魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其是以海洋魚類魚骨為原料，經(jīng)蒸煮、粉碎、接種乳酸菌發(fā)酵、分離，得到清液和沉淀物；清液經(jīng)過低溫靜置，離心，取沉淀噴霧干燥，粉碎，得到生物鈣；沉淀物經(jīng)洗滌，酶解，超濾濃縮，陰離子交換樹脂柱層析，去離子水洗脫，噴霧干燥獲得膠原蛋白肽；NaCl溶液洗脫，超濾脫鹽，醇沉，氧化脫色，減壓干燥，得硫酸軟骨素。本發(fā)明的制備方法工藝合理，操作條件溫和，得物和產(chǎn)品純度高，實現(xiàn)了魚骨資源的高效綜合利用，極大地減少廢水排放和環(huán)境污染問題。
【專利說明】魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硫酸軟骨素及聯(lián)產(chǎn)物的制備，尤其是魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]硫酸軟骨素是共價連接在蛋白質(zhì)上形成蛋白聚糖的一類糖胺聚糖，廣泛分布于動物組織的細胞外基質(zhì)和細胞表面，主要是治療風濕和類風濕疾病的藥物，也用作功能食品的主要原料，還具有抗癌、抗血栓、降血脂等作用。現(xiàn)在作為原料藥出口到美國和歐洲很多國家，市場需求旺盛。
[0003]國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)大都以軟骨為原料制備硫酸軟骨素，生產(chǎn)的方法主要有三種:鹽解法、堿解法和酶解法。使用較多的方法是采用稀堿或濃堿與酶解相結(jié)合的方法來提取硫酸軟骨素，采用這種堿法酶解生產(chǎn)工藝存在步驟繁瑣、周期較長，在高溫蒸煮、堿提取、酶解和脫色過程中，硫酸軟骨素受到嚴重破壞，產(chǎn)品收率偏低、乙醇耗量大，生產(chǎn)成本高。而目前硫酸軟骨素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量動物蛋白及其降解產(chǎn)物均未能利用而排放，對水環(huán)境帶來嚴重污染。
[0004]另外，肉類市場的軟骨價格上漲，需要找到一種新的原料來源。近年來水產(chǎn)品加工量增加，魚骨的產(chǎn)量不斷增加，廢棄物給環(huán)境帶來的壓力也日趨顯著。而從魚骨中提取硫酸軟骨素，既可以減輕環(huán)境壓力，又提高水產(chǎn)品下腳料的附加值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供一種工藝條件溫和、能耗低、產(chǎn)品純度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其特征在于:選取魚骨為原料，經(jīng)蒸煮、粉碎、接種乳酸菌發(fā)酵、分離，得到清液和沉淀物；清液經(jīng)過低溫靜置，離心，取沉淀噴霧干燥，粉碎，得到生物鈣；沉淀物經(jīng)洗滌，酶解，超濾濃縮，陰離子交換樹脂柱層析，去離子水洗脫，噴霧干燥，得膠原蛋白肽；再NaCl溶液洗脫陰離子交換樹脂柱，洗脫液經(jīng)超濾脫鹽，醇沉，氧化脫色，減壓干燥，得硫酸軟骨素。
[0007]魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其特征在于:經(jīng)過下列具體工藝步驟:
(1)蒸煮
選取新鮮海洋魚類魚骨為原料，送入連續(xù)蒸煮槽中進行蒸煮，時間為10?60min，用高壓空氣進行分離，得魚骨蛋白和魚骨；
(2)粉碎、發(fā)酵
將步驟(I)中得到的魚骨進行清洗、粉碎，平均粒徑控制為0.1?0.5mm，得魚骨粉末；將所得到的魚骨粉末加入等量的純凈水攪拌均勻，然后接種魚骨粉末質(zhì)量0.5?3%的乳酸菌，調(diào)節(jié)pH值5.0?6.0，恒溫進行發(fā)酵，控制溫度在35?50°C，發(fā)酵12?48h，得發(fā)酵液；
(3)分離
將步驟(2)中得到的發(fā)酵液進行分離，得清液和沉淀物；
(4)生物鈣的制取將步驟(3)中得到的清液冷卻后靜置，離心，取沉淀，噴霧干燥，粉碎，得生物鈣；
(5)沉淀物酶解、滅酶
將步驟(3)中得到的沉淀物洗滌干凈，加入純凈水攪拌均勻，再加入沉淀物質(zhì)量0.5?1%的蛋白酶進行酶解，酶解溫度48?55°C，酶解時間為4?12h，得酶解液；將酶解液加熱至80?100°C,酶滅活30?60min,得滅酶的酶解液；
(6)膠原蛋白肽的制取
將步驟(5)中得到的滅酶的酶解液進行超濾濃縮，得濃縮液；將濃縮液用陰離子交換樹脂柱進行柱層析，收集流出液；用去離子水洗脫，得洗脫液；將流出液與洗脫液混合均勻，噴霧干燥，得膠原蛋白肽；
(7)硫酸軟骨素的制取
將步驟(5)中去離子水洗脫后的陰離子交換樹脂柱用NaCl溶液洗脫，取洗脫液進行超濾脫鹽，然后加入無水乙醇，至乙醇最終體積濃度為60?80%，靜置2?6h，得沉淀；將沉淀經(jīng)氧化脫色、減壓干燥，得到硫酸軟骨素。
[0008]所述的蛋白酶為中味性蛋白酶或風味蛋白酶。
[0009]所述的氧化脫色是將獲得沉淀用雙氧水進行氧化脫色，其沉淀與雙氧水的質(zhì)量比為1: 2?5。
[0010]本發(fā)明是以海洋魚類魚骨為原料，經(jīng)蒸煮、粉碎、接種乳酸菌發(fā)酵、分離，得到清液和沉淀物；清液經(jīng)過低溫靜置，離心，取沉淀噴霧干燥，粉碎，得到生物鈣；沉淀物經(jīng)洗滌，酶解，超濾濃縮，陰離子交換樹脂柱層析，去離子水洗脫，噴霧干燥獲得膠原蛋白肽；NaCl溶液洗脫，超濾脫鹽，醇沉，氧化脫色，減壓干燥，得硫酸軟骨素。本發(fā)明通過采用乳酸菌發(fā)酵、生物酶解并結(jié)合超濾、層析和噴霧干燥等技術(shù)，可以連續(xù)分離獲得硫酸軟骨素、蛋白膠原肽及軟骨鈣，該聯(lián)產(chǎn)工藝相比單產(chǎn)工藝設(shè)備利用率高，節(jié)約能源和輔料，顯著降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明在制備生物鈣的步驟中采用了乳酸菌發(fā)酵的工藝，與直接采用酶法相比，既沒有引入他種蛋白，也能夠有效促進魚骨粉中鈣離子的溶出；利用生物酶法制備系列生物產(chǎn)品，條件溫和，能耗低，產(chǎn)品純度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠；采用陰離子交換樹脂柱進行層析，能夠有效地去除無機離子，增加產(chǎn)品的純凈度。據(jù)測定:利用本發(fā)明制備方法制取的硫酸軟骨素純度達99.1%，膠原蛋白肽的得率為93.8%，生物鈣的得率為99.2%。本發(fā)明實現(xiàn)了魚骨資源的高效綜合利用，極大地減少廢水排放和環(huán)境污染問題。本發(fā)明從魚骨中連續(xù)大量獲得硫酸軟骨素、蛋白膠原肽和骨軟骨鈣粉，技術(shù)可靠、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，實現(xiàn)了魚骨類資源的高效利用。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0012]實施例1
魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，經(jīng)過下列具體工藝步驟:
(O蒸煮選取新鮮海洋魚類魚骨為原料，送入連續(xù)蒸煮槽中進行蒸煮，時間為30min，用高壓空氣進行分離，得魚骨蛋白和魚骨；
(2)粉碎、發(fā)酵
將步驟(I)中得到的魚骨進行清洗、粉碎，平均粒徑控制為0.3mm，得魚骨粉末；將所得到的魚骨粉末加入等量的純凈水攪拌均勻，然后接種魚骨粉末質(zhì)量2%的乳酸菌，調(diào)節(jié)pH值
5.5，恒溫進行發(fā)酵，控制溫度在37°C，發(fā)酵18h，得發(fā)酵液；
(3)分離
將步驟(2)中得到的發(fā)酵液進行離心分離，得清液和沉淀物；
(4)生物鈣的制取
將步驟(3)中得到的清液冷卻后靜置沉淀，離心，取沉淀，噴霧干燥，粉碎，得生物鈣；
(5)沉淀物酶解、滅酶
將步驟(3)中得到的沉淀物洗滌干凈，加入純凈水攪拌均勻，再加入沉淀物質(zhì)量0.7%的中性蛋白酶進行酶解，酶解溫度50°C，酶解時間為8h，得酶解液；將酶解液加熱至90°C，酶滅活40min，得滅酶的酶解液；
(6)膠原蛋白肽的制取
將步驟(5)中得到的滅酶的酶解液進行超濾濃縮，得濃縮液；將濃縮液用陰離子交換樹脂柱進行柱層析，收集流出液；用去離子水洗脫，得洗脫液；將流出液與洗脫液混合均勻，噴霧干燥，得膠原蛋白肽；
(7)硫酸軟骨素的制取
將步驟(5)中去離子水洗脫后的陰離子交換樹脂柱用NaCl溶液洗脫，取洗脫液進行超濾脫鹽，然后加入無水乙醇，至乙醇最終體積濃度為70%，靜置4h，得沉淀；將沉淀用雙氧水進行脫色氧化，其沉淀與雙氧水的質(zhì)量比為1: 3，再經(jīng)減壓干燥，得到硫酸軟骨素。
[0013]本實施例所提供的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其工藝條件溫和，能耗低，得物和產(chǎn)品純度高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了魚骨資源的高效綜合利用，極大地減少廢水排放和環(huán)境污染問題。
[0014]實施例2
魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，經(jīng)過下列具體工藝步驟:
(1)蒸煮
選取新鮮海洋魚類魚骨為原料，送入連續(xù)蒸煮槽中進行蒸煮，時間為60min，用高壓空氣進行分離，得魚骨蛋白和魚骨；
(2)粉碎、發(fā)酵
將步驟(I)中得到的魚骨進行清洗、粉碎，平均粒徑控制為0.1mm，得魚骨粉末；將所得到的魚骨粉末加入等量的純凈水攪拌均勻，然后接種魚骨粉末質(zhì)量3%的乳酸菌，調(diào)節(jié)pH值
6.0，恒溫進行發(fā)酵，控制溫度在50°C，發(fā)酵12h，得發(fā)酵液；
(3)分離
將步驟(2)中得到的發(fā)酵液進行離心分離，得清液和沉淀物；
(4)生物鈣的制取
將步驟(3)中得到的清液冷卻后靜置沉淀，離心，取沉淀，噴霧干燥，粉碎，得生物鈣；
(5)沉淀物酶解、滅酶將步驟(3)中得到的沉淀物洗滌干凈，加入純凈水攪拌均勻，再加入沉淀物質(zhì)量1%的風味蛋白酶進行酶解，酶解溫度48°C，酶解時間為4h，得酶解液；將酶解液加熱至100°C，酶滅活30min，得滅酶的酶解液；
(6)膠原蛋白肽的制取
將步驟(5)中得到的滅酶的酶解液進行超濾濃縮，得濃縮液；將濃縮液用陰離子交換樹脂柱進行柱層析，收集流出液；用去離子水洗脫，得洗脫液；將流出液與洗脫液混合均勻，噴霧干燥，得膠原蛋白肽；
(7)硫酸軟骨素的制取
將步驟(5)中去離子水洗脫后的陰離子交換樹脂柱用NaCl溶液洗脫，取洗脫液進行超濾脫鹽，然后加入無水乙醇，至乙醇最終體積濃度為80%，靜置2h，得沉淀；將沉淀用雙氧水進行氧化脫色，其沉淀與雙氧水的質(zhì)量比為1: 5，再經(jīng)減壓干燥，得到硫酸軟骨素。
[0015]本實施例所提供的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其工藝合理，操作條件溫和，得物和產(chǎn)品純度高，實現(xiàn)了魚骨資源的高效綜合利用，極大地減少廢水排放和環(huán)境污染問題。
[0016]實施例3
魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，經(jīng)過下列具體工藝步驟:
(1)蒸煮
選取新鮮海洋魚類魚骨為原料，送入連續(xù)蒸煮槽中進行蒸煮，時間為lOmin，用高壓空氣進行分離，得魚骨蛋白和魚骨；
(2)粉碎、發(fā)酵
將步驟(I)中得到的魚骨進行清洗、粉碎，平均粒徑控制為0.5mm，得魚骨粉末；將所得到的魚骨粉末加入等量的純凈水攪拌均勻，然后接種魚骨粉末質(zhì)量0.5%的乳酸菌，調(diào)節(jié)pH值5.0，恒溫進行發(fā)酵，控制溫度在35°C，發(fā)酵48h，得發(fā)酵液；
(3)分離
將步驟(2)中得到的發(fā)酵液進行濾網(wǎng)分離，得清液和沉淀物；
(4)生物鈣的制取
將步驟(3)中得到的清液冷卻后靜置沉淀，離心，取沉淀，噴霧干燥，粉碎，得生物鈣；
(5)沉淀物酶解、滅酶
將步驟(3)中得到的沉淀物洗滌干凈，加入純凈水攪拌均勻，再加入沉淀物質(zhì)量0.5%的中性蛋白酶進行酶解，酶解溫度55 °C,酶解時間為12h，得酶解液；將酶解液加熱至80°C，酶滅活60min，得滅酶的酶解液；
(6)膠原蛋白肽的制取
將步驟(5)中得到的滅酶的酶解液進行超濾濃縮，得濃縮液；將濃縮液用陰離子交換樹脂柱進行柱層析，收集流出液；用去離子水洗脫，得洗脫液；將流出液與洗脫液混合均勻，噴霧干燥，得膠原蛋白肽；
(7)硫酸軟骨素的制取
將步驟(5)中去離子水洗脫后的陰離子交換樹脂柱用NaCl溶液洗脫，取洗脫液進行超濾脫鹽，然后加入無水乙醇，至乙醇最終體積濃度為60%，靜置6h，得沉淀；將沉淀用雙氧水進行氧化脫色，其沉淀與雙氧水的質(zhì)量比為1: 2，再經(jīng)減壓干燥，得到硫酸軟骨素。
[0017]本實施例所提供的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，實現(xiàn)了魚骨資源的高效綜合利用，減少廢水排放和環(huán)境污染。其工藝條件溫和，能耗低，得物和產(chǎn)品純度高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
【權(quán)利要求】
1.魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其特征在于:選取魚骨為原料，經(jīng)蒸煮、粉碎、接種乳酸菌發(fā)酵、分離，得到清液和沉淀物；清液經(jīng)過低溫靜置，離心，取沉淀噴霧干燥，粉碎，得到生物鈣；沉淀物經(jīng)洗滌，酶解，超濾濃縮，陰離子交換樹脂柱層析，去離子水洗脫，噴霧干燥，得膠原蛋白肽；再NaCl溶液洗脫陰離子交換樹脂柱，洗脫液經(jīng)超濾脫鹽，醇沉，氧化脫色，減壓干燥，得硫酸軟骨素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其特征在于:經(jīng)過下列具體工藝步驟: (1)蒸煮 選取新鮮海洋魚類魚骨為原料，送入連續(xù)蒸煮槽中進行蒸煮，時間為10?60min，用高壓空氣進行分離，得魚骨蛋白和魚骨； (2)粉碎、發(fā)酵 將步驟(I)中得到的魚骨進行清洗、粉碎，平均粒徑控制為0.1?0.5mm，得魚骨粉末；將所得到的魚骨粉末加入等量的純凈水攪拌均勻，然后接種魚骨粉末質(zhì)量0.5?3%的乳酸菌，調(diào)節(jié)pH值5.0?6.0，恒溫進行發(fā)酵，控制溫度在35?50°C，發(fā)酵12?48h，得發(fā)酵液； (3)分離 將步驟(2)中得到的發(fā)酵液進行分離，得清液和沉淀物； (4)生物鈣的制取 將步驟(3)中得到的清液冷卻后靜置，離心，取沉淀，噴霧干燥，粉碎，得生物鈣； (5)沉淀物酶解、滅酶 將步驟(3)中得到的沉淀物洗滌干凈，加入純凈水攪拌均勻，再加入沉淀物質(zhì)量0.5?1%的蛋白酶進行酶解，酶解溫度48?55°C，酶解時間為4?12h，得酶解液；將酶解液加熱至80?100°C,酶滅活30?60min,得滅酶的酶解液； (6)膠原蛋白肽的制取 將步驟(5)中得到的滅酶的酶解液進行超濾濃縮，得濃縮液；將濃縮液用陰離子交換樹脂柱進行柱層析，收集流出液；用去離子水洗脫，得洗脫液；將流出液與洗脫液混合均勻，噴霧干燥，得膠原蛋白肽； (7)硫酸軟骨素的制取 將步驟(5)中去離子水洗脫后的陰離子交換樹脂柱用NaCl溶液洗脫，取洗脫液進行超濾脫鹽，然后加入無水乙醇，至乙醇最終體積濃度為60?80%，靜置2?6h，得沉淀；將沉淀經(jīng)氧化脫色、減壓干燥，得到硫酸軟骨素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其特征在于:所述的蛋白酶為中味性蛋白酶或風味蛋白酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的魚骨制備硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)膠原蛋白肽、生物鈣的方法，其特征在于:所述的氧化脫色是將獲得沉淀用雙氧水進行氧化脫色，其沉淀與雙氧水的質(zhì)量比為1: 2?5。
【文檔編號】C01F11/18GK104480168SQ201410683325
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】王本新, 李銀塔, 劉建松 申請人:榮成宏業(yè)海洋科技有限公司