一种硫酸软骨素超滤废液制备胶原蛋白肽的方法技术

本发明专利技术提供了一种硫酸软骨素联产高纯度胶原蛋白肽的方法：原料中加入蛋白酶在水中进行酶解，调节pH，加热灭活酶，过滤得酶解液I；酶解液I过截留分子量为10kDa的膜进行超滤，获得浓缩液I和流出液I；浓缩液I分离纯化后制备硫酸软骨素；流出液I经纳滤膜浓缩，获得浓缩液II；浓缩液II以强阴离子树脂吸附；树脂滤除后添加蛋白酶酶解，加热灭活酶，过滤得酶解液II；酶解液II调节pH后添加活性炭吸附，然后过滤，获得滤液；将滤液灭菌、过滤、干燥获得胶原蛋白肽。本发明专利技术的制备工艺，过程简单、易于操作。本发明专利技术从制备硫酸软骨素的超滤废液中制备胶原蛋白肽，不仅降低排污压力，还能够变废为宝，可为提升企业的综合效益。为提升企业的综合效益。

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸软骨素超滤废液制备胶原蛋白肽的方法


[0001]本专利技术属于生物医药原料制备和污水处理领域，涉及一种硫酸软骨素超滤废液制备胶原蛋白肽的方法。

技术介绍

[0002]硫酸软骨素（Chondroitin Sulfate）是从动物软骨组织中提取制备的酸性粘多糖，分子量在10000
‑
50000 Da之间，广泛应用于治疗心脑血管疾病、关节疼痛、关节炎以及用于滴眼液等。目前主流工艺为采用酶解超滤技术生产的硫酸软骨素。该工艺中，以猪鼻中骨为原料提取软骨素时，1000公斤猪鼻中骨原料，其中约含有350公斤软骨素，450公斤胶原蛋白，200公斤的其他有机物和无机物；以海洋鱼骨为原料提取软骨素时，1000公斤鱼骨原料，其中约含有280公斤软骨素，480公斤胶原蛋白，240公斤的其他有机物和无机物。因此，大量的胶原蛋白在酶解后通过超滤作为生产污水进行处理，由于胶原带白是一种含氮高分子有机物，其氨氮和COD值非常高，给污水处理部门带来很大的处理压力。
[0003]胶原蛋白是广泛存在于动物体内各结缔组织细胞外间隙的主要结构蛋白，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白。胶原蛋白因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，在保健食品、药品、化妆品等领域获得广泛的应用。因此，为了提高原料利用率、降低废水处理难度，有多项专利文件涉及从硫酸软骨素超滤废液中提取胶原蛋白：公开号为CN108264582A一种制备硫酸软骨素的新工艺中，公开了一种制备硫酸软骨素的新工艺，主要技术方案是在酶解体系加入了一定数量的醇酮类极性溶剂，并引入了均匀剂。公开号为CN103320486A一种鱼类软骨生产硫酸软骨素联产水解胶原蛋白的方法中，公开了一种鱼类软骨生产硫酸软骨素联产水解胶原蛋白的方法，其步骤包括：一、预处理；二、酶解；三、热处理/过滤浓缩；四、树脂吸附；五、精制硫酸软骨素；六、回收蛋白。该专利技术采用复合酶水解技术，实现硫酸软骨素和胶原蛋白的同步水解，其水解胶原蛋白的蛋白质含量在92%上下。公开号为CN109232772A一种动物软骨提取硫酸软骨素和胶原蛋白的方法中，公开了一种动物软骨提取硫酸软骨素和胶原蛋白的方法，通过包括硫酸软骨素提取步骤和胶原蛋白提取步骤；通过对软骨浸提液进行超滤过滤，获得浓缩液和透过液，所述浓缩液用于提取硫酸软骨素；所述透过液用于进行蛋白胨或蛋白粉的提取；实现了对动物软骨中硫酸软骨素和胶原蛋白进行同时提取的目的。
[0004]以上专利技术生产的胶原蛋白，分子量较大，不易吸收利用，并且胶原蛋白中有多糖残留，制备的胶原蛋白粉容易吸潮且溶解效果不好。胶原蛋白按分子量可分为：100
‑
1000个氨基酸组成的大分子胶原蛋白，30
‑
50个氨基酸组成的胶原蛋白肽，3个氨基酸组成的胶原蛋白肽。其中，大分子胶原蛋白人体吸收率非常低，还容易引起过敏排斥反应，胶原蛋白肽可由人体吸收，但吸收使用效果也不够好，胶原蛋白肽可直接被人体吸收利用，在同等摄取量的情况下，胶原蛋白肽的吸收率是胶原蛋白肽的6
‑
7倍，且没有过敏反应，这是因为胶原蛋白肽是胶原蛋白的最小单元，其结构可表示为（GLY
‑
X
‑
Y），是一种N端带有甘氨酸的高纯度
三肽，能够直接被小肠吸收，经血液输送至身体所需的部位。目前制备胶原蛋白肽主要是以鱼皮或鱼鳞为原料经多级酶解制备，如CN1032431444B以鱼皮为原料三用复合酶解后又使用自主提取的胶原酶酶解，然后离心，脱腥脱色，浓缩，喷雾干燥制备胶原蛋白肽；CN101870995B以鱼皮为原料，经碱处理，热处理，然后三次酶解制备胶原蛋白肽；CN109897101B以鱼鳞为原料，经碱处理，热处理，高效复配酶解，陶瓷膜过滤，高温高压处理，浓缩，喷雾干燥制备胶原蛋白肽。鱼鳞和鱼皮中脂肪类成分含量高，制备过程须大量酸碱处理，酸碱作用于胶原蛋白中部分氨基酸时会产生一些有害物质，因此选取更合适的制备原料是非常必要的。软骨中脂肪含量低，可不必采用酸碱处理，但其价格相比鱼皮和鱼鳞又昂贵了很多，而制备硫酸软骨素的同时联产胶原蛋白肽是个非常理想的降低制造成本的方案。
[0005]目前还没有制备硫酸软骨素的同时联产胶原蛋白肽的文献报道，本专利技术在制备高纯度硫酸软骨素的同时联产胶原蛋白肽，制备的胶原蛋白肽，蛋白含量高，溶解性能好，并且有明显的美白功效。同时大大降低了污水处理的压力，将原本废弃的成分合理利用，提高了综合效益。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种从硫酸软骨素超滤废液中制备高纯度胶原蛋白肽的方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0008]一种硫酸软骨素联产高纯度胶原蛋白肽的方法，包括以下步骤：（1）原料中加入蛋白酶在水中进行酶解，调节pH，加热灭活酶，过滤得酶解液I；（2）酶解液I过截留分子量为10kDa的膜进行超滤，获得浓缩液I和流出液I；（3）浓缩液I分离纯化后制备硫酸软骨素；流出液I经纳滤膜浓缩，获得浓缩液II和流出液II；（4）浓缩液II调节pH，以强阴离子树脂吸附；（5）树脂滤除后调pH值，升温后添加蛋白酶酶解，加热灭活酶，过滤得酶解液II；（6）酶解液II调节pH后添加活性炭吸附，然后过滤，获得滤液；（7）将滤液灭菌、过滤、干燥获得胶原蛋白肽。
[0009]步骤（1）前，还包括原料热处理步骤：将软骨在水中90
‑
100℃加热2
‑
4h。
[0010]步骤（1）中，原料与水的质量体积比为1:5
‑
10。
[0011]步骤（1）中，蛋白酶加入量为软骨质量的0.5
‑
1.5%。所述蛋白酶为枯草杆菌蛋白酶。
[0012]步骤（1）中，酶解温度为45
‑
50℃，酶解时间为2
‑
4h，酶解pH为8
‑
9。
[0013]步骤（1）中，pH为4.2
‑
5.0，蛋白酶灭活的温度为75
‑
85℃。
[0014]步骤（2）中，超滤终点为流出液I的OD
280
不大于0.6。
[0015]步骤（2）中，超滤维持体积为酶解液I体积的1/4
‑
1/6。
[0016]步骤（3）中，所述纳滤膜的截留分子量为200
‑
500道尔顿。
[0017]步骤（3）中，所述纳滤条件为：压力4.2
‑
5.5bar，溶液温度50
‑
60℃。
[0018]步骤（3）中，流出液II的电导率为5
‑
12ms/cm。
[0019]步骤（4）中，pH为6.8
‑
7.2。
[0020]步骤（4）中，所述强阴离子树脂与浓缩液II的体积比为2
‑
5:100。所述强阴离子树脂选自FPA98树脂、D201树脂或D202树脂。
[0021]步骤（本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸软骨素联产高纯度胶原蛋白肽的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）原料中加入蛋白酶在水中进行酶解，调节pH，加热灭活酶，过滤得酶解液I；（2）酶解液I过截留分子量为10kDa的膜进行超滤，获得浓缩液I和流出液I；（3）浓缩液I分离纯化后制备硫酸软骨素；流出液I经纳滤膜浓缩，获得浓缩液II和流出液II；（4）浓缩液II调节pH，以强阴离子树脂吸附；（5）树脂滤除后调pH值，升温后添加蛋白酶酶解，加热灭活酶，过滤得酶解液II；（6）酶解液II调节pH后添加活性炭吸附，然后过滤，获得滤液；（7）将滤液灭菌、过滤、干燥获得胶原蛋白肽。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，原料与水的质量体积比为1:5
‑
10；步骤（1）中，蛋白酶加入量为软骨质量的0.5
‑
1.5%；步骤（1）中，酶解温度为45
‑
50℃，酶解时间为2
‑
4h，酶解pH为8
‑
9；步骤（1）和（5）中，pH为4.2
‑
5.0，蛋白酶灭活的温度为75
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85℃；步骤（5）中，pH为8
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9；所述酶解温度为45
‑
50℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述蛋白酶为枯草杆菌蛋白酶；步骤（5）中，所述蛋白酶为碱性蛋白酶。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述蛋白酶为枯草杆菌蛋白酶和胰蛋白酶的混合；枯草杆菌蛋白酶添加量为蛋白质重量的0.1
‑
0.3%，胰蛋白酶添加量为蛋白质重量的0.2
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0.5%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中，升温前还包括添加蛋白酶激活剂的步骤；所述蛋白酶激活剂选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，尤加宇，赵贵吉，王咏梅，毛节元，贾玉红，王洪英，魏茂军，
申请(专利权)人：日照岚山生化制品有限公司，
类型：发明
国别省市：