一种从新鲜牛棒骨中提取小分子肽的方法及其应用与流程

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种从新鲜牛棒骨中提取小分子肽的方法及其应用。

背景技术：

近年来的科学认为，人体吸收蛋白质主要是以肽的形式吸收的，肽是由氨基酸组成的分子，分子量在5000-200da之间，具有极强的活性和多样性，能利用肽的生理功能和生物活性，调节人体内各系统和细胞的生理功能。因此，各种肽成为了影响人体健康的重要物质。

大量研究表明：酶解动物骨蛋白得到的胶原多肽具有生物活性功能，如降血压活性、抗肿瘤活性、抗氧化活性、预防与治疗骨关节炎和骨质疏松活性等，且大多的活性肽都是以相对分子质量低于5000的小分子肽存在，多肽具有良好的食品加工特性，而且有比氨基酸和蛋白质更好的营养、吸收特性。

我国是世界第一肉类生产大国，随着屠宰数量地不断增加，副产物也大量产生，目前每年能产生近2000万吨畜禽骨。牛骨约占牛体质量的12％-20％，即每生产100kg牛肉就会有12-20kg的牛骨产生。在我国的骨加工业中，畜骨大部分用于生产动物饲料，例如生产骨胶、骨油、骨粉等，其附加值都很低，尤其是牛骨深加工开发研究较少。骨的营养价值丰富，骨中的粗蛋白含量与肉十分接近，且大部分是胶原，胶原占骨中蛋白质总量的80％以上。胶原蛋白是动物体骨骼中含量最大的一种蛋白质，将胶原蛋白进一步酶解可得到性能更加优良的胶原肽，将其应用于美容化妆品、医学、药用、食品工业等领域，能够充分提升其附加值。

骨胶原多肽因其丰富的营养价值和生理功能成为当前研究的热点，然而国内外对于骨骼酶解的报道较多，集中在猪骨、牛骨、鱼骨等，以酶解新鲜牛棒骨得到小分子肽的研究还未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种从新鲜牛棒骨中提取小分子肽的方法，以新鲜的牛棒骨为原料，经过清洗粉碎、高温蒸煮、专用蛋白酶分步酶解提取鲜牛棒骨小分子肽，把牛棒骨经生物酶解后变成可溶于水的活性成分，再经过活性炭去腥去味，以改进鲜牛棒骨小分子肽的口感，更有利于其活性成分的吸收和利用。

具体的，本发明第一个方面公开了一种从鲜牛棒骨中提取小分子肽的方法，包括以下步骤：

将新鲜牛棒骨清洗破碎后，接着蒸煮得到汤、除油排汤、分步酶解和纯化，得到小分子肽溶液。

应当理解，本发明并不限于上述步骤，还可以包含其他额外的步骤，而不超出本发明的保护范围。

优选的，所述清洗破碎步骤包括：将新鲜牛棒骨多次清洗后进行破碎。

在本发明的一些优选实施例中，将鲜牛棒骨按照设定清洗时长进行多次清洗，将洗净后的鲜牛棒骨按照设定破碎尺寸进行破碎。定清洗时长范围为20-30分钟，清洗次数为2-3次，设定破碎尺寸范围为3-5厘米。

优选的，蒸煮步骤包括：将水放入蒸煮装置后进行升温，升温的同时加入新鲜牛棒骨并搅拌，升温结束后接着保温，保温结束后停止搅拌，然后进行蒸煮，形成一次汤；一次汤泵入储罐后，在剩余骨渣中再加入水后进行升温，同时进行搅拌，升温结束后接着保温，保温结束后停止搅拌，然后进行蒸煮，形成二次汤。

在本发明的一些具体实施例中，所述蒸煮步骤设定的保温范围为100-120℃，一次提取设定保温时长范围为4-6小时，二次提取设定保温时长范围为2-3小时。

优选的，除油排汤步骤包括：静置除油，静置时间2-3h。

在本发明的一些具体实施例中，利用抽取装置抽取蒸煮步骤所得的一次汤，并泵入一次汤储存装置，进行静置除油，二次提取后的二次汤泵入另一储存装置进行静置除油。抽取装置具体为真空抽提罐。

优选的，所述分步酶解步骤包括：将除油后的汤进行酶解反应；所述酶包括胰蛋白酶和风味蛋白酶，酶解结束后灭酶活，得到灭酶后的水解液。

在本发明的一些具体实施例中，将分离出油层后的一次汤和二次汤都泵入水解装置中，降温至设定酶解温度，投入胰蛋白酶和风味蛋白酶进行水解，保持至设定酶解时长，酶解结束后升温至设定灭酶温度，并保持至设定灭酶时长，形成灭酶后的水解液。设定的酶解程序为先加入料液固形物含量0.1-2％的风味白酶酶解1-2h，再加入料液固形物含量0.2-3％的胰蛋白酶水解2-3h；其中，设定的酶解温度范围为52-54℃；设定的酶解时长范围为3-4小时；设定的灭酶温度范围为85-90℃；设定的灭酶时长范围为15-20分钟。

优选的，所述方法在纯化步骤之前还包括脱色脱腥步骤，具体如下：往得到的灭酶后的水解液中投入活性炭后静置，脱色并去除腥味，其中活性炭的加入量为原料重量的0.15％-0.2％，静置时间3-4h。

优选的，所述纯化步骤包括过滤步骤，纯化后即得到小分子肽溶液。

在本发明的一些具体实施例中，采用多功能无机陶瓷膜进行过滤。具体步骤：利用过滤装置将脱色脱腥后得到的水解液过滤至清液储存装置，在此过程中用到多功能无机陶瓷膜进行过滤，且在过滤过程中不添加任何助剂，即得到小分子肽溶液。

优选的，所述方法还包括对得到的分子肽溶液进行浓缩干燥得到小分子肽粉的步骤。进一步的，所述浓缩干燥步骤依次包括过滤液浓缩、高速管式分离和高速离心喷雾干燥步骤。

在本发明的一些具体实施例中，过滤液浓缩步骤包括：将小分子肽溶液经过双效真空节能浓缩至设定波美度，形成澄清的浓缩液。其中一效真空度与温度分别控制为-0.06mpa、70℃-80℃，二效真空度与温度分别控制在-0.08mpa、50-60℃，以波美度为指标，设定其波美度值为10-15。

高速管式分离步骤包括：将得到的浓缩液经过管式分离机进行分离。管式分离机的转速值设定为16000r/min。

高速离心喷雾干燥步骤包括：经过升温至80℃达到灭菌效果的浓缩液，将温度降至60-70℃，根据设定进风温度和设定出风温度进行喷雾干燥，形成牛骨小分子肽粉；设定进风温度范围为200-220℃，设定出风温度范围为90-100℃。

本发明第二个方面公开了上述方法制备得到的小分子肽。

本发明第三个方面公开了上述的方法或上述的小分子肽在医药、化学和食品领域中的应用。该方法得到的小分子肽具有极大的开发利用价值。优选的，所述化学领域包括美容化妆品领域。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，而不超出本发明的构思与保护范围。

本发明相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：

我国是世界第一肉类生产大国，随着屠宰数量地不断增加，副产物也大量产生，本发明利用新鲜的牛棒骨提取出小分子肽，大大增加了牛棒骨的附加值，得到的小分子肽具有极大的开发利用价值，可广泛用于美容化妆品、医学、药用、食品工业等领域。

本发明公开的方法采用优质鲜牛棒骨为原料，利用物理方式达到油液分离，不添加任何化学试剂，且工艺流程简单，目前可用于车间大批量生产。

附图说明

图1为本发明实施例中从新鲜牛棒骨中提取小分子肽的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。本发明所用试剂和原料均市售可得。

实施例1

本实施例公开了一种从新鲜牛棒骨中提取小分子肽的方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括以下步骤：

(1)清洗破碎：将鲜牛棒骨按照设定清洗时长进行多次清洗，将洗净后的鲜牛棒骨按照设定破碎尺寸进行破碎。定清洗时长范围为20-30分钟，清洗次数为2-3次，设定破碎尺寸范围为3-5厘米。

(2)将水放入蒸煮装置，升温的同时加入一定量的鲜牛棒骨，同步进行搅拌，升温至设定保温范围后停止升温，并按照设定保温时长进行保温，保温结束都停止搅拌，然后按照设定静置时长进行蒸煮，形成一次汤，一次汤泵入储罐后，在剩余骨渣中再加入一定量的水，升温至设定保温范围后停止升温，并按照设定保温时长进行保温，保温结束都停止搅拌，然后按照设定静置时长进行蒸煮，形成二次汤。设定的保温范围为100-120℃，一次提取设定保温时长范围为4-6小时，二次提取设定保温时长范围为2-3小时。

(3)除油排汤：利用抽取装置抽取步骤(2)所得的一次汤，并泵入一次汤储存装置，进行静置除油，二次提取后的二次汤泵入另一储存装置进行静置除油。静置时间2-3h，抽取装置具体为真空抽提罐。

(4)分步酶解：将步骤(3)得到分离出油层后的一次汤和二次汤都泵入水解装置中，降温至设定酶解温度，投入胰蛋白酶和风味蛋白酶进行水解，保持至设定酶解时长，酶解结束后升温至设定灭酶温度，并保持至设定灭酶时长，形成灭酶后的水解液。设定的酶解方式为先加入料液固形物含量0.1-2％的风味白酶酶解1-2h，再加入料液固形物含量0.2-3％的胰蛋白酶水解2-3h；设定的酶解温度范围为52-54℃；设定的酶解时长范围为3-4小时；设定的灭酶温度范围为85-90℃；设定的灭酶时长范围为15-20分钟。

(5)脱色脱腥：向步骤(4)得到的灭酶后的水解液种投入活性炭后静置，脱色并去除腥味，其中活性炭的加入量为原料重量的0.15％-0.2％，静置时间3-4h。

(6)多功能无机陶瓷膜过滤：利用过滤装置将步骤(5)静置后得到的水解液过滤至清液储存装置，在此过程中用到多功能无机陶瓷膜进行过滤，且在过滤过程中不添加任何助剂。

(7)过滤液浓缩：将步骤(6)过滤后的清液经过双效真空节能浓缩至设定波美度，形成澄清的浓缩液。其中一效真空度与温度分别控制为-0.06mpa、70℃-80℃，二效真空度与温度分别控制在-0.08mpa、50-60℃，以波美度为指标，设定其波美度值为10-15。

(8)高速管式分离：将步骤(7)得到的浓缩液经过管式分离机进行分离。高速管式分离机的转速值设定为16000r/min。

(9)高速离心喷雾干燥：经过升温至80℃达到灭菌效果的浓缩液，将温度降至60-70℃，根据设定进风温度和设定出风温度进行喷雾干燥，形成鲜牛骨小分子肽粉；设定进风温度范围为200-220℃，设定出风温度范围为90-100℃。

(10)产品包装：采用密封包装。

本实施例公开的方法采用优质鲜牛棒骨为原料，利用物理方式达到油液分离，不添加任何化学试剂，且工艺流程简单，可用于车间大批量生产。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。