一種酶法制備骨明膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種明膠的制備方法，具體涉及一種酶法制備骨明膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 明膠是由動物的皮和骨通過降解、提膠而制得的蛋白質(zhì)，主要由18種組成相同而 分子量分布很寬的氨基酸多肽分子混合物組成，明膠的分子量一般在幾萬至十幾萬，其含 巰氨基酸很少，而甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸四種氨基酸的含量很高，約占總氨基 酸量的67%。由于明膠既具有酸性，又具有堿性，是一種兩性物質(zhì)，而且明膠的膠團是帶電 的，在電場作用下，它將向兩極中的某一極移動。明膠的分子結(jié)構(gòu)上含有大量的羥基，另外 還有許多羧基和氨基，這使得明膠具有極強的親水性。但明膠不溶于冷水，溶于熱水，并能 在溶膠和凝膠之間進行可逆性轉(zhuǎn)變，具有極其優(yōu)良的物理性質(zhì)，如膠凍力、親和性、高度分 散性、低粘度特性、成膜性、分散穩(wěn)定性、持水性、被覆性、韌性及可逆性等。
[0003] 酶法制備明膠是從二十世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的，半個多世紀(jì)以來，國內(nèi)外研究 者已經(jīng)取得了不少的成果。但到目前為止，酶法制備明膠的方法還沒有大規(guī)模應(yīng)用于明膠 生產(chǎn)中，與傳統(tǒng)的堿法、酸法生產(chǎn)明膠的工藝相比較，其潛在的生產(chǎn)周期短、設(shè)備易于控制 及環(huán)境污染少等優(yōu)勢正逐漸顯現(xiàn)出來。
[0004] 專利公開號CN102329843A公開了一種酶法制備明膠的方法，具體包括以下步 驟：將骨粒磨成粒徑< 3mm的骨粉，加水調(diào)漿，得骨粉漿，將骨粉漿加入到膠體磨中研磨，粒 徑控制在5-45iim，加磷酸酸化，其中磷酸的濃度為80-98%，加入量為骨粉重量的0. 9-1. 2， 酸化12-24小時，然后加入酸性蛋白酶溶液，加入量為骨粉重量的0. 009-0. 05,攪拌、保溫 反應(yīng)1-3小時，加雙氧水氧化并加熱脫色，然后向脫色的酶解液中加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH值 為5. 0-5. 5,加入干膠重量0. 5-1. 5%的聚丙烯酰胺或殼聚糖的絮凝劑，過濾，上清液濃縮， 滅菌，烘干即得骨制明膠。該方法克服了傳統(tǒng)浸酸耗水量大、生產(chǎn)周期長、污染嚴(yán)重的問題， 但采用脫鈣骨粒作為原料，生產(chǎn)成本較高，而且殘留有較多的無機鹽離子，給后續(xù)的分離工 序造成困難，另外，采用膠體磨研磨時，轉(zhuǎn)定子和物料間高速摩擦，能夠產(chǎn)生較大的熱量，使 被處理物料變性。
[0005] 專利公開號CN101107974A公開了一種組合酶制備食用明膠的方法，具體步驟如 下：酶解過程中，加入量為干骨素質(zhì)量1-3%。的酸性蛋白酶，于55-60°C進行第一次降解2-5 小時，高溫滅酶提膠，然后剩余的骨素中加入2-3%。的中性或偏堿性蛋白酶，于55-60°C下 進行第二次酶解，再次滅酶提膠。第一次酶解所得明膠粘度為2.3mPa.s，凍力139Bl〇〇mg; 第二次酶解所得明膠粘度為3.4mPas，凍力lOlBloomg。該方法采用不同的蛋白酶并分階 段進行提膠，使骨素盡可能被降解完全，但是第一次酶解完進行滅酶會影響明膠的品質(zhì)，第 二次再進行酶解，得到的明膠分子量較低，品質(zhì)較差。因此，此工藝選用蛋白酶制備的明膠 凍力較低、明膠的品質(zhì)不高。
[0006] 專利公開號CN103555802A公開了一種通過酶法提膠制備明膠的方法，具體步驟 如下：采用提膠到三次到四次的剩余骨料作為原料，加水?dāng)嚢枵{(diào)漿，去離子水的加入量為骨 料的1-3,然后加酸或者堿調(diào)節(jié)pH為5. 5-7. 0,45-55°C保溫并加入10-40ppm的蛋白酶，酶 解1-4小時，高溫滅酶，過濾后得透明度較高的明膠液。該方法可以大幅度提高優(yōu)質(zhì)明膠的 得率，增加優(yōu)質(zhì)明膠得率20%-30%。但該方法采用高溫滅酶，高溫不僅能夠使酶失活，還會對 明膠品質(zhì)造成一定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種酶法制備骨明膠的方法，以解決上述酶法制備明膠技 術(shù)存在的各種缺陷，提_明I父的得率以及品質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明提供了一種酶法制備骨明膠的方法，包括以下步驟：骨粒脫脂、加水?dāng)嚢?調(diào)漿、檸檬酸酸化，然后加入過氧化氫進行脫色，水洗，生物組合酶提膠，離心、過濾、離子交 換、濃縮、干燥。
[0009] 進一步，上述方法中包括以下步驟： (1) 脫脂：將骨粒放入粉碎機粉碎，骨粒粒徑< 2mm，向骨粉中加入丙酮進行脫脂，室溫 浸泡； (2) 加水調(diào)漿：脫脂骨粒中加入去離子水，攪拌調(diào)成骨粉漿； (3) 均質(zhì)機粉碎：將骨粉漿加入均質(zhì)機中微細(xì)化，粒徑控制在2-30ym; (4) 檸檬酸酸化：脫脂骨粉中加入檸檬酸進行酸化，酸化4-12小時，得骨膠原體溶液； (5) 過氧化氫脫色：骨膠原體溶液中加入過氧化氫，室溫浸泡2小時，加熱脫色； (6) 生物組合酶提膠：水洗骨膠原體溶液，加檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為3.0-5. 5,溫度為 35-55°C，加入生物組合蛋白酶進行提膠，提膠0. 5-6小時； (7) 滅酶過濾得明膠：加堿滅酶，然后離心、過濾、離子交換、濃縮、滅菌、干燥，即得骨明 膠。
[0010] 進一步，上述脫脂工序中采用丙酮脫脂，骨粉的重量克數(shù)與丙酮的體積毫升數(shù)的 比為1:5-10,室溫浸泡4-8小時，優(yōu)選6小時； 進一步，上述加水調(diào)漿工序中，所述的加入的去離子水的重量用量是骨粉重量的2-4 倍。
[0011] 進一步，上述酸化工序中，檸檬酸的濃度為0.05mol/L-0.3mol/L，優(yōu)選0?lmol/L， 朽1檬酸與骨粉的重量比為〇.l_〇. 8 :1。
[0012] 進一步，上述過氧化氫脫色工序中，過氧化氫用量為骨粉的5. 0%-7. 0%，濃度為 10%-15%。
[0013] 進一步，上述酶提膠工序中，組合酶為胃蛋白酶或者木瓜蛋白酶的一種或者兩種 組合物。
[0014] 進一步，上述酶提膠工序中，分階段不同的蛋白酶進行酶解，先用2%。-10%。的胃 蛋白酶提膠1-3小時，然后采用1%。-10%。的木瓜蛋白酶提膠1-3小時。
[0015] 更進一步，上述酶提交工序中，胃蛋白酶的用量是木瓜蛋白酶的用量的2-8倍。
[0016] 最后，根據(jù)上述方法所制得的骨明膠，測得該明膠的凍力強度均大于220Bloom g，勃氏黏度大于4. 8cps。
[0017] 有益效果 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的進步和以下優(yōu)點： (1) 將骨粒粉碎成骨粉，粒徑為l_2mm，進入均質(zhì)機進一步微細(xì)化，使粒徑變?yōu)?2-30ym，采用丙酮進行浸泡脫脂，不僅能夠縮短脫脂和提膠的周期，而且能夠脫脂完全，達 到較高的脫脂率。另外，丙酮法脫脂還能夠得到純度較高、分子量大的膠原蛋白，而且不會 對膠原蛋白的氨基酸產(chǎn)生破壞作用。同時，丙酮還可重復(fù)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本； (2) 采用檸檬酸酸化，可以降解骨料中的粘多糖提高骨膠原纖維松散和膨脹的程度，克 服了傳統(tǒng)酶法制備明膠中浸酸、浸灰和中和反應(yīng)的過程，而且采用過氧化氫代替硫化鈉對 骨粉進行處理，可以最大限度去除骨粉膠體中的有色物質(zhì)和非膠原蛋白，并能夠進一步提 高骨膠原纖維松散和膨脹的程度，在有效解決了硫化鈉存在的污染環(huán)境、引入新的雜質(zhì)和 影響明膠品質(zhì)問題的同時，還起到了抑菌抗菌的作用，改善了明膠的透明度； (3) 采用檸檬酸、過氧化氫處理過后得到的骨膠原進行明膠的提取，可以大幅減少廢 水、廢渣的排放，縮短生產(chǎn)周期，而且提膠工序后經(jīng)過離心、過濾所得濾餅經(jīng)過烘干、粉碎， 還可以得到檸檬酸鈣粗品； (4) 采用分段加入生物組合酶的方法進行提膠，顯著提高了明膠的得率和品質(zhì)，適合工 業(yè)化生產(chǎn)； (5) 本發(fā)明無需進行高溫滅酶，一定程度上減少了高溫對膠原蛋白的破壞，從而提高 了明膠品質(zhì)； (6) 本發(fā)明的骨明膠具有更高的凍力強度和適宜的粘度，使制備的空膠囊薄厚均勻、表 面光滑，不易破損。
【附圖說明】
[0018] 圖1本發(fā)明一種酶法制備骨明膠的方法的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明在經(jīng)過對現(xiàn)有酶法制備明膠的生產(chǎn)工藝進行了大量的探索性研究，并進行 了有創(chuàng)造性的改進，首先通過對前處理工藝進行改進，使前處理更加有效、操作更為簡便、 安全性更高。然后，通過在提膠工序中加入組合蛋白酶分階段進行提膠，不僅提高了明膠的 純度，而且大幅度提商了明股的品質(zhì)和得率。
[0020] 實施例1 本實施例采用1kg的豬骨，通過本發(fā)明的方法制備骨明膠，包括以下步驟； (1) 脫脂：將骨粒放入粉碎機進行粉碎，粒徑< 2mm，然后向骨粉中加入丙酮進行脫脂， 丙酮的體積為5L，室溫下浸泡4h; (2) 加水調(diào)漿：脫脂骨粉中加入2kg去離子水，攪拌調(diào)成骨粉漿； (3) 均質(zhì)機粉碎：將骨粉漿加入均質(zhì)機中微細(xì)化，粒徑為10iim; (4) 檸檬酸酸化：脫脂骨粉中加入濃度為0. 05mol/L的檸檬酸，檸檬酸與骨粉的重量投 料比為0. 1 :1，室溫酸化4小時，得骨膠原體溶液； (5) 過氧化氫脫色：骨膠原體溶液中加入濃度為10%的過氧化氫,過氧化氫的重量為骨 粉的5. 0% (重量百分比)，室溫下浸泡2小時，加熱脫色； (6 )組合酶提膠：水