本發(fā)明涉及生物工程技術領域，特別涉及一種牛軟骨膠原蛋白肽的制備方法。
背景技術：
膠原蛋白是一種白色、不透明、無支鏈的纖維蛋白質，主要存在于動物皮、骨、軟骨等組織。膠原蛋白是結締組織極重要的結構蛋白質，也是哺乳動物體內含量最多的蛋白質，占體內蛋白質總量的25-30％，相當于體重的6％。目前應用于保健食品和化妝品中的膠原蛋白主要為皮、骨及軟骨來源的膠原蛋白水解產物-膠原蛋白肽，分子量分布主要為300-3000道爾頓。根據最新的研究數據，膠原蛋白肽在吸收、營養(yǎng)及功能性上有顯著的優(yōu)越性，在皮膚美容、改善骨質疏松、抑制血壓升高、保護胃黏膜、改善腸道健康等方面具有良好的臨床效果。
在現有的軟骨中膠原蛋白肽的制備過程中，主要步驟如下：(1)原料預處理；(2)原料脫糖脫鈣、雜質處理；(3)原料粉碎研磨；(4)酶解：(5)高溫滅活精制。在傳統的工藝中，步驟(1)是軟骨經蒸煮后，通過人工用水清洗將軟骨上的肌肉和脂肪去除，用水量較多，人工成本較大，效率較低。在步驟(3)中為避免在研磨的過程中產生的熱量過高對原料產生影響，在邊研磨的過程中需要給研磨機器適當降溫。研磨后的原料后續(xù)再通過升高一定的溫度進行酶解反應，制備時間長，效率低，并且在給研磨機器降溫的過程中浪費水資源。在步驟(4)中，原料酶解完全，傳統的酶解時間需要4-6h，酶解時間較長。
技術實現要素：
為解決現有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種牛軟骨膠原蛋白肽的制備方法，本制備方法效率高、降低了生產成本，節(jié)約了水資源。
本發(fā)明的技術方案為：
一種牛軟骨膠原蛋白肽的制備方法，包括如下步驟：
(1)軟骨原料前處理：將新鮮原料放入骨肉分離機中進行分離，將分離出的軟骨稱重。
(2)軟骨脫糖處理：將處理好的軟骨采用堿鹽法水提脫去軟骨中的多糖成分。
(3)在線酶解：將脫糖后軟骨投入粉碎機，粉碎顆粒粒徑至6-10mm；按照軟骨與去離子水質量比1:2準備去離子水，將去離子水升溫到45-50℃，并加入氫氧化鈉調節(jié)ph至7.5-10.5，按照去離子水質量的3-5‰加入堿性蛋白酶，攪拌均勻待用；將粉碎后的軟骨原料投入磨骨泥設備，并向磨骨泥設備中注入制備好的堿性蛋白酶水溶液，進行磨泥，直至研磨顆粒粒徑為0.5-1mm。
(4)水解：磨泥結束后，在反應釜中持溫酶解60-80min。
(5)精制：將酶解液用鹽酸中和ph至5.5-7.5，升溫到70-80℃，持溫15-20min后通過精密過濾機，過濾澄清后加入軟骨質量的5-10‰的活性炭吸附30-40min，再次精密過濾得到澄清液體，將過濾后的澄清液體濃縮至原體積的15-20％。
(6)干燥：精制后的液體通過高壓泵進入干燥塔，控制排風溫度80-95℃，噴霧干燥后包裝得到成品。
進一步的，所述步驟(2)中采用堿鹽法水提脫去軟骨中的多糖成分，具體為：使用氫氧化鈉調節(jié)去離子水的ph至8.0-10.0，再加入軟骨質量的4-6％的氯化鈉，將軟骨原料與去離子水按照質量比1:4投入，攪拌浸泡提取12-15h；提取結束后，分離液體，軟骨原料單獨進行膠原蛋白的提取。
進一步的，所述步驟(3)中加入氫氧化鈉調節(jié)ph至8.0-10.0。
進一步的，所述步驟(3)中的磨骨泥設備為膠體磨或骨泥磨。
進一步的，所述步驟(5)中的精密過濾機其過濾精度為0.2μm。
本發(fā)明所達到的有益效果為：
本發(fā)明中在軟骨前處理步驟中采用骨肉分離機將軟骨表面多余的肌肉和脂肪去除，無需人工用水清洗去除，降低生產成本，加快生產效率，節(jié)約水資源。
本發(fā)明的制備方法在原料磨泥過程中加入堿性蛋白酶水溶液進行在線酶解，加快了磨泥速度，縮短了研磨時間；在研磨過程中產生的熱量可促進酶解進程，實現了能量的充分合理利用。另外，縮短研磨時間在一定程度上也避免了磨骨泥設備的磨損，延長其使用壽命，降低了生產所需要的成本。
本發(fā)明的軟骨在進入反應釜前已經大量液化，方便通過管線對其進行輸送，從而避免人工運輸，提高了生產效率。
本發(fā)明在精制的過程中采用精制過濾機-吸附劑-精制過濾機的精制工序，有效的將酶解液中的雜質去除，保證了制備出高純度的膠原蛋白肽。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的闡述：
實施例1
一種牛軟骨膠原蛋白肽的制備方法，包括如下步驟：
(1)軟骨原料前處理
將新鮮原料放入骨肉分離機中進行分離，將分離出的軟骨稱取1000kg。
(2)軟骨脫糖處理
準備4000kg的去離子水，使用氫氧化鈉調節(jié)去離子水的ph至8.0，再加入40kg的氯化鈉，攪拌浸泡提取12h；提取結束后，分離液體，軟骨原料單獨進行膠原蛋白的提取。
(3)在線酶解
將脫糖后軟骨投入粉碎機，粉碎顆粒粒徑至6mm；準備2000kg的去離子水，將去離子水升溫到45℃，并加入氫氧化鈉調節(jié)ph至7.5，加入3kg堿性蛋白酶，攪拌均勻待用；將粉碎后的軟骨原料投入膠體磨，并向膠體磨中注入制備好的堿性蛋白酶水溶液，進行磨泥，直至研磨顆粒粒徑為0.5-1mm。
(4)水解
磨泥結束后，在反應釜中持溫酶解60min，完全酶解。
(5)精制
將酶解液用鹽酸中和ph至5.5，升溫到70℃，持溫15min后通過過濾精度為0.2μm的精密過濾機，過濾澄清后加入5kg的活性炭吸附30min，再次精密過濾得到澄清液體，將過濾后的澄清液體濃縮至原體積的15％。
(6)干燥
精制后的液體通過高壓泵進入干燥塔，控制排風溫度80℃，噴霧干燥后包裝得到成品。
實施例2
一種牛軟骨膠原蛋白肽的制備方法，包括如下步驟：
(1)軟骨原料前處理
將新鮮原料放入骨肉分離機中進行分離，將分離出的軟骨稱取1000kg。
(2)軟骨脫糖處理
準備4000kg的去離子水，使用氫氧化鈉調節(jié)去離子水的ph至10.0，再加入60kg的氯化鈉，攪拌浸泡提取15h；提取結束后，分離液體，軟骨原料單獨進行膠原蛋白的提取。
(3)在線酶解
將脫糖后軟骨投入粉碎機，粉碎顆粒粒徑至10mm；準備2000kg的去離子水，將去離子水升溫到50℃，并加入氫氧化鈉調節(jié)ph至10.5，加入5kg堿性蛋白酶，攪拌均勻待用；將粉碎后的軟骨原料投入骨泥磨，并向骨泥磨中注入制備好的堿性蛋白酶水溶液，進行磨泥，直至研磨顆粒粒徑為0.5-1mm。
(4)水解
磨泥結束后，在反應釜中持溫酶解80min。
(5)精制
將酶解液用鹽酸中和ph至7.5，升溫到80℃，持溫20min后通過過濾精度為0.2μm的精密過濾機，過濾澄清后加入10kg的活性炭吸附40min，再次精密過濾得到澄清液體，將過濾后的澄清液體濃縮至原體積的20％。
(6)干燥
精制后的液體通過高壓泵進入干燥塔，控制排風溫度95℃，噴霧干燥后包裝得到成品。
實施例3
在實施例1的基礎上，不同于實施例1，在軟骨酶解過程中進行非在線酶解。
(3)物料粉碎
將軟骨投入粉碎機，粉碎顆粒粒徑至6mm；將粉碎后的顆粒倒入膠體磨中進行研磨，研磨到顆粒粒徑為0.5-1mm。
(4)酶解
準備2000kg的去離子水，將去離子水升溫到45℃，并加入氫氧化鈉調節(jié)ph至7.5，加入3kg堿性蛋白酶，攪拌均勻待用；將研磨好的軟骨和酶解液一起倒入反應釜中，在反應釜持溫酶解3.5h，完全酶解。
實施例4
軟骨研磨至粒徑為0.1-0.5mm時在線酶解過程：
在實施例1的基礎上，不同于實施例1，將步驟(3)中的軟骨研磨至粒徑為0.1-0.5mm。在步驟(4)在反應釜中持溫酶解70min，完全酶解。
軟骨研磨至粒徑為0.1-0.5mm時非在線酶解過程：
在實施例3的基礎上，不同于實施例3，在步驟(3)中將粉碎后的顆粒倒入膠體磨中進行研磨，研磨到顆粒粒徑為0.1-0.5mm。在步驟(4)中研磨好的軟骨在反應斧中需要4h，才能完全酶解。
實施例5
軟骨研磨至粒徑為1-1.5mm時在線酶解過程：
在實施例1的基礎上，不同于實施例1，將步驟(3)中的軟骨研磨至粒徑為1-1.5mm。在步驟(4)在反應釜中持溫酶解80min，完全酶解。
軟骨研磨至粒徑為1-1.5mm時非在線酶解過程：
在實施例3的基礎上，不同于實施例3，在步驟(3)中將粉碎后的顆粒倒入膠體磨中進行研磨，研磨到顆粒粒徑為1-1.5mm。在步驟(4)中研磨好的軟骨在反應斧中需要4.5h，才能完全酶解。
表1:實施例1、3、4、5中在線酶解、非在線酶解的酶解時間
如表1所示，在顆粒粒徑相同的條件下，在線酶解比非在線酶解所用的時間短，從數據中可以看出，非在線酶解所需要的時間是在線酶解所需要時間的3倍多。在線酶解縮短了酶解所需要的時間，提高了膠原蛋白肽的整體生產效率。
如表1所示，研磨粒徑為0.5-1mm時，在線酶解的酶解時間最短，并不會隨著顆粒粒徑的減小，酶解速度越快，時間越短。在線酶解存在研磨過程中的溫度補償情況，同時，在線酶解加速酶的分解過程，使得在最佳粒徑0.5-1mm時，出現較好的酶解效率，能夠節(jié)省能源，減少經濟成本。在非在線酶解的過程中，隨著顆粒粒徑的增大，所需要的酶解時間越長，酶解效率較低，造成經濟成本的增加。
以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。