一種酶法制備骨明膠的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種明膠的制備方法，具體涉及一種酶法制備骨明膠的方法。
【背景技術】
[0002] 明膠是由動物的皮和骨通過降解、提膠而制得的蛋白質，主要由18種組成相同而 分子量分布很寬的氨基酸多肽分子混合物組成，明膠的分子量一般在幾萬至十幾萬，其含 巰氨基酸很少，而甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸四種氨基酸的含量很高，約占總氨基 酸量的67%。由于明膠既具有酸性，又具有堿性，是一種兩性物質，而且明膠的膠團是帶電 的，在電場作用下，它將向兩極中的某一極移動。明膠的分子結構上含有大量的羥基，另外 還有許多羧基和氨基，這使得明膠具有極強的親水性。但明膠不溶于冷水，溶于熱水，并能 在溶膠和凝膠之間進行可逆性轉變，具有極其優良的物理性質，如膠凍力、親和性、高度分 散性、低粘度特性、成膜性、分散穩定性、持水性、被覆性、韌性及可逆性等。
[0003] 酶法制備明膠是從二十世紀五十年代發展起來的，半個多世紀以來，國內外研究 者已經取得了不少的成果。但到目前為止，酶法制備明膠的方法還沒有大規模應用于明膠 生產中，與傳統的堿法、酸法生產明膠的工藝相比較，其潛在的生產周期短、設備易于控制 及環境污染少等優勢正逐漸顯現出來。
[0004] 專利公開號CN102329843A公開了一種酶法制備明膠的方法，具體包括以下步 驟：將骨粒磨成粒徑< 3mm的骨粉，加水調漿，得骨粉漿，將骨粉漿加入到膠體磨中研磨，粒 徑控制在5-45iim，加磷酸酸化，其中磷酸的濃度為80-98%，加入量為骨粉重量的0. 9-1. 2， 酸化12-24小時，然后加入酸性蛋白酶溶液，加入量為骨粉重量的0. 009-0. 05,攪拌、保溫 反應1-3小時，加雙氧水氧化并加熱脫色，然后向脫色的酶解液中加入氫氧化鈣調節pH值 為5. 0-5. 5,加入干膠重量0. 5-1. 5%的聚丙烯酰胺或殼聚糖的絮凝劑，過濾，上清液濃縮， 滅菌，烘干即得骨制明膠。該方法克服了傳統浸酸耗水量大、生產周期長、污染嚴重的問題， 但采用脫鈣骨粒作為原料，生產成本較高，而且殘留有較多的無機鹽離子，給后續的分離工 序造成困難，另外，采用膠體磨研磨時，轉定子和物料間高速摩擦，能夠產生較大的熱量，使 被處理物料變性。
[0005] 專利公開號CN101107974A公開了一種組合酶制備食用明膠的方法，具體步驟如 下：酶解過程中，加入量為干骨素質量1-3%。的酸性蛋白酶，于55-60°C進行第一次降解2-5 小時，高溫滅酶提膠，然后剩余的骨素中加入2-3%。的中性或偏堿性蛋白酶，于55-60°C下 進行第二次酶解，再次滅酶提膠。第一次酶解所得明膠粘度為2.3mPa.s，凍力139Bl〇〇mg; 第二次酶解所得明膠粘度為3.4mPas，凍力lOlBloomg。該方法采用不同的蛋白酶并分階 段進行提膠，使骨素盡可能被降解完全，但是第一次酶解完進行滅酶會影響明膠的品質，第 二次再進行酶解，得到的明膠分子量較低，品質較差。因此，此工藝選用蛋白酶制備的明膠 凍力較低、明膠的品質不高。
[0006] 專利公開號CN103555802A公開了一種通過酶法提膠制備明膠的方法，具體步驟 如下：采用提膠到三次到四次的剩余骨料作為原料，加水攪拌調漿，去離子水的加入量為骨 料的1-3,然后加酸或者堿調節pH為5. 5-7. 0,45-55°C保溫并加入10-40ppm的蛋白酶，酶 解1-4小時，高溫滅酶，過濾后得透明度較高的明膠液。該方法可以大幅度提高優質明膠的 得率，增加優質明膠得率20%-30%。但該方法采用高溫滅酶，高溫不僅能夠使酶失活，還會對 明膠品質造成一定的影響。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種酶法制備骨明膠的方法，以解決上述酶法制備明膠技 術存在的各種缺陷，提_明I父的得率以及品質。
[0008] 本發明提供了一種酶法制備骨明膠的方法，包括以下步驟：骨粒脫脂、加水攪拌 調漿、檸檬酸酸化，然后加入過氧化氫進行脫色，水洗，生物組合酶提膠，離心、過濾、離子交 換、濃縮、干燥。
[0009] 進一步，上述方法中包括以下步驟： (1) 脫脂：將骨粒放入粉碎機粉碎，骨粒粒徑< 2mm，向骨粉中加入丙酮進行脫脂，室溫 浸泡； (2) 加水調漿：脫脂骨粒中加入去離子水，攪拌調成骨粉漿； (3) 均質機粉碎：將骨粉漿加入均質機中微細化，粒徑控制在2-30ym; (4) 檸檬酸酸化：脫脂骨粉中加入檸檬酸進行酸化，酸化4-12小時，得骨膠原體溶液； (5) 過氧化氫脫色：骨膠原體溶液中加入過氧化氫，室溫浸泡2小時，加熱脫色； (6) 生物組合酶提膠：水洗骨膠原體溶液，加檸檬酸調節pH值為3.0-5. 5,溫度為 35-55°C，加入生物組合蛋白酶進行提膠，提膠0. 5-6小時； (7) 滅酶過濾得明膠：加堿滅酶，然后離心、過濾、離子交換、濃縮、滅菌、干燥，即得骨明 膠。
[0010] 進一步，上述脫脂工序中采用丙酮脫脂，骨粉的重量克數與丙酮的體積毫升數的 比為1:5-10,室溫浸泡4-8小時，優選6小時； 進一步，上述加水調漿工序中，所述的加入的去離子水的重量用量是骨粉重量的2-4 倍。
[0011] 進一步，上述酸化工序中，檸檬酸的濃度為0.05mol/L-0.3mol/L，優選0?lmol/L， 朽1檬酸與骨粉的重量比為〇.l_〇. 8 :1。
[0012] 進一步，上述過氧化氫脫色工序中，過氧化氫用量為骨粉的5. 0%-7. 0%，濃度為 10%-15%。
[0013] 進一步，上述酶提膠工序中，組合酶為胃蛋白酶或者木瓜蛋白酶的一種或者兩種 組合物。
[0014] 進一步，上述酶提膠工序中，分階段不同的蛋白酶進行酶解，先用2%。-10%。的胃 蛋白酶提膠1-3小時，然后采用1%。-10%。的木瓜蛋白酶提膠1-3小時。
[0015] 更進一步，上述酶提交工序中，胃蛋白酶的用量是木瓜蛋白酶的用量的2-8倍。
[0016] 最后，根據上述方法所制得的骨明膠，測得該明膠的凍力強度均大于220Bloom g，勃氏黏度大于4. 8cps。
[0017] 有益效果 本發明與現有技術相比，具有顯著的進步和以下優點： (1) 將骨粒粉碎成骨粉，粒徑為l_2mm，進入均質機進一步微細化，使粒徑變為 2-30ym，采用丙酮進行浸泡脫脂，不僅能夠縮短脫脂和提膠的周期，而且能夠脫脂完全，達 到較高的脫脂率。另外，丙酮法脫脂還能夠得到純度較高、分子量大的膠原蛋白，而且不會 對膠原蛋白的氨基酸產生破壞作用。同時，丙酮還可重復利用，節約生產成本； (2) 采用檸檬酸酸化，可以降解骨料中的粘多糖提高骨膠原纖維松散和膨脹的程度，克 服了傳統酶法制備明膠中浸酸、浸灰和中和反應的過程，而且采用過氧化氫代替硫化鈉對 骨粉進行處理，可以最大限度去除骨粉膠體中的有色物質和非膠原蛋白，并能夠進一步提 高骨膠原纖維松散和膨脹的程度，在有效解決了硫化鈉存在的污染環境、引入新的雜質和 影響明膠品質問題的同時，還起到了抑菌抗菌的作用，改善了明膠的透明度； (3) 采用檸檬酸、過氧化氫處理過后得到的骨膠原進行明膠的提取，可以大幅減少廢 水、廢渣的排放，縮短生產周期，而且提膠工序后經過離心、過濾所得濾餅經過烘干、粉碎， 還可以得到檸檬酸鈣粗品； (4) 采用分段加入生物組合酶的方法進行提膠，顯著提高了明膠的得率和品質，適合工 業化生產； (5) 本發明無需進行高溫滅酶，一定程度上減少了高溫對膠原蛋白的破壞，從而提高 了明膠品質； (6) 本發明的骨明膠具有更高的凍力強度和適宜的粘度，使制備的空膠囊薄厚均勻、表 面光滑，不易破損。
【附圖說明】
[0018] 圖1本發明一種酶法制備骨明膠的方法的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 本發明在經過對現有酶法制備明膠的生產工藝進行了大量的探索性研究，并進行 了有創造性的改進，首先通過對前處理工藝進行改進，使前處理更加有效、操作更為簡便、 安全性更高。然后，通過在提膠工序中加入組合蛋白酶分階段進行提膠，不僅提高了明膠的 純度，而且大幅度提商了明股的品質和得率。
[0020] 實施例1 本實施例采用1kg的豬骨，通過本發明的方法制備骨明膠，包括以下步驟； (1) 脫脂：將骨粒放入粉碎機進行粉碎，粒徑< 2mm，然后向骨粉中加入丙酮進行脫脂， 丙酮的體積為5L，室溫下浸泡4h; (2) 加水調漿：脫脂骨粉中加入2kg去離子水，攪拌調成骨粉漿； (3) 均質機粉碎：將骨粉漿加入均質機中微細化，粒徑為10iim; (4) 檸檬酸酸化：脫脂骨粉中加入濃度為0. 05mol/L的檸檬酸，檸檬酸與骨粉的重量投 料比為0. 1 :1，室溫酸化4小時，得骨膠原體溶液； (5) 過氧化氫脫色：骨膠原體溶液中加入濃度為10%的過氧化氫,過氧化氫的重量為骨 粉的5. 0% (重量百分比)，室溫下浸泡2小時，加熱脫色； (6 )組合酶提膠：水