一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，包括下述依次設(shè)置、前后連接的各裝置：一級破碎裝置、水洗槽、堿洗槽、淋洗裝置、酸浸槽、二級破碎裝置、酶解罐、鹽析槽、酶水解罐、純化裝置，純化裝置包括第一超濾裝置、第二超濾裝置和離子交換樹脂床，第一超濾裝置的分子截留量為3～5萬道爾頓，第二超濾裝置的分子截留量為0.5～1萬道爾頓。上述系統(tǒng)中，整個處理過程的溫度不會超過50℃，且采用酶解進行提取，避免酸堿水解導致膠原蛋白變性，氨基團分子結(jié)構(gòu)造成破壞的問題，保存了天然活性的三螺旋結(jié)構(gòu)。同時通過采用純化設(shè)備，使得制得的膠原蛋白純度、色澤、味道、澄清度、灰分等品質(zhì)表征好，得到的膠原蛋白的分子量在1～4萬之間，在用于醫(yī)藥、化妝品領(lǐng)域時，能夠完全發(fā)揮膠原蛋白的藥物活性。
【專利說明】一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能蛋白提取領(lǐng)域，具體涉及一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是養(yǎng)鹿業(yè)大國，鹿茸、鹿肉是養(yǎng)鹿業(yè)的目標產(chǎn)品，除此之外，還會產(chǎn)生鹿血、鹿胎、鹿骨等具有較高藥用價值的副產(chǎn)物。鹿骨中含有大量的膠原蛋白、磷脂質(zhì)、磷蛋白、維生素以及鈣、鎂、鐵、鋅等礦質(zhì)元素，具有重要的生理功能和藥用活性。鹿骨制得的鹿骨膠具有補氣益血、祛風除濕的功效，能夠有效治療精髓不足、噴血、風濕等病癥。膠原蛋白是鹿骨的主要功效成分，膠原蛋白與人體的衰老以及抵抗力有密切聯(lián)系，被廣泛的應(yīng)用于食品、保健品、藥品、化妝品等領(lǐng)域。另外，膠原蛋白水解為活性多肽，能夠保護胃黏膜、降血壓、抗氧化、防衰老。
[0003]鹿骨是一種優(yōu)質(zhì)膠原蛋白提取的原料，目前也出現(xiàn)一些從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，主要有酸法和酶法，但是，目前這些方法提取的膠原蛋白難以維持其天然的三螺旋結(jié)構(gòu)，膠原蛋白中組分多，較大分子和小分子膠原蛋白占比大，應(yīng)用于醫(yī)藥、生物、化妝品領(lǐng)域的效果降低。同時，制得的膠原蛋白的色澤、味道、澄清度、分子量、灰分等性質(zhì)差，另外，整個膠原蛋白的提取率底、周期長、能耗高，所需要的處理劑用量大，生產(chǎn)成品高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其可有效解決上述問題，方便、快速的從鹿骨中提取膠原蛋白，且提取的膠原蛋白的純度高、品質(zhì)好。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方進行實施:
[0006]一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，包括下述依次設(shè)置、前后連接的各裝置:
[0007]對去除骨髓后的鹿骨進行初級破碎的一級破碎裝置；
[0008]對一級破碎后的鹿骨依次進行脫脂的水洗槽和堿洗槽；
[0009]對脫脂后的鹿骨進行淋洗的淋洗裝置；
[0010]對淋洗后的鹿骨進行脫鈣的酸浸槽；
[0011]對去鈣后的鹿骨進行細化處理的二級破碎裝置；
[0012]對細化處理后的骨泥進行酶解處理的酶解罐；
[0013]對酶解后的酶解液進行鹽析處理析出粗膠原蛋白的鹽析槽；
[0014]對鹽析后的粗膠原蛋白進行酶水解處理的酶水解罐；
[0015]對酶水解后的酶水解液進行純化處理的純化裝置，純化裝置包括依次設(shè)置的:
[0016]對酶水解液進行一級超濾的第一超濾裝置，第一超濾裝置的分子截留量為3?5萬道爾頓；
[0017]對一級超濾后的滲透液進行二級超濾的第二超濾裝置，第二超濾裝置的分子截留量為0.5?1萬道爾頓；
[0018]對二級超濾后的濃縮液進行去離子的離子交換樹脂床。
[0019]上述系統(tǒng)中，整個處理過程的溫度不會超過501，且采用酶解進行提取，避免酸堿水解導致膠原蛋白變性，氨基團分子結(jié)構(gòu)造成破壞的問題，保存了天然活性的三螺旋結(jié)構(gòu)。同時通過采用純化設(shè)備，使得制得的膠原蛋白純度、色澤、味道、澄清度、灰分等品質(zhì)表征好，得到的膠原蛋白的分子量在1?4萬之間，在用于醫(yī)藥、化妝品領(lǐng)域時，能夠完全發(fā)揮膠原蛋白的藥物活性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體說明。應(yīng)當理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實施方式，并不對本發(fā)明具體請求的保護范圍進行嚴格限定。
[0022]本發(fā)明目的在于提供一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，如圖1所示，包括下述依次設(shè)置、前后連接的各裝置:
[0023]對去除骨髓后的鹿骨進行初級破碎的一級破碎裝置11，鹿骨已經(jīng)剔除非骨部分的物質(zhì)；
[0024]對一級破碎后的鹿骨依次進行脫脂的水洗槽12和堿洗槽13 ；
[0025]對脫脂后的鹿骨進行淋洗的淋洗裝置14，淋洗裝置14包括一輸送帶，輸送帶的輸送面呈傾斜布置，輸送帶低端與堿洗槽13的出料口相對應(yīng)布置，輸送帶的高端與酸浸槽的進料口相對應(yīng)布置，輸送帶的帶面為網(wǎng)帶構(gòu)成，輸送帶的上方設(shè)置有排列狀布置的用于向輸送帶上噴灑清水對輸送帶上鹿骨進行淋洗的噴淋管；
[0026]對淋洗后的鹿骨進行脫鈣的酸浸槽15，酸浸槽15包括槽體，槽體內(nèi)設(shè)置有一盛裝鹿骨的網(wǎng)框，網(wǎng)框吊掛在一擺架上，擺架與驅(qū)動機構(gòu)相連接，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)使擺框進行擺動，槽體的槽底呈斗狀，槽底最低處設(shè)置卸料口 ；
[0027]對去鈣后的鹿骨進行細化處理的二級破碎裝置16 ；
[0028]對細化處理后的骨泥進行酶解處理的酶解罐17 ；
[0029]對酶解后的酶解液進行鹽析處理析出粗膠原蛋白的鹽析槽18，鹽析槽18中氯化鈉的含量為4% ；
[0030]對鹽析后的粗膠原蛋白進行酶水解處理的酶水解罐19 ；
[0031]對酶水解后的酶水解液進行純化處理的純化裝置，純化裝置包括依次設(shè)置的:
[0032]對酶水解液進行一級超濾的第一超濾裝置20，第一超濾裝置20的分子截留量為3?5萬道爾頓；
[0033]對一級超濾后的滲透液進行二級超濾的第二超濾裝置21，第二超濾裝置21的分子截留量為0.5?1萬道爾頓；
[0034]對二級超濾后的濃縮液進行去離子的離子交換樹脂床22。
[0035]一級破碎裝置11為碾壓破碎裝置，二級破碎裝置16為對輥碾粉裝置。該系統(tǒng)還包括對離子交換樹脂床上的陰、陽離子交換樹脂進行回收的陰、陽離子交換樹脂再生池23、24，陰、陽離子交換樹脂再生池23、24的排液口與第一反應(yīng)池的投料口相連接。
[0036]上述相鄰裝置之間固體物料采用輸送帶進行輸送，液體物料采用管道輸送泵進行輸送，需要進行固液分離的采用過濾裝置進行操作。本發(fā)明提供的上述系統(tǒng)中，采用酶解-水酶解提取鹿骨中膠原蛋白，避免傳統(tǒng)酸法提取容易導致膠原蛋白變性的問題，使得提取的膠原蛋白能夠保持天然的三螺旋結(jié)構(gòu)，同時，通過酶解-水酶解的聯(lián)合，使得提取的膠原蛋白分子量能夠集中在2?4萬之間，避免提取后過大和過小分子量的膠原蛋白占有量過大。另外，通過后續(xù)的純化裝置的純化選取，使得制得膠原蛋白產(chǎn)品的分子量介于1?5萬之間，保證膠原蛋白用于醫(yī)藥、化妝品時能夠發(fā)揮出最佳藥用活性。同時，制得的膠原蛋白純度、色澤、澄清度、灰分等品質(zhì)表征好，膠原蛋白的提取率也達到了 69.11%。
[0037]具體操作時，堿洗槽13內(nèi)的槽液為氫氧化鈉，堿洗槽13內(nèi)槽液的維持在11?
11.5。酸浸槽15內(nèi)的槽液為鹽酸溶液，酸浸槽15內(nèi)槽液的維持在2?2.5。上述酸堿度的調(diào)控，主要是防止在進行脫脂和脫鈣時，酸堿處理液對膠原蛋白活性的影響，水洗槽12內(nèi)的水溫為401左右。堿洗槽13和酸浸槽15內(nèi)的槽液處于活水狀態(tài)，槽體上設(shè)置有進液管口和出液管口且管口處設(shè)置閥門，槽體內(nèi)的四檢測儀根據(jù)檢測的來調(diào)節(jié)閥門的啟閉狀態(tài)，從而調(diào)控槽體內(nèi)槽液的？只。
[0038]由于采用鹽酸對鹿骨進行脫鈣，這樣長期脫鈣后，會產(chǎn)生大量的氯化鈣在酸浸槽15的底部析出沉淀，這些沉淀物被分離后浸潰有大量的鹽酸，同時陰、陽離子交換樹脂再生池23、24內(nèi)也會產(chǎn)生大量的酸、堿廢液，這些廢渣液直接排放會污染環(huán)境。因此本發(fā)明進一步的方案為，該系統(tǒng)還包括對脫鈣后的廢渣液進行處理的廢渣液處理裝置，廢渣液處理裝置包括用于廢渣液與碳酸鈉進行反應(yīng)的第一反應(yīng)池31，用于第一反應(yīng)池31內(nèi)得到的氯化鈉溶液與碳酸氫銨進行反應(yīng)的第二反應(yīng)池32，用于第二反應(yīng)池32內(nèi)池液進行冷卻結(jié)晶的結(jié)晶池35，用于結(jié)晶池35內(nèi)的結(jié)晶體與燒堿溶液進行反應(yīng)的第三反應(yīng)池33，以及用于第三反應(yīng)池33內(nèi)得到的碳酸鈉溶液與氫氧化鈣溶液進行反應(yīng)制取氫氧化鈉的第四反應(yīng)池34。第四反應(yīng)池34的出液口與堿洗槽13的進液口相連接。第四反應(yīng)池34的出液口與鹽析槽18的進液口相連接。將廢潘液在第一反應(yīng)池31內(nèi)與過量的碳酸鈉反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成氯化鈉和碳酸鈣沉淀，制得的鹽水一部分可以用于后續(xù)的膠原蛋白鹽析處理；另外多余的鹽水在第二反應(yīng)池內(nèi)與碳酸氫銨進行反應(yīng)，冷卻后結(jié)晶析出回收碳酸氫銨以及氯化銨，氯化銨可以作為養(yǎng)鹿牧草的肥料進行使用。而回收的碳酸氫銨在第三、四反應(yīng)池中與氫氧化鈉、氫氧化鈣進行反應(yīng)，最后得到氫氧化鈉溶液，得到的氫氧化鈉溶液用于鹿骨的脫脂處理以及陰離子交換樹脂的再生，得到的碳酸鈣也可用作他用，從而實現(xiàn)廢渣液的清潔化處理。
[0039]更為優(yōu)選的方案為:第一反應(yīng)池的排液口與第一過濾裝置相連接，第一過濾裝置的排液口與濃縮釜相連接，濃縮釜的濃縮液排出口與第二反應(yīng)池相連接，濃縮釜的濃縮液排出口還與二級濃縮釜進行連接，二級濃縮釜的出液口與結(jié)晶槽相連接，結(jié)晶槽與第二過濾裝置相連接，第二過濾裝置的固體排出口與對結(jié)晶體進行溶解的溶解槽相連接，溶解槽的排液口與鹽析槽相連接，第二過濾裝置的液體排出口與第二反應(yīng)池相連接，酸浸槽與第一反應(yīng)池之間設(shè)置有第三過濾裝置。經(jīng)濃縮釜和二級濃縮釜濃縮后，鹽水的濃度基本飽和，此時進行結(jié)晶，得到純度很高的氯化鈉，將其溶于水配置成鹽水用于膠原蛋白的鹽析，避免鹽析時雜質(zhì)的引入，提高成品鹿骨膠原蛋白的純度。
[0040]更為具體的方案為:酶解罐17內(nèi)酶解處理所用的酶為胃蛋白酶，酶解處理的時間為10?121！、？！！為1.5?2.0，溫度30?351，胃蛋白按照骨泥中膠原蛋白含量的1.0?1.5%進行添加。酶水解罐19內(nèi)酶水解處理所用的酶為堿性蛋白酶，酶解處理的時間為3?處、為9.5?10.5，溫度35?401，堿性蛋白酶按照粗膠原蛋白的2.0?2.5%進行添力口，酶水解罐19內(nèi)還加入了復合酶解保護劑。復合酶解保護劑能夠使得堿性水解酶在進行定向酶解處理的同時不破壞水解產(chǎn)物的藥物活性，保證膠原蛋白分子量的均一性，保證酶水解后膠原蛋白的藥物活性和品質(zhì)。復合酶解保護劑可選用冗10611-6-復合酶保護劑八?？或勵111-9復合酶保護劑即。
[0041]第一、二超濾裝置為管式超濾膜裝置，一、二級超濾處理的滲透液流量分別為50?60171112.匕超濾膜包括聚偏四氟乙烯、聚醚砜。離子交換樹脂床22上設(shè)置有陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，如強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
[0042]總之，本發(fā)明提供的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其可方便、快速的從鹿骨中提取膠原蛋白，且提取的膠原蛋白的純度高，純度可達96%以上，通過電泳分子測定，膠原蛋白的分子量集中在2?3.8萬之間，且完全保留了膠原蛋白的天然活性，能夠有效用于醫(yī)藥和化妝品，另外，色澤、味道、澄清度等品質(zhì)表征也優(yōu)異。
[0043]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在獲知本發(fā)明中記載內(nèi)容后，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，包括下述依次設(shè)置、前后連接的各裝置: 對去除骨髓后的鹿骨進行初級破碎的一級破碎裝置； 對一級破碎后的鹿骨依次進行脫脂的水洗槽和堿洗槽； 對脫脂后的鹿骨進行淋洗的淋洗裝置； 對淋洗后的鹿骨進行脫鈣的酸浸槽； 對去鈣后的鹿骨進行細化處理的二級破碎裝置； 對細化處理后的骨泥進行酶解處理的酶解罐； 對酶解后的酶解液進行鹽析處理析出粗膠原蛋白的鹽析槽； 對鹽析后的粗膠原蛋白進行酶水解處理的酶水解罐； 對酶水解后酶水解液進行純化處理的純化裝置，純化裝置包括依次設(shè)置的: 對酶水解液進行一級超濾的第一超濾裝置，第一超濾裝置的分子截留量為3?5萬道爾頓； 對一級超濾后的滲透液進行二級超濾的第二超濾裝置，第二超濾裝置的分子截留量為0.5?I萬道爾頓； 對二級超濾后的濃縮液進行去離子的離子交換樹脂床； 堿洗槽內(nèi)的槽液為氫氧化鈉，堿洗槽內(nèi)槽液的PH維持在11?11.5 ; 酸浸槽內(nèi)的槽液為鹽酸溶液，酸浸槽內(nèi)槽液的PH維持在2?2.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:該系統(tǒng)還包括對脫鈣后的廢渣液進行處理的廢渣液處理裝置，廢渣液處理裝置包括用于廢渣液與碳酸鈉進行反應(yīng)的第一反應(yīng)池，用于第一反應(yīng)池內(nèi)得到的氯化鈉溶液與碳酸氫銨進行反應(yīng)的第二反應(yīng)池，用于第二反應(yīng)池內(nèi)池液進行冷卻結(jié)晶的結(jié)晶池，用于結(jié)晶池內(nèi)的結(jié)晶體與燒堿溶液進行反應(yīng)的第三反應(yīng)池，以及用于第三反應(yīng)池內(nèi)得到的碳酸鈉溶液與氫氧化鈣溶液進行反應(yīng)制取氫氧化鈉的第四反應(yīng)池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:第四反應(yīng)池的出液口與堿洗槽的進液口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:第四反應(yīng)池的出液口與鹽析槽的進液口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:酶解罐內(nèi)酶解處理所用的酶為胃蛋白酶，酶解處理的時間為10?1211、？!1為1.5?2.0，溫度30?35°C，胃蛋白按照骨泥中膠原蛋白含量的1.0?1.5%進行添加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:酶水解罐內(nèi)酶水解處理所用的酶為堿性蛋白酶，酶解處理的時間為3?4h、PH為9.5?10.5，溫度35?40°C，堿性蛋白酶按照粗膠原蛋白的2.0?2.5%進行添加，酶水解罐內(nèi)還加入了復合酶解保護劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:鹽析槽中氯化鈉的含量為4%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從鹿骨中提取膠原蛋白的方法，其特征在于:第一反應(yīng)池的排液口與第一過濾裝置相連接，第一過濾裝置的排液口與濃縮釜相連接，濃縮釜的濃縮液排出口與第二反應(yīng)池相連接，濃縮釜的濃縮液排出口還與二級濃縮釜進行連接，二級濃縮釜的出液口與結(jié)晶槽相連接，結(jié)晶槽與第二過濾裝置相連接，第二過濾裝置的固體排出口與對結(jié)晶體進行溶解的溶解槽相連接，溶解槽的排液口與鹽析槽相連接，第二過濾裝置的液體排出口與第二反應(yīng)池相連接，酸浸槽與第一反應(yīng)池之間設(shè)置有第三過濾裝置。
【文檔編號】C12P21/06GK104371910SQ201410605513
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】胡劉滿, 朱仁發(fā), 王選明, 朱玉兵, 王麗, 王輝, 儲誠浩 申請人:王選明