一种骨胶原蛋白肽的提取方法与流程

一种骨胶原蛋白肽的提取方法
1.技术领域
2.本发明涉及一种动物骨肉组织中胶原蛋白的酶解及分离技术，具体涉及一种骨胶原蛋白肽的提取方法。
3.

背景技术：

4.蛋白质控制酶解技术具有温和、安全、高效、清洁等优势，逐渐成为食品工业应用范围最广、行业关联度最大的关键技术之一。蛋白质经水解后得到的蛋白质水解物是典型的功能性食品配料及微生物培养基重要基础材料，被广泛应用于保健食品、餐饮、肉制品、方便食品、乳制品以及微生物检测、微生物发酵等行业领域。
5.骨占动物体重体重的20%
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30%，是一种营养价值极高的屠宰加工副产物，它含有大量的优质蛋白质及矿物质等营养成分，可作为重要的优质蛋白来源。我国每年畜禽屠宰后产生的骨架产量超过1800万吨。因此，深度发掘畜禽骨骼资源，有效提高骨蛋白资源利用价值具有重大的经济和社会效益。
6.现有相关的骨胶原蛋白肽（胨）提取技术主要采用了如下工艺：一，原料装入特定压力锅中，用水作为溶剂，通过加热升温、升压后长时间进行蒸煮，目的是最大限度地将原料中的蛋白质成分浸出，采用这种工艺，一方面容易使蛋白质结构变性，产生外消旋反应，部分蛋白质失去生物活性；另一方面要产生拉美德反应，产品色泽变深，同时产生部分对人体有害的物质。二，现有技术对提取的骨胶原蛋白普遍采用诸如胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜酶、碱性蛋白酶、中性或酸性蛋白酶等常规酶制剂进行单一酶解反应，反应深度浅导致小分子肽含量低；三，现有技术在水解液后期分离提纯过程中普遍采用筒式或板框过滤；活性炭、硅藻土处理；这种过滤吸附手段不仅会导致营养成分被大量吸附损失，而且存在小分子肽含量相对要低，无机盐含量高等弊端。
7.

技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种骨胶原蛋白肽的提取方法，有效解决高温、高压浸提过程中骨蛋白产生的外消旋变性反应及拉美德反应、骨胶原蛋白的酶解深度以及功能性胶原小分子肽的含量和纯度不高的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种骨胶原蛋白肽的提取方法，包括如下步骤：步骤s01，将牛羊鲜骨肉冷冻脆化后破碎、研磨得超细骨泥；步骤s02，将骨泥与水混合加热熟化，得溶液a，加热同时用火碱水溶液高调溶液a的ph值，得溶液b；步骤s03，将b溶液降温后，加入复配蛋白水解酶充分混合后，在恒温条件下静置水解，
得到水解液c；步骤s04，水解结束后，将水解溶液c升温加热灭活，同时用柠檬酸调整ph值至蛋白质等电点，待大量沉淀析出上浮分层后打入机械保压压滤机中进行过滤，得滤液d；步骤s05，将滤液d降温后打入超滤器中进行循环超滤，得超滤液e；步骤s06，将超滤液e打入1nm级的纳滤器中进行循环纳滤，获取截留溶液得f；步骤s07，将纳滤液f打入5nm级的纳滤器中进行循环纳滤，获取纳滤透过液g；步骤s08，将溶液g打入真空浓缩器中进行低温真空浓缩，得浓缩液l；步骤s09，将浓缩液l进行离心雾化干燥后得骨胶原肽成品。
10.作为本发明进一步的方案：所述步骤s01中，牛羊鲜骨肉破碎、研磨后粒度为100目以上；所述步骤s02中骨泥与水按照1：2的比例进行混合。
11.作为本发明进一步的方案：所述步骤s03中，复配蛋白酶包括内切酶和端肽酶，加量按牛羊鲜骨重量的0.15%。
12.作为本发明进一步的方案：所述步骤s03号，水解的恒定温度为50-60℃；所述静置水解时间为6小时。
13.作为本发明进一步的方案：所述步骤s04中，水解结束灭活温度为85-90℃，灭活时间为25-35分钟；采用柠檬酸调整ph值为6.0-6.5。
14.作为本发明进一步的方案：所述步骤s04中，机械保压压滤的过滤压力为2.5-3.5kg/ cm2。
15.作为本发明进一步的方案：所述步骤s05中，超滤器选用热法pvdf中空纤维超滤膜错流过滤，超滤液温度小于40℃，进水压力小于0.35mpa。
16.作为本发明进一步的方案：所述步骤s06中，循环纳滤选用聚酰胺复合膜，稳定脱盐率nacl达到70%,膜孔径为1nm的纳滤器，让平均分子量180道尔顿以下的游离氨基酸、单价离子及水透过膜而去除；作为本发明进一步的方案：所述步骤s07中，循环纳滤选用聚酰胺复合膜，稳定脱盐率mgso4达到95%，膜孔径5nm的纳滤器，将2000道尔顿以上的成分及二价、多价离子进行截留去除。
17.作为本发明进一步的方案：所述步骤s08中，真空浓缩真空度为-0.05-0.08mp；对应浓缩温度为60-70℃。
18.作为本发明进一步的方案：所述步骤s09中，离心雾化干燥塔进风温度140-160℃、出风温度65-80℃、浓缩液干燥时间1-3秒、干燥成品细度大于80目。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用破骨及球磨技术，将牛羊鲜骨破碎研磨成骨泥后直接进行酶解，避免了传统蒸煮工艺下高温、高压所产生的蛋白质外消旋及美拉德反应（氨基和羟基在长时间高温下分解和最终缩合成不溶解的褐色产物类黑素），从而很好地保护了蛋白质的活性及营养成分免遭破坏，同时确保产品色泽美观不变深；本发明采用超滤及二级纳滤技术（分别为1nm和5nm膜）分级将小分子游离氨基酸、钠盐、大分子的蛋白眎、蛋白胨胨以及二价或高价正负离子进行截留（截留物通过回收加工后成为细菌学蛋白胨的主要成分），从而将骨胶原肽的分子量有效控制在180
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2000道尔顿之间，确保产品全部为肽类物质（2肽至10肽）。
20.附图说明
21.图1为本发明提取方法的流程图。
22.图2为本发明中复配蛋白酶酶切反应原理。
23.具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明实施例中，如图1，一种骨胶原蛋白肽的提取方法，包括以下步骤：步骤s01，将牛羊鲜骨肉冷冻脆化后破碎、研磨得粒度不小于100目的超细骨泥；步骤s02，将骨泥与水以1:2的体积比充分混合加热熟化，得溶液a，加热同时用火碱水溶液高调溶液a的ph值，得溶液b；步骤s03，将b溶液降温后，加入复配蛋白水解酶充分混合后，在55℃恒温条件下静置水解6h，得到水解液c，所述复配蛋白酶包括内切酶和端肽酶，加量按牛羊鲜骨重量的0.15%，酶切反应原理如图2，内切蛋白酶的作用位点常位于肽链内部，从肽链中间切断，产物主要为多肽，在实际水解过程中可迅速降低蛋白质分子量、外切酶其作用位点位于肽链的两端。外切蛋白酶又分羧肽酶和氨肽酶，二者分别从肽链的羧基段或氨基段末端逐个水解肽键，释放氨基酸；步骤s04，水解结束后，将水解溶液c升温加热灭活，水解结束灭活温度为90℃，灭活时间为30分钟，同时用柠檬酸调整ph值至蛋白质等电点（ph=6.0-6.5），待大量沉淀析出上浮分层后打入机械保压压滤机中以过滤压力3kg/cm2进行过滤，得滤液d；步骤s05，将滤液d降温后打入超滤器中进行循环超滤，得超滤液e，超滤器选用热法pvdf中空纤维超滤膜，操作方式为错流过滤，直接目视观察，膜截留分子量为6.8万道尔顿，超滤液温度控制在40℃以下，最大进水压力0.35mpa；步骤s06，将超滤液e打入1nm级的纳滤器中进行循环纳滤，获取截留溶液得f（将小分子纳滤透过液进行回收再利用）；所述循环纳滤包括以下步骤：步骤s61，选用聚酰胺复合膜，稳定脱盐率nacl达到70%,膜孔径为1nm的纳滤器，让平均分子量180道尔顿以下的游离氨基酸、单价离子及水透过膜而去除；步骤s62，选用聚酰胺复合膜，稳定脱盐率mgso4达到95%，膜孔径5nm的纳滤器，将2000道尔顿以上的成分及二价、多价离子进行截留去除；步骤s07，将纳滤液f打入5nm级的纳滤器中进行循环纳滤，获取纳滤透过液g（将大分子纳滤截留液进行回收再利用）；步骤s08，将溶液g打入真空浓缩器中以真空度为-0.05-0.08mp、浓缩温度为60-70℃进行低温真空浓缩，得浓缩液l；
步骤s09，将浓缩液l进行离心雾化干燥后得骨胶原肽成品，离心雾化干燥进风温度140-160℃；出风温度65-80℃；浓缩液干燥时间3秒之内，干燥成品细度80目以上。
26.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
27.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。