料通道8下端面与进料桶圆周表面接触。进料筒93圆周表面开设有进料口96，进料通道8通过进料口96与进料筒93连通，进料通道8内径小于进料口96口径，以减少物料从进料通道8下端面与进料桶圆周表面接触处向下溢流。进料筒93为圆筒状，进料筒93圆周表面开设有用于物料通过的出料孔97。出料孔97设置有多个，多个出料孔97沿进料筒93轴向方向均布在进料口96的相对两侧。进料筒93底部设置有托板94，托板94支撑在进料筒93底部，托板94上固定有连接杆95，连接杆95一端与托板94固定，另一端与罐体1侧壁固定。进料通道8上方连接有进料斗7，进料斗7设置在罐体1顶部上方。
在上述技术方案中，酶或清液加入罐体1时，可先将酶或清液倒入进料斗7，然后开启搅拌电机61和进料电机91，以使搅拌桨63在罐体1内搅拌。当进料电机91开启时，进料筒93将在托板94上绕其中心轴转动，只有进料筒93旋转到进料口96与进料通道8连通时，酶或清液才能通过进料口96进入进料筒93，然后再通过出料孔97洒向罐体1，如此一来，可实现一边进料一边搅拌的过程，混匀效果较好。另外，酶或清液通过出料孔97洒向罐体1，能起到一定均布效果，再辅以搅拌桨63搅拌，能快速混合物料。同时，通过进料筒93进料还能控制进料速率，避免一次进料过多，使用简单方便。
实施例2：一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，与实施例1的区别在于，为了使物料快速通过出料孔，具体的，进料筒包括中部的圆筒段和位于圆筒段两端的渐变段。渐变段内、外径均向远离圆筒段方向逐渐增大，出料孔设置在渐变段上，出料口设置在圆筒段上。
实施例3：一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，与实施例1的区别在于，包括以下步骤：
S1、匀浆
将解冻后的2kg鸡胸软骨清洗干净后沥干水分，然后进行消毒、匀浆处理，得到软骨粒度为80目的浆状物；
S2、酶解
调节步骤S1中浆状物的pH值，以使pH＝5，然后通过酶解装置进行第一次酶解，第一次酶解完成后再进行第二次酶解，从而得到酶解液；优选的，第一次酶解时，先将酶加入到浆状物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解10h，酶解温度为25℃；第二次酶解时，先将酶加入到第一次酶解后的产物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解10h，酶解温度为25℃；优选的，第一次酶解所用的酶与第二次酶解所用的酶类型不同，具体的，第一次酶解所用的酶为胃蛋白酶，第二次酶解所用的酶为碱性蛋白酶；优选的，第一次酶解过程中，酶的用量为浆状物重量的0.5％，清液用量为浆状物重量的0.01％；第二次酶解过程中，酶和清液的用量均为第一次酶解过程中酶和清液的用量的2/3；
S3、过滤
将步骤S2得到的酶解液通过60目筛网过滤，得到滤液；
S4、干燥、粉碎
将步骤S3中得到的滤液进行低温冷冻干燥，然后在4℃以下进行超微粉碎，得到粒度为200目的粉剂。
实施例4：一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，与实施例1的区别在于，包括以下步骤：
S1、匀浆
将解冻后的2kg鸡胸软骨清洗干净后沥干水分，然后进行消毒、匀浆处理，得到软骨粒度为200目的浆状物；
S2、酶解
调节步骤S1中浆状物的pH值，以使pH＝8，然后通过酶解装置进行第一次酶解，第一次酶解完成后再进行第二次酶解，从而得到酶解液；优选的，第一次酶解时，先将酶加入到浆状物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解16h，酶解温度为45℃；第二次酶解时，先将酶加入到第一次酶解后的产物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解16h，酶解温度为45℃；优选的，第一次酶解所用的酶与第二次酶解所用的酶类型不同，具体的，第一次酶解所用的酶为胃蛋白酶，第二次酶解所用的酶为碱性蛋白酶；优选的，第一次酶解过程中，酶的用量为浆状物重量的1％，清液用量为浆状物重量的0.05％；第二次酶解过程中，酶和清液的用量均为第一次酶解过程中酶和清液的用量的1/2；
S3、过滤
将步骤S2得到的酶解液通过100目筛网过滤，得到滤液；
S4、干燥、粉碎
将步骤S3中得到的滤液进行低温冷冻干燥，然后在4℃以下进行超微粉碎，得到粒度为400目的粉剂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、匀浆
将解冻后的鸡胸软骨进行消毒，然后经匀浆处理后得到软骨粒度为80-200目的浆状物；
S2、酶解
调节步骤S1中浆状物的pH值，以使pH＝5-8，然后通过酶解装置进行第一次酶解，第一次酶解完成后再进行第二次酶解，从而得到酶解液；
S3、过滤
将步骤S2得到的酶解液通过60-100目筛网过滤，得到滤液；
S4、干燥、粉碎
将步骤S3中得到的滤液进行低温冷冻干燥，然后在4℃以下进行超微粉碎，得到粒度为200-400目的粉剂。
2.根据权利要求1所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，第一次酶解时，先将酶加入到浆状物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解10-16h，酶解温度为25-45℃。
3.根据权利要求2所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：第二次酶解时，先将酶加入到第一次酶解后的产物中，混匀后再加入木瓜低温榨汁后过滤获得的清液，混匀后，酶解10-16h，酶解温度为25-45℃。
4.根据权利要求3所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：两次酶解所用的酶均为胃蛋白酶、碱性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶中的一种或多种；第一次酶解所用的酶与第二次酶解所用的酶类型不同。
5.根据权利要求3所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：第一次酶解过程中，所述酶的用量为浆状物重量的0.5％-1％，所述清液用量为浆状物重量的0.01％-0.05％；第二次酶解过程中，所述酶和所述清液的用量均为第一次酶解过程中所述酶和所述清液的用量的1/2-2/3。
6.根据权利要求1所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述酶解装置包括罐体(1)、夹套(2)、搅拌机构(6)和进料机构(9)，所述罐体(1)顶部设置有进料通道(8)，底部设置有出料口(5)，所述夹套(2)包覆在所述罐体(1)外表面，所述夹套(2)上设置有换热介质进口(3)和换热介质出口(4)；
所述搅拌机构(6)安装在所述罐体(1)上且用于搅拌所述罐体(1)内的物料，所述进料机构(9)位于所述进料通道(8)下方且用于控制所述物料进料。
7.根据权利要求6所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：所述进料机构(9)包括进料电机(91)、转轴(92)和进料筒(93)；
所述进料电机(91)安装在所述罐体(1)上部一侧，所述转轴(92)一端与进料电机(91)输出轴连接，另一端延伸在所述罐体(1)内且与所述进料筒(93)固定，所述进料筒(93)中心轴与所述转轴(92)中心轴重合；
所述进料筒(93)位于所述罐体(1)内且处于所述进料通道(8)下方，所述进料通道(8)下端面与所述进料桶圆周表面接触，所述进料筒(93) 圆周表面开设有进料口(96)，所述进料通道(8)通过所述进料口(96)与所述进料筒(93)连通，所述进料筒(93)圆周表面开设有出料孔(97)。
8.根据权利要求7所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：所述出料孔(97)设置有多个，多个所述出料孔(97)沿所述进料筒(93)轴向方向均布在所述进料口(96)的相对两侧。
9.根据权利要求7所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：所述进料筒(93)底部设置有托板(94)，所述托板(94)支撑在所述进料筒(93)底部，所述托板(94)上固定有连接杆(95)，所述连接杆(95)一端与所述托板(94)固定，另一端与所述罐体(1)侧壁固定。
10.根据权利要求7所述的一种非变性Ⅱ型胶原蛋白的制备方法，其特征在于：所述进料筒(93)为圆筒状，或所述进料筒(93)包括中部的圆筒段和位于所述圆筒段两端的渐变段，所述渐变段内、外径均向远离所述圆筒段方向逐渐增大，所述出料孔(97)设置在所述渐变段上，所述出料口(5)设置在所述圆筒段上。
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