一种骨胶原蛋白的提取方法与流程

文档序号:29073227发布日期:2022-03-01 21:59阅读:480来源:国知局

1.本发明涉及骨胶原蛋白技术领域,更详细地说,涉及一种骨胶原蛋白的提取方法。


背景技术:

2.骨胶原蛋白经彭鹤庭先生多年研究并于2004年研究提取成功,并在2006年开始使用,经十几年的实践验证了骨胶原蛋白的各种功效发现了它的多种作用。
3.骨胶原蛋白是一种高营养、多效能的一大类生物质,普遍存在于人体的内脏、骨骼、皮肤、肌腱、毛发、心血管等各个组织中,骨胶原蛋白是构成骨骼的主要物质,也是存在于人体内最重要的功能性蛋白。
4.骨胶原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18种氨基酸,其中维持人体生长所必需的氨基酸有7种,胶原蛋白中的甘氨酸占30%,脯氨酸和羟脯氨酸共占约25%,是各种蛋白质中含量最高的,其含有在一般蛋白少见的羟脯氨酸、焦谷氨酸和在其它蛋白质中几乎不存在的羟基赖氨酸,更是独占熬头,因此骨胶原蛋白的营养是相当丰富的。
5.骨胶原蛋白有容易水解,性质平和,为人体易吸收的特点,具有防止各器官衰退,增强免疫力,强健体魄,延缓衰老等等好处。骨胶原蛋白肩负着修复人体各器官的损伤,对人体各关节的润滑和韧性的调整而使人体活动自如、灵活等等效能,人体衰老和疾病的发生就是活性骨胶原蛋白流失的过程而产生的结果,因此人体随时补充骨胶原蛋白是相当必要的。
6.骨胶原蛋白能快速地提升骨密度,使人体骨骼坚硬,骨胶原蛋白在人体内能发挥修复各脏腑损伤的效能,对由于放疗、化疗受到的伤害,骨胶原蛋白能迅速消除其所产生的副作用,使血小板、白细胞回到正常。
7.人体如发生骨质疏松、骨折、骨关节炎、骨变形的情况时,人体内的骨胶原蛋白就敏感地捕捉到这些情况,会马上激发其补充、修复、矫正等一系列功能出来,将骨质迅速提高骨密度,对骨折受伤害部分能迅速使其愈合、康复,对骨关节炎消除炎症,对骨质增生、变形能迅速矫正使其正常生长。
8.骨胶原蛋白能抑制细胞的恶变,抑制癌细胞的疯长,能截断恶性肿瘤的营养供给通道,使肿瘤慢慢痿缩,骨胶原蛋白的补充得足量时会储存在骨中,人体内有异常情况出现时,它会释放出来发挥其强大的效能,在人仍未感觉痛苦前将损伤修复,提前消除隐患。
9.中国是一个畜牧生产和消费大国,肉类总产量连续20年居世界第一,与此同时,鲜骨产量每年达到2000万吨以上。牛骨约占其体重的20%-30%,富含蛋白质、钙、磷等多种营养物质,是一种营养价值极高的肉类加工副产品,更是提取胶原蛋白的首选原料。目前,国内外常用的胶原蛋白提取方法主要有热水提取法、酸提取法、碱提取法、酶解提取法以及混合提取法,破碎法等。
10.热水提取法:是采用将动物骨料在清水中浸泡,以除去杂蛋白,加入盐酸类溶液浸泡而后用去离子水反复冲洗至中性,得到清洗后的胶原蛋白骨料,再进行后续的提取等工艺,热水提取法得率较低。
11.酸提取法:采用盐酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸等,酸提取法主要提取的是天然组织中未纤维化、游离状态的胶原分子,而大部分胶原提取原料是哺乳动物跟腱等,胶原主要以共价键交联的纤维化形式存在,酸提取法会破坏氨基酸的结构,提取所用的酸会残留在骨胶蛋白中对人体造成伤害,且提取用的酸还具有腐蚀设备的缺陷。
12.碱提取法:是利用一定浓度的碱对牛骨中的骨胶原蛋白进行提取,碱提取法常用的处理剂有石灰、氢氧化钠、碳酸钠等,这些处理剂也会破坏骨胶原蛋白中的氨基酸结构,且食用后会残留在体内。
13.酶解提取法:主要使用胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等,目前,最常使用的是胃蛋白酶,由于胃蛋白酶在纤维化状态下胶原进行限制性的部分水解,切断胶原纤维之间的共价键交联位点,释放出游离的胶原分子,并进一步溶解在酸溶液中。因此,酶解提取法提取得率远远高于单纯的酸提取法,也是目前胶原提取制备的主流方法,其缺点是提取周期较长。
14.随着人们对胶原蛋白提取工艺的不断探索和研究,目前也有采用总混合法提取骨胶原蛋白,其方法是先用5%的烧碱溶液将材料浸泡10分钟,去除表面上油脂,并使之膨胀,用清水洗至不含碱味,然后用稀盐酸浸24小时脱钙,再用清水清洗,放在4%的石灰水中浸10 天后清洗,最后热水提取。
15.在现有提取胶原蛋白方法专利技术中,例如专利申请号cn 201510556199.0公开了一种牛骨胶原蛋白肽的制备方法,通过对牛骨先后采用两次破碎、二次复煮、高温蒸煮和超滤膜浓缩技术并结合特定的复合酶制剂,解决现有生产工艺制备牛骨胶原蛋白肽提取率低下,易褐变,能耗大,生产周期长的问题。方法:一、筛选;二、一次破碎;三、二次破碎;四、清洗;五、高温提取;六、二次复煮;七、过滤分离;八、液液分离;九、酶解;十、杀菌灭酶;十一、固液分离;十二、超滤膜浓缩,十三、喷雾干燥;十四、包装,即得到牛骨胶原蛋白肽。
16.又例如,中国专利申请号cn202010185052.6公开了一种骨胶原蛋白肽的生产方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:1)预处理:将动物骨头上残余的肉剔除,清洗至无血污;使用碎骨机粉碎成2-4cm的小块,待用;2)酸提取:将步骤1)得到的碎骨块放入酸溶液中浸泡,搅拌后静置过夜;3)酶解:将步骤2)中经酸浸泡过的碎骨块放入复合酶解液中进行酶解;酶解后灭酶;粗滤,弃去固体部分,滤液待用;4)超滤:将步骤3)得到的滤液经1kda滤膜超滤,滤液经浓缩得到粗骨胶原蛋白肽溶液;5)纯化:将步骤4)得到的粗骨胶原蛋白肽溶液,经过sephadex g-15凝胶柱色谱洗脱纯化,收集目的峰值含量大于90%的骨胶原蛋白肽溶液; 6)干燥:将步骤5)得到的溶液骨胶原蛋白肽进行干燥,即得。
17.再例如,专利申请号cn201810649169.8公开了一种骨胶原蛋白的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:s1、将骨头在清水中解冻并将骨头清洗至无血水产生;s2、化皮:将清洗干净的骨头放入蒸球中,并加入黄酒和大豆油,向蒸球中加入骨头质量1.1-1.4倍的蒸馏水,启动蒸球,使蒸球的转速为4rpm/min,开启蒸汽阀,保持蒸球内的压力不大于0.20mpa,蒸球内的温度为118-123℃,保温160min后关闭蒸汽阀,当蒸球的排液阀转至朝下垂直于地面时,停止运转,开启排液阀,得到第一次料液备用,向蒸球内第二次加入骨头质量0.5-0.6 倍的蒸馏水,保持蒸球内的压力不大于0.20mpa,蒸球内的温度为110-120℃,保温10分钟后后关闭蒸汽阀,当蒸球的排液阀转至朝下垂直于地面时,停止运转,开启排液阀,得到第二次料液备用,向蒸球内第三次加入骨头质量0.4-0.5倍的蒸馏水,保持蒸球内
的压力不大于0.20mpa,温度110-120℃,保温约5分钟,观察至球阀中无絮状物为止,开启排液阀,得到第三次料液;s3、将第一次料液、第二次料液和第三次料液通过砂过滤罐过滤后滤液进入贮液桶中,在离心机的入料口处放120目筛网,将滤液在筛网的上端向筛网上流动,使得滤液的流速为30-50kg/min,使滤液匀速通过离心机,并将通过筛网的上清液备用;s4、将上清液打入蒸发罐,保持蒸发罐内的压力不大于0.20mpa,开启蒸汽阀,使上清液处于微沸状态,至上清液浓缩至原液的一半时将上清液转移至夹层锅,开启夹层锅蒸汽阀,保持夹层锅内的压力不大于0.20mpa,浓缩2h后得到浓缩液;s5、将浓缩液转移到胶箱中,并不断的浓缩,直到用炒勺舀起浓缩液时,浓缩液可以凝结成透明的片装缓缓下落,将剩余的原料加入到浓缩液中搅拌混匀;s6、将胶箱移入常温冷库,凝胶22-24小时,开启冷却机,在温度 4℃-10℃环境下,冷却8-10小时后得到胶块,并根据需求使用打条机将胶块切大块,再使用切胶机上切小块;s7、晾制:将冷库温度控制在18-21℃,相对湿度为45-50%,将胶块48~72小时后翻胶一次,120-168小时后翻胶一次,抽检水分符合要求后,整理收胶,并无菌包装后储存。
18.以上各种提取方法均存在材料残留、破坏提取的胶原蛋白分子结构、制备成本高、胶原蛋白产品获得率低、纯度普遍较低的缺点。亟待开发出一种优化提取骨胶原蛋白的方法,在不破坏提取的胶原蛋白分子结构的同时,使得胶原蛋白产品的提取纯度及提取率显著提高,提取胶原蛋白成本大幅度降低的提取工艺。


技术实现要素:

19.为克服现有技术中存在的诸多缺陷,本发明提供一种骨胶原蛋白的提取方法,所述提取方法包括如下步骤:
20.步骤1,选取并清洗牛扁骨:
21.选取发育正常、健康无病的新鲜牛扁骨75公斤,剔除附着在牛扁骨上的残留肉、筋及杂质,使用洁净水清洗剔除后的牛扁骨;
22.步骤2,第一次熬煮牛扁骨:
23.将步骤1中清洗后的牛扁骨放入封闭的不锈钢电力锅内,加入15万毫升温度为30℃的温水,密闭不锈钢电力锅,煮开不锈钢电力锅内的牛扁骨,使不锈钢电力锅内的水蒸气不外泄,在不锈钢电力锅内形成95%以上的干燥饱和水蒸气裂解氨键,彻底去除游离单氧及所有的带电离子,使水达到归零循环,同时水在温度控制下互相撞击使水活化,将不锈钢电力锅的功率调至9千瓦,煮开不锈钢电力锅内的牛扁骨,再将功率调至3千瓦至6千瓦,熬煮3 小时,清除不锈钢电力锅内的浮面油脂,每次清除油脂的间隔时间为5小时,在不锈钢电力锅的功率为3千瓦至6千瓦条件下继续熬煮18小时后停火,滤出浓度为40%的胶汁15000 毫升;
24.步骤3,第一次脱模干燥:
25.将步骤2中滤出的胶汁装入φ18
×
3厘米的模具内,将模具送入干燥房内静置72小时,干燥房内的温度为20-25℃,湿度为25%,待胶汁凝固成片状后脱模在温度为30℃下烘干48~ 72小时直至干透;
26.步骤4,第二次熬煮牛扁骨:
27.将第一次熬煮的牛扁骨在不锈钢电力锅内进行上下翻转,加入15万毫升温度为30
℃的温水,密闭锅盖,将不锈钢电力锅的功率调至9千瓦,烧开不锈钢电力锅内的牛扁骨,再将功率调至3千瓦至6千瓦,控制不锈钢电力锅内的牛扁骨温度在60℃~100℃,继续熬煮牛扁骨23小时后停火,滤出浓度为40%的胶汁15000毫升;
28.步骤5,第二次脱模干燥:
29.将步骤4中滤出的胶汁装入φ18
×
3厘米的模具内,将模具送入干燥房内静置72小时,干燥房内的温度为20-25℃,湿度为25%,待胶汁凝固成片状后脱模在温度为30℃下烘干48~ 72小时直至干透;
30.步骤6,第三次熬煮牛扁骨:
31.将第二次熬煮的牛扁骨在不锈钢电力锅内进行上下翻转,加入15万毫升温度为30℃的温水,密闭锅盖,将不锈钢电力锅的功率调至9千瓦,熬煮6小时,再将功率调至3千瓦至 6千瓦,控制不锈钢电力锅内的牛扁骨温度在60℃~100℃,继续熬煮牛扁骨18小时后停火,滤出浓度为30%的胶汁15000毫升;
32.步骤7,第三次脱模干燥:
33.将步骤6中滤出的胶汁装入φ18
×
3厘米的模具内,将模具送入干燥房内静置72小时,干燥房内的温度为20-25℃,湿度为25%,待胶汁凝固成片状后脱模在温度为30℃下烘干48~ 72小时直至干透;
34.步骤8,无菌包装储存:
35.将第一次脱模干燥、第二次脱模干燥、第三次脱模干燥的胶块进行无菌包装。
36.与现有技术相比,本发明具有以下优点:
37.1、本发明采用洁净水熬煮的方法提取骨胶原蛋白,在不锈钢电力锅内水烧开后,密闭锅盖,形成95%以上的干燥饱和水蒸气,裂解氢键,彻底去除游离单氧及所有的带电离子,使水达到归零;再在密闭的条件下,水分子之间相互高速撞击使得水活化,变成小分子水低渗透压水能够进入到骨质细胞中将骨胶原蛋白带出。
38.2、本发明采用洁净水熬煮的方法提取骨胶原蛋白,该提取的方法成本较低,不会出现酸碱添加物的残留对身体产生二次伤害,且不会破坏胶原蛋白的分子结构,使得产品的生产率达17%~18%。
39.3、本发明将牛扁骨分段熬制,优选的采用三次熬制,其中,后一次熬制是将前一次熬制过后的牛扁骨继续进行熬制,每一次熬制的过程均能得到骨胶原蛋白。
具体实施方式
40.为解决上述技术问题,本发明提供一种骨胶原蛋白的提取方法,所述提取方法包括如下步骤:
41.步骤1,选取并清洗牛扁骨:
42.选取发育正常、健康无病的新鲜牛扁骨75公斤,剔除附着在牛扁骨上的残留肉、筋及杂质,采用洁净水清洗剔除后的牛扁骨;
43.步骤2,第一次熬煮牛扁骨:将步骤1中清洗后的牛扁骨放入不锈钢电力锅内,加入15 万毫升温度为30℃的温水,密闭锅盖,将不锈钢电力锅的功率调至9千瓦,烧开不锈钢电力锅内的牛扁骨,再将功率调至3千瓦至6千瓦,熬煮3小时,清除不锈钢电力锅内的浮面油脂,每次清除油脂的间隔时间为5小时,在不锈钢电力锅的功率为3千瓦至6千瓦条件下继续
熬煮18小时后停火,滤出浓度为40%的胶汁15000毫升;
44.步骤3,第一次脱模干燥:
45.将步骤2中滤出的胶汁装入φ18
×
3厘米的模具内,将模具送入干燥房内静置72小时,干燥房内的温度为20-25℃,湿度为25%,待胶汁凝固成片状后在温度为30℃度下烘干48~ 72小时直至干透,将固块形状的胶汁脱模,脱模后胶块放入低温烘干室内烘干;
46.步骤4,第二次熬煮牛扁骨:
47.将第一次熬煮的牛扁骨在不锈钢电力锅内进行上下翻转,加入15万毫升温度为30℃的温水,密闭锅盖,将不锈钢电力锅的功率调至9千瓦,烧开不锈钢电力锅内的牛扁骨,再将功率调至3千瓦至6千瓦,控制不锈钢电力锅内的牛扁骨温度在60℃~100℃,继续熬煮牛扁骨23小时后停火,滤出浓度为40%的胶汁15000毫升;
48.步骤5,第二次脱模干燥:
49.将步骤4中滤出的胶汁装入φ18
×
3厘米的模具内,将模具送入干燥房内静置72小时,干燥房内的温度为20-25℃,湿度为25%,待胶汁凝固成片状后在温度为30℃下烘干48~72 小时直至干透,将固块形状的胶汁脱模,脱模后胶块入进低温烘干室内烘干;
50.步骤6,第三次熬煮牛扁骨:
51.将第二次熬煮的牛扁骨在不锈钢电力锅内进行上下翻转,加入15万毫升温度为30℃的温水,密闭锅盖,将不锈钢电力锅的功率调至9千瓦,熬煮6小时,再将功率调至3千瓦至 6千瓦,控制不锈钢电力锅内的牛扁骨温度在60℃~100℃,继续熬煮牛扁骨18小时后停火,滤出浓度为30%的胶汁15000毫升;
52.步骤7,第三次脱模干燥:
53.将步骤6中滤出的胶汁装入φ18
×
3厘米的模具内,将模具送入干燥房内静置72小时,干燥房内的温度为20-25℃,湿度为25%,待胶汁凝固成片状后在温度为30℃下烘干48~72 小时直至干透,将固块形状的胶汁脱模,脱模后胶块放入低温烘干室内烘干;
54.步骤8,无菌包装储存:
55.将第一次脱模干燥、第二次脱模干燥、第三次脱模干燥的胶块进行无菌包装、储存。
56.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内,能够轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
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