一種通過酶法提膠制備明膠的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制備明膠的方法，使用經(jīng)過提膠三到四次后的剩余骨料作為原料，采用酶法制膠技術(shù)代替高溫提膠技術(shù)進行提取。本發(fā)明的方法可以大幅度提高優(yōu)質(zhì)明膠的得率，增加優(yōu)質(zhì)膠得率20%～30%(質(zhì)量百分比)；所得明膠具有高凝凍力、高黏度、高透明度的理化性質(zhì)，分子量分布較窄，質(zhì)量優(yōu)異。另外，采用酶法制膠工藝，大大提高了優(yōu)質(zhì)膠的得率；生產(chǎn)條件溫和，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，節(jié)省了大量的能源，從而保護環(huán)境，操作簡單，降低了成本；利用傳統(tǒng)生產(chǎn)中的剩余骨料，降低了污物處理的成本，減小了環(huán)境污染。
【專利說明】一種通過酶法提膠制備明膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物工 程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通過酶法提膠技術(shù)從而制備優(yōu)質(zhì)明膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]明膠是動物的皮、骨、軟骨、韌帶、肌膜等還有的膠原蛋白，經(jīng)提純和初級水解后加工而制得的高分子多肽的高聚物。明膠成品除少量的水和無機鹽外，其中蛋白質(zhì)含量占82%以上，無脂肪，不含膽固醇，且含有18種氨基酸，其中7種是人體所必須，是高營養(yǎng)價值的理想蛋白源。明膠成品為無色或淡黃色、透明或半透明而堅硬的非晶體物質(zhì)，顏色越白質(zhì)量越好。明膠不溶于冷水，但可以緩慢吸水膨脹軟化，明膠可吸收相當于重量5~10倍的水。溫水是明膠最普遍的溶劑，明膠可溶于熱水，形成熱可逆性凝膠，它具有極其優(yōu)良的物理性質(zhì)(如膠凍力、親和力、高度分散性、分散穩(wěn)定性、持水性、韌性及可逆性等)，因此明膠是一種重要的食品添加劑，如作為食品的膠凍劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、乳化劑等。
[0003]提膠俗稱熬膠，是熱水解過程，是把經(jīng)前處理的膠原蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)槊髂z的重要過程。膠原蛋白在水和熱的作用下，其氫鍵斷裂，三元螺旋結(jié)構(gòu)解體，并進而發(fā)生輕度水解而得5%~6%的稀明膠溶液。在提膠過程中，如何控制明膠分子量高且分布比較集中，防止明膠的繼續(xù)水解是提膠質(zhì)量的關(guān)鍵。提膠的主要影響因素眾多，例如提取工藝的區(qū)別，提膠過程中添加的各種促進水解的試劑，提膠時的具體溫度、時間與PH值等，均會給提膠效果帶來很大影響?，F(xiàn)有技術(shù)中雖然明膠的制備工藝已經(jīng)較為成熟，但是由于水解過程難以控制，目前還做不到對水解過程、方向和具體產(chǎn)物的控制，根據(jù)目前的制備方法，往往得到的明膠理化均一性較差，分子量分布較寬，雜質(zhì)較多，產(chǎn)率也不高。
[0004]如果明膠水溶液長時間地加熱，還會進一步水解(降解)。因此，要制取高檔明膠，必須控制水解。提膠時，由于溫度的作用，削弱了膠朊間的交聯(lián)鍵.使膠朊轉(zhuǎn)變成明膠。一般隨著提取溫度的升高，明膠的提取率逐步提高，但溫度如果過高會降低其粘度和凝膠強度。明膠的提取一般需要在高于膠原纖維的收縮溫度之上進行。較低溫度提取可以獲得性質(zhì)良好的明膠，但產(chǎn)率低、提取時間長。提高溫度可以加速膠原轉(zhuǎn)化為明膠，但如果溫度過高、時間過長，就會使明膠進一步水解(二次降解)，主肽鏈發(fā)生斷裂而大大破壞了明膠的凍力與粘度等重要性能指標，使明膠的品質(zhì)受到嚴重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新的優(yōu)質(zhì)明膠的制備方法。
[0006]本發(fā)明的制備明膠的方法使用經(jīng)過提膠三到四次后的剩余骨料作為原料，采用酶法制膠技術(shù)代替高溫提膠技術(shù)進行提取。
[0007]優(yōu)選地，本發(fā)明的包括如下步驟或僅由如下步驟組成:
[0008](I)使用經(jīng)過提膠三到四次后的剩余骨料作為原料；
[0009]( 2 )加入水攪拌調(diào)漿；[0010]步驟(2)中，所述的水優(yōu)選為去離子水。優(yōu)選地，原料按質(zhì)量比1:1~1:3的固液比加去離子水攪拌調(diào)漿。
[0011](3)調(diào)整料液pH為弱酸性至中性；
[0012]步驟(3)中，優(yōu)選地，用酸或堿調(diào)整料液pH為5.5~7.0。更優(yōu)選地，所述的酸是磷酸、鹽酸、乙酸或硫酸；所述的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨或三乙醇胺。
[0013](4)然后保溫并加入蛋白酶進行反應(yīng)；
[0014]步驟(4)中，保持料液溫度在45~55°C，即保持所述的酶解溫度為45~55°C，加入10~40ppm的蛋白酶進行反應(yīng)；優(yōu)選地，所述的酶為中性蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶；優(yōu)選地，加入蛋白酶反應(yīng)的時間為I~4h。
[0015](5)而后升溫使酶失活；
[0016]步驟(5)中，優(yōu)選地，使反應(yīng)后的膠液升溫至80~100°C保溫2~10分鐘將酶滅活。
[0017](6)滅酶后過濾即得到明膠液。
[0018]`步驟(6)中，優(yōu)選地，滅酶后的膠液經(jīng)過澄清過濾處理，得到透明度較高的明膠液產(chǎn)物。
[0019]優(yōu)選地，所述的澄清處理是用聚丙烯酰胺絮凝劑絮凝處理。所述的過濾處理是用高速離心機進行固液分離，得到澄清膠液。
[0020]本發(fā)明的方法中，優(yōu)選地，用傳統(tǒng)的分次進行提膠三到四次的剩余骨料作為原料，采用酶法制膠技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫提膠技術(shù)，其特征是:在用傳統(tǒng)的分次進行提膠三到四次的剩余骨料作為原料的條件下，原料按質(zhì)量比1:1~1:3的固液比加無離子水攪拌調(diào)漿，用酸或堿調(diào)整料液pH為5.5~7.0，然后保持料液溫度在45~55°C，加入10~40ppm的蛋白酶，反應(yīng)時間為I~4h，反應(yīng)后的膠液升溫至80~100°C保溫2~10分鐘將酶滅活，滅酶后的膠液經(jīng)過澄清過濾處理，得到透明度較好的明膠液。
[0021]采用酶法提膠技術(shù)來處理用傳統(tǒng)的分次進行提膠三到四次的剩余骨料，取代傳統(tǒng)的高溫提膠工藝，提高提出優(yōu)質(zhì)膠液得率的方法，提高明膠經(jīng)濟效益。
[0022]更優(yōu)選地，本發(fā)明提供了一種提高明膠優(yōu)質(zhì)膠得率的方法，該方法是將傳統(tǒng)的分次進行提膠三到四次的剩余骨料用酶解的方法進行提膠，其具體步驟為:
[0023]⑴將用傳統(tǒng)的分次進行提膠三到四次的剩余骨料作為原料；
[0024]⑵原料按1:1~1:3 (質(zhì)量比質(zhì)量)的固液比加無離子水攪拌調(diào)漿；
[0025]⑶用酸或堿調(diào)整料液pH為5.5~7.0 ;
[0026]⑷將料液加熱升溫并保持在45~55°C ;加入料液體積10~40ppm濃度的杰諾中性蛋白酶；加入酶后，酶解反應(yīng)時間為I~4h ;
[0027](5)反應(yīng)結(jié)束后的膠液升溫至80~100°C保溫2~10分鐘將酶滅活；
[0028](6)滅酶后的膠液先用聚丙烯酰胺絮凝，進行澄清處理，然后用高速離心機進行固液分離，得到高凝凍力、高黏度、高透明度的明膠液。
[0029]有益效果
[0030]本發(fā)明與傳統(tǒng)提膠工藝相比具有如下優(yōu)點:
[0031](I)本發(fā)明的方法可以大幅度提高優(yōu)質(zhì)明膠的得率，大大提高了產(chǎn)率。
[0032](2)由于采用酶法制膠工藝，取代了傳統(tǒng)的高溫提膠工藝，大大降低了高溫對明膠黏度、凝凍強度的破壞；本發(fā)明的方法所得明膠具有高凝凍力、高黏度、高透明度的理化性質(zhì)，理化性質(zhì)均一，分子量分布較窄，質(zhì)量優(yōu)異。另外，采用酶法制膠工藝，大大提高了優(yōu)質(zhì)膠的得率，增加優(yōu)質(zhì)膠得率20%~30%。
[0033](3)本發(fā)明的生產(chǎn)條件并不苛刻，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0034](4)另外，本發(fā)明中采用的原料是傳統(tǒng)提膠工藝中經(jīng)過多次提膠后的剩余骨料，屬于廢物再次利用，從這一個角度而言，也降低了污物處理的成本，減小了環(huán)境污染，而且?guī)砹烁蟮慕?jīng)濟效益。并且，由于酶法制膠工藝，提膠僅需在較低溫度下進行，節(jié)省了大量的能源，從而保護環(huán)境，操作簡單，降低了成本。
【具體實施方式】
[0035]以下實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0036]若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，實施例1-3中，加入各原料除特別說明外，均為市售。
[0037]實施例1
[0038]首先配制0.2% (質(zhì)量百分比)的杰諾中性蛋白酶(棗莊市杰諾生物酶公司生產(chǎn))若干待用，然后再取5kg 分次進行提膠三到四次的剩余骨料(骨料有機氮:1.16% (質(zhì)量百分比)，水分:89.3% (質(zhì)量百分比)，灰分:0.55% (質(zhì)量百分比))，按水骨比=1:1 (質(zhì)量百分比)加純水混勻調(diào)漿，調(diào)pH為6.3，然后置于50°C的水浴鍋中攪拌保溫，待料液溫度達到50°C時，加入50ml配置好的蛋白酶(0.2%質(zhì)量百分比)，反應(yīng)2小時，時間到后將膠液升溫至80~100°C保溫2~10分鐘將酶滅活，滅酶后的膠液做澄清、過濾處理，處理后稱重，料液重8kg，料液有機氮含量0.45% (質(zhì)量百分比)，膠液制成成品后檢測達到特級膠標準，本次酶解收率62.1% (質(zhì)量百分比)，占明膠總收率的20%~25% (質(zhì)量百分比)，提高了明膠優(yōu)質(zhì)膠的得率。
[0039]實施例2
[0040]首先配制0.2% (質(zhì)量百分比)的杰諾中性蛋白酶若干待用，然后再取5kg分次進行提膠三到四次的剩余骨料(骨料有機氮:1.21% (質(zhì)量百分比)，水分:85.6% (質(zhì)量百分比)，灰分:0.49% (質(zhì)量百分比))，按水骨比=1:2 (質(zhì)量比)加純水混勻調(diào)漿，調(diào)pH為6.8，然后置于50°C的水浴鍋中攪拌保溫，待料液溫度達到50°C時，加入75ml配置好的蛋白酶(0.2%質(zhì)量百分比)，反應(yīng)2小時，時間到后將膠液升溫至80~100°C保溫2~10分鐘將酶滅活，滅酶后的膠液做澄清、過濾處理，處理后稱重，料液重13kg，料液有機氮含量0.34%(質(zhì)量百分比)，膠液制成成品后檢測達到特級膠標準，本次酶解收率73.1% (質(zhì)量百分比)，占明膠總收率的25%~30% (質(zhì)量百分比)，提高了明膠優(yōu)質(zhì)膠的得率。
[0041]實施例3
[0042]首先配制0.2% (質(zhì)量百分比)的杰諾中性蛋白酶若干待用，然后再取5kg分次進行提膠三到四次的剩余骨料(骨料有機氮:1.3% (質(zhì)量百分比)，水分:83.3% (質(zhì)量百分比)，灰分:0.56% (質(zhì)量百分比)),按水骨比=1:1 (質(zhì)量比)加純水混勻調(diào)楽調(diào)pH為6.5,然后置于50°C的水浴鍋中攪拌保溫，待料液溫度達到50°C時，加入50ml配置好的蛋白酶(0.2%m/m)，反應(yīng)3小時，時間到后將膠液升溫至80~100°C保溫2~10分鐘將酶滅活,滅酶后的膠液做澄清、過濾處理，處理后稱重，料液重8.3kg，料液有機氮含量0.58% (質(zhì)量百分比)，膠液制成成品后檢測達到特級膠標準，本次酶解收率79.58% (質(zhì)量百分比)，占明膠總收率的25%~30% (質(zhì)量百分比)， 提高了明膠優(yōu)質(zhì)膠的得率。
【權(quán)利要求】
1.一種制備明膠的方法，其特征在于，使用經(jīng)過提膠三到四次后的剩余骨料作為原料，采用酶法制膠技術(shù)代替高溫提膠技術(shù)進行提取。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步驟: (O使用經(jīng)過提膠三到四次后的剩余骨料作為原料； (2)加入水攪拌調(diào)漿； (3)調(diào)整料液pH為弱酸性至中性； (4)然后保溫并加入蛋白酶進行反應(yīng)； (5)而后升溫使酶失活； (6)滅酶后過濾即得到明膠液。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，原料按1:1~1:3(質(zhì)量比質(zhì)量)的固液比加去離子水攪拌調(diào)漿。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，用酸或堿調(diào)整料液pH為5.5~7.0，步驟(4)中，保持料液溫度在45~55°C，加入10~40ppm的蛋白酶進行反應(yīng)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，加入蛋白酶反應(yīng)的時間為I~4h0
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(5)中，使反應(yīng)后的膠液升溫至80~100°c保溫2~10分鐘將酶滅活`。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(6)中，滅酶后的膠液經(jīng)過澄清過濾處理，得到透明度較高的明膠液產(chǎn)物。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是:所述的酶為中性蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是:步驟(3)中，所述的酸是磷酸、鹽酸、乙酸或硫酸；所述的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨或三乙醇胺；所述的酶解溫度為45~55°C。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是:所述的澄清處理是用聚丙烯酰胺絮凝劑絮凝處理；所述的過濾處理是用高速離心機進行固液分離，得到澄清膠液。
【文檔編號】C12P21/06GK103555802SQ201310522406
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】李榮杰, 尚海濤, 潘聲龍, 李銀行, 張毅 申請人:安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司