一种用牛皮制备胶原蛋白的系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术的技术方案公开了一种用牛皮制备胶原蛋白的系统和制备方法，系统包括机架、置物台、自动伸缩杆、电机、滑轨、割刀、顶板、移动滑道、反应锅和水浴锅；制备方法包括制备牛皮的真皮组织、真皮组织脱毛、制备膨胀组织、制备胶原蛋白萃取液、胶原蛋白萃取液纯化、胶原蛋白沉淀、透析得最终成品胶原蛋白。通过用牛皮制备胶原蛋白的系统制备牛皮的真皮组织，并通过柠檬酸和胃蛋白酶等进行处理，得到完整三股螺旋结构的胶原蛋白，且产率高、纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用牛皮制备胶原蛋白的系统及其制备方法
本专利技术涉及胶原蛋白的制备
，具体涉及一种用牛皮制备胶原蛋白的系统及其制备方法。
技术介绍
胶原蛋白是一种生物性高分子物质，在动物细胞中扮演结合组织的角色，是人体内含量最丰富的蛋白质，占全身总蛋白质的30％以上。胶原蛋白用于食品时，口感柔和、味道清淡、易消化，据研究表明，食用级胶原蛋白可降低甘油三酯和胆固醇，并增高体内某些缺乏的必需微量元素；还可以协助排出体内的铝，减少铝在体内的聚集，并一定程度促进指甲和头发的生长。目前市场销售的食用的胶原蛋白多为胶原或明胶降解后制得的小分子量的三股螺旋结构被破坏的胶原多肽。胶原蛋白大分子的三股螺旋结构具有一定的热稳定性，且天然的紧密的纤维结构显示出很强的韧性和强度，适用于薄膜材料的制备。目前市场中各类香肠制品越来越多，天然的肠衣制品缺乏，以胶原蛋白为主要原料的肠衣在热处理的过程中随着水分和油脂的蒸发与溶化，胶原蛋白肠衣几乎与肉制品的收缩率一致，其他的可食用包装材料暂时并没有这种性质。因此，制备具有三股螺旋结构的大分子胶原蛋白具备极大的价值。我国各地的牧区每年屠宰大量的牛养，在获取大量的牛羊肉用于食品的同时，产生大量的副产品，如牛皮，造成资源的浪费和环境的污染。牛皮中富含胶原蛋白，从牛皮中提取制备胶原蛋白，既充分利用废弃牛皮，又能获得优质的胶原蛋白。但是在胶原蛋白的制备过程中，存在以下难点：原料预处理方式不正确会导致胶原蛋白活性成分产率低；工艺步骤选择不适当导致生产过程存在污染，终产品中杂质多；制备方法导致终产品已被破坏了原有的三股螺旋结构，降低了其生物功能性。专利CN111116736A公开了使用牛皮作为原料制备胶原蛋白的方法，包括牛皮预处理和预处理后的牛皮酸法提取，通过碳酸钠溶液涨发和酶处理结合法，利于脱毛和胶原纤维的松散，提取具有完整三股螺旋结构的I型胶原，但是存在预处理步骤复杂，耗时耗力等问题。
技术实现思路
为了解决现有的技术问题，本专利技术提供了一种用牛皮制备胶原蛋白的系统及其制备方法，通过用牛皮制备胶原蛋白的系统制备牛皮的真皮组织，并通过柠檬酸和胃蛋白酶等进行处理，得到完整三股螺旋结构的胶原蛋白，且产率高、纯度高。一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，包括机架、置物台、自动伸缩杆、电机、滑轨、割刀、顶板、移动滑道、反应锅和水浴锅；所述机架是整个装置的基体，置物台固定在机架中间，自动伸缩杆连接在机架的上部，自动伸缩杆的底端与顶板连接；滑轨共2条沿竖直方向分布，设置在置物台的上方，滑轨内侧分别安装割刀，且自动伸缩杆、割刀与电机连接；置物台的一侧通过移动滑道与反应锅连接，反应锅设置在水浴锅中，水浴锅固定在机架上。进一步地，所述割刀共2个，两个割刀之间的竖直距离为0.3mm～0.45mm。进一步地，所述自动伸缩杆的顶端通过顶部滑轨连接在机架上，自动伸缩杆沿顶部滑轨在机架顶部左右移动。进一步地，所述顶板为网格结构，每个小方格为33mm×75mm。进一步地，所述反应锅的右下角设置管道，管道穿过水浴锅与废液池连接，管道与水浴锅之间通过密封胶带进行密封。一种用牛皮制备胶原蛋白的制备方法，包括以下步骤：S1、通过用牛皮制备胶原蛋白的系统去除牛皮的皮下组织上残余的脂肪组织和肌肉组织，除去牛皮的表面层，厚度为0.3mm～0.45mm，并修剪成块33mm×75mm，得到牛皮的真皮组织；S2、将真皮组织放置在pH为1.5～2.1的柠檬酸溶液中，添加质量分数为0.3～0.5％的胃蛋白酶液进行毛发或毛根的水解，胃蛋白酶液与真皮组织的质量比为(5～7):1，酶作用的温度为34℃～36℃，酶作用时间为1～2h，得到脱毛后的真皮组织；S3、将脱毛后的真皮组织浸泡在柠檬酸混合溶液中，使其体积至少膨胀一倍，然后使用流动的清水冲洗6～10min，得到膨胀组织；柠檬酸混合溶液中包括1.5～3mol/L的柠檬酸和0.6～0.8mol/L的氯化十六烷基吡啶；S4、将膨胀组织浸入1.5～3mol/L的柠檬酸溶液中，膨胀组织与柠檬酸溶液的质量比为1:(10～20)，浸泡12h～24h，然后用高速组织捣碎机匀浆5～10min，转速7000～12000转/分钟，得到匀浆液；再向匀浆液中加入1.5～3mol/L柠檬酸溶液，匀浆液与柠檬酸溶液的体积比为1：(5～8)，得到匀浆混合物，将匀浆混合物放置12～16h，期间每隔30min搅拌均匀一次；然后将该匀浆混合物以2000～3000rpm的速度离心1h，收集上清液；向上清液中加入0.2mg/ml的胃蛋白酶，并使用柠檬酸调节上清液pH为1.5～2，于20℃～25℃搅拌24～36h，得到胶原蛋白萃取液；S5、向胶原蛋白萃取液中加入2％(w/v)酪蛋白，胶原蛋白萃取液与酪蛋白的重量比为(8～10):1，在34～36℃搅拌10～20min，然后加入2mol/L的氨水调节pH至4.0，以5000～5500rpm的速度，离心25～30min，收集上清液，即为纯化后的胶原蛋白萃取液；S6、向纯化后的胶原蛋白萃取液中加入1mol./L的氯化钠溶液，纯化后的胶原蛋白萃取液和氯化钠溶液的体积比为1:5；搅拌1h后，得到胶原蛋白沉淀；S7、将胶原蛋白质沉淀置于透析袋内放入清水中进行透析3～5h，每30～60min更换一次清水，取出干燥，即可得最终的成品胶原蛋白。进一步地，所述S1中用牛皮制备胶原蛋白的系统工作时，先将牛皮放置在置物台上，然后通过电机控制自动伸缩杆伸长，使得顶板将牛皮压紧在置物台上；然后电机控制2个割刀同时同步沿滑轨从左向右移动300～500mm，接着自动伸缩杆带动顶板沿顶部滑轨从左向右移动300mm～500mm，再控制2个割刀同时同步继续向右移动300mm～500mm，直至割刀移动到牛皮的右侧，使得上方的割刀将牛皮的表面层割掉，下方的割刀将牛皮的皮下组织上残余的脂肪组织和肌肉组织割掉，得到牛皮的真皮层；然后在置物台上保留牛皮的真皮层，控制顶板向左移动，每次移动一个顶板的长度，并压紧牛皮的真皮层，使得牛皮的真皮层上留下33mm×75mm的网格形状，然后利用刀沿着网格形状将牛皮的真皮层修剪成33mm×75mm的小块，得到牛皮的真皮组织。由于2个割刀之间的竖直距离为0.3mm～0.45mm，得到的牛皮的真皮组织的厚度为0.3mm～0.45mm。进一步地，所述S2、S3中真皮组织都是通过移动滑道移动至反应锅中，在反应锅中进行反应，通过管道排出旧的反应液，加入新的反应液，通过水浴锅控制反应温度。将牛皮去除皮下组织上残余的脂肪组织和肌肉组织，除去牛皮的表面层，并修剪成块后再进行后续的脱毛等步骤，可以使脱毛更加彻底，且使得膨胀组织的膨胀效果更好，且胶原蛋白更容易被萃取出来。在胶原蛋白的制备过程中，脱毛、膨胀组织和萃取的步骤中均采用柠檬酸，使得制备的胶原蛋白没有异味，食用时品质更好。氯化十六烷基吡啶可以与胶原蛋白紧密连接的“胶黏剂”蛋白多糖的硫酸皮肤素结合，破坏蛋白多糖的结构，从而使得胶原纤维更加分散，并且结合柠檬酸，使得真皮组织本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，其特征在于：包括机架(1)、置物台(2)、自动伸缩杆(3)、电机(4)、滑轨(5)、割刀(6)、顶板(7)、移动滑道(8)、反应锅(9)和水浴锅(10)；所述机架(1)是整个装置的基体，置物台(2)固定在机架(1)中间，自动伸缩杆(3)连接在机架(1)的上部，自动伸缩杆(3)的底端与顶板(7)连接；滑轨(5)共2条沿竖直方向分布，设置在置物台(2)的上方，滑轨(5)内侧分别安装割刀(6)，且自动伸缩杆(3)、割刀(6)与电机(4)连接；置物台(2)的一侧通过移动滑道(8)与反应锅(9)连接，反应锅(9)设置在水浴锅(10)中，水浴锅(10)固定在机架(1)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，其特征在于：包括机架(1)、置物台(2)、自动伸缩杆(3)、电机(4)、滑轨(5)、割刀(6)、顶板(7)、移动滑道(8)、反应锅(9)和水浴锅(10)；所述机架(1)是整个装置的基体，置物台(2)固定在机架(1)中间，自动伸缩杆(3)连接在机架(1)的上部，自动伸缩杆(3)的底端与顶板(7)连接；滑轨(5)共2条沿竖直方向分布，设置在置物台(2)的上方，滑轨(5)内侧分别安装割刀(6)，且自动伸缩杆(3)、割刀(6)与电机(4)连接；置物台(2)的一侧通过移动滑道(8)与反应锅(9)连接，反应锅(9)设置在水浴锅(10)中，水浴锅(10)固定在机架(1)上。


2.根据权利要求1所述的一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，其特征在于：所述割刀(6)共2个，两个割刀(6)之间的竖直距离为0.3mm～0.45mm。


3.根据权利要求1所述的一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，其特征在于：所述自动伸缩杆(3)的顶端通过顶部滑轨(11)连接在机架(1)上，自动伸缩杆(3)沿顶部滑轨(11)在机架(1)顶部左右移动。


4.根据权利要求1所述的一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，其特征在于：所述顶板(7)为网格结构，每个小方格为33mm×75mm。


5.根据权利要求1所述的一种用牛皮制备胶原蛋白的系统，其特征在于：所述反应锅(9)的右下角设置管道(12)，管道(12)穿过水浴锅(10)与废液池连接，管道(12)与水浴锅(10)之间通过密封胶带进行密封。


6.一种用牛皮制备胶原蛋白的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过用牛皮制备胶原蛋白的系统去除牛皮的皮下组织上残余的脂肪组织和肌肉组织，除去牛皮的表面层，厚度为0.3mm～0.45mm，并修剪成块33mm×75mm，得到牛皮的真皮组织；
S2、将真皮组织放置在pH为1.5～2.1的柠檬酸溶液中，添加质量分数为0.3～0.5％的胃蛋白酶液进行毛发或毛根的水解，胃蛋白酶液与真皮组织的质量比为(5～7):1，酶作用的温度为34℃～36℃，酶作用时间为1～2h，得到脱毛后的真皮组织；
S3、将脱毛后的真皮组织浸泡在柠檬酸混合溶液中，使其体积至少膨胀一倍，然后使用流动的清水冲洗6～10min，得到膨胀组织；柠檬酸混合溶液中包括1.5～3mol/L的柠檬酸和0.6～0.8mol/L的氯化十六烷基吡啶；
S4、将膨胀组织浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：董学恭，苏金文，贾洋洋，史文鹏，
申请(专利权)人：莱阳龙福食品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37