CN117265054B - 一种使用鸡骨联产硫酸软骨素和骨胶原蛋白活性肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用鸡骨联产硫酸软骨素和骨胶原蛋白活性肽的方法，包括1）将鸡骨清洗后粉碎；2）将骨粉与水混合后热压抽提、高压匀质；3）向抽提液中加入复合菌剂后酶解；4）树脂吸附硫酸软骨素，将硫酸软骨素与胶原蛋白分离开；5）将树脂吸附硫酸软骨素后的流出液通过截留分子量为2～3kDa的陶瓷膜，得到骨胶原蛋白活性肽。本发明省略了常规硫酸软骨素生产方法中的碱解、氧化脱色步骤，硫酸软骨素生产成本低，产品质量稳定；本发明充分利用了鸡骨中的优质蛋白质，解决环境污染问题的同时获得了大量小分子骨胶原蛋白活性肽，有效提高了鸡骨的综合利用价值，具有实用和推广意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫酸软骨素和胶原蛋白肽的生产方法，尤其涉及一种使用鸡骨联产硫酸软骨素和骨胶原蛋白活性肽的方法，属于保健食品加工技术领域。
背景技术
动物骨骼特别是畜骨及饲养的毛皮动物骨，其利用的方式比较单一，除部分作为食用外，一些毛皮动物骨、禽骨等都被粉碎当作肥料，而未获得充分利用。动物骨中含有丰富的胶原蛋白、多肽、多种氨基酸及磷、钙、镁、铁等物质，随着食品科学和生物技术的发展，对动物骨资源的开发和利用研究也不断深入。
硫酸软骨素(Chondroitin Sulfate，简称CHS)是一类动物性粘多糖，由动物喉骨、鼻软骨、 气管或骨腱、韧带等含硫酸软骨素的软骨组织制取。在软骨中，硫酸软骨素与蛋白质(如胶原蛋白)结合在一起，以蛋白多糖的形式存在。
现行硫酸软骨素的生产工艺大部分是先碱解，然后用胰脏和碱性蛋白酶进行酶解，硫酸软骨素从蛋白多糖中释放出来。但碱解过程中提取液颜色加深，后期除蛋白困难，严重影响产品色泽和质量，需要在后道工序进行氧化脱色处理。现行工艺存在生产周期长，生产成本偏高，产品质量不稳定等弊端。同时，生产中产生大量蛋白杂质，严重污染环境。此外，现有技术往往选取纯净的软骨或含有部分软骨的鲜骨用于硫酸软骨素提取，绝大部分溶于水的蛋白质作为废水排出，造成资源浪费。深度开发鲜骨资源，有效提高其综合利用价值具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有鸡骨利用方法存在的不足，提供一种使用鸡骨联产硫酸软骨素和骨胶原蛋白活性肽的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种使用鸡骨联产硫酸软骨素和骨胶原蛋白活性肽的方法，包括如下步骤：
（1）将鸡骨用清水洗净后水煮去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将步骤（1）所得的骨粉与水按照质量比1：(3～6）混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度100～120℃，抽提2～3小时，后进行高压匀质处理；
（3）向步骤（2）所得抽提液中加入复合菌剂后于搅拌条件下进行酶解，所述复合菌剂包含地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和波茨坦短芽孢杆菌，复合菌剂中三者的活菌数之比为1：（0.3-0.5）：（0.8-1.0），且活菌量不低于10亿CFU/g，控制酶解过程的温度为30～40℃，酶解2～3小时后灭酶，过滤后得酶解液；
（4）将步骤（3）所得的酶解液采用树脂吸附硫酸软骨素，后树脂进行洗脱并收集，氧化，利用中空纤维膜设备脱盐并浓缩，醇沉，离心，干燥，即得硫酸软骨素；
（5）将步骤（4）中树脂吸附硫酸软骨素后的流出液通过截留分子量为2～3kDa的陶瓷膜，将滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
进一步，步骤（1）中水煮过程的时间为15～20min。
进一步，步骤（2）中骨粉与水的质量比为1：（4～5）。
进一步，步骤（2）中高压匀质处理的压力为12～13MPa。
进一步，步骤（3）中酶解过程的温度为35～40℃。
进一步，步骤（3）中所述抽提液与复合菌剂的质量比为1：（0.03～0.1）。
进一步，步骤（3）中所述灭酶过程的温度为90～100℃，灭酶时间为10～15min。
进一步，步骤（4）中树脂吸附时间为3～5小时，所使用树脂柱的径高比为1∶3～15，优选的，树脂型号为：罗门哈斯(AMBERLITE)丙烯酸系强碱阴离子交换树脂FPA94CL(食品级)，粒径0.630-0.850mm。
进一步，步骤（4）中所述氧化的具体方法是：将收集的洗脱液平均分成三份，分别加入每份重量2％、4％、6％的双氧水，pH10.5条件下氧化处理4小时。
本发明的有益效果是：
1）地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和波茨坦短芽孢杆菌均属于芽孢杆菌属，其代谢产物中包含多种不同类型的蛋白酶，这些不同类型的蛋白酶组合使用能够增加酶切位点，因此能够充分酶解各种不同性质、不易溶解的胶原蛋白，从而增强酶解效果，获得大量多肽；
2）本发明省略掉常规硫酸软骨素生产方法中的碱解、氧化脱色步骤，硫酸软骨素生产成本低，产品质量稳定；
3）本发明充分利用了鸡骨中的优质蛋白质，解决环境污染问题的同时获得大量小分子骨胶原蛋白活性肽，有效提高了鸡骨的综合利用价值，具有实用和推广意义。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明中使用的地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌均可使用市面上任一厂家的产品，波茨坦短芽孢杆菌购自上海保藏生物技术中心，货号：SHBCC D81234，复合菌剂的整体活菌量为30～40亿CFU/g。
实施例1-3中使用的树脂型号为：罗门哈斯(AMBERLITE)丙烯酸系强碱阴离子交换树脂FPA94CL(食品级)，粒径0.630-0.850mm。
实施例1:
（1）将鸡骨用清水洗净后水煮20min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将步骤（1）所得的骨粉与水按照质量比1：3混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度100～110℃，抽提3小时，后进行高压匀质处理；
（3）向步骤（2）所得抽提液中加入复合菌剂后于搅拌条件下进行酶解，所述复合菌剂包含地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和波茨坦短芽孢杆菌，复合菌剂中三者的活菌数之比为1：0.3：1.0，控制酶解过程的温度为30～35℃，酶解3小时后于100℃灭酶10min，过滤后得酶解液；
（4）将步骤（3）所得的酶解液采用树脂吸附硫酸软骨素，后树脂进行洗脱并收集，氧化，利用中空纤维膜设备脱盐并浓缩，醇沉，离心，干燥，即得硫酸软骨素；
（5）将步骤（4）中树脂吸附硫酸软骨素后的流出液通过截留分子量为2～3kDa的陶瓷膜，将滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
实施例2:
（1）将鸡骨用清水洗净后水煮15min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将步骤（1）所得的骨粉与水按照质量比1：5混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度100～110℃，抽提3小时，后进行高压匀质处理；
（3）向步骤（2）所得抽提液中加入复合菌剂后于搅拌条件下进行酶解，所述复合菌剂包含地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和波茨坦短芽孢杆菌，复合菌剂中三者的活菌数之比为1：0.5：0.8，控制酶解过程的温度为30～35℃，酶解3小时后于90℃灭酶15min，过滤后得酶解液；
（4）将步骤（3）所得的酶解液采用树脂吸附硫酸软骨素，后树脂进行洗脱并收集，氧化，利用中空纤维膜设备脱盐并浓缩，醇沉，离心，干燥，即得硫酸软骨素；
（5）将步骤（4）中树脂吸附硫酸软骨素后的流出液通过截留分子量为2～3kDa的陶瓷膜，将滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
实施例3:
（1）将鸡骨用清水洗净后水煮20min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将步骤（1）所得的骨粉与水按照质量比1：6混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度110～120℃，抽提2小时，后进行高压匀质处理；
（3）向步骤（2）所得抽提液中加入复合菌剂后于搅拌条件下进行酶解，所述复合菌剂包含地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和波茨坦短芽孢杆菌，复合菌剂中三者的活菌数之比为1：0.4：0.9，控制酶解过程的温度为35～40℃，酶解2小时后于100℃灭酶15min，过滤后得酶解液；
（4）将步骤（3）所得的酶解液采用树脂吸附硫酸软骨素，后树脂进行洗脱并收集，氧化，利用中空纤维膜设备脱盐并浓缩，醇沉，离心，干燥，即得硫酸软骨素；
（5）将步骤（4）中树脂吸附硫酸软骨素后的流出液通过截留分子量为2～3kDa的陶瓷膜，将滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
考察实施例1-3的硫酸软骨素收率、纯度以及骨胶原蛋白活性肽的收率、理化指标，结果如表1所示。
其中，骨胶原蛋白肽的理化指标检测参考《食品安全国家标准胶原蛋白肽GB31645-2018》，包括：羟脯氨酸检测方法参照GB/T 9695.23进行，总氮检测方法参照GB5009.5进行，灰分检测方法参照GB 5009.4进行。
对实施例1～3所得骨胶原蛋白活性肽的分子量分布范围进行了考察，结果如表2所示。
表1硫酸软骨素收率、纯度以及骨胶原蛋白活性肽的收率、理化指标
表2 骨胶原蛋白活性肽的重均分子量分布情况
由表1和表2中的数据可知，实施例1-3的方法可获得高收率、高纯度的硫酸软骨素，且所得的骨胶原蛋白活性肽70%以上分子量都小于2kDa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种使用鸡骨联产硫酸软骨素和骨胶原蛋白活性肽的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将鸡骨用清水洗净后水煮去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将步骤（1）所得的骨粉与水按照质量比1：(3～6）混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度100～120℃，抽提2～3小时，后进行高压匀质处理；
（3）向步骤（2）所得抽提液中加入复合菌剂后于搅拌条件下进行酶解，所述复合菌剂由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和波茨坦短芽孢杆菌组成，所述抽提液与复合菌剂的质量比为1：（0.03～0.1），复合菌剂中三者的活菌数之比为1：（0.3-0.5）：（0.8-1.0），且活菌量不低于10亿CFU/g，控制酶解过程的温度为30～40℃，酶解2～3小时后灭酶，所述灭酶过程的温度为90～100℃，灭酶时间为10～15min，过滤后得酶解液；
（4）将步骤（3）所得的酶解液采用树脂吸附硫酸软骨素，后树脂进行洗脱并收集，氧化，利用中空纤维膜设备脱盐并浓缩，醇沉，离心，干燥，即得硫酸软骨素，所述树脂型号为：罗门哈斯丙烯酸系强碱阴离子交换树脂FPA94CL食品级，粒径0.630-0.850mm，所述氧化的具体方法是：将收集的洗脱液平均分成三份，分别加入每份重量的2％、4％、6％的双氧水，pH=10.5条件下氧化处理4小时；
（5）将步骤（4）中树脂吸附硫酸软骨素后的流出液通过截留分子量为2～3kDa的陶瓷膜，将滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述酶解过程的温度为35～40℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中树脂吸附时间为3～5小时，所使用树脂柱的径高比为1∶（3～15）。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中水煮过程的时间为15～20min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中骨粉与水的质量比为1：（4～5）。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中高压匀质处理的压力为12～13MPa。
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