專利名稱：一種蛋白胨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蛋白胨及其制備方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
培養(yǎng)基主要由水、氮源、碳源、無機鹽、生長因子和維生素等營養(yǎng)成分構(gòu)成，其中氮源主要來源于蛋白胨、動物組織細胞浸出物、氨基酸等，培養(yǎng)基產(chǎn)品的質(zhì)量好壞，完全取決于培養(yǎng)基材料，其中蛋白胨是最為關(guān)鍵的原材料之一，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生物醫(yī)學研究、臨床細菌檢驗、流行病學調(diào)研、商品檢疫、衛(wèi)生防疫、國防科研、基因工程、細胞工程以及微生物發(fā)酵工程等行業(yè)領(lǐng)域。
蛋白胨是一種外觀呈淡黃色的粉劑，具有肉香的特殊氣息。它作為微生物培養(yǎng)基的主要原料，在抗生素，醫(yī)藥工業(yè)，發(fā)酵工業(yè)，生化制品及微生物學科研等領(lǐng)域中的用量均很大；在國際市場上，蛋白胨也屬于貨緊價昂的短線品種之一。
不同的生物體需要特定的氨基酸和多肽，因此存在各種蛋白胨，一般來說，用于蛋白胨生產(chǎn)的蛋白包括動物蛋白(酪蛋白、肉類)和植物蛋白(豆類)兩種。
蛋白胨是蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，是最重要的培養(yǎng)基原材料，主要由胨、多肽、小肽(又名寡肽)、氨基酸等組成，蛋白胨的制備主要通過蛋白質(zhì)的降解得到。
蛋白質(zhì)的降解主要通過酸水解法、堿水解法和酶水解法。蛋白質(zhì)水解程度的大小、水解產(chǎn)物質(zhì)量的好壞均與水解催化介質(zhì)有著直接的關(guān)系。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的細菌學蛋白胨、胰酪胨等產(chǎn)品，選擇優(yōu)質(zhì)的生物原材料是關(guān)鍵，但水解方法以及后續(xù)分離純化等工藝的選擇對于產(chǎn)品諸如澄清度、氨基酸的含量、總氮含量、灰份含量、NaCl含量、產(chǎn)品色澤等重要的技術(shù)性能指標起著決定性的作用。
傳統(tǒng)的酸水解多用鹽酸、硫酸、磷酸等作為水解劑，但此法使色氨酸幾乎全部破壞，部分絲氨酸、蘇氨酸亦被破壞，而且色氨酸分解后轉(zhuǎn)變成一種腐黑質(zhì)，使產(chǎn)品顏色變深；堿水解多采用稀苛性鈉溶液作為水解劑，在高壓鍋內(nèi)進行，該種方法幾乎使所有的氨基酸產(chǎn)生外消旋作用及部分脫氨基作用，精氨酸可變成鳥氨及尿素；胱氨酸、半胱氨酸、絲氨酸、蘇氨酸均分解；與酸水解法一樣，堿水解法產(chǎn)生灰分含量很高，顏色較深。且酸堿水解均會帶來對環(huán)境的污染問題。
在蛋白質(zhì)水解結(jié)束后，要去除產(chǎn)品中多余的鈣、鎂等金屬離子的干擾，其目的是要保證細菌學蛋白胨產(chǎn)品水溶液澄清、透明，并在堿性及磷酸鹽條件下高壓滅菌后不產(chǎn)生任何沉淀。這是細菌學蛋白胨產(chǎn)品需要確保的一項重要的技術(shù)指標。
目前國內(nèi)外普遍采用的去除金屬離子技術(shù)是先用鹽酸調(diào)整PH值，在酸性加熱條件下，雜蛋白變性沉淀后分離去除，然后進行干燥制得半成品，這是第一步；第二步，要將已經(jīng)干燥過的半成品再次溶解，在特定的濃度下，加入過量的磷酸，使溶液中的鈣、鎂等金屬離子轉(zhuǎn)化成磷酸鹽沉淀后去除(簡稱磷酸鹽沉淀法)。傳統(tǒng)工藝的最大缺點一是采用二步去除法，加大了生產(chǎn)周期，增加生產(chǎn)費用二是由于反復溶解，蛋白胨營養(yǎng)破壞嚴重；三是反復、超量地加入酸、堿后，產(chǎn)品鹽份含量超標，色澤超標嚴重。
因此，蛋白胨生產(chǎn)在水解和金屬離子的去除環(huán)節(jié)有著不斷優(yōu)化的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種蛋白胨產(chǎn)品，所述的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生物醫(yī)學研究、臨床細菌檢驗、流行病學調(diào)研、商品檢疫、衛(wèi)生防疫、國防科研、基因工程、細胞工程以及微生物發(fā)酵工程等行業(yè)領(lǐng)域。
本發(fā)明的另一目的是提供上述蛋白胨的制備方法。
本發(fā)明蛋白胨粒徑2-10μ，含水量為0.9-1.5％，灰份0.5-4.0％，總氮含量為18.5-23.6％，氨基酸含量為31.40-45.48％，氨基酸水解率為38.0-43.6％，氨基酸含量分布如下天冬氨酸 0.62-1.26(g/100g，下同)蘇氨酸 0.92-1.68絲氨酸 0.32-1.40谷氨酸 2.74-3.80脯氨酸 2.20-2.88甘氨酸 3.56-3.74丙氨酸 2.20-3.10胱氨酸 1.60-2.30纈氨酸 2.14-2.80半胱氨酸 1.10-1.50異亮氨酸 0.64-1.50亮氨酸 2.10-3.02酪氨酸 0.94-1.90苯丙氨酸 2.14-3.02烏氨酸 0.60-2.06賴氨酸 1.22-1.64組氨酸 1.06-1.36
精氨酸 0.82-1.48甲硫氨酸 3.68-4.02色氨酸 0.80-1.02以上氨基酸含量總計31.40-45.48g/100g。
本發(fā)明所述的蛋白胨制備原料包括以下重量份的組分動物鮮骨12-20動物心 0.5-1.5動物肝 0.5-1.5動物胎盤1-3上述配比優(yōu)選動物鮮骨∶動物心∶動物肝∶動物胎盤＝16∶1∶1∶2。
本發(fā)明所述的蛋白胨的制備方法包括以下步驟A.將動物鮮骨、心、肝、胎盤破碎，按照上述比例混合，加入1-5倍量的水蒸煮，蒸煮壓力0.1-0.2Mpa，溫度為150-200℃，蒸煮時間為5-15小時，將液態(tài)部分進行油水分離，得骨湯，骨湯濃度為4-5波美度(30℃)；B.將骨湯溫度控制在45-50℃，加入堿性蛋白酶，進行水解，反應(yīng)1-3小時，當pH為7.5時，加入胰蛋白酶進行第二步水解，反應(yīng)3-5小時，當pH降至7.0時，將骨湯升溫至70℃，加入木瓜蛋白酶進行第三步水解，反應(yīng)1.5-3小時結(jié)束，得水解液；C.將水解液升溫至90℃，加入水解液重量1-5％的檸檬酸，當pH為6.0-6.5時，結(jié)束反應(yīng)，精濾去除沉淀，得濾液，經(jīng)脫鹽處理、超濾、濃縮干燥、粉碎過篩，得成品蛋白胨。
上述的堿性蛋白酶可以是2709堿性蛋白酶。
上述的胰酶為自制得到將新鮮的動物胰臟粉碎成漿，加入胰漿總量6-8％的95％乙醇，攪拌均勻后靜置6-24小時，得胰酶。
上述的堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶活性不低于10萬μ/g。
上述步驟C中精濾使用不銹鋼板框過濾器進行操作。
上述步驟C中的脫鹽處理采用二級反滲透超濾凡方式進行。
上述步驟C中超濾過程的膜透過分子量為10000-30000，優(yōu)選為20000分子量，可使用中空纖維超濾器進行。
上述步驟C中的濃縮操作可使用真空濃縮設(shè)備進行；干燥方式為噴霧干燥，優(yōu)選離心式噴霧干燥。
上述步驟C中的粉碎操作應(yīng)使顆粒細度達到100目。
上述步驟B得到的水解液pH為6.5-7.0，低于現(xiàn)有技術(shù)中同樣情況下的水解液pH為7.5，由于水解過程是一個由堿變酸的過程，說明本發(fā)明方法的水解過程較現(xiàn)有技術(shù)是一個更徹底的水解過程。
本發(fā)明產(chǎn)品理化指標見下表

本發(fā)明產(chǎn)品細菌學指標

本發(fā)明采用檸檬酸與蛋白質(zhì)水解液中的鈣、鎂等金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成一種穩(wěn)定的絡(luò)合有機酸鹽，這種有機酸鹽與現(xiàn)有傳統(tǒng)的磷酸鹽沉淀法形成的磷酸鈣、磷酸氫鈣、磷酸鎂等微溶性或難溶性鹽類相比，溶解性和電離度要更小，因此，本發(fā)明有機酸金屬離子去除方法較現(xiàn)有傳統(tǒng)磷酸鹽沉淀法去除金屬離子更徹底。其最直接的體現(xiàn)就是本發(fā)明蛋白胨產(chǎn)品在人為特定的堿性和磷酸鹽條件下進行檢測，經(jīng)過高壓(1.5Kg/cm2，30分鐘)后不再產(chǎn)生任何沉淀，因此能夠充分滿足相關(guān)特殊行業(yè)的技術(shù)要求，而采用現(xiàn)有磷酸鹽沉淀技術(shù)，經(jīng)過堿性、磷酸鹽高壓后，總會產(chǎn)生部分沉淀。


圖1是蛋白胨制備過程技術(shù)路線圖。
具體實施例方式
實施例1將羊鮮骨1200Kg破碎，牛心100Kg、牛肝100Kg、牛胎盤200Kg絞碎，放入壓力式蒸煮罐(9m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1101)，加入3000Kg水，在0.1Mpa、150℃下蒸煮5小時，棄渣排湯，將液態(tài)部分進行油水分離，得骨湯，骨湯濃度控制在4波美度(30℃)；將新鮮的牛羊胰臟20Kg在胰酶激活器(0.3m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1104)中粉碎成漿，加入1.2Kg的95％乙醇，攪拌均勻后靜置8小時，得胰酶。
將骨湯降溫至50℃，置于水解罐中(4m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1102)加入2709堿性蛋白酶2.5Kg(10萬μ/g，北京美的生物技術(shù)有限責任公司)，進行水解，反應(yīng)2小時，pH為7.5，加入胰酶水解，反應(yīng)5小時，pH降至7.0，然后將骨湯升溫至70℃，加入木瓜蛋白酶1.5Kg(10萬μ/g，廣西邕寧蒲廟木瓜酶制品廠)進行第三步水解，反應(yīng)2小時結(jié)束，得水解液；將水解液升溫至90℃，加入6.0Kg的檸檬酸，使金屬離子沉淀，當pH為6.0時，使用不銹鋼板框過濾器(10m3/h，型號F1101，申江環(huán)保設(shè)備有限公司)進行精濾，去除沉淀，得濾液，經(jīng)二級反滲透純化水設(shè)備(規(guī)格2T/h，型號X1204，長春市中興藥械設(shè)備廠)脫鹽處理、超濾(20000分子量，設(shè)備規(guī)格CC-05-2.5，型號F1103，江蘇泰興常華超濾設(shè)備廠)、濃縮干燥、使用渦輪自冷式無塵粉碎機(規(guī)格TF-305B，M1202，常州星干干燥設(shè)備有限公司)粉碎、振動篩粉機(型號ZS-600，M1203，常州星干干燥設(shè)備有限公司)過篩，得成品蛋白胨，蛋白胨粒徑2μ，含水量為0.9％，灰份1.5％，總氮含量為23.6％，氨基酸含量為31.40％，氨基酸水解率為38.0％，氨基酸含量分布如下天冬氨酸 0.62(g/100g，下同)蘇氨酸 1.68絲氨酸 0.32谷氨酸 3.80
脯氨酸 2.20甘氨酸 3.74丙氨酸 2.20胱氨酸 2.30纈氨酸 2.14半胱氨酸 1.50異亮氨酸 0.64亮氨酸 3.02酪氨酸 0.94苯丙氨酸 3.02烏氨酸 0.60賴氨酸 1.64組氨酸 1.06精氨酸 1.48甲硫氨酸 3.68色氨酸 1.02。
實施例2將牛鮮骨1600Kg破碎，牛心150Kg、牛肝150Kg、牛胎盤300Kg絞碎，放入壓力式蒸煮罐(9m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1101)，加入5000Kg水，在0.2Mpa、200℃下蒸煮15小時，棄渣排湯，將液態(tài)部分進行油水分離，得骨湯，骨湯濃度控制在4波美度(30℃)；采用實施例1中的胰酶。
將骨湯降溫至48℃，置于水解罐中(4m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1102)加入2709堿性蛋白酶2.5Kg(10萬μ/g，北京美的生物技術(shù)有限責任公司)，進行水解，反應(yīng)1小時，pH為7.5，加入胰酶水解，反應(yīng)4.5小時，pH降至7.0，然后將骨湯升溫至70℃，加入木瓜蛋白酶1.5Kg(10萬μ/g，廣西邕寧蒲廟木瓜酶制品廠)進行第三步水解，反應(yīng)1.5小時結(jié)束，得水解液；將水解液升溫至90℃，加入15.0Kg的檸檬酸，使金屬離子沉淀，當pH為6.0時，使用不銹鋼板框過濾器(10m3/h，型號F1101，申江環(huán)保設(shè)備有限公司)進行精濾，去除沉淀，得濾液，經(jīng)脫鹽處理、超濾(10000分子量，設(shè)備規(guī)格CC-05-2.5，型號F1103，江蘇泰興常華超濾設(shè)備廠)、濃縮干燥、使用渦輪自冷式無塵粉碎機(規(guī)格TF-305B，M1202，常州星干干燥設(shè)備有限公司)粉碎、振動篩粉機(型號ZS-600，M1203，常州星干干燥設(shè)備有限公司)過篩，得成品蛋白胨，得成品蛋白胨，蛋白胨粒徑10μ，含水量為1.1％，灰份0.5％，總氮含量為21.6％，氨基酸含量為37.15％，氨基酸水解率為39.1％，氨基酸含量分布如下
天冬氨酸 1.26(g/100g，下同)蘇氨酸 0.92絲氨酸 1.40谷氨酸 2.74脯氨酸 2.88甘氨酸 3.56丙氨酸 3.10胱氨酸 1.60纈氨酸 2.80半胱氨酸 1.10異亮氨酸 1.50亮氨酸 2.10酪氨酸 1.90苯丙氨酸 2.14烏氨酸 2.06賴氨酸 1.22組氨酸 1.36精氨酸 0.82甲硫氨酸 4.02色氨酸 0.80。
實施例3將牛鮮骨2000Kg破碎，牛心50Kg、牛肝50Kg、牛胎盤100Kg絞碎，放入壓力式蒸煮罐(9m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1101)，加入7000Kg水，在0.1Mpa、150℃下蒸煮5小時，棄渣排湯，將液態(tài)部分進行油水分離，得骨湯，骨湯濃度控制在4-5波美度(30℃)；同實施例1的胰酶。
將骨湯降溫至50℃，置于水解罐中(4m3，溫州金榜輕工機械有限公司，型號R1102)加入2709堿性蛋白酶2.5Kg(10萬μ/g，北京美的生物技術(shù)有限責任公司)，進行水解，反應(yīng)3小時，pH為7.5，加入胰酶水解，反應(yīng)3小時，pH降至7.0，然后將骨湯升溫至70℃，加入木瓜蛋白酶1.5Kg(10萬μ/g，廣西邕寧蒲廟木瓜酶制品廠)進行第三步水解，反應(yīng)3小時結(jié)束，得水解液；將水解液升溫至90℃，加入3.5Kg的檸檬酸，使金屬離子沉淀，當pH為6.5時，使用不銹鋼板框過濾器(10m3/h，型號F1101，申江環(huán)保設(shè)備有限公司)進行精濾，去除沉淀，得濾液，經(jīng)脫鹽處理、超濾(30000分子量)、濃縮，真空噴霧干燥、使用渦輪自冷式無塵粉碎機(規(guī)格TF-305B，M1202，常州星干干燥設(shè)備有限公司)粉碎、振動篩粉機(型號ZS-600，M1203，常州星干干燥設(shè)備有限公司)過篩，得成品蛋白胨，得成品蛋白胨，蛋白胨粒徑4μ，含水量為1.5％，灰份3.5％，總氮含量為18.5％，氨基酸含量為45.48％，氨基酸水解率為43.6％，氨基酸含量分布如下天冬氨酸 0.96(g/100g，下同)蘇氨酸 1.22絲氨酸 0.50谷氨酸 2.98脯氨酸 2.56甘氨酸 3.58丙氨酸 3.04胱氨酸 2.19纈氨酸 2.44半胱氨酸 1.32異亮氨酸 1.10亮氨酸 2.76酪氨酸 1.14苯丙氨酸 2.32烏氨酸 1.90賴氨酸 1.30組氨酸 1.24精氨酸 1.28甲硫氨酸 3.84色氨酸 0.94。
權(quán)利要求
1.一種蛋白胨，其特征在于，所述的蛋白胨粒徑2-10μ，含水量為0.9-1.5％，灰份0.5-4.0％，總氮含量為18.5-23.6％，氨基酸含量為31.40-45.48％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白胨，其特征在于，所述的蛋白胨氨基酸百分含量分布如下天冬氨酸 0.62-1.26蘇氨酸0.92-1.68絲氨酸0.32-1.40谷氨酸2.74-3.80脯氨酸2.20-2.88甘氨酸3.56-3.74丙氨酸2.20-3.10胱氨酸1.60-2.30纈氨酸2.14-2.80半胱氨酸 1.10-1.50異亮氨酸 0.64-1.50亮氨酸2.10-3.02酪氨酸0.94-1.90苯丙氨酸 2.14-3.02烏氨酸0.60-2.06賴氨酸1.22-1.64組氨酸1.06-1.36精氨酸0.82-1.48甲硫氨酸 3.68-4.02色氨酸0.80-1.02。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蛋白胨，其特征在于，所述的蛋白胨由蛋白質(zhì)水解得到，其氨基酸水解率為38.0-43.6％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蛋白胨，其特征在于，所述的蛋白胨制備原料包括以下重量份的組分動物鮮骨12-20動物心 0.5-1.5動物肝 0.5-1.5動物胎盤1-3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蛋白胨，其特征在于，所述的蛋白胨制備原料為以下重量份的組分動物鮮骨16動物心 1動物肝 1動物胎盤2。
6.一種蛋白胨的制備方法，其特征在于包括以下步驟A.將動物鮮骨、心、肝、胎盤破碎，混合，加入1-5倍量的水蒸煮，蒸煮壓力0.1-0.2Mpa，溫度為150-200℃，蒸煮時間為5-15小時，將液態(tài)部分進行油水分離，得骨湯，骨湯濃度為4-5波美度(30℃)；B.將骨湯溫度控制在45-50℃，加入堿性蛋白酶，進行水解，反應(yīng)1-3小時，當pH為7.5時，加入胰蛋白酶進行第二步水解，反應(yīng)3-5小時，當pH降至7.0時，將骨湯升溫至70℃，加入木瓜蛋白酶進行第三步水解，反應(yīng)1.5-3小時結(jié)束，得水解液；C.將水解液升溫至90℃，加入水解液重量1-5％的檸檬酸，當pH為6.0-6.5時，結(jié)束反應(yīng)，精濾去除沉淀，得濾液，經(jīng)脫鹽處理、超濾、濃縮干燥、粉碎過篩，得成品蛋白胨。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蛋白胨的制備方法，其特征在于，所述的蛋白胨制備原料包括以下重量份的組分動物鮮骨12-20動物心 0.5-1.5動物肝 0.5-1.5動物胎盤1-3。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的堿性蛋白酶是2709堿性蛋白酶。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的胰酶為自制得到將新鮮的動物胰臟粉碎成漿，加入胰漿總量6-8％的95％乙醇，攪拌均勻后靜置6-24小時，得胰酶。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟C中的粉碎操作應(yīng)使顆粒細度達到100目。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種蛋白胨產(chǎn)品及其制備方法，所述的蛋白胨粒徑2－10μ，含水量為0.9－1.5％，灰份0.5－4.0％，總氮含量為18.5－23.6％,氨基酸含量為31.40－45.48％，氨基酸水解率為38.0－43.6％。本發(fā)明采用檸檬酸與蛋白質(zhì)水解液中的鈣、鎂等金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成一種穩(wěn)定的絡(luò)合有機酸鹽，這種有機酸鹽與現(xiàn)有傳統(tǒng)的磷酸鹽沉淀法形成的磷酸鈣、磷酸氫鈣、磷酸鎂等微溶性或難溶性鹽類相比，溶解性和電離度要更小，有機酸金屬離子去除方法較現(xiàn)有傳統(tǒng)磷酸鹽沉淀法去除金屬離子更徹底。
文檔編號C12N1/00GK1712516SQ20051007491
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者張喜勝, 王文清 申請人:錫林郭勒盟金易科工貿(mào)有限責任公司