本发明专利技术属于水解胶原蛋白领域，特别涉及从牲畜骨中提取低分子量胶原蛋白的方法。本发明专利技术是将原料脱脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒径为0.5～1000μm的骨粉；将骨粉分散在水中形成骨泥浆，采用系列后处理工艺去除酶解并进行杀酶处理后得到的蛋白液中的固体残渣及可溶性无机盐杂质，从而得到高纯度的低分子量胶原蛋白。本发明专利技术可得到平均分子量为1000～5000g/mol的低分子量胶原蛋白产品，灰分低于1.5％，本发明专利技术得到的低分子量胶原蛋白可用于食品、药品、化妆品和保健品中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水解胶原蛋白领域，特别涉及从牲畜(包括猪、牛、马、羊)骨中提取低分子量胶原蛋白的方法，该低分子量胶原蛋白可用于食品、药品、化妆品和保健品中。
技术介绍
低分子量胶原蛋白又可以称为水解胶原蛋白，是胶原经过降解、变性后的产物，分子量为500 20000g/mol。近年来随着人们生活水平的提高，市场上种类繁多的蛋白粉日益进入百姓的日常生活中。这些蛋白粉分别来源于植物及动物体。植物蛋白的种类和相对数量与人体的要求有一定差距，如植物蛋白中缺乏免疫球蛋白，谷类中则相对缺乏赖氨酸等等。另外，植物蛋白质的外周有纤维薄膜的包裹，消化吸收要困难一些。动物蛋白由于来自动物体本身，其蛋白质的种类和结构更加接近人体的蛋白结构和数量，因此，近年来以动物蛋白制备得到的胶原蛋白作为营养品和食品得到了消费者的广泛关注。 低分子量胶原蛋白的制备方法主要有三种酸水解法、碱水解法和酶水解法。酸法和碱法通常是采用强酸和强碱使胶原降解，这两种方法的缺点是水解时间长，氨基酸会遭到不同程度的破坏。如酸水解产物中天冬酰胺和谷氨酰胺分别被水解为天冬氨酸和谷氨酸，色氨酸则被完全破坏，丝氨酸和苏氨酸被部分水解。而碱法水解导致胶原中的丝氨酸、苏氨酸、精氨酸以及半胱氨酸都遭到破坏，其它氨基酸外消旋化，从而使产品的营养价值降低。酶水解法的反应条件比较温和，氨基酸基本不被破坏，在营养成分的保留上具有不可比拟的优点。目前，市场上销售的水解胶原蛋白产品大部分是采用酶解法制备的。CN200910241882. X公开了一种可溶性胶原蛋白的制备方法，采用酶降解透过率为双90的高档骨明胶制备可溶性胶原蛋白，产品的分子量分布可以通过控制酶解的条件得到有效的控制，产品可以作为食品添加剂、保健品和化妆品应用。该方法能够制备得到纯度较高的产品，但由于双90明胶的产量有限而且价格较高，限制了生产规模。CN200810073573.1公开了一种动物水解蛋白的制备方法，动物蛋白的来源主要是牛肉和鳄鱼肉及蛋蛋白，通过酶降解的方法得到水解液，再经过浓缩和喷雾干燥的方法制备水解蛋白。与采用动物肉制备水解胶原蛋白相比，利用骨料制备胶原蛋白存在如下优势(I)原料价格便宜，产品成本低；(2)产品中羟脯氨酸的含量高，羟脯氨酸属骨架型氨基酸，是皮肤保持弹性的关键组分。CN94100964. 5公开了一种从动物骨骼中提取酶水解蛋白质方法，采用碱性蛋白酶或胰酶，应用高压蒸煮、酶水解反应、冷冻干燥工序提取水解蛋白，该方法酶解反应时间长达10 12小时，通过离心机分离得到水解液，再通过冷冻干燥的方法得到水解蛋白产品。该方法中由于采用的骨块原料粒度较大，酶解时间长，容易导致产品的分子量分布过宽，而且后处理方式比较粗糙，产品中的无机盐成分得不到有效的去除，影响了产品的纯度，从而限制了它的应用。CN200610018322. 4公开了一种复合酶水解鸡骨泥生产富含高钙的动物水解蛋白的新工艺。将鸡骨进行超微粉碎，制成骨泥，配制鸡骨泥悬浮液，在80 100°C下加热预处理20 30分钟，冷却至酶反应的最适温度，调整pH，加入复合酶，酶解一定的时间后进行杀酶处理，然后通过离心的方法分离出水解液，喷雾干燥得到含钙的短肽和游离氨基酸。与牲畜骨相比，鸡骨的来源不如牲畜骨广泛。目前为明胶生产企业提供原料的骨粒厂在生产过程中有大量的骨沫产生，这些骨沫与骨料具有相同的成分，但由于粒度太细无法用于明胶制备。如果能够将这部分骨沫得到有效的利用将会在一定程度上提高骨的使用价值。直接从骨粒厂购买骨粒，粉碎后制备胶原蛋白也是不错的选择，由于胶原一步降解为低分子量水解蛋白，省去了制备明胶的中间控制步骤，生产成本得到了有效的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用牲畜骨为原料，对骨粒厂的下脚料-骨沫进行高值化的应用，从而提供一种从牲畜骨中提取高纯度的低分子量胶原蛋白的方法。本专利技术是以牲畜骨为原料，采用系列后处理工艺去除酶解并进行杀酶处理后得到的蛋白液中的固体残渣及可溶性无机盐杂质，从而得到高纯度的低分子量(分子量为1000 5000g/mol)胶原蛋白。本专利技术采用猪、牛、马等牲畜骨为原料，利用粉碎机研磨成粒径为O. 5 IOOOym的骨粉，通过酶降解的方法制备低分子量胶原蛋白。包括以下步骤(I)将原料脱脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒径为O. 5 1000 μ m的骨粉；将骨粉分散在水中形成骨泥浆，骨粉与水的重量比为1: 2 5;(2)向步骤⑴得到的骨泥浆中加入无机酸，使骨泥浆的pH为2.5 5之间，反应 O.5 5小时后，离心分离；所得固体骨料用水洗至pH为5以上；(3)将步骤(2)水洗后得到的固体骨料分散在水中得到骨泥浆，固体骨料与水的重量比为1: 2 5;根据所要加入的蛋白酶的种类调节骨泥浆的pH值，当所需骨泥浆的pH值为酸性范围时，向骨泥浆中加入无机酸或有机酸；当所需骨泥浆的pH值为碱性范围时，向骨泥浆中加入无机碱的水溶液；当所需骨泥浆的PH为中性范围时，则无需调节骨泥浆的pH ；(4)加热步骤(3)得到的已经调整好pH的骨泥浆，当温度达到所要加入的蛋白酶的酶解所需的温度时，加入蛋白酶进行酶解反应，酶解反应的时间为O. 5 5小时，得到反应混合浆料；(5)根据所加入的蛋白酶的灭活性质，加热步骤(4)得到的反应混合浆料至杀酶温度(一般为80 90°C )进行杀酶处理(一般进行杀酶处理的时间为5 20分钟)；或根据所加入的蛋白酶的灭活性质，调节步骤(4)得到的反应混合浆料的pH至酶灭活所需的PH进行杀酶处理；当需调整至碱性时，可向反应混合浆料中加入无机碱的水溶液；(6)调节反应温度，使步骤(5)杀酶处理后得到的蛋白液的温度为60 80°C，保温O. 5 3小时；加入无机酸或无机碱的水溶液调整蛋白液的pH为5. 5 6. 5，反应完毕后，过滤，去除蛋白液中的固体残渣及可溶性无机盐杂质，得到低分子量胶原蛋白溶液；(7)将步骤(6)得到的低分子量胶原蛋白溶液进行干燥处理(可采用冷冻干燥或者喷雾干燥)，得到低分子量胶原蛋白粉；优选得到水分含量低于6%的低分子量胶原蛋白粉。所述的骨骼的形状可以是骨块、骨粒或者骨粉末。所述的无机酸选自磷酸、盐酸、硫酸中的一种。所述的有机酸是冰醋酸等。所述的无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钙或石灰。所述的过滤，是将蛋白液经过阴离子交换树脂柱和阳离子交换树脂柱；优选方案是先用过滤介质(如滤布、滤纸或棉饼)分离出蛋白液中的固体残渣，所得液体再经过阴离子交换树脂柱和阳离子交换树脂柱去除可溶性无机盐杂质。所述的阳离子交换树脂柱装填树脂的型号是001X7强酸性阳离子交换树脂。所述的阴离子交换树脂柱装填的树脂型号是201X7强碱性性阴离子交换树脂。步骤(4)所述的加入蛋白酶进行反应，其蛋白酶的加入量为骨泥浆重量的O. 05 5%0。所述的蛋白酶选自胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶等中的一种。 本专利技术的简单，可对骨粒厂的下脚料-骨沫进行高值化的应用，所得低分子量胶原蛋白为乳白色粉状物，平均分子量为1000 5000g/mo I，灰分低于1. 5 %，可用于食品、药品、化妆品和保健品中。在本专利技术中，酶解并进行杀酶处理后，再将得到的蛋白液的温度调节为60 80°C，可增加产量。具体实施例方式实施例1.(I)将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从牲畜骨中提取低分子量胶原蛋白的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：(1)将原料脱脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒径为0.5～1000μm的骨粉；将骨粉分散在水中形成骨泥浆，骨粉与水的重量比为1∶2～5；(2)向步骤(1)得到的骨泥浆中加入无机酸，使骨泥浆的pH为2.5～5之间，反应0.5～5小时后，离心分离；所得固体骨料用水洗至pH为5以上；(3)将步骤(2)水洗后得到的固体骨料分散在水中得到骨泥浆，固体骨料与水的重量比为1∶2～5；根据所要加入的蛋白酶的种类调节骨泥浆的pH值，当所需骨泥浆的pH值为酸性范围时，向骨泥浆中加入无机酸或有机酸；当所需骨泥浆的pH值为碱性范围时，向骨泥浆中加入无机碱的水溶液；当所需骨泥浆的pH为中性范围时，则无需调节骨泥浆的pH；(4)加热步骤(3)得到的已经调整好pH的骨泥浆，当温度达到所要加入的蛋白酶的酶解所需的温度时，加入蛋白酶进行酶解反应，酶解反应的时间为0.5～5小时，得到反应混合浆料；(5)根据所加入的蛋白酶的灭活性质，加热步骤(4)得到的反应混合浆料至杀酶温度进行杀酶处理；或根据所加入的蛋白酶的灭活性质，调节步骤(4)得到的反应混合浆料的pH至酶灭活所需的pH进行杀酶处理；当需调整至碱性时，向反应混合浆料中加入无机碱的水溶液；(6)调节反应温度，使步骤(5)杀酶处理后得到的蛋白液的温度为60～80℃，保温0.5～3小时；加入无机酸或无机碱的水溶液调整蛋白液的pH为5.5～6.5，反应完毕后，过滤，得到低分子量胶原蛋白溶液；(7)将步骤(6)得到的低分子量胶原蛋白溶液进行干燥处理，得到低分子量胶原蛋白粉。...
【技术特征摘要】
1.一种从牲畜骨中提取低分子量胶原蛋白的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤 (1)将原料脱脂后的牲畜的骨骼粉碎并研磨成粒径为O.5 1000 μ m的骨粉；将骨粉分散在水中形成骨泥浆，骨粉与水的重量比为1: 2 5; (2)向步骤⑴得到的骨泥浆中加入无机酸，使骨泥浆的pH为2.5 5之间，反应O.5 5小时后，离心分离；所得固体骨料用水洗至pH为5以上； (3)将步骤(2)水洗后得到的固体骨料分散在水中得到骨泥浆，固体骨料与水的重量比为1: 2 5;根据所要加入的蛋白酶的种类调节骨泥浆的pH值，当所需骨泥浆的pH值为酸性范围时，向骨泥浆中加入无机酸或有机酸；当所需骨泥浆的PH值为碱性范围时，向骨泥浆中加入无机碱的水溶液；当所需骨泥浆的PH为中性范围时，则无需调节骨泥浆的pH ； (4)加热步骤(3)得到的已经调整好pH的骨泥浆，当温度达到所要加入的蛋白酶的酶解所需的温度时，加入蛋白酶进行酶解反应，酶解反应的时间为O. 5 5小时，得到反应混合浆料； (5)根据所加入的蛋白酶的灭活性质，加热步骤(4)得到的反应混合浆料至杀酶温度进行杀酶处理；或 根据所加入的蛋白酶的灭活性质，调节步骤(4)得到的反应混合浆料的pH至酶灭活所需的PH进行杀酶处理；当需调整至碱性时，向反应混合浆料中加入无机碱的水溶液； (6)调节反应温度，使步骤(5)杀酶处理后得到的蛋白液的温度为60 80°C，保温O.5 3小时；加入无机酸或无...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兵，郭燕川，王颖，史京京，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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