一种提取软骨中硫酸软骨素联产骨胶酶解蛋白饲料的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生化制药领域，具体涉及一种提取软骨中硫酸软骨素联产骨胶酶解蛋 白饲料的工艺。
【背景技术】
[0002] 硫酸软骨素（chondroitinsulfate，CS)是一种天然酸性粘多糖，主要存在于动 物软骨组织中，其分子量一般在10XIO3~50X103,具有抗炎、抗癌、抗HIV、降血脂、抗凝血 活性、预防关节炎等重要生物功能。在我国其主要用于治疗神经痛、关节炎、肩关节痛和腹 腔手术后疼痛等，预防和治疗链霉素引起的听觉障碍及各种噪声引起的听觉困难、耳鸣症 等。在澳大利亚，硫酸软骨素一般作为营养保健品存在，用于防治骨关节炎，在日本其作为 非处方药，应用于滴眼剂、关节止痛药，在欧美一些发达国家，CS作为营养保健品长期应用 于防治冠心病、心绞痛、心肌梗塞、冠状动脉机能不全、心肌缺血等疾病。另一方面，硫酸软 骨素不仅作为药品，还作为重要的添加剂，广泛用于各种高档保健品、食品、饲料、高档化妆 品中。随着硫酸软骨素新用途的不断扩大，国际市场对硫酸软骨素的需求也呈现快速增长。
[0003] 酶法生产由于其温和的提取条件、良好的提取效果以及产品质量较高等优点，逐 步成为硫酸软骨素提取工艺的首选。在整个提取的过程中，硫酸软骨素只占到提取物质总 干重的3%，所以每生产1吨的硫酸软骨素，便会产生大概25吨左右的包括胶原蛋白在内的 废物废渣。以中国年产6500吨硫酸软骨素计算，在中国的废渣便可以达到惊人的25万吨 级。目前，这些富含营养物质的废渣多被排放或填埋，造成资源的浪费和环境的污染。
[0004] 随着硫酸软骨素生物活性的不断被揭示和其应用领域的扩展，对其精细化程度的 要求将会越来越高。目前，有关硫酸软骨素的提取、纯化和分离技术取得了一定的研究成 果，但在硫酸软骨素的生产与研究中，一是要进一步改进现有的生产工艺以提高产品的产 率与纯度，降低生产成本，适应国内外对原料和制剂的新要求；二是要进一步开发针对硫酸 软骨素废渣废物利用的产品和工艺，提高工艺产品的附加值，增加资源利用率，减小环境污 染，同时增加经济效益。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种软骨中提取硫酸软骨素联产骨胶酶解蛋白饲 料的工艺，以解决我国现有的粗品硫酸软骨素生产技术简单，产品收率低，纯度低，产品单 一且废液废渣处理难度大等生产现状。本发明的具体技术方案如下：
[0006] -种提取软骨中硫酸软骨素联产骨胶酶解蛋白饲料的工艺，包括如下步骤：
[0007] (1)清洗；
[0008] ⑵煮料：蒸煮罐中蒸煮，冷却；
[0009] (3)酶解；
[0010] (4)压滤：升温灭酶，过滤得滤液和滤渣；
[0011] (5)离心分离：步骤（4)中滤液离心分离，获得分离液和残渣及油脂；
[0012] (6)离子交换：步骤（5)中的分离液经阴离子交换树脂吸附，得到穿透液；
[0013] (7)洗脱：步骤（6)中离子交换树脂经洗脱剂洗脱，得到洗脱液；
[0014] (8)骨胶酶解蛋白饲料的制备：将步骤⑷中滤渣和步骤（5)中残渣混合进行干 燥粉碎，与混合料混合均匀，灭菌包装，得骨胶酶解蛋白饲料；
[0015] (9)硫酸软骨素的提取：步骤（7)中的洗脱液经氧化脱色、超滤、醇沉、脱水离心、 干燥得到硫酸软骨素粗品。
[0016] 本发明在现有酶法生产硫酸软骨素的技术基础上，优化工艺流程，提高硫酸软骨 素的产率和纯度，并根据本工艺的特点，利用先进的分离技术，联产骨胶酶解蛋白饲料，增 加利润空间，减少废物排放，降低了环境污染，同时，本发明工艺条件下的骨胶酶解蛋白饲 料蛋白含量高，营养价值高，且小分子物质比例高，易于动物消化吸收。
[0017] 优选，所述步骤（2)中的冷却液中加入碱性蛋白酶和猪胰脏碎液混合物，在 45°C~55°C、pH8. 5~9. 0处理4~8小时，其中2709蛋白酶的加入量与猪胰脏的加入量 比为1 :10~15,为软骨质量的0. 1~0. 9% ;此工艺条件下，硫酸软骨素提取率较高，且蛋 白质酶解率较高。
[0018] 优选，所述步骤（4)中所述升温灭酶步骤后，有pH4. 0~4. 5下处理0. 5~3小时， 再调pH至5. 0~6. 0的步骤。
[0019] 硫酸软骨素中多含有一SO3H和一COOH等基团，在酶解过程的碱性环境中与钠、钾 等阳离子结合成盐，酸性处理，将钠、钾等阳离子洗脱，使其恢复成一SO3I^P-COOH的形式， 这样有利于步骤(6)中的离子交换；硫酸软骨素的水溶液粘度较大，而此时是固、液、油三 相混合物，硫酸软骨素溶液易粘附在固相和油相中，导致产品的损失，导致产率下降，且由 于粘度大，也会粘附不少固相与油相物质，造成分离上的困难，降低产品纯度。研究表明，PH 值越低，硫酸软骨素溶液粘度越低，但pH值不得过低，硫酸软骨素本身在酸性环境下不稳 定。本发明PH调节有效解决了硫酸软骨素溶液粘度高，易损失，难分离的特点，有效提高了 硫酸软骨素的产率。
[0020] 优选，步骤⑷中升温灭酶后，还包括pH4. 3下处理2小时，再调pH至5. 4至酶解 液明显分层的处理过程。
[0021] 此优选条件下，硫酸软骨素溶液粘度有效降低，三相分层明显，且硫酸软骨素性质 控制也较为稳定。
[0022] 优选，所述步骤（5)中分离的油脂经栗到油脂分离罐中，油脂经油脂分离罐降温 凝固分离，分离的酶解液回流进步骤（2)中的蒸煮罐中。
[0023] 现有技术中，经分离出的油脂多未经处理，本发明不仅将经三相分离的油脂再次 分离纯化，即用油脂分离罐进行降温凝固分离，有效地将油脂与其所含酶解液进行二次分 离，提高油脂纯度，有利于进一步利用，提高经济价值；另一方面将分离的含有硫酸软骨素 及其他物质的酶解液回流进蒸煮罐中，在提高原料的利用率，降低成本的同时，增加了产品 的产率，也减少了废物的排放，一举三得。
[0024] 优选，所述的一种提取软骨中硫酸软骨素并联产骨胶酶解蛋白饲料的工艺其特征 在于所述步骤（1)中为超声清洗，清洗液为〇. 01~〇. 〇6mol/LNaHCO3溶液。
[0025] 优选，所述步骤（6)中分离液与大孔阴离子交换树脂的质量比为1~1. 5 :1，吸附 时间1~2小时。
[0026] 优选，所述混合料为玉米粉、豆饼、麸皮、米糠、花生饼、菜饼、棉饼中的一种或多 种。
[0027] 优选，在于所述步骤8中所述骨胶酶解蛋白饲料为步骤（4)中滤渣和步骤（5)中 残渣混合物与玉米粉、豆饼、麸皮、米糠、花生饼按质量比55 :5 :8 :12 :12 :8混合。
[0028] 优选，所述软骨为牛鼻骨、牛月牙骨、牛喉管、牛肩胛骨和牛喉管中的一种或多种。
[0029] 优选，所述步骤9中所述洗脱液经氧化脱色后还有离心处理工艺。
[0030] 优选，所述步骤9中所述醇沉工艺为二次醇沉。
[0031] 优选，所述步骤9中所述干燥工艺为真空干燥。
[0032] 本发明在现有技术的基础上，优化工艺结构，在提高硫酸软骨素产率和纯度的同 时，实现联产骨胶酶解蛋白饲料，减少残液和残渣的排放，提高经济效益的同时减少环境污 染。且饲料蛋白含量高，营养价值高，且小分子物质比例高，易于动物消化吸收。
【附图说明】
[0033] 图1为提取软骨中硫酸软骨素联产骨胶酶解蛋白饲料的工艺流程图
【具体实施方式】
[0034] 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以助于更好地理解本发明，但本发 明的保护范围并不仅限于这些实施例。
[0035] 实施例1
[0036] -种提取软骨中硫酸软骨素的工艺，包括如下步骤：
[0037](1)清洗：用0? 05mol/LNaHCO3溶液超声清洗软骨；
[0038] (2)煮料：蒸煮罐中蒸煮5小时，冷却；
[0039] (3)酶解：向步骤（2)中的蒸煮冷却液中加入2709蛋白酶和猪胰脏碎液混合物， 在48°C、pH8. 8处理6小时，其中2709蛋白酶的加入量与猪胰脏的加入量比为1:13,为软 骨质量的0.8%;
[0040](4)压滤：酶解液升温灭酶后，温度80°C，0.5小时灭酶，降温至62°C、PH4. 2下处 理1小时，再调pH至5. 4至酶解液明显分层后，用747过滤布过滤，得到滤液和滤渣；
[0041] (5)离心分离：步骤⑷中滤液经沉降离心分离，获得分离液和残渣及油脂；经碟 式离心机实现固、脂、液分离1小时，转鼓转速6000rpm/min，温度45°C，获得分离液和残渣 及油脂。油脂经栗到油脂分离罐中，油脂经油脂分离罐控制温度为TC凝固分离，分离的酶 解液回流进步骤（2)中的蒸煮罐。
[0042] (6)离子交换：步骤（5)中的分离液经阴离子交换树脂吸附，分离液与阴离子交换 树脂的质量比为1. 4:1，吸附时间1. 5小时，得到穿透液；
[0043] (7)洗脱：步骤（6)中离子交换树脂经浓度2mol/L的NaCl溶液洗脱，洗脱时间2. 5 小时，pH8. 5。
[0044] (8)骨胶酶解蛋白饲料的制备：将步骤（4)中滤渣和步骤（5)中残渣按8:1混合 进行干燥粉碎，与玉米粉、豆饼、麸皮、米糠、花生饼按质量比55:5 :8:12:12 :8进行混合均 匀，进行灭菌包装即得骨胶酶解蛋白饲料。
[0045] (9)硫酸软骨素的提取：步骤（7)中的洗脱液经氧化脱色后，进离心机离心分离， 上清液栗入超滤装置，经超滤设备进行脱盐浓缩得浓缩液，超滤膜截留分子量1000~8000 道尔顿，操作压力为〇. 4MPa，温度在50°C，膜面速度4m/s，截留液经两次醇沉、脱水离心、真 空干燥得到硫酸软骨素。
[0046] 最终骨胶酶解蛋白饲料的收率为53. 4%，骨胶蛋白饲料收率等于骨渣与胶原蛋白 的质量之和除以原料质