鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法
【专利摘要】本发明涉及鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其是以海洋鱼类鱼骨为原料，经蒸煮、粉碎、接种乳酸菌发酵、分离，得到清液和沉淀物；清液经过低温静置，离心，取沉淀喷雾干燥，粉碎，得到生物钙；沉淀物经洗涤，酶解，超滤浓缩，阴离子交换树脂柱层析，去离子水洗脱，喷雾干燥获得胶原蛋白肽；NaCl溶液洗脱，超滤脱盐，醇沉，氧化脱色，减压干燥，得硫酸软骨素。本发明的制备方法工艺合理，操作条件温和，得物和产品纯度高，实现了鱼骨资源的高效综合利用，极大地减少废水排放和环境污染问题。
【专利说明】鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及硫酸软骨素及联产物的制备，尤其是鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法。
【背景技术】
[0002]硫酸软骨素是共价连接在蛋白质上形成蛋白聚糖的一类糖胺聚糖，广泛分布于动物组织的细胞外基质和细胞表面，主要是治疗风湿和类风湿疾病的药物，也用作功能食品的主要原料，还具有抗癌、抗血栓、降血脂等作用。现在作为原料药出口到美国和欧洲很多国家，市场需求旺盛。
[0003]国内生产企业大都以软骨为原料制备硫酸软骨素，生产的方法主要有三种:盐解法、碱解法和酶解法。使用较多的方法是采用稀碱或浓碱与酶解相结合的方法来提取硫酸软骨素，采用这种碱法酶解生产工艺存在步骤繁琐、周期较长，在高温蒸煮、碱提取、酶解和脱色过程中，硫酸软骨素受到严重破坏，产品收率偏低、乙醇耗量大，生产成本高。而目前硫酸软骨素生产过程中产生的大量动物蛋白及其降解产物均未能利用而排放，对水环境带来严重污染。
[0004]另外，肉类市场的软骨价格上涨，需要找到一种新的原料来源。近年来水产品加工量增加，鱼骨的产量不断增加，废弃物给环境带来的压力也日趋显著。而从鱼骨中提取硫酸软骨素，既可以减轻环境压力，又提高水产品下脚料的附加值。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种工艺条件温和、能耗低、产品纯度高、质量稳定可靠的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其特征在于:选取鱼骨为原料，经蒸煮、粉碎、接种乳酸菌发酵、分离，得到清液和沉淀物；清液经过低温静置，离心，取沉淀喷雾干燥，粉碎，得到生物钙；沉淀物经洗涤，酶解，超滤浓缩，阴离子交换树脂柱层析，去离子水洗脱，喷雾干燥，得胶原蛋白肽；再NaCl溶液洗脱阴离子交换树脂柱，洗脱液经超滤脱盐，醇沉，氧化脱色，减压干燥，得硫酸软骨素。
[0007]鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其特征在于:经过下列具体工艺步骤:
(1)蒸煮
选取新鲜海洋鱼类鱼骨为原料，送入连续蒸煮槽中进行蒸煮，时间为10?60min，用高压空气进行分离，得鱼骨蛋白和鱼骨；
(2)粉碎、发酵
将步骤(I)中得到的鱼骨进行清洗、粉碎，平均粒径控制为0.1?0.5mm，得鱼骨粉末；将所得到的鱼骨粉末加入等量的纯净水搅拌均匀，然后接种鱼骨粉末质量0.5?3%的乳酸菌，调节pH值5.0?6.0，恒温进行发酵，控制温度在35?50°C，发酵12?48h，得发酵液；
(3)分离
将步骤(2)中得到的发酵液进行分离，得清液和沉淀物；
(4)生物钙的制取将步骤(3)中得到的清液冷却后静置，离心，取沉淀，喷雾干燥，粉碎，得生物钙；
(5)沉淀物酶解、灭酶
将步骤(3)中得到的沉淀物洗涤干净，加入纯净水搅拌均匀，再加入沉淀物质量0.5?1%的蛋白酶进行酶解，酶解温度48?55°C，酶解时间为4?12h，得酶解液；将酶解液加热至80?100°C,酶灭活30?60min,得灭酶的酶解液；
(6)胶原蛋白肽的制取
将步骤(5)中得到的灭酶的酶解液进行超滤浓缩，得浓缩液；将浓缩液用阴离子交换树脂柱进行柱层析，收集流出液；用去离子水洗脱，得洗脱液；将流出液与洗脱液混合均匀，喷雾干燥，得胶原蛋白肽；
(7)硫酸软骨素的制取
将步骤(5)中去离子水洗脱后的阴离子交换树脂柱用NaCl溶液洗脱，取洗脱液进行超滤脱盐，然后加入无水乙醇，至乙醇最终体积浓度为60?80%，静置2?6h，得沉淀；将沉淀经氧化脱色、减压干燥，得到硫酸软骨素。
[0008]所述的蛋白酶为中味性蛋白酶或风味蛋白酶。
[0009]所述的氧化脱色是将获得沉淀用双氧水进行氧化脱色，其沉淀与双氧水的质量比为1: 2?5。
[0010]本发明是以海洋鱼类鱼骨为原料，经蒸煮、粉碎、接种乳酸菌发酵、分离，得到清液和沉淀物；清液经过低温静置，离心，取沉淀喷雾干燥，粉碎，得到生物钙；沉淀物经洗涤，酶解，超滤浓缩，阴离子交换树脂柱层析，去离子水洗脱，喷雾干燥获得胶原蛋白肽；NaCl溶液洗脱，超滤脱盐，醇沉，氧化脱色，减压干燥，得硫酸软骨素。本发明通过采用乳酸菌发酵、生物酶解并结合超滤、层析和喷雾干燥等技术，可以连续分离获得硫酸软骨素、蛋白胶原肽及软骨钙，该联产工艺相比单产工艺设备利用率高，节约能源和辅料，显著降低生产成本。本发明在制备生物钙的步骤中采用了乳酸菌发酵的工艺，与直接采用酶法相比，既没有引入他种蛋白，也能够有效促进鱼骨粉中钙离子的溶出；利用生物酶法制备系列生物产品，条件温和，能耗低，产品纯度高、质量稳定可靠；采用阴离子交换树脂柱进行层析，能够有效地去除无机离子，增加产品的纯净度。据测定:利用本发明制备方法制取的硫酸软骨素纯度达99.1%，胶原蛋白肽的得率为93.8%，生物钙的得率为99.2%。本发明实现了鱼骨资源的高效综合利用，极大地减少废水排放和环境污染问题。本发明从鱼骨中连续大量获得硫酸软骨素、蛋白胶原肽和骨软骨钙粉，技术可靠、产品质量稳定，实现了鱼骨类资源的高效利用。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0012]实施例1
鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，经过下列具体工艺步骤:
(O蒸煮选取新鲜海洋鱼类鱼骨为原料，送入连续蒸煮槽中进行蒸煮，时间为30min，用高压空气进行分离，得鱼骨蛋白和鱼骨；
(2)粉碎、发酵
将步骤(I)中得到的鱼骨进行清洗、粉碎，平均粒径控制为0.3mm，得鱼骨粉末；将所得到的鱼骨粉末加入等量的纯净水搅拌均匀，然后接种鱼骨粉末质量2%的乳酸菌，调节pH值
5.5，恒温进行发酵，控制温度在37°C，发酵18h，得发酵液；
(3)分离
将步骤(2)中得到的发酵液进行离心分离，得清液和沉淀物；
(4)生物钙的制取
将步骤(3)中得到的清液冷却后静置沉淀，离心，取沉淀，喷雾干燥，粉碎，得生物钙；
(5)沉淀物酶解、灭酶
将步骤(3)中得到的沉淀物洗涤干净，加入纯净水搅拌均匀，再加入沉淀物质量0.7%的中性蛋白酶进行酶解，酶解温度50°C，酶解时间为8h，得酶解液；将酶解液加热至90°C，酶灭活40min，得灭酶的酶解液；
(6)胶原蛋白肽的制取
将步骤(5)中得到的灭酶的酶解液进行超滤浓缩，得浓缩液；将浓缩液用阴离子交换树脂柱进行柱层析，收集流出液；用去离子水洗脱，得洗脱液；将流出液与洗脱液混合均匀，喷雾干燥，得胶原蛋白肽；
(7)硫酸软骨素的制取
将步骤(5)中去离子水洗脱后的阴离子交换树脂柱用NaCl溶液洗脱，取洗脱液进行超滤脱盐，然后加入无水乙醇，至乙醇最终体积浓度为70%，静置4h，得沉淀；将沉淀用双氧水进行脱色氧化，其沉淀与双氧水的质量比为1: 3，再经减压干燥，得到硫酸软骨素。
[0013]本实施例所提供的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其工艺条件温和，能耗低，得物和产品纯度高，质量稳定可靠，实现了鱼骨资源的高效综合利用，极大地减少废水排放和环境污染问题。
[0014]实施例2
鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，经过下列具体工艺步骤:
(1)蒸煮
选取新鲜海洋鱼类鱼骨为原料，送入连续蒸煮槽中进行蒸煮，时间为60min，用高压空气进行分离，得鱼骨蛋白和鱼骨；
(2)粉碎、发酵
将步骤(I)中得到的鱼骨进行清洗、粉碎，平均粒径控制为0.1mm，得鱼骨粉末；将所得到的鱼骨粉末加入等量的纯净水搅拌均匀，然后接种鱼骨粉末质量3%的乳酸菌，调节pH值
6.0，恒温进行发酵，控制温度在50°C，发酵12h，得发酵液；
(3)分离
将步骤(2)中得到的发酵液进行离心分离，得清液和沉淀物；
(4)生物钙的制取
将步骤(3)中得到的清液冷却后静置沉淀，离心，取沉淀，喷雾干燥，粉碎，得生物钙；
(5)沉淀物酶解、灭酶将步骤(3)中得到的沉淀物洗涤干净，加入纯净水搅拌均匀，再加入沉淀物质量1%的风味蛋白酶进行酶解，酶解温度48°C，酶解时间为4h，得酶解液；将酶解液加热至100°C，酶灭活30min，得灭酶的酶解液；
(6)胶原蛋白肽的制取
将步骤(5)中得到的灭酶的酶解液进行超滤浓缩，得浓缩液；将浓缩液用阴离子交换树脂柱进行柱层析，收集流出液；用去离子水洗脱，得洗脱液；将流出液与洗脱液混合均匀，喷雾干燥，得胶原蛋白肽；
(7)硫酸软骨素的制取
将步骤(5)中去离子水洗脱后的阴离子交换树脂柱用NaCl溶液洗脱，取洗脱液进行超滤脱盐，然后加入无水乙醇，至乙醇最终体积浓度为80%，静置2h，得沉淀；将沉淀用双氧水进行氧化脱色，其沉淀与双氧水的质量比为1: 5，再经减压干燥，得到硫酸软骨素。
[0015]本实施例所提供的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其工艺合理，操作条件温和，得物和产品纯度高，实现了鱼骨资源的高效综合利用，极大地减少废水排放和环境污染问题。
[0016]实施例3
鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，经过下列具体工艺步骤:
(1)蒸煮
选取新鲜海洋鱼类鱼骨为原料，送入连续蒸煮槽中进行蒸煮，时间为lOmin，用高压空气进行分离，得鱼骨蛋白和鱼骨；
(2)粉碎、发酵
将步骤(I)中得到的鱼骨进行清洗、粉碎，平均粒径控制为0.5mm，得鱼骨粉末；将所得到的鱼骨粉末加入等量的纯净水搅拌均匀，然后接种鱼骨粉末质量0.5%的乳酸菌，调节pH值5.0，恒温进行发酵，控制温度在35°C，发酵48h，得发酵液；
(3)分离
将步骤(2)中得到的发酵液进行滤网分离，得清液和沉淀物；
(4)生物钙的制取
将步骤(3)中得到的清液冷却后静置沉淀，离心，取沉淀，喷雾干燥，粉碎，得生物钙；
(5)沉淀物酶解、灭酶
将步骤(3)中得到的沉淀物洗涤干净，加入纯净水搅拌均匀，再加入沉淀物质量0.5%的中性蛋白酶进行酶解，酶解温度55 °C,酶解时间为12h，得酶解液；将酶解液加热至80°C，酶灭活60min，得灭酶的酶解液；
(6)胶原蛋白肽的制取
将步骤(5)中得到的灭酶的酶解液进行超滤浓缩，得浓缩液；将浓缩液用阴离子交换树脂柱进行柱层析，收集流出液；用去离子水洗脱，得洗脱液；将流出液与洗脱液混合均匀，喷雾干燥，得胶原蛋白肽；
(7)硫酸软骨素的制取
将步骤(5)中去离子水洗脱后的阴离子交换树脂柱用NaCl溶液洗脱，取洗脱液进行超滤脱盐，然后加入无水乙醇，至乙醇最终体积浓度为60%，静置6h，得沉淀；将沉淀用双氧水进行氧化脱色，其沉淀与双氧水的质量比为1: 2，再经减压干燥，得到硫酸软骨素。
[0017]本实施例所提供的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，实现了鱼骨资源的高效综合利用，减少废水排放和环境污染。其工艺条件温和，能耗低，得物和产品纯度高，质量稳定可靠。
【权利要求】
1.鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其特征在于:选取鱼骨为原料，经蒸煮、粉碎、接种乳酸菌发酵、分离，得到清液和沉淀物；清液经过低温静置，离心，取沉淀喷雾干燥，粉碎，得到生物钙；沉淀物经洗涤，酶解，超滤浓缩，阴离子交换树脂柱层析，去离子水洗脱，喷雾干燥，得胶原蛋白肽；再NaCl溶液洗脱阴离子交换树脂柱，洗脱液经超滤脱盐，醇沉，氧化脱色，减压干燥，得硫酸软骨素。
2.根据权利要求1所述的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其特征在于:经过下列具体工艺步骤: (1)蒸煮 选取新鲜海洋鱼类鱼骨为原料，送入连续蒸煮槽中进行蒸煮，时间为10?60min，用高压空气进行分离，得鱼骨蛋白和鱼骨； (2)粉碎、发酵 将步骤(I)中得到的鱼骨进行清洗、粉碎，平均粒径控制为0.1?0.5mm，得鱼骨粉末；将所得到的鱼骨粉末加入等量的纯净水搅拌均匀，然后接种鱼骨粉末质量0.5?3%的乳酸菌，调节pH值5.0?6.0，恒温进行发酵，控制温度在35?50°C，发酵12?48h，得发酵液； (3)分离 将步骤(2)中得到的发酵液进行分离，得清液和沉淀物； (4)生物钙的制取 将步骤(3)中得到的清液冷却后静置，离心，取沉淀，喷雾干燥，粉碎，得生物钙； (5)沉淀物酶解、灭酶 将步骤(3)中得到的沉淀物洗涤干净，加入纯净水搅拌均匀，再加入沉淀物质量0.5?1%的蛋白酶进行酶解，酶解温度48?55°C，酶解时间为4?12h，得酶解液；将酶解液加热至80?100°C,酶灭活30?60min,得灭酶的酶解液； (6)胶原蛋白肽的制取 将步骤(5)中得到的灭酶的酶解液进行超滤浓缩，得浓缩液；将浓缩液用阴离子交换树脂柱进行柱层析，收集流出液；用去离子水洗脱，得洗脱液；将流出液与洗脱液混合均匀，喷雾干燥，得胶原蛋白肽； (7)硫酸软骨素的制取 将步骤(5)中去离子水洗脱后的阴离子交换树脂柱用NaCl溶液洗脱，取洗脱液进行超滤脱盐，然后加入无水乙醇，至乙醇最终体积浓度为60?80%，静置2?6h，得沉淀；将沉淀经氧化脱色、减压干燥，得到硫酸软骨素。
3.根据权利要求2所述的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其特征在于:所述的蛋白酶为中味性蛋白酶或风味蛋白酶。
4.根据权利要求2所述的鱼骨制备硫酸软骨素并联产胶原蛋白肽、生物钙的方法，其特征在于:所述的氧化脱色是将获得沉淀用双氧水进行氧化脱色，其沉淀与双氧水的质量比为1: 2?5。
【文档编号】C01F11/18GK104480168SQ201410683325
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】王本新, 李银塔, 刘建松 申请人:荣成宏业海洋科技有限公司