一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺的制作方法
【专利摘要】一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，属于生物【技术领域】，包括如下步骤：（1）预处理鱼鳞；（2）酸热提取技术提取鱼鳞胶原肽和钙溶液；（3）肽钙螯合技术制备鱼鳞胶原肽钙粗成品；（4）离心机分离技术去除固体杂质；（5）浓缩鱼鳞胶原肽钙；（6）阴离子交换树脂柱层析技术纯化鱼鳞胶原肽钙，得到鱼鳞胶原肽钙溶液；（7）该溶液干燥得到钙含量＞1％，蛋白含量＞85％的鱼鳞胶原肽粉成品。本工艺以鱼类下脚料鱼鳞为原料，不加外源钙盐，建立离心机分离技术协同阴离子交换树脂柱层析技术集成的分离纯化技术体系，无需使用有机溶剂，所生产的鱼鳞胶原肽钙产品钙含量高，生物利用度高、安全性高且肽钙双补具有巨大的市场前景。
【专利说明】一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，属于生物【技术领域】。
【背景技术】
[0002]钙元素是人体必需的营养元素之一，具有许多重要的生理功能。缺钙容易导致骨质疏松、骨质增生、儿童佝偻病、手足抽搐症、肾结石、结肠癌、老年痴呆、高血压和冠心病等疾病的发生。中国13亿人口中普遍存在着不同程度的缺钙，如此巨大的市场催生了大量的补钙产品，并且不断有新的品牌加入。随着竞争的加剧和广大消费者对保健产品认识的不断提高，具有高吸收率、肽钙双补的胶原肽钙螯合物成为钙产品的优选标准。水产品加工业是我国主要支柱产业之一，水产品加工生产过程中产生大量鱼鳞废弃物，严重污染环境。鱼鳞主要成分是胶原蛋白和钙盐，是生产胶原肽钙的重要的原料来源。
[0003]目前，我国胶原肽钙的研发已经取得丰硕的成果，但还存在以下几个问题:
1、现有的胶原肽钙生产工艺中，需要加入大量有机溶剂，有机溶剂难以回收利用，生产成本高，同时，由于有机溶剂具有的易挥发、易燃、易爆的特性，决定了产品生产车间、生产设备和生产人员都存在较大的安全隐患。
[0004]2、胶原肽钙生产过程中，需要加入外源钙离子如氯化钙、碳酸钙与胶原肽螯合反应生产胶原肽钙。该类型生产工艺加入外源钙离子，增加成本，生产的产品安全性低，附加值低。
【发明内容】
[0005]针对现有胶原肽钙的研发中存在的生产成本高、生产操作复杂，生产产品安全性低和附加值低等问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种生产成本低、生产操作简单的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，生产出具有高附加值和高安全性的鱼鳞胶原肽钙产品O
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是:
一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，包括如下步骤:
(1)预处理
鱼鳞清洗去除颗粒杂质后，投入反应釜中，加入碱溶液搅拌，搅拌后用水洗净；
(2)提取
将经过预处理并洗净的鱼鳞置于反应釜中，加水，加入酸调节pH值，并控制反应的PH为0.5-2，反应温度为40-100°C，反应4_8小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙的提取液；
(3)螯合
将步骤(2)所述溶液温度降到常温，螯合4-24小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液；
(4)分离
利用离心机分离技术分离纯化鱼鳞胶原肽钙溶液，除掉颗粒状杂质； (5)浓缩
浓缩步骤(4)所述溶液，浓缩后溶液的质量百分浓度为10% -40% ；
(6)纯化
取步骤(5)的浓缩液，利用阴离子交换树脂柱层析去除杂质；
(7)干燥
利用喷雾干燥快速干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，得到鱼鳞胶原肽钙粉成品。
[0007]所述的步骤(I)预处理所使用的碱为碳酸氢钠或氢氧化钠。
[0008]所述的步骤(I)预处理所使用的碱的质量百分浓度为1_5%，搅拌时间为4-12小时；
所述的步骤(2)中加入的水相当于鱼鳞重量的5-20倍，调节pH用酸为硫酸或盐酸。
[0009]所述的步骤(4)中所使用的离心机为转速为4000-14000rpm的离心机。
[0010]所述的步骤(5)中溶液浓缩用纳滤膜浓缩、蒸发器浓缩或真空浓缩罐浓缩。
[0011]所述的步骤(6)中所使用离子交换树脂柱层析去除杂质，浓缩液吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为0.1-10升/分钟。
[0012]所述的步骤(7)中喷雾干燥的出风温度为70_90°C、进风温度为140_180°C。
[0013]采用上述方案后，本发明与已有技术相比具有以下优点:
1、本发明以鱼鳞的主要成分胶原蛋白和钙盐为原料，利用酸热提取技术和肽钙螯合技术生产胶原肽钙，不加外源钙盐，突破低值海洋生物资源高值化利用的关键技术，降低生产成本，提高鱼鳞的综合高值化利用技术水平，生产的胶原肽钙产品安全性高、附加值高。
[0014]2、本发明利用离心机分离技术协同阴离子交换树脂柱层析技术分离纯化鱼鳞胶原肽钙，纯化后的样品蛋白含量>85%，钙含量> 1%，且树脂填料可再生多次使用，生产成本低，生产工艺简单，解决胶原肽钙传统乙醇沉淀法生产工艺存在成本高、操作复杂等缺点。
[0015]3、无需使用有机溶剂，避免由于使用大量有机溶剂所造成的环境和安全问题，显著降低了安全生产成本和环保成本。
[0016]总之，本发明采用上述工艺，成本低、得率高、操作简单，所生产的鱼鳞胶原肽钙样品钙含量高、蛋白含量高、安全性高、生物利用度高、且能够肽钙双补，充分利用了水产下脚料鱼鳞，变废为宝，适合大规模工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
[0019]本发明所揭示的是一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，如图1所示，本发明包括如下步骤:鱼鳞——水洗除掉鱼鳞的固体杂质——碱法去除鱼鳞的表面杂质——酸热提取技术提取鱼鳞胶原肽和钙溶液——肽钙螯合技术制备鱼鳞胶原肽钙粗成品——离心机分离技术纯化胶原肽钙——浓缩胶原肽钙——阴离子交换树脂柱层析技术纯化胶原肽钙——干燥鱼鳞胶原肽钙溶液——鱼鳞胶原肽钙粉成品。[0020]以下通过具体实施例说明。
[0021]实施例一:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞IOkg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，力口入质量百分浓度为3%碳酸氢钠溶液，搅拌4小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0022]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入200kg的水，加入硫酸调节pH值并控制反应体系PH为0.5，反应温度为60°C，反应5小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙溶液。
[0023]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合4小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0024]4、利用转速为HOOOrpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用纳滤膜浓缩，纳滤膜的截留相对分子质量为500Da，浓缩后液体的质量百分浓度为10%。
[0025]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为0.1
升/分钟。
[0026]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为180°C，出风温度为90°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为90%，钙含量为3%。
[0027]实施例二:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞IOOkg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为1%氢氧化钠溶液，搅拌8小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0028]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入IOOOkg的水，加入硫酸调节pH值并控制反应体系pH为2,反应温度为100°C,反应8小时,结束反应,得到鱼鳞胶原肽和游离隹丐溶液。
[0029]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合24小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0030]4、利用转速为8000rpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用蒸发器浓缩，浓缩温度为60°C，浓缩后液体的质量百分浓度为40%。
[0031]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为I升
/分钟。
[0032]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为160°C，出风温度为80°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为90%，钙含量为2%。
[0033]实施例三:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞IOOOkg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为5%碳酸氢钠溶液，搅拌6小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。[0034]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入5000kg的水，加入硫酸调节pH值并控制反应体系PH为1，反应温度为80V，反应6小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙溶液。
[0035]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合8小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0036]4、利用转速为4000rpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用真空浓缩罐浓缩，浓缩温度为50°C，浓缩后液体的质量百分浓度为30%。
[0037]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为10
升/分钟。
[0038]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为140°C，出风温度为70°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为86%，钙含量为3%。
[0039]实施例四:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞50kg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为3%氢氧化钠溶液，搅拌12小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0040]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入750kg的水，加入硫酸调节pH值并控制反应体系PH为1.5，反应温度为90°C，反应4小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙溶液。
[0041]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合12小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0042]4、利用转速为HOOOrpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用蒸发器浓缩，浓缩温度为65°C，浓缩后液体的质量百分浓度为20%。
[0043]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为0.5
升/分钟。
[0044]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为140°C，出风温度为70°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为89%，钙含量为2%。
[0045]实施例五:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞500kg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为5%氢氧化钠溶液，搅拌4小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0046]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入5000kg的水，加入盐酸调节pH值并控制反应体系pH为0.5,反应温度为40°C,反应6小时,结束反应,得到鱼鳞胶原肽和游离钙溶液。
[0047]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合6小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0048]4、利用转速为4000rpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用蒸发器浓缩，浓缩温度为55°C，浓缩后液体的质量百分浓度为30%。
[0049]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为5升/分钟。
[0050]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为160°C，出风温度为80°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为90%，钙含量为3%。
[0051]实施例六:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞IOOkg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为3%碳酸氢钠溶液，搅拌8小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0052]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入500kg的水，加入盐酸调节pH值并控制反应体系pH为0.8,反应温度为60V，反应4小时,结束反应,得到鱼鳞胶原肽和游离隹丐溶液。
[0053]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合10小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0054]4、利用转速为HOOOrpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用真空浓缩罐浓缩，浓缩温度为50°C，浓缩后液体的质量百分浓度为30%。
[0055]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为I升
/分钟。
[0056]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为140°C，出风温度为70°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为87%，钙含量为2%。
[0057]实施例七:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞50kg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为3%氢氧化钠溶液，搅拌10小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0058]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入750kg的水，加入盐酸调节pH值并控制反应体系PH为1.5，反应温度为60°C，反应8小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙溶液。
[0059]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合24小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0060]4、利用转速为8000rpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用蒸发器浓缩，浓缩温度为55°C，浓缩后液体的质量百分浓度为20%。
[0061]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为0.5
升/分钟。
[0062]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为140°C，出风温度为70°C，喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为86%，钙含量为2%。
[0063]实施例八:
1、以优质鱼鳞作为原料，所选用的鱼鳞可以是海洋鱼类鱼鳞也可以是淡水鱼类鱼鳞。取鱼鳞IOOOkg投入搅拌清洗机中，加水清洗到鱼鳞无颗粒杂质后。将鱼鳞投入反应釜中，加入质量百分浓度为5%碳酸氢钠溶液，搅拌12小时，用水洗净，除掉鱼鳞表面的粘性物质、脂肪和其它杂质。
[0064]2、将洗净的鱼鳞置于反应釜中，加入10000kg的水，加入盐酸调节pH值并控制反应体系pH为1，反应温度为50°C，反应6小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙溶液。
[0065]3、鱼鳞胶原肽和游离钙溶液，常温下螯合12小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液。
[0066]4、利用转速为HOOOrpm的离心机分离鱼鳞胶原肽钙溶液中的固体杂质。上清液利用真空浓缩罐浓缩，浓缩温度为60°C，浓缩后液体的质量百分浓度为40%。
[0067]5、浓缩液经过阴离子交换树脂柱层析吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为10
升/分钟。
[0068]6、利用喷雾干燥机干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，进风温度为160°C,出风温度为80°C,喷雾干燥结束，得到鱼鳞胶原肽溶液粉成品，粉成品的蛋白含量为91%，钙含量为3%。
[0069]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
【权利要求】
1.一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:它包括如下步骤: (1)预处理 鱼鳞清洗去除颗粒杂质后，投入反应釜中，加入碱溶液搅拌，搅拌后用水洗净； (2)提取 将经过预处理并洗净的鱼鳞置于反应釜中，加水，加入酸调节pH值，并控制反应的PH为0.5-2，反应温度为40-100°C，反应4_8小时，结束反应，得到鱼鳞胶原肽和游离钙的提取液； (3)螯合 将步骤(2)所述溶液温度降到常温，螯合4-24小时，得到鱼鳞胶原肽钙溶液； (4)分离 利用离心机分离技术分离纯化鱼鳞胶原肽钙溶液，除掉颗粒状杂质； (5)浓缩 浓缩步骤(4)所述溶液，浓缩后溶液的质量百分浓度为10% -40% ； (6)纯化 取步骤(5)的浓缩液，利用阴离子交换树脂柱层析去除杂质； (7)干燥 利用喷雾干燥快速干燥鱼鳞胶原肽钙溶液，得到鱼鳞胶原肽钙粉成品。
2.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(I)预处理所使用的碱为碳酸氢钠或氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(1)预处理所使用的碱的质量百分浓度为1_5%，搅拌时间为4-12小时。
4.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(2)中加入的水相当于鱼鳞重量的5-20倍，调节pH用酸为硫酸或盐酸。
5.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(4)中所使用的离心机为转速为4000-14000rpm的离心机。
6.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(5)中溶液浓缩用纳滤膜浓缩、蒸发器浓缩或真空浓缩罐浓缩。
7.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(6)中所使用离子交换树脂柱层析去除杂质，浓缩液吸附后洗脱，洗脱液为纯净水，流速为0.1-10升/分钟。
8.根据权利要求1所述的一种鱼鳞胶原肽钙的生产工艺，其特征在于:所述的步骤(7)中喷雾干燥的出风温度为70-90°C、进风温度为140-180°C。
【文档编号】A23L1/29GK103462018SQ201310416193
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】陈俊德, 易瑞灶, 洪碧红, 余琳, 郑美华, 李黄庭, 许诺华, 高然, 李龙 申请人:国家海洋局第三海洋研究所