本发明涉及明胶制备领域，特别涉及一种酶解制造明胶的生产方法。
背景技术：
目前国内皮明胶生产企业均沿用传统碱法工艺制胶，工艺流程包括：浸碱→退碱水洗→中和→水洗→加热提胶→精制处理→浓缩→蒸发→灭菌→挤胶、干燥，这一工艺方法生产周期需要7-10天，耗时长，资金占用率大；浸碱工序需要建造大量的浸碱池，占地面积大，投资大，此外该工艺方法每生产一吨明胶：耗水400-600吨，废水排放量大,浸碱处理需要5-7吨液碱，目前液碱价格为2000-2500元/吨，辅料成本高；工艺条件苛刻，极易受环境温度影响，产品质量不稳定，提胶时30%-40%的明胶需要在高温（80-100℃）条件下制取，能耗高，好胶率低等缺点。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种酶解制造明胶的生产方法，通过采用浸酸酸解去除非胶原杂质，使动物皮料等原料膨胀柔软，经过一定周期的酸解后在低温条件下酶解提胶，通过酸解和酶解相结合的方式可以制取高粘度、高冻力的明胶产品，以解决现有技术所存在的不足。
本发明采用的技术方案如下：一种酶解制造明胶的生产方法，包括浸酸处理，其特征在于，将原料经浸酸处理后，进行酶解提胶，其中，要求浸酸所用的酸为无机酸，酶解所用的酶为酸性蛋白酶，浸酸后的原料在酶解前破碎成一定粒度的碎料。
在本发明中，所述无机酸为稀硫酸，稀硫酸的浓度为1-6wt%。酸的浓度和酸的种类选择对整个浸酸处理过程影响较大，当酸的浓度过高时，则易产生碳化反应，导致原料受损，明胶质量下降；当酸的浓度过低时，则又会使酸解过程缓慢，浸酸处理效果差，不利于后期的酶解制胶过程。本申请人经过长期的实验研究得到：强酸的浸酸处理效果优于中强酸（磷酸等）和弱酸的浸酸处理效果，并且在强酸中，优选稀硫酸为浸酸处理用酸，稀硫酸的浓度在1-6%范围内时，稀硫酸的浓度越高，酸解作用就越强，处理速度越强，浸酸处理效果就越佳，而超出该范围，则得不到该效果，因此，在本发明中，稀硫酸的浓度为1-6wt%。
在本发明中，原料破碎的粒度为20-100目。由于传统的生产工艺从来不注重原料破碎的粒度，也未仔细研究过原料粒度对制明胶过程有何影响，由此导致通过传统制明胶工艺得到的明胶的质量不高，得率较低，资源浪费比较严重。而本发明通过对原料的粒度进行仔细研究后，得到如下研究成果：原料的粒度在20-100目时，原料下胶速度快，其获得的明胶质量较高，明胶的得率得到了提升，在该范围内，原料破碎的粒度越细，在酶解制胶过程中，下胶速率越快，得率越高，获得的明胶的质量较高，若原料破碎的粒度低于该范围（即原料破碎的粒度太细），则会在酶解制胶过程中产生乳化现象，由此导致在后期提胶过程中不易将明胶过滤分离，对后期精制处理工序造成较大困难，而且精制处理后得到的明胶其杂质含量较高，明胶质量较低；若原料破碎的粒度高于该范围（即原料破碎的粒度太粗），则会导致在酶解制胶过程中原料下胶速率慢，得率较低。因此，原料破碎的粒度应该在上述范围内。
进一步，在浸酸处理中，浸酸时的温度为15-25℃。浸酸温度的选择很重要，过高或过低均会影响整个浸酸处理过程，具体地说，若浸酸温度过低（低于上述范围），无机酸不能完全发挥出酸解作用，导致浸酸效果差，不利于后续的酶解提胶过程；若浸酸温度过高（超过上述范围），导致浸酸过程中酸解太强，胶原流失较大，胶原质量受到损伤，影响后续的明胶得率。通过多次实验研究测试得出，浸酸温度在15-25℃时，浸酸效果最佳，能够在酸解速率和得率之间得到一个较佳平衡值。
进一步，在酶解提胶中，酸性蛋白酶的添加量为原料质量的（25-60）/100000。酸性蛋白酶的添加量比较重要，添加量过高或者过低均会对明胶造成影响，具体地说，若添加的酸性蛋白酶不足时（低于该范围），在酶解提胶过程中，下胶速率缓慢，最终得到的明胶的含量较低，得率下降；若添加的酸性蛋白酶过量时（超出该范围），在酶解提胶后，得到的明胶的质量受到影响，导致明胶质量降低。因此，酸性蛋白酶的添加量需在上述范围内，才能保证明胶产品的质量和得率。
在本发明中，酶解制造明胶的生产方法包括以下步骤：
步骤1、浸酸处理，将原料与稀硫酸按照一定比例在一定温度下进行浸酸处理，得到浸酸后的原料；
步骤2、退酸水洗，排去酸液后水洗原料，然后中和水洗原料，调节原料的ph值，排去中和液后，得到中和水洗后的原料；
步骤3、原料粉碎，将得到的中和水洗后的原料送入粉碎机进行粉碎，得到具有一定粒度的碎料；
步骤4、酶解制胶，将步骤3得到的碎料置于反应釜内，然后加入酸性蛋白酶和水，在一定温度下进行酶解反应，调节反应釜内混合物的ph值，待反应完成后，调节混合物的ph值使酸性蛋白酶灭活，然后升温彻底杀酶，得到胶液；
步骤5、精制处理，将步骤4得到的胶液经澄清、过滤、离子交换、蒸发浓缩、灭菌干燥后即得。
进一步，调节ph值时所用的ph值调节剂是质量分数为10%的氢氧化钠溶液。
进一步，在步骤2中，调节原料的ph值为4.6-5.8。
进一步，在步骤4中，在加入酸性蛋白酶和水时，升温反应釜内的温度至40-60℃（优选为45℃，当然也可以选择40℃或60℃），然后在45-55℃、ph值为3-4的条件下酶解提胶3-5h。
进一步，酶解提胶完成后，再调节反应釜内混合物的ph值至5-8，以灭活酸性蛋白酶，然后再升温至60-80℃（优选为75℃，当然也可以选择60℃或80℃），保温5-20min，以彻底杀死酸性蛋白酶。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：采用本发明的酶解工艺制胶，可减少投资、降低土地占用，生产周期由7-10天缩短至3-7天；传统提胶需要分4次完成，酶解提胶只需要进行一次提胶，传统方法再提胶时，第3和第4道胶需要在80-100℃温度下提胶，酶解制胶只需要在45-55℃下低温提胶，降低了能耗，并保证了产品质量和得率，每生产一吨明胶水耗由400-600吨降低至40-50吨，生产过程中无固废产生，制造出的明胶勃氏粘度为4.81-5.77mpa.s，冻力为313-362g，每吨原料的出胶率可达到17%-20%，可用于制造高粘度、高冻力、高得率的胶囊用明胶，也能用于制造食品添加剂用明胶。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
①浸酸处理：
原料：动物皮3000kg，辅料：5.45%浓度的稀硫酸
1）按照皮料：稀硫酸=1:2比例配制19.2℃温度的稀硫酸6000kg，并将稀硫酸先投入带搅拌的浸酸池中；
2）开起搅拌，24r/min的转速下匀速投入定量的动物皮，投料时间控制在0.5h，投料后在22r/min的转速条件下保持0.5h，保证动物皮与稀硫酸混合均匀；混匀后停止搅拌，静态浸酸24h，静态浸酸期间每隔4h启动搅拌10min；
3）浸酸完成后开启排液阀排去酸液。
②退酸水洗
排去酸液后，按照单次料水比1:1.5比例加水4500kg水洗皮料，水洗3次后进行中和工序。
③中和
水洗后的动物皮投入带搅拌的中和罐中，加水至没过皮料10cm，使用10%浓度的氢氧化钠溶液调节ph值，调节ph至5.3-5.8，中和期间分3次添加氢氧化钠溶液，中和时间15h，稳定4h，ph值稳定后排去中和液进入下一工序。
④水洗
排去中和液后，按照单次料水比1:1.5比例加水4500kg水洗皮料，皮料进入粉碎工序。
⑤粉碎
经水洗后的皮料使用粉碎机粉碎至20-40目的细度后酶解提胶。
⑥酶解提胶
将水洗后的动物皮投入带搅拌的反应釜，按照干动物皮：水=1:2.5比例加入纯水7500kg，升温至45℃，按照原始皮的万分之四的比例加入酸性蛋白酶，此时酸性蛋白酶加入量为每克干动物皮加40iu的酸性蛋白酶，在45-55℃、ph=3-4条件下酶解提胶4h，此时胶液浓度为5.5%；使用10%氢氧化钠溶液将ph调节至5.5将酸性蛋白酶灭活，升温至75℃，并保持20min彻底杀酶。
⑦精制处理
将酶解提胶的胶液进行澄清、过滤、离子交换。
⑧浓缩、蒸发、灭菌、挤胶干燥
将精制后的胶液使用超滤膜进行浓缩，浓缩至浓度为10%-12%，再经四效蒸发器提浓至20%-25%浓度，在142℃温度条件下灭菌3-5s，冷冻成型后挤条、干燥，得到明胶。
上述得到的明胶的主要参数如表1所示：
表1产品质量
实施例二
①浸酸处理：
原料：动物皮3000kg，辅料：4.75%浓度的稀硫酸
步骤：
1）按照皮料：稀硫酸=1:2.5比例配制21.4℃温度的稀硫酸7500kg，并将稀硫酸先投入带搅拌的浸酸池中；
2）开起搅拌，24r/min的转速下匀速投入定量的动物皮，投料时间控制在0.5h，投料后在22r/min的转速条件下保持0.5h，保证动物皮与稀硫酸混合均匀；混匀后停止搅拌，静态浸酸36h，静态浸酸期间每隔4h启动搅拌10min。
3）浸酸完成后开启排液阀排去酸液。
②退酸水洗
排去酸液后，按照单次料水比1:1.5比例加水4500kg水洗皮料，水洗3次后进行中和工序。
③中和
水洗后的动物皮投入带搅拌的中和罐中，加水至没过皮料10cm，使用30%浓度的氢氧化钠溶液调节ph值，调节ph至4.6-5.2，中和期间分3次添加氢氧化钠溶液，中和时间18h，稳定6h，ph值稳定后排去中和液进入下一工序。
④水洗
排去中和液后，按照单次料水比1:1.5比例加水4500kg水洗皮料，皮料进入粉碎工序。
⑤粉碎
经水洗后的皮料使用粉碎机粉碎至40-60目的细度后酶解提胶。
⑥酶解提胶
将水洗后的动物皮投入带搅拌的反应釜，按照干动物皮：水=1:2.5比例加入纯水7500kg，升温至45℃，按照原始皮的万分之六的比例加入酸性蛋白酶，此时酸性蛋白酶加入量为每克干动物皮加60iu的酸性蛋白酶，在45-55℃、ph=3-4条件下酶解提胶4h，此时胶液浓度为6.75%；使用10%氢氧化钠溶液将ph调节至6.2将酸性蛋白酶灭活，升温至75℃，并保持20min彻底杀酶。
⑦精制处理
将酶解提胶的胶液进行澄清、过滤、离子交换。
⑧浓缩、蒸发、灭菌、挤胶干燥
将精制后的胶液使用超滤膜进行浓缩，浓缩至浓度为10%-12%，再经四效蒸发器提浓至20%-25%浓度，在142℃温度条件下灭菌3-5s，冷冻成型后挤条、干燥，制造出高粘度、高冻力、高得率的胶囊用明胶，也能用于食品添加剂的明胶。
上述得到的明胶的主要参数如表2所示：
表2产品质量
实施例三
①浸酸处理：
原料：动物皮3000kg，辅料：2.2%浓度的稀硫酸
步骤：
1）按照皮料：稀硫酸=1:3比例配制23.1℃温度的稀硫酸9000kg，并将稀硫酸先投入带搅拌的浸酸池中；
2）开起搅拌，24r/min的转速下匀速投入定量的动物皮，投料时间控制在0.5h，投料后在22r/min的转速条件下保持0.5h，保证动物皮与稀硫酸混合均匀；混匀后停止搅拌，静态浸酸48h，静态浸酸期间每隔4h启动搅拌10min。
3）浸酸完成后开启排液阀排去酸液。
②退酸水洗
排去酸液后，按照单次料水比1:1.5比例加水4500kg水洗皮料，水洗3次后进行中和工序。
③中和
水洗后的动物皮投入带搅拌的中和罐中，加水至没过皮料10cm，使用30%浓度的氢氧化钠溶液调节ph值，调节ph至4.8-5.2，中和期间分3次添加氢氧化钠溶液，中和时间16h，稳定6h，ph值稳定后排去中和液进入下一工序。
④水洗
排去中和液后，按照单次料水比1:1.5比例加水4500kg水洗皮料，皮料进入粉碎工序。
⑤粉碎
经水洗后的皮料使用粉碎机粉碎至60-100目的细度后酶解提胶。
⑥酶解提胶
将粉碎后的动物皮投入带搅拌的反应釜，按照干动物皮：水=1:2.5比例加入纯水7500kg，升温至45℃，按照原始皮的25:100000的比例加入酸性蛋白酶，此时酸性蛋白酶加入量为每克干动物皮加25iu的酸性蛋白酶，在45-55℃、ph=3-4条件下酶解提胶4h，此时胶液浓度为7.2%；使用10%氢氧化钠溶液将ph调节至5.5将酸性蛋白酶灭活，升温至75℃，并保持20min彻底杀酶。
⑦精制处理
将酶解提胶的胶液进行澄清、过滤、离子交换。
⑧浓缩、蒸发、灭菌、挤胶干燥
将精制后的胶液使用超滤膜进行浓缩，浓缩至浓度为10%-12%，再经四效蒸发器提浓至20%-25%浓度，在142℃温度条件下灭菌3-5s，冷冻成型后挤条、干燥，得到明胶。
上述得到的明胶的主要参数如表3所示：
表3产品质量
通过上述实施例1-3可以得到，制得的明胶的勃氏粘度达到4.8-6.5mpa.s,冻力达到240-340g，每吨动物皮出胶率达到17%-20%，具有能耗低，好胶率高等优点。
同时，通过实施例1-3可以得到，在一定范围内，当酸的温度升高，粒度越细，明胶的得率越高，达到20.1%，反之，明胶的得率降低，但得率依然达到了17%，因此，本发明的明胶的生产方法优于传统的明胶生产方法。
本发明的酶解制造明胶的生产方法，其生产周期缩短至3-5天，时间短，此外该工艺方法不再进行浸碱处理，浸酸处理每生产一吨明胶需要0.2-1.5吨浓硫酸，目前浓硫酸价格为500-600元/吨，辅料成本降低90%以上，资金占用率小，同时不用建造浸碱池，节约了用地及投资，每生产一吨胶耗水仅50-70吨，废水排放量小。由于处理时间较短，受环境影响的因素较低，可保证产品质量的稳定性，提胶时只需在45-55℃温度条件下一次性酶解制胶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。