專利名稱:可溶性膠原蛋白的制備方法
可溶性膠原蛋白的制備方法技術領域：
[0001]本發明屬于膠原/明膠制備領域，特別涉及酶降解骨明膠(骨膠原)制備可溶性膠原蛋白的方法，得到的可溶性膠原蛋白可用于保健品、化妝品、食品添加劑等。
背景技術：
[0002]可溶性膠原蛋白(優質明膠再降解)是以動物結締組織中的膠原蛋白為原料，是在嚴格控制反應條件下進行水解、精制而成。[0003]可溶性膠原蛋白是一種良好的蛋白源，含有人體必須的膠原蛋白，并具有和阿膠相似的氨基酸組分，因其分子量合適，水溶性好，極易被人體吸收利用。故能促進細胞生長， 改善人體多種功能，促進兒童生長發育，被稱為“功能性食品”。優質的可溶性膠原蛋白已成為國內外食品、保健品生產廠家首選的蛋白源，廣泛應用于口服營養液、飲料、美容類保健飲品、健美減肥食品、調味品、面包、方便面、速溶氨基酸沖劑及特殊配方的食品中等。可溶性膠原蛋白能軟化人體皮膚角質層，能有效地被皮膚、毛發吸收和利用，并促進皮膚、毛發新陳代謝，增進營養，護發養發，滋潤細膩皮膚。廣泛應用于各類人群護膚護發和保健清潔用品。[0004]目前，在公開的專利文獻中，關于可溶性膠原蛋白的專利很多，但原料及實施內容各不相同如，MB :15031768356, CN94100964. 5主要是以動物體直接應用高壓蒸煮、 酶水解反應、冷凍干燥工序提取可溶性膠原蛋白，應用于飼料產品及可配制鮮美的味精醬油等。CN93105979. 8是以大豆分離蛋白為原料，采用蛋白酶水解制備得到蛋白食品。 CN94110350.1是復合氨基酸螯合鹽制備方法的技術，利用在螯合反應液中加入麩皮、豆餅等營養載體吸附劑，既簡化濃縮工藝、節省能源，又使產品兼備水溶性和非水溶性螯合物及氨基酸和小分子肽；CN99805573. 5、CNOl 138201. 5、CN200610054094. 6是植物蛋白原料酶水解而獲得的可溶性膠原蛋白產品。CN02134924. X是以脫脂蠶蛹為蛋白質水解原料，制備出高質量的復合氨基酸產品。CN200410013841.2是一種水酶法從花生中提取油與水解蛋白的工藝。CN200510066385. 2是以珍珠層角殼水解蛋白為原料，按照一定的比例，加入表面活性劑聚氧乙烯(40)單硬脂酸酯等基質混合均勻，將混合物料加熱至熔融，攪拌均勻，置入專用的滴丸機，以適當的速度，滴入冷凝液中而成。公開號CN1511910A是用明膠加酶研制可溶性膠原蛋白。
發明內容
[0005]本發明的目的是提供一種方法簡單，零排放對環境無污染的酶降解骨明膠制備可溶性膠原蛋白的方法,從而制備出高純度,高質量的可溶性膠原蛋白。[0006]本發明所采用的原料為透過率達到雙90的骨明膠(雙90骨明膠是通過國家標準的檢測方法，配成質量濃度為6. 67%明膠水溶液，用紫外光譜進行450nm和620nm波長下的測定，在這兩個波長下檢測的透過率數值都達到90%以上，估簡稱為雙90骨明膠)，所述的雙90骨明膠中的α組分(分子量為9 10萬)占 雙90骨明膠總組分含量的60%以上，見圖1。圖1中，每根譜帶代表一個明膠樣品，其中最后一根譜帶為本發明所使用的明膠原料， 是α含量最高的骨明膠；其次，用中國科學院理化技術研究所研制的電泳配方的檢測手段，準確檢測本發明方法得到的可溶性膠原蛋白中的分子量分別包含分子量為500±100、 分子量為1000±200、分子量為2000±400、分子量為3000±600、分子量為4000±800、分子量為5000± 1000或分子量為10000±2000等不同的分子量；可溶性膠原蛋白的種類和質量可依產品的分子量的大小和分布來劃分，更有利于不同人群對保健品的適應性；本發明的方法采用超濾膜和噴霧設備來進行純化和干燥。[0007]本發明是以優質的雙90骨明膠為原料，在本發明的工藝條件下再進行第二次膠原的降解、得到所需要的可溶性膠原蛋白。本發明的制備模式關鍵在于1、原料是傳統堿法工藝生產的最優質的雙90骨明膠-α組分占雙90骨明膠總組分含量的60%以上，其雜質含量低，灰份小于1% (現有市場的可溶性膠原蛋白灰份大于2% ),不存在有異味；2、原料雙90骨明膠的α組分(9-10萬的分子量)必須非常集中，要占到總分子量比例的60%以上，這樣才有可能使第二次降解得到的多肽的分子量比較集中；3、原料骨明膠的質量指標， 特別是氨基酸含量要達標，含人體所必須的十八種氨基酸和部分金屬微量元素等等。[0008]本發明方法得到的可溶性膠原蛋白的分子量為400-12000，含蛋白質90%以上， 人體所必須的十八種氨基酸含量高于90%，為低分子多肽。可溶性膠原蛋白產品為白色細粉，具有優良的膠體保護性、表面活性、成膜性、浸潤性、穩定性和易溶性，對酸或堿等刺激具有緩沖能力。本發明方法得到的可溶性膠原蛋白對肝炎、胃炎、消化道疾病等具有良好的療效，可供臨床治療和生產醫療保健食品，可作為藥劑的填充料、細菌培養基、血漿代用品、 菌苗穩定劑等。[0009]本發明的酶降解骨明膠制備可溶性膠原蛋白的制備方法包括以下步驟[0010]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠，重新溶解于水中配制成質量濃度為 10 25%的骨明膠溶液；[0011]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用無機酸調節骨明膠溶液的pH 值為2 4，然后加酸性蛋白酶控制骨明膠降解5 7小時，得到降解的骨明膠溶液，其中所述的酸性蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的3 6%。；或[0012]用無機堿調節骨明膠溶液的pH值為6 8，然后加中性蛋白酶或堿性蛋白酶控制骨明膠降解5 7小時，得到降解的骨明膠溶液，其中所述的中性蛋白酶或堿性蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的3 6%0 ；[0013]3).將步驟2)得到的降解的骨明膠溶液用無機酸或無機堿調節pH為5 6. 5 ;隨后將反應物升到溫度為65 75°C進行熱抽提；[0014]4).將步驟3)得到的反應物在溫度為95 100°C的水浴中煮5 15分鐘以殺酶， 得到優質的可溶性膠原蛋白溶液；[0015]5).對步驟4)得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品。本發明得到的可溶性膠原蛋白的產率在95%以上。[0016]所述的雙90骨明膠的α組分占總組分含量的60 %以上。[0017]所述的酸性蛋白酶是胃蛋白酶等；所述的堿性蛋白酶是胰蛋白酶、胰酶或堿性水解蛋白酶(由地衣芽孢桿菌經深層發酵提煉而成)等；所述 的中性蛋白酶是短肽專用酶或木瓜蛋白酶等。[0018]所述的無機酸是鹽酸或磷酸；所述的無機堿是氫氧化鈣、氫氧化銨或氫氧化鈉。[0019]步驟3)所述的在溫度為65 75°C進行熱抽提，優選熱抽提時間為I 2小時。[0020]本發明的可溶性膠原蛋白由高質量的雙90骨明膠降解而成，得到的可溶性膠原蛋白的分子量為400-12000。其中，可得到可溶性膠原蛋白的分子量為400-12000中的分子量為500±100、分子量為1000±200、分子量為2000±400、分子量為3000±600、分子量為 4000±800、分子量為5000±1000或分子量為10000±2000的分子量占60%以上的七種產品等。單一產品的分子量分布比較集中；用中國科學院理化技術研究所研制的電泳配方的檢測手段，準確檢測本發明方法得到的可溶性膠原蛋白的分子量，可溶性膠原蛋白產品可用于保健品、化妝品、食品添加劑等。
[0021]圖1.雙90骨明膠樣品。
具體實施方式
[0022]技術路線雙90骨明膠-溶漲-酶解-抽提-殺酶-超過濾-濃縮-噴霧干燥-產品O[0023]實施例1.[0024]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)20克，加水180ml，配制成質量濃度為10%的骨明膠溶液；[0025]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用稀鹽酸調解骨明膠溶液的pH 值為2. 5，然后加胃蛋白酶，在37°C恒溫水浴中控制骨明膠降解7小時，得到降解的骨明膠溶液；其中胃蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的5%。；[0026]3).用氫氧化鈉調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為5. O 6. 5，隨后加熱反應物至65°C，熱抽提I小時；[0027]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮5 15分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0028]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾、濃縮、再進行噴霧干燥，得到產率95%以上的高純度且優質粉狀的水解蛋白產品。測定產物分子量，結果見表I。[0029]實施例2.[0030]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)重新溶解于水中配制成質量濃度為15%的骨明膠溶液；[0031]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用氫氧化鈣水溶液調節骨明膠溶液的PH值為7. 0，然后加木瓜蛋白酶，在55°C恒溫水浴 中控制骨明膠降解6小時，得到降解的骨明膠溶液；其中木瓜蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的4%。；[0032]3).用氫氧化鈉調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為6 ;隨后將溫度升到 65°C，熱抽提I小時;[0033]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮5 15分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0034]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品，產率為95%。測定產物分子量，結果見表I。[0035]實施例3.[0036]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)重新溶解于水中配制成質量濃度為20%的骨明膠溶液；[0037]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用氫氧化鈣水溶液調節骨明膠溶液的PH值為8. 0，然后加胰蛋白酶，在40°C恒溫水浴中控制骨明膠降解5小時；其中胰蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的3%0 ；[0038]3).用磷酸調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為6;隨后將溫度升到 70°C，熱抽提I小時；[0039]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮5 15分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0040]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品，產率95%。測定產物分子量，結果見表I。[0041]實施例4.[0042]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)重新溶解于水中配制成質量濃度為20%的骨明膠溶液；[0043]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用氫氧化鈣水溶液調節骨明膠溶液的PH值為7. 5，然后加胰蛋白酶，在50°C恒溫水浴中控制骨明膠降解7小時；其中胰蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的5%0 ；[0044]3).用磷酸調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為6;隨后將溫度升到 75°C，熱抽提I小時，得到優質的可溶性膠原蛋白溶液；[0045]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮5 15分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0046]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品，產率95%。測定產物分子量，結果見表I。[0047]實施例5.[0048]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)`占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)重新溶解于水中配制成質量濃度為25%的骨明膠溶液；[0049]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用氫氧化鈣水溶液調節骨明膠溶液的PH值為8. 0，然后加堿性水解蛋白酶(由地衣芽孢桿菌經深層發酵提煉而成，北京華瑞新成科技有限公司)，在60°C恒溫水浴中控制骨明膠降解6小時；其中堿性水解蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的3%0 ；[0050]3).用磷酸調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為6;隨后將溫度升到75。。，熱抽提I小時;[0051]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮5 15分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0052]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品，產率95%。測定產物分子量，結果見表I。[0053]實施例6.[0054]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)重新溶解于水中配制成質量濃度為25%的骨明膠溶液；[0055]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用氫氧化鈉水溶液調節骨明膠溶液的PH值為7. 0，然后加短肽專用酶(北京華瑞新成科技有限公司)在45°C恒溫水浴中控制骨明膠降解4小時；其中短肽專用酶的加入量是雙90骨明膠重量的4%。；[0056]3).用磷酸調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為6;隨后將溫度升到 75°C，熱抽提1. 5小時；[0057]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮10分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0058]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品，產率95%。測定產物分子量，結果見表I。[0059]實施例7.[0060]I).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠(450nm波長的光透過率90%以上； 620nm波長的光透過率90%以上，α組分(分子量為9 10萬)占雙90骨明膠總組分含量的60%以上)重新溶解于水中配制成質量濃度為25%的骨明膠溶液；[0061]2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用氫氧化鈉水溶液調節骨明膠溶液的PH值為7. 0，然后加短肽專用酶(北京華瑞新成科技有限公司)在55°C下控制骨明膠降解7小時；其中短肽專用酶的加入量是雙90骨明膠重量的6%。；[0062]3).用磷酸調節步驟2)得到的降解的骨明膠溶液的pH為6;隨后將溫度升到 75°C，熱抽提1. 5小時；[0063]4).將步驟3)得到的反應物在95 100°C水浴中煮15分鐘以殺酶，得到可溶性膠原蛋白溶液；[0064]5).對步驟4)熱抽提得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品，產率95%。測定產物分子量，結果見表I。[0065]表I[0066]
權利要求
1.一種可溶性膠原蛋白的制備方法，其特征是，該方法包括以下步驟 1).將由堿法工藝制備得到的雙90骨明膠，重新溶解于水中配制成質量濃度為10 25%的骨明膠溶液； 2).將步驟I)配制好的骨明膠溶液放入反應鍋內，用無機酸調節骨明膠溶液的pH值為2 4，然后加酸性蛋白酶控制骨明膠降解5 7小時，得到降解的骨明膠溶液，其中所述的酸性蛋白酶的加入量是雙90骨明膠重量的3 6%。； 3).將步驟2)得到的降解的骨明膠溶液用無機堿調節pH為5 6.5;隨后將反應物升到溫度為65 75°C進行熱抽提； 4).將步驟3)得到的反應物在溫度為95 100°C的水浴中煮5 15分鐘，得到可溶性膠原蛋白溶液； 5).對步驟4)得到的可溶性膠原蛋白溶液進行超濾膜過濾后再進行噴霧干燥，得到可溶性膠原蛋白粉狀產品； 所述的雙90骨明膠中的a組分占雙90骨明膠總組分含量的60 %以上。
2.根據權利要求
1所述的方法，其特征是所述的可溶性膠原蛋白的分子量為400-12000。
3.根據權利要求
2所述的方法，其特征是所述的可溶性膠原蛋白的分子量為400-12000中的分子量為500±100、分子量為1000±200、分子量為2000±400、分子量為3000±600、分子量為4000±800、分子量為5000±1000或分子量為10000±2000的分子量占60%以上。
4.根據權利要求
1所述的方法，其特征是所述的酸性蛋白酶是胃蛋白酶。
5.根據權利要求
1所述的方法，其特征是所述的無機堿是氫氧化鈣、氫氧化銨或氫氧化鈉。
6.根據權利要求
1所述的方法，其特征是步驟3)所述的在溫度為65 75°C進行熱抽提，其熱抽提時間為I 2小時。
專利摘要
本發明屬于膠原/明膠制備領域，特別涉及酶降解骨明膠制備可溶性膠原蛋白的方法。本發明是采用堿法工藝制備得到的雙90骨明膠，用無機酸調節雙90骨明膠溶液的pH值后加酸性蛋白酶控制骨明膠降解，或者用無機堿調節pH值后加中性蛋白酶或堿性蛋白酶控制骨明膠降解；將加入蛋白酶的骨明膠溶液在室溫下反應后用無機堿或無機酸調節反應后溶液的pH為5～6.5；隨后將溫度升到溫度為65～75℃進行熱抽提，在95～100℃水浴中殺酶5～15分鐘，采用超濾膜和噴霧干燥來進行純化和干燥后最終可得到可溶性膠原蛋白粉狀產品。本發明方法得到的可溶性膠原蛋白可用于保健品、化妝品、食品添加劑等。
文檔編號C07K1/36GKCN102094056 B發布類型授權 專利申請號CN 200910241882
公開日2013年4月3日 申請日期2009年12月14日
發明者陳麗娟, 張兵, 王穎, 史京京, 郭燕川, 王富榮, 劉芳 申請人:包頭東寶生物技術股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2), 非專利引用 (1),