一种牛骨中胶原蛋白的提取方法技术

本发明专利技术涉及牛骨提取技术领域，具体涉及一种牛骨中胶原蛋白的提取方法，包括如下步骤：S1破碎；S2速冻；S3解冻；S4脱脂脱钙；S5变频电解：将牛骨粉置于氨基酸溶液，在电流密度为15‑25A/cm

A method of extracting collagen from bovine bone

【技术实现步骤摘要】
一种牛骨中胶原蛋白的提取方法
本专利技术涉及牛骨提取
，具体涉及一种牛骨中胶原蛋白的提取方法。
技术介绍
牛骨是牛副产物的一种，占到动物总体重20％～30％，主要由骨质、骨膜和骨髓构成，其中含有丰富的蛋白质、脂肪、软骨素，还含有钙、铁、磷、锌等矿物质及维生素等。胶原蛋白是以三股螺旋结构聚合而成的纤维状蛋白质，是生物体重要的结构蛋白，具有支撑器官、保护机体的作用，在保健品、生物药品、化妆品及食品行业中都有着广泛的应用。因此，对牛骨胶原的提取及深加工已成为近几年的研究热点。专利号CN201310406154.6公开了一种从牦牛骨中提取复合骨胶原的加工工艺，该专利有效将耗牛骨中的骨胶原提取，但是酸浸和碱中和，易导致蛋白质发生不可逆变性。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、碱提取和酶提取法，但热水提取法得率较低；酸法水解彻底，色氨酸被完全破坏，丝氨酸和酪氨酸也会部分被破坏；碱性条件下提取胶原，易引起蛋白质变性，如胶原肽键水解，含羟基、疏基的氨基酸全部被破坏，所得产物等电点pH值较低，天冬酞胺和谷氨酞胺分别转变为天冬氨酸和谷氨酸，如果水解严重，则会产生D、L型氨基酸消旋混合物，若D型氨基酸含量比L型氨基酸高，则会抑制L－型氨基酸的吸收，有些D型氨基酸有毒，有的甚至有致癌、致畸和致突变的作用；酶解法不仅可以水解掉胶原纤维蛋白的末端肽，提高胶原蛋白的产率，而且还不会破坏胶原蛋白的三股螺旋结构，能够保持其优良的物理和生化特性，故酶解法是目前较理想的方法，但由于动物骨骼结构中的钙主要以羟基磷灰石与胶原形成骨盐沉积在胶原表面，而钙会降低胃蛋白酶活性从而影响胶原蛋白质提取率，同时牛骨中脂含量较高，在酶解过程中会深层难溶的质酸钙沉积在骨表面，影响酶解反应的进行，并影响胶原蛋白的色泽和透明度。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种牛骨中胶原蛋白的提取方法。具体是通过以下技术方案来实现的：一种牛骨中胶原蛋白的提取方法，包括如下步骤：S1破碎：将新鲜牛骨洗净后破碎至过50-80目筛，得牛骨粉；S2速冻：将牛骨粉在零下10℃至零下30℃的条件下进行冷冻1-3h；S3解冻：将牛骨粉置于容器中，用含酒石酸的水蒸汽喷淋10-15min；所述含酒石酸的水蒸汽中酒石酸质量分数为30-40％；所述每100g牛骨粉的喷淋速率为500-700mL/s；S4脱脂脱钙：将牛骨粉按料液比1：(2-5)的质量比置于复合酶液中，在20-35℃、100-200转/min的条件下摇床发酵培养5-10h，再将牛骨粉按料液比1：(1.8-3.6)的质量比置于鼠李糖乳杆菌液中，在相同条件下摇床发酵培养5-10h，过滤，取固形物为牛骨粉；S5变频电解：将牛骨粉按料液比1：(1.5-2.5)的质量比置于质量分数40-60％的氨基酸溶液，在电流密度为15-25A/cm2的条件下变频电解20-25min，静置后，按添加量为4-7mg/L加入改性壳聚糖，在30-40℃的条件下搅拌10-20min，然后置于转速为4000-6000r/min的离心机中离心8-15min，取上清液浓缩3-5倍，冷冻干燥即得胶原蛋白。所述复合酶液中酶的总活力为4000-5000U/mL，复合酶由脂肪酶与磷脂酶接种量比为(3-7)：1。所述复合酶液是将复合酶接种于改性米糠多糖溶液中搅拌10-15min。所述改性米糠多糖是将米糠多糖加入水中配成质量浓度为8-12％的米糠多糖溶液，在温度为35-45℃、转速为200-500r/min搅拌下向米糠多糖溶液中同时滴加质量分数为15-25％的柠檬酸和质量分数为30-40％的茶多酚溶液，所述柠檬酸的滴加量为米糠多糖溶液重量的0.8-1.6％，所述茶多酚的滴加量为米糠多糖溶液重量的0.3-0.7‰，滴加完毕后继续以转速为200-500r/min搅拌反应30-40min。所述鼠李糖乳杆菌液是将鼠李糖乳杆菌冻干菌粉采用MRS液体培养基在30-35℃条件下活化1-4h后，得悬浮液；将悬浮液在45-55℃下热胁迫处理10-25min；所述鼠李糖乳杆菌活化液总活菌数为(1.7-3.7)×107cfu/mL。所述MRS液体培养基配方为：蛋白胨6-8g，枯草芽孢杆菌提取物2-4g，葡萄糖22-27g，乙酸钠1-3g，柠檬酸二铵3-4g，吐温801-2mL，MgSO4·7H2O0.1-0.3g，MnSO4·4H2O0.03-0.04g，K2HPO42-4g，琼脂粉12-16g，水1100-1300mL。所述枯草芽孢杆菌提取物的制备方法为：(1)将枯草芽孢杆菌菌丝体与温度为75-84℃的热水按1：(2-5)的质量比混合搅拌20-25min；(2)将步骤(1)所得物降温至25-35℃，并将pH值调节到6.5-7.0，然后按加酶量0.03-0.07‰的量加入蛋白酶和按加酶量0.05-0.08‰的量加入纤维素酶，进行水解反应8-12h；(3)将步骤(2)得到的水解液加热至75-85℃，灭活0.5-2h，然后分离，分离后的液体经浓缩或喷雾干燥后即得所述酵母提取物。所述氨基酸为异亮氨酸与丝氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸中任一种按1：(0.2-0.5)的质量比组成。所述变频电解中阳极选用铁，阴极选用石墨。所述改性壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖和氧化铁在温度为40-50℃条件下搅拌10-20min，得改性壳聚糖。有益效果：采用本专利技术方法提取牛骨中胶原蛋白，具有提取率高、胶原热稳定性优、透明度高，且还防止了牛骨中氨基酸、多糖等成分被破坏。本专利技术先将研磨后的牛骨粉进行速冻，防止了机械活化后活性成分损失，再结合解冻，尤其采用含有酒石酸的水蒸汽进行处理，不仅利用水溶解可溶钙，还利用热能和酒石酸的作用，使得酒石酸深层透入骨骼中，分解晶体组织，释放出可溶性物质、骨钙等有益元素，进而使得渗透的酒石酸能够与矿物质鳌合，形成游离态。本专利技术利用复合酶处理，使得油脂分解，同时加入多糖成分，不仅能够激发酶活力，还能够完整保留溶出物，加入茶多酚成分，能够增强溶出物抗氧化性能，抑制美拉德反应；本专利技术利用鼠李糖乳杆菌作用，实现了脱脂脱钙同步，将大量不溶性钙转化成乳酸钙、氨基酸钙等游离形式的钙元素，削弱了葡萄糖等成分对提钙的不良影响；利用和枯草芽孢杆菌提取物活化鼠李糖乳杆菌，不仅增强了其活性，还可以提高骨粉中营养成分的解离与溶出，提高了钙、镁等矿物质含量，有效抑制美拉德反应。本专利技术利用氨基酸配合变频电解，提高了胶原蛋白的溶出率，保证了其完整的纤维网状结构，胶原蛋白结构分布相对均匀，且热稳定性强，易分离，利用壳聚糖进行分离，效率高、安全无毒，还有效防止了胶原蛋白被氧化。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，但本专利技术并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本专利技术权利要求所要求保护的范围。实施例1一种牛骨中胶原蛋白的提取方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牛骨中胶原蛋白的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1破碎：将新鲜牛骨洗净后破碎至过50-80目筛，得牛骨粉；/nS2速冻：将牛骨粉在零下10℃至零下30℃的条件下进行冷冻1-3h；/nS3解冻：将牛骨粉置于容器中，用含酒石酸的水蒸汽喷淋10-15min；所述含酒石酸的水蒸汽中酒石酸质量分数为30-40％；所述每100g牛骨粉的喷淋速率为500-700mL/s；/nS4脱脂脱钙：将牛骨粉按料液比1：(2-5)的质量比置于复合酶液中，在20-35℃、100-200转/min的条件下摇床发酵培养5-10h，再将牛骨粉按料液比1：(1.8-3.6)的质量比置于鼠李糖乳杆菌液中，在相同条件下摇床发酵培养5-10h，过滤，取固形物为牛骨粉；/nS5变频电解：将牛骨粉按料液比1：(1.5-2.5)的质量比置于质量分数40-60％的氨基酸溶液，在电流密度为15-25A/cm

【技术特征摘要】
1.一种牛骨中胶原蛋白的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1破碎：将新鲜牛骨洗净后破碎至过50-80目筛，得牛骨粉；
S2速冻：将牛骨粉在零下10℃至零下30℃的条件下进行冷冻1-3h；
S3解冻：将牛骨粉置于容器中，用含酒石酸的水蒸汽喷淋10-15min；所述含酒石酸的水蒸汽中酒石酸质量分数为30-40％；所述每100g牛骨粉的喷淋速率为500-700mL/s；
S4脱脂脱钙：将牛骨粉按料液比1：(2-5)的质量比置于复合酶液中，在20-35℃、100-200转/min的条件下摇床发酵培养5-10h，再将牛骨粉按料液比1：(1.8-3.6)的质量比置于鼠李糖乳杆菌液中，在相同条件下摇床发酵培养5-10h，过滤，取固形物为牛骨粉；
S5变频电解：将牛骨粉按料液比1：(1.5-2.5)的质量比置于质量分数40-60％的氨基酸溶液，在电流密度为15-25A/cm2的条件下变频电解20-25min，静置后，按添加量为4-7mg/L加入改性壳聚糖，在30-40℃的条件下搅拌10-20min，然后置于转速为4000-6000r/min的离心机中离心8-15min，取上清液浓缩3-5倍，冷冻干燥即得胶原蛋白。


2.如权利要求1所述牛骨中胶原蛋白的提取方法，其特征在于，所述复合酶液中酶的总活力为4000-5000U/mL，复合酶由脂肪酶与磷脂酶接种量比为(3-7)：1。


3.如权利要求1所述牛骨中胶原蛋白的提取方法，其特征在于，所述复合酶液是将复合酶接种于改性米糠多糖溶液中搅拌10-15min。


4.如权利要求3所述牛骨中胶原蛋白的提取方法，其特征在于，所述改性米糠多糖是将米糠多糖加入水中配成质量浓度为8-12％的米糠多糖溶液，在温度为35-45℃、转速为200-500r/min搅拌下向米糠多糖溶液中同时滴加质量分数为15-25％的柠檬酸和质量分数为30-40％的茶多酚溶液，所述柠檬酸的滴加量为米糠多糖溶液重量的0.8-1.6％，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭春萍，
申请(专利权)人：南宁学院，
类型：发明
国别省市：广西;45