[发明专利]从动物硬质骨中采用酸‑酶结合提取I型胶原蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明属于骨加工技术领域，尤其涉及一种从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法。

背景技术

我国的可食性骨资源丰富，目前我国畜禽骨年产量高达1200多万吨，占世界产量的1/3，折合约200万吨动物蛋白，可满足7500万人的年蛋白需求。我国马上步入老龄化社会，骨质疏松症成为老年人面对最大的慢性威胁病症。在人口压力与养殖环境承载力有限的条件下，加强对骨资源的综合开发利用，具有重要的经济、社会与环境效益。

研究表明，胶原蛋白是主要的细胞外间质成分，其主要与糖蛋白、蛋白多糖等结合形成不溶性生物大分子的形式存在。胶原蛋白的提取依据提取介质的不同，大致可分为5类：酸法、酶法、水热抽提、碱法及中性盐提取。

酸法提取是利用低浓度的酸性条件下引起胶原纤维的溶胀和溶解，将未交联的胶原分子以及含有酰胺交联键的胶原纤维溶解出来。酶法提取是通过添加蛋白酶加强胶原蛋白非螺旋区端肽的降解。水热提取、碱法提取及中性盐提取在其提取过程中均会不同程度地破坏胶原蛋白的天然三螺旋结构。由于胶原蛋白在碱性条件下肽链容易断裂，随着水解程度加剧，会造成氨基酸的消旋现象，产品的营养性和安全性会大大降低。中性盐提取法则是利用胶原蛋白在一定浓度盐溶液中的溶解性差异对蛋白进行提取，但部分盐溶液可能降低胶原蛋白分子构象的稳定性，因此无法完整提取天然结构的胶原蛋白。水热抽提能够分解胶原蛋白分子间和分子内的氢键和共价交联，并水解胶原分子初级结构的部分酰胺键。胶原蛋白三螺旋结构被破坏转化为无规则卷曲状态，所得到的水热抽提胶原蛋白(Hot-water extracted collagen，HEC)具有较高的溶解性，也可称其为明胶(Gelatin)。

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种提取效率高，制备过程简单，节能效果好，产品色泽洁白纯度高的从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法。

本发明提供的技术方案为：

一种从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法，包括以下步骤：

步骤一、对骨原料进行前处理，之后用盐酸进行脱钙处理，所述盐酸浓度0.01～0.02mol/L，浸泡时间为10～12h，浸泡过程中搅拌转速为12～24rpm；脱钙处理之后清洗至pH3～5；

步骤二、对所述步骤一所得的物料进行加热蒸煮，蒸煮温度90～95℃，2～3h；

步骤三、将所述步骤二所得的物料冷却，加入蛋白酶酶解，所述蛋白酶为胃蛋白酶，添加量为所述骨原料的3～5‰，酶解温度为50～55℃，酶解时间5～7h，保持在pH5～7；

步骤四、从所述步骤三所得的物料分离得到酶解液；

步骤五、对所述步骤四得到的酶解液进行后处理，得到骨I型胶原蛋白粉。

优选的是，所述的从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法中，所述步骤一中，对骨原料进行前处理，其具体包括：将骨原料去脂，其中，所述去脂采用氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～0.8mol/L，浸泡时间为6～7h，浸泡过程中搅拌转速为12～24rpm。

优选的是，所述的从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法中，所述步骤四中，从所述步骤三所得的物料分离得到酶解液，其具体过程包括：对所述步骤三得到的物料进行三相分离，分离过程分为两步，先进行固液分离，将分离得到的固相无机物残渣去除后再进行酶解液和骨油分离。

优选的是，所述的从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法中，所述步骤五中，对所述步骤四得到的酶解液进行后处理，其具体包括以下步骤：对所述步骤四得到的酶解液进行灭酶灭菌处理，脱色脱盐处理，浓缩处理，浓缩后灭菌处理以及喷雾干燥处理。

优选的是，所述的从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法中，所述灭酶灭菌处理的温度为125～130℃，10～15s；所述脱色脱盐处理的具体过程包括：通过活性炭柱脱色，经过灭酶灭菌处理的酶解液的流速为4～6倍外水体积，再通过阴阳离子树脂柱进行脱盐处理，灭酶灭菌处理的酶解液的流速为6～8倍外水体积。

优选的是，所述的从动物硬质骨中采用酸-酶结合提取I型胶原蛋白的方法中，所述浓缩处理的具体过程包括：对经过脱色脱盐处理的酶解液通过纳滤膜浓缩至浓度Brix10～15°，再通过双效降膜浓缩至浓度Brix40～45°。