一种酶法制备骨明胶的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种明胶的制备方法，具体涉及一种酶法制备骨明胶的方法。
【背景技术】
[0002] 明胶是由动物的皮和骨通过降解、提胶而制得的蛋白质，主要由18种组成相同而 分子量分布很宽的氨基酸多肽分子混合物组成，明胶的分子量一般在几万至十几万，其含 巯氨基酸很少，而甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸四种氨基酸的含量很高，约占总氨基 酸量的67%。由于明胶既具有酸性，又具有碱性，是一种两性物质，而且明胶的胶团是带电 的，在电场作用下，它将向两极中的某一极移动。明胶的分子结构上含有大量的羟基，另外 还有许多羧基和氨基，这使得明胶具有极强的亲水性。但明胶不溶于冷水，溶于热水，并能 在溶胶和凝胶之间进行可逆性转变，具有极其优良的物理性质，如胶冻力、亲和性、高度分 散性、低粘度特性、成膜性、分散稳定性、持水性、被覆性、韧性及可逆性等。
[0003] 酶法制备明胶是从二十世纪五十年代发展起来的，半个多世纪以来，国内外研究 者已经取得了不少的成果。但到目前为止，酶法制备明胶的方法还没有大规模应用于明胶 生产中，与传统的碱法、酸法生产明胶的工艺相比较，其潜在的生产周期短、设备易于控制 及环境污染少等优势正逐渐显现出来。
[0004] 专利公开号CN102329843A公开了一种酶法制备明胶的方法，具体包括以下步 骤：将骨粒磨成粒径< 3mm的骨粉，加水调浆，得骨粉浆，将骨粉浆加入到胶体磨中研磨，粒 径控制在5-45iim，加磷酸酸化，其中磷酸的浓度为80-98%，加入量为骨粉重量的0. 9-1. 2， 酸化12-24小时，然后加入酸性蛋白酶溶液，加入量为骨粉重量的0. 009-0. 05,搅拌、保温 反应1-3小时，加双氧水氧化并加热脱色，然后向脱色的酶解液中加入氢氧化钙调节pH值 为5. 0-5. 5,加入干胶重量0. 5-1. 5%的聚丙烯酰胺或壳聚糖的絮凝剂，过滤，上清液浓缩， 灭菌，烘干即得骨制明胶。该方法克服了传统浸酸耗水量大、生产周期长、污染严重的问题， 但采用脱钙骨粒作为原料，生产成本较高，而且残留有较多的无机盐离子，给后续的分离工 序造成困难，另外，采用胶体磨研磨时，转定子和物料间高速摩擦，能够产生较大的热量，使 被处理物料变性。
[0005] 专利公开号CN101107974A公开了一种组合酶制备食用明胶的方法，具体步骤如 下：酶解过程中，加入量为干骨素质量1-3%。的酸性蛋白酶，于55-60°C进行第一次降解2-5 小时，高温灭酶提胶，然后剩余的骨素中加入2-3%。的中性或偏碱性蛋白酶，于55-60°C下 进行第二次酶解，再次灭酶提胶。第一次酶解所得明胶粘度为2.3mPa.s，冻力139Bl〇〇mg; 第二次酶解所得明胶粘度为3.4mPas，冻力lOlBloomg。该方法采用不同的蛋白酶并分阶 段进行提胶，使骨素尽可能被降解完全，但是第一次酶解完进行灭酶会影响明胶的品质，第 二次再进行酶解，得到的明胶分子量较低，品质较差。因此，此工艺选用蛋白酶制备的明胶 冻力较低、明胶的品质不高。
[0006] 专利公开号CN103555802A公开了一种通过酶法提胶制备明胶的方法，具体步骤 如下：采用提胶到三次到四次的剩余骨料作为原料，加水搅拌调浆，去离子水的加入量为骨 料的1-3,然后加酸或者碱调节pH为5. 5-7. 0,45-55°C保温并加入10-40ppm的蛋白酶，酶 解1-4小时，高温灭酶，过滤后得透明度较高的明胶液。该方法可以大幅度提高优质明胶的 得率，增加优质明胶得率20%-30%。但该方法采用高温灭酶，高温不仅能够使酶失活，还会对 明胶品质造成一定的影响。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种酶法制备骨明胶的方法，以解决上述酶法制备明胶技 术存在的各种缺陷，提_明I父的得率以及品质。
[0008] 本发明提供了一种酶法制备骨明胶的方法，包括以下步骤：骨粒脱脂、加水搅拌 调浆、柠檬酸酸化，然后加入过氧化氢进行脱色，水洗，生物组合酶提胶，离心、过滤、离子交 换、浓缩、干燥。
[0009] 进一步，上述方法中包括以下步骤： (1) 脱脂：将骨粒放入粉碎机粉碎，骨粒粒径< 2mm，向骨粉中加入丙酮进行脱脂，室温 浸泡； (2) 加水调浆：脱脂骨粒中加入去离子水，搅拌调成骨粉浆； (3) 均质机粉碎：将骨粉浆加入均质机中微细化，粒径控制在2-30ym; (4) 柠檬酸酸化：脱脂骨粉中加入柠檬酸进行酸化，酸化4-12小时，得骨胶原体溶液； (5) 过氧化氢脱色：骨胶原体溶液中加入过氧化氢，室温浸泡2小时，加热脱色； (6) 生物组合酶提胶：水洗骨胶原体溶液，加柠檬酸调节pH值为3.0-5. 5,温度为 35-55°C，加入生物组合蛋白酶进行提胶，提胶0. 5-6小时； (7) 灭酶过滤得明胶：加碱灭酶，然后离心、过滤、离子交换、浓缩、灭菌、干燥，即得骨明 胶。
[0010] 进一步，上述脱脂工序中采用丙酮脱脂，骨粉的重量克数与丙酮的体积毫升数的 比为1:5-10,室温浸泡4-8小时，优选6小时； 进一步，上述加水调浆工序中，所述的加入的去离子水的重量用量是骨粉重量的2-4 倍。
[0011] 进一步，上述酸化工序中，柠檬酸的浓度为0.05mol/L-0.3mol/L，优选0?lmol/L， 朽1檬酸与骨粉的重量比为〇.l_〇. 8 :1。
[0012] 进一步，上述过氧化氢脱色工序中，过氧化氢用量为骨粉的5. 0%-7. 0%，浓度为 10%-15%。
[0013] 进一步，上述酶提胶工序中，组合酶为胃蛋白酶或者木瓜蛋白酶的一种或者两种 组合物。
[0014] 进一步，上述酶提胶工序中，分阶段不同的蛋白酶进行酶解，先用2%。-10%。的胃 蛋白酶提胶1-3小时，然后采用1%。-10%。的木瓜蛋白酶提胶1-3小时。
[0015] 更进一步，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，根据上述方法所制得的骨明胶，测得该明胶的冻力强度均大于220Bloom g，勃氏黏度大于4. 8cps。
[0017] 有益效果 本发明与现有技术相比，具有显著的进步和以下优点： (1) 将骨粒粉碎成骨粉，粒径为l_2mm，进入均质机进一步微细化，使粒径变为 2-30ym，采用丙酮进行浸泡脱脂，不仅能够缩短脱脂和提胶的周期，而且能够脱脂完全，达 到较高的脱脂率。另外，丙酮法脱脂还能够得到纯度较高、分子量大的胶原蛋白，而且不会 对胶原蛋白的氨基酸产生破坏作用。同时，丙酮还可重复利用，节约生产成本； (2) 采用柠檬酸酸化，可以降解骨料中的粘多糖提高骨胶原纤维松散和膨胀的程度，克 服了传统酶法制备明胶中浸酸、浸灰和中和反应的过程，而且采用过氧化氢代替硫化钠对 骨粉进行处理，可以最大限度去除骨粉胶体中的有色物质和非胶原蛋白，并能够进一步提 高骨胶原纤维松散和膨胀的程度，在有效解决了硫化钠存在的污染环境、引入新的杂质和 影响明胶品质问题的同时，还起到了抑菌抗菌的作用，改善了明胶的透明度； (3) 采用柠檬酸、过氧化氢处理过后得到的骨胶原进行明胶的提取，可以大幅减少废 水、废渣的排放，缩短生产周期，而且提胶工序后经过离心、过滤所得滤饼经过烘干、粉碎， 还可以得到柠檬酸钙粗品； (4) 采用分段加入生物组合酶的方法进行提胶，显著提高了明胶的得率和品质，适合工 业化生产； (5) 本发明无需进行高温灭酶，一定程度上减少了高温对胶原蛋白的破坏，从而提高 了明胶品质； (6) 本发明的骨明胶具有更高的冻力强度和适宜的粘度，使制备的空胶囊薄厚均匀、表 面光滑，不易破损。
【附图说明】
[0018] 图1本发明一种酶法制备骨明胶的方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0019] 本发明在经过对现有酶法制备明胶的生产工艺进行了大量的探索性研究，并进行 了有创造性的改进，首先通过对前处理工艺进行改进，使前处理更加有效、操作更为简便、 安全性更高。然后，通过在提胶工序中加入组合蛋白酶分阶段进行提胶，不仅提高了明胶的 纯度，而且大幅度提商了明股的品质和得率。
[0020] 实施例1 本实施例采用1kg的猪骨，通过本发明的方法制备骨明胶，包括以下步骤； (1) 脱脂：将骨粒放入粉碎机进行粉碎，粒径< 2mm，然后向骨粉中加入丙酮进行脱脂， 丙酮的体积为5L，室温下浸泡4h; (2) 加水调浆：脱脂骨粉中加入2kg去离子水，搅拌调成骨粉浆； (3) 均质机粉碎：将骨粉浆加入均质机中微细化，粒径为10iim; (4) 柠檬酸酸化：脱脂骨粉中加入浓度为0. 05mol/L的柠檬酸，柠檬酸与骨粉的重量投 料比为0. 1 :1，室温酸化4小时，得骨胶原体溶液； (5) 过氧化氢脱色：骨胶原体溶液中加入浓度为10%的过氧化氢,过氧化氢的重量为骨 粉的5. 0% (重量百分比)，室温下浸泡2小时，加热脱色； (6 )组合酶提胶：水