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。
技术实现要素：
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；
（2）脂肪酶-碱协同处理：保持浴液温度为15-45℃，加入适量脂肪酶，转动或间歇转动30-240分钟后，一次或分次加入0.3-4.0份碱性材料和/或0.1-3份脂肪酸分散剂，调整浴液ph值稳定在8.5-11.5，转动30-60分钟后，间隙转动，监测浴液的ph值，如ph值低于8.5，则加入适量的碱调整，维持浴液ph值为8.5-11.5，间隙转动时间为1-24小时，排出浴液；
（3）洗涤：往转鼓或划槽中，加入100-1000份水，调节温度为25-45℃，加入适量的碱和/或0-2份脂肪酸分散剂，维持浴液ph值为8.5-11.5，转动10-60分钟，排液，重复操作1-3次；
通过上述处理的皮再按常规工艺进行后续操作。
在上述技术方案中，经预处理后的动物皮是指经过浸水、去肉、浸灰、脱灰、软化、鞣制等任意单个或多个工序处理后的动物皮，优选地，在浸水、去肉、软化处理后进行脱脂。
在上述技术方案中，所用脂肪酶可以是酸性脂肪酶、中性脂肪酶、碱性脂肪酶及其任意组合。优选的，使用中性和碱性脂肪酶；
在上述技术方案中，脂肪酶用量为脱脂浴液中脂肪酶的活力浓度为3-500u/ml；优选地，选择的浓度为5-50u/ml。
在上述技术方案中，所述碱性材料为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，可以是直接加入或配成合适浓度的溶液加入；优选地，使用碳酸钠。
在上述技术方案中，所述脂肪酸分散剂为三聚磷酸钠（钾）、六偏磷酸钠（钾）、磷酸钠（钾）、焦磷酸钠（钾）氢氧化钾、硅酸钠（钾）和偏硅酸钠（钾）中的至少一种。
在上述技术方案中，所述脱脂方法适用于各种动物皮的脱脂，可以应用于以动物皮为原料的制革、制裘、胶原和多肽提取等加工过程中的脱脂。
本发明具有如下优点.
本发明提供了一种基于脂肪酶作用的动物皮高效脱脂方法，解决了脂肪酶作用受产物和表面活性剂抑制的问题，脱脂率从现有的脂肪酶脱脂方法的50%-65%提高至80%-95%，且可达到更均匀和深层次的脱脂效果。
本发明提供了一种清洁的脱脂方法，完全不添加表面活性剂和有机溶剂，对环境的影响小，实现绿色脱脂。脱脂废液中油脂更易分离回收，脱脂废液中的cod大幅减少，降低了废液的处理难度。
本发明提供了一种基于脂肪酶作用的动物皮高效脱脂方法，该方法适合以各种动物皮（如猪皮、羊皮、牛皮、狐狸皮、貂皮和兔皮等），特别是油脂含量高的动物皮为原料的制革或制裘过程，可提高皮革和裘皮产品的染色均匀性、防水性和低雾化值等性能。
本发明提供了一种基于脂肪酶作用的动物皮高效脱脂方法，该方法适合以各种动物皮为原料的制胶、多肽和活性物质提取过程中的高效脱脂，提高产率、产品的纯度和性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1-绵羊皮制革软化工序后的脂肪酶脱脂
将按常规制革工艺制备的软化绵羊皮100kg加入转鼓中，加水60kg，调温至30-35℃，调节浴液ph值7.0-7.5后，加入适量中性脂肪酶（山东隆科特酶制剂有限公司，最适作用ph值7.0-7.5），浴液中脂肪酶的活力浓度为15-20u/ml，转动1h后，分三次加入碳酸钠1.2-1.5kg和三聚磷酸钠0.3-0.6kg，每次间隔30min，维持浴液的ph在9.0-10.5，间隙转动，每30分钟转动5分钟，共1-2h，排液。再加入30-35℃水100kg、碳酸钠0.2kg，转动15分钟，排液，重复1次。
结果表明，采用本发明的方法，绵羊皮的脱脂率为82.5%。
同样预处理的绵羊皮，按下面常规的乳化法和碱皂化法结合法脱脂，脱脂率仅为64.2%。
常规脱脂方案：软化后的绵羊皮100kg加入转鼓中，加入水60kg，调温至35℃，加入2.5kg脱脂剂fg-b（一种非离子脱脂剂，四川达威科技股份有限公司），纯碱1.0%，连续转动120min后，加入35℃水200kg，转动30分钟，重复1次。
实施例2-猪皮制革浸水、软化工序两步脂肪酶脱脂
（1）浸水工序中的酶脱脂：将盐湿猪皮100kg，水洗、预浸水和去肉后，加入转鼓中，加入水200kg，调温至约22℃，加入碳酸钠0.2kg，转动30-60分钟，调节浴液ph值8.0-8.5后，加入1.0kgnowolasedg（一种弱碱性脂肪酶制剂，四川达威科技股份有限公司，最适ph值8.0-8.5），浴液中脂肪酶的活力浓度为5-10u/ml，转动60分钟；再加入渗透剂jfc0.2kg，杀菌剂0.2kg，转动60分钟；再加入碳酸钠0.4g和偏硅酸钠0.2kg，转动30分钟后，间隙转动，每小时转动5分钟，总浸水时间约22小时，浸水过程中维持浴液的ph在9.5-10.5。
（2）软化工序后的酶脱脂：浸水、脱脂后的猪皮，按常规工艺进行脱毛、脱灰、软化等工序，软化后的猪皮100kg加入转鼓中，调温至30-35℃，调节浴液ph值8.0-8.5后，加入nowolasedg（一种脂肪酶制剂，四川达威科技股份有限公司，最适ph值8.0-8.5），浴液中脂肪酶的活力浓度为10-15u/ml，转动1h后，分三次加入碳酸钠0.6-1.2kg和六偏聚磷酸钠0.3-0.6kg，每次间隔30min，维持浴液的ph在9.5-10.5，间隙转动，每30分钟转动5分钟，共1-2h，排液。再加入30-35℃水100kg、碳酸钠0.2kg，转动15分钟，排液，重复1次。
为对比本发明方法与常规脱脂方法效果，同样的猪皮按下述常规制革工艺进行脱脂。
常规脱脂方案：将按常规工艺浸水后的猪皮100kg加入转鼓中，加水100kg，调温至40℃，加入1.5kg碳酸钠和1.0kg脱脂剂fg-b（一种非离子脱脂剂，四川达威科技股份有限公司），转2h，排液，加入200kg的40℃温水水洗30min，并加入1.5kg碳酸钠和1.0%非离子脱脂剂，按同样的方案转2h，进行二次脱脂。然后再按常规工艺脱毛、脱灰、软化后再次脱脂。软化后的猪皮100kg，加入水100kg，调温至35℃，加入1.5kg脱脂剂fg-a（一种高效非离子脱脂剂，四川达威科技股份有限公司），转2h，排液，加入200kg的40℃温水水洗30min。
结果表明，常规脱脂法浸水后脱脂工艺脱脂率为60.2%，软化后脱脂工艺脱脂率达88.9%；采用本发明的脂肪酶脱脂法，浸水后脱脂工艺脱脂率为74.8%，软化后脱脂工艺脱脂率达96.2%。
实施例3-动物皮胶原提取过程中的脂肪酶脱脂
新鲜猪皮去肉后，称取100kg，刮毛并绞碎后，放入容器中，加入ph值为7.5的0.05mol/l磷酸盐缓冲液60kg，加入弱酸性脂肪酶（云南爱科特生物有限公司，最适作用ph值6.0-6.5），使浴液中酶浓度为20u/ml，在32℃下震荡2h，再加入适量碳酸钠和1.5kg焦磷酸钠，使浴液ph值为10左右，继续震荡2h。弃去残留浴液，用32℃温水充分洗涤猪皮碎屑。之后再加入蛋白酶处理脱脂后的猪皮碎屑，离心除去残渣，上清液经盐析、离心处理后得到纯化后的胶原。