[发明专利]一种动物皮的高效酶脱脂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动物皮加工技术，特别涉及一种以动物皮为原料的制革、制裘、制胶、多肽和活性物质提取等过程中对动物皮进行高效脱脂方法。

背景技术

动物皮作为肉制品产业的副产物，被广泛应用于制革、制裘、制胶及多肽和多种活性物质提取的原料，动物皮中存在的油脂对这些产品的生产过程和成品质量有明显的负面影响。例如，对于皮革或毛皮加工来说，脱脂不净会阻碍后工序化学材料的渗透及其与胶原活性基团之间的反应，影响染色的鲜艳度和均匀性，并可能使成革产生异味、油霜和涂层粘接性差等缺陷。油脂水解产生的脂肪酸与钙离子、铬离子容易形成钙皂和铬皂，沉积在皮上。对于胶原或多肽提取来说，脱脂不净会影响提取效率及产品的纯度和性能。因此，脱脂是生产这些产品必不可少的工序。

传统的脱脂方法主要是溶剂法、皂化法和乳化法。溶剂法脱脂效率高，但需要使用煤油、石油醚等有机溶剂，存在成本高、有毒、易燃和操作安全性低等问题。皂化法是用碱对油脂进行水解，形成可溶性皂而除去。由于皮蛋白等成分对强碱和高温的耐受性限制，实际脱脂过程中主要使用碳酸钠等弱碱，在40℃以下进行，因此，油脂的水解率低，脱脂效率不高，且主要是表面脱脂。乳化法是目前使用最普遍的脱脂方法，主要通过表面活性剂（脱脂剂）将皮内油脂乳化、分散于水中而中除去。为达到较好的脱脂效果，乳化剂的用量较大，如在多脂绵羊皮的制革过程中，脱脂剂的用量甚至达皮重的10%以上。含过量表面活性剂的脱脂废水的排放，会改变水生环境，危害鱼类生长，也容易被土壤吸附，影响陆生生物的生长，因此，难以降解的烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂已被多个国家限用。

脂肪酶能催化天然油脂水解成脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油等产物。脂肪酶可以在较温和的条件下催化油脂的水解，酶具有无毒无害、易生物降解等优点，因此，动物皮的脂肪酶脱脂方法被广泛关注。但是，大量研究表明，目前已开发的基于脂肪酶脱脂方法的脱脂效率低，在动物皮制革加工过程中的脱脂率低于65%，远低于理想的脱脂效果。

本发明者的研究表明，脂肪酶脱脂效率低的主要原因是脂肪酶对油脂的水解作用严重受到产物和表面活性剂的抑制。动物皮的脱脂一般是在水介质中进行的，在水介质中油脂是以油滴的形式存在的，随着脂肪酶对油滴表面油脂分子的分解，产物脂肪酸的量逐渐增加。由于脂肪酸不溶于水，但其极性大于油脂分子，因此，生成的脂肪酸会聚集在油水界面上。随着脂肪酸量的增加，油滴表面完全被脂肪酸覆盖、包裹，阻碍了脂肪酶与油脂分子的接触，脂肪酶的作用则完全被抑制。另一方面，当脂肪酶脱脂体系中加入表面活性剂时，由于表面活性剂对油脂的乳化作用，油滴被包裹在乳胶粒子的内部，壳层的表面活性剂阻碍了脂肪酶与油脂分子的接触，从而对脂肪酶的作用产生了明显的抑制作用。因此，目前已建立的脂肪酶和表面活性剂同时使用的脱脂方法的脱脂效果与单独表面活性剂脱脂相比，其脱脂率无明显的提高。

基于脂肪酶作用的动物皮脱脂方法是一种绿色环保的方法，消除脂肪酶水解油脂反应的产物抑制作用是提高脂肪酶脱脂效果的关键。

发明内容

本发明的目的是针对现有酶脱脂技术的不足而提供一种基于脂肪酶对动物皮内油脂高效水解作用的高效脱脂方法，以解决传统的表面活性剂或有机溶剂脱脂方法污染大、皂化法和单一的脂肪酶或脂肪酶与表面活性剂结合脱脂方法的脱脂效率不高的缺陷，实现无溶剂和外加表面活性剂的动物皮清洁、高效脱脂。

本发明技术的核心是在脂肪酶催化油脂过程的中后期，使水解产物脂肪酸原位生成可溶性皂，并及时去除，不外加表面活性剂，消除脂肪酶作用的产物抑制和表面活性剂抑制作用，使脂肪酶在碱性条件下产生“超活性”，提高酶催化效率，达到动物皮高效脱脂的效果。

本发明的基本特点是将酶对油脂催化水解分阶段进行，即酶作用初期，在脂肪酶的最适pH值下催化动物皮内油脂水解；在反应中、后期加入碱和脂肪酸分散剂，使脂肪酸原位形成可溶性皂，进入水相，实现产物脂肪酸与油脂分子及时分离，消除脂肪酸的抑制作用，有效提高油脂水解效率和去除效果。

可以实现本发明上述目的的脂肪酶与碱协同高效脱脂方法，包括以下操作步骤，各操作步骤所用材料除特别说明外均按质量份计：

（1）调整pH值：将经预处理后的动物皮100份投入转鼓或划槽中，加入水30-1000份，在15-45℃下，加入适量的酸性或碱性材料，转动10-180分钟，将浴液和动物皮的pH值调整到酶的最适pH值范围；