專利名稱：組合酶制備食用明膠的方法
技術領域：
本發明涉及--種明膠的制備方法，尤其涉及一種利用組合酶降解骨膠原制 備食用明膠的方法。
背景技術：
在數碼時代對照相明膠造成沖擊的同時，醫藥和食用明膠的市場需求卻在 逐步擴大；同時由于明膠的功能性和安全使用性問題受到越來越多的關注，這 就必然要求明膠品質的進一步提高。在現有技術中，堿法工藝生產周期長，浸 灰工序長達40 60天，生產效率較低，對環境污染較為嚴重，且生產的明膠產 品專一性不強，除食用明膠更多的份額是照相明膠和藥用明膠，這對食用明膠 的制備是相當制約的。酸法工藝則多用于皮料，較少用于骨料，且對環境的污 染性較強。從而也要求了明膠工藝的改進。
自上世紀五十年代，人們就嘗試將酶對膠原的降解作用引進到明膠工藝的 制備中。半個世紀多以來，研究者己經取得了很大的顯著成果。但到目前為止， 還鮮有工藝應用于明膠大生產中，這與酶解膠原反應的難控制性有關。
中國專利CN1473901A公開采用單一酶種降解脫脂不脫礦的骨泥制備明 膠的方法，脫脂不脫礦就減少了浸酸環節，節約水資源，但骨料磨成骨泥的過 程則相對傳統工藝的骨粒制備增加了成本；且單一酶種降解，骨明膠蛋白降解 不完全，余留的骨渣需再返回反應鍋重新抽提，可能會對后續明膠的品質有所 影響。此方法產品主要針對藥用明膠。
發明內容
本發明的目的在于提供一種生產周期短、產品品質較為專一的、利用組合 酶降解骨膠原制備食用明膠的方法。
酶是生物催化劑，具有高度的專一性，即不同的蛋白酶肽鏈的作用位點不 同。因此采用專一性不同的蛋白酶依次酶解的組合方式降解膠原制備明膠，既 增加了酶解位點，使骨料盡可能降解完畢，不需要返回再處理，減少了后續工 序和不穩定因素；同時又將兩種酶的酶解過程分離，使小分量的明膠肽產生較
少。本發明利用這一原理，采用酸性蛋白酶和中性或偏堿性蛋白酶分別降解的 方式，以達到縮短明膠生產周期、制備粘度、凍力指標達到屆家標準要求的食
用明膠水平。
本發明采用組合酶降解骨膠原制備食用明膠的方法，包括以下工藝步驟
① 將傳統堿法工藝浸酸水洗后的骨素，用2 3倍體積的水浸泡2 3小時，
傳統堿法工藝浸酸制備骨素的工藝骨膠原料——砸骨^~脫脂——骨粒
分選——浸酸——水洗——干燥，浸酸后骨素的骨粒大小為10 50mm。
② 加入干骨素質量1 3%。的酸性蛋白酶，于55 6(TC下進行第一次降解 降解反應時間是2 3小時，然后迅速升溫，于85 10(TC下滅活酶20 30 Min， 然后用堿調節反應后溶液pH至6 7。酸性蛋白酶可采用胃蛋白酶或組織蛋白 酶；調節用堿為氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧化銨。
③ 于溫度50 6(TC下提膠，過濾膠液、干燥得明膠干物質。 明膠溶液經干燥后檢測，第一次酶解獲得明膠的粘度為2.3 2.7mPa's，凍
力139~197 Bloom g;消耗骨量60 80%;估算得膠率51~68%。
④ 在余留骨素中加水，使骨水體積比控制在1:2.5 1:3;用堿調節反應后溶 液pH至4 8，再加入原干骨素質量1~3%。的中性或偏堿性蛋白酶，于55 6(TC 下進行第二次降解酶解反應2 3小時，然后迅速升溫至85 10(TC滅活2(K30 min。
其中，中性蛋白酶可采用AS1.398中性蛋白酶，偏堿性蛋白酶可采用2701 堿性蛋白酶、胰蛋白酶或木瓜蛋白酶；調節用堿為氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧 化銨。
⑤ 于溫度50 6(TC下提膠，過濾膠液、干燥得明膠干物質； 所得明膠溶液經干燥后檢測，第二次酶解獲得明膠的粘度為2.2 3.4
mPa's，凍力為101 168 Bloom g;消耗骨量15 30%，估算得膠率13.5 27%。
⑥ 余留少量骨素，加水升高溫，煮沸水解，只余少量軟而無粘度的骨渣。
本發明與現有技術相比具有以下優點
1 、本發明采用專一性不同的蛋白酶——酸性蛋白酶和中性或偏堿性蛋白 酶對傳統堿法工藝浸酸水洗后的骨素通過依次加入的方式進行組合酶解，既增
加了酶解位點，使骨料盡可能降解完畢，不需要返回再處理，減少了后續工序 和不穩定因素；同時又將兩種酶的酶解過程分離，使小分量的明膠肽產生較少， 獲得了品質較為專一的食用明膠。
2、本發明將傳統堿法中的浸灰工序由酶解工序代替，減少工藝變動的同 時，縮短了明膠的生產周期，降低了環境污染。
具體實施例方式
實施例1、將骨膠原采用傳統堿法工藝浸酸水洗后的骨素(骨粒30~50mm, pH4 5，骨素含水量62.3%，) 5.44kg進行組合酶解實驗
加入骨素三倍量水浸泡2小時，使骨素膨脹，并去除油脂，加骨素質量 2.65%。的胃蛋白酶，升溫至6(TC，進行第一次酶解；酶解2小時后，迅速升溫 至85°C ，維持高溫30min，使酶滅活，再用氫氧化鈉調節反應后溶液pH至6 7 后，于6(TC下提膠2h，消耗骨量60 80%，估算得膠率51 68%。
在余留骨素中加三倍量體積的水，并用氫氧化鈉調節體系的pH至6左右； 再加入原骨素質量2.65%。的AS1.398中性蛋白酶，于溫度60。C下進行第二次 酶解；酶解2小時后，迅速升溫至85。C，維持高溫30min，使酶滅活；然后于 60。C下提膠2h，消耗骨量15~30% (估算得膠率13.5 27%);
在余骨中加一倍體積量的水煮沸，只余少量軟而無粘度的骨渣。
每次抽提后膠液經干燥得干膠片，測粘度、凍力。經檢測，獲得第一次酶 解明膠的粘度為2.3 mPa's，凍力139 Bloom g;第二次酶解膠的粘度為3.4 mPa's，凍力為101 Bloom g。
實施例2、將骨膠原采用傳統堿法工藝浸酸水洗后的骨素(骨粒 10 20mm， pH4 5) 100kg，加入骨素體積3倍量的水浸泡3小時，使骨素膨 脹；除油后，加骨素量1.5%。的胃蛋白酶，升降溫至6(TC，進行第一次酶解； 酶解3小時后，迅速升溫至9(TC，維持高溫20min，使酶滅活，再用氫氧化鈣 調節反應后溶液pH至6 7，然后于60'C提膠2h，膠液干燥后獲得第一次酶解 明膠的得膠率為30 35%，粘度2.5mPa.s，凍力189 Bloom g。
加入余骨量三倍體積的水，用氫氧化鈣調解體系pH至7 8，加入原干骨 量1%。的2701堿性蛋白酶進行第二次酶解于溫度6(TC下酶解2小時后，迅 速升溫至9(TC，維持高溫20min，使酶滅活；然后于6(TC下提膠2h，膠液干 燥后獲得第二次酶解明膠的得膠率為17 23。/。，粘度2.5mPa's，凍力162 Bloom
余骨加-倍水煮沸，只余少量軟而無粘度的骨渣。
實施例3、將傳統堿法工藝浸酸水洗后的骨粒10~20mm， pH4 5的骨素 100kg，加入骨素2倍左右體積的水浸泡3小時，加干骨量1.5%。的組織蛋白酶，
升溫至6(TC，進行第一次酶解；酶解3小時后，迅速升溫至9(TC，維持高溫 20min，使酶滅活，再用氫氧化鈉調節反應后溶液pH至6 7;然后于6(TC下 提膠2h，膠液干燥后獲得第一次酶解明膠的得膠率為30 35%，粘度2.5 mPa-s， 凍力189 Bloom g;
加入余骨量2.5倍體積的水，用氫氧化鈉調解體系pH為7 8，加原干骨 量2%。的胰蛋白酶，于6(TC溫度下進行第二次酶解，酶解2小時后，迅速升溫 至9(TC，維持高溫20min，使酶滅活；然后于60。C提膠2h，膠液干燥后獲得 第二次酶解明膠的得膠率為18.5~21%，粘度2.7mPa-s，凍力168Bloomg。
余骨加一倍水煮沸，只余少量軟而無粘度的骨渣。
實施例4、將傳統堿法工藝浸酸水洗后骨粒10~20mm， pH4~5的干骨素 100kg，加入骨素體積3.5倍的水浸泡2.5小時，加入干骨素量2.5%。的胃蛋白 酶體積量，升溫至60。C，進行第一次酶解，酶解3小時后迅速升溫至85'C， 維持高溫20min，使酶滅活，再用氫氧化鈉調節反應后溶液pH至6 7;然后 于6(TC提膠2h，膠液干燥后獲得第一次酶解明膠的得膠率為30 35%，粘度 2.5mPa's，凍力189 Bloom g;
加入余骨量的2.5倍體積的水，用氫氧化鈉調解體系pH為4 8，再加原 千骨量3%。的木瓜蛋白酶，進行第二次酶解于溫度55"C下酶解2小時，迅速 升溫至85。C，維持高溫20min，使酶滅活；然后于6(TC提膠2h，膠液干燥后 獲得第二次酶解明膠的得膠率為18.9 25。/。，粘度2.2mPa's，凍力164 Bloom g。
余骨加一倍水煮沸，只余少量軟而無粘度的骨渣。
權利要求
1、一種組合酶降解骨膠原制備明膠的方法，包括以下工藝步驟①將傳統堿法工藝浸酸水洗后的干骨素，用2～3倍體積的水浸泡2～3小時，除油；②加入干骨素質量1～3‰的酸性蛋白酶，于55～60℃下酶解反應2～5小時，然后迅速升溫至85～100℃下，滅活酶20～30min；用堿調節反應后溶液pH至6～7；③于溫度50～60℃下提膠，過濾膠液、干燥得明膠干物質；④在余留骨素中加水，使骨水體積比控制在1∶2.5～1∶3；用堿調節反應后溶液pH至4～8；再加入原干骨素質量1～3‰的中性或偏堿性蛋白酶，于55～60℃酶解反應2～3小時，然后迅速升溫至85～100℃下滅活酶20～30min；⑤于溫度50～60℃下提膠，過濾膠液、干燥得明膠干物質；⑥余留少量骨素，加水升高溫，煮沸水解。
全文摘要
本發明提供了一種采用專一性不同的蛋白酶依次酶解的組合降解骨膠原制備食用明膠的方法是將傳統堿法工藝浸酸水洗后的骨素用水浸泡2～3小時，除油后加入干骨素質量1～3‰的酸性蛋白酶，于55～60℃進行第一次降解2～5，高溫滅酶后，提膠、過濾、干燥得明膠干物質；再在余留骨素中加水，并用堿調節反應后溶液pH至4～8后加入原干骨素質量2～3‰的中性或偏堿性蛋白酶，于55～60℃進行第二次降解、高溫滅酶、提膠、過濾、干燥得明膠干物質。本發明第一次酶解消耗骨量達60～80％，獲得明膠的粘度達2.3mPa·s，凍力139Bloom g；第二次酶解消耗骨量達15～30％，獲得明膠的粘度達3.4mPa·s，凍力101Bloom g；余骨煮沸后只留少量軟而無粘度的骨渣。
文檔編號A23L1/0562GK101107974SQ20071001854
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月25日 優先權日2007年7月25日
發明者葉潤蓉, 坪 呂, 杜玉枝, 魏立新 申請人:中國科學院西北高原生物研究所