專(zhuān)利名稱(chēng)：酶降解骨膠原制備明膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于明膠制備領(lǐng)域，特別涉及一種酶降解骨膠原制備明膠的方法，生產(chǎn)具有高純度、高檔次、適合生產(chǎn)硬膠囊用的明膠。
背景技術(shù)：
明膠是一種從動(dòng)物(牛、馬、豬)的結(jié)締組織(皮和骨)中經(jīng)過(guò)多步驟的漫長(zhǎng)降解而抽提出來(lái)的一種蛋白質(zhì)。明膠產(chǎn)業(yè)有一百多年的歷史，一直沿用傳統(tǒng)堿法工藝從骨膠原中抽取制備骨明膠。傳統(tǒng)堿法工藝制備明膠的最大優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量檔次分開(kāi)，能得到最優(yōu)質(zhì)的照相用膠，同樣也產(chǎn)出有一定比例的工業(yè)用膠。但是，傳統(tǒng)堿法工藝制備明膠始終存在無(wú)法克服的三大缺陷第一，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，隨季節(jié)、氣候和地區(qū)的不同歷時(shí)60到100天不等。生產(chǎn)周期長(zhǎng)帶來(lái)極大的弊病是生產(chǎn)效率極低，特別是不能保證不同批次之間生產(chǎn)的明膠質(zhì)量不變。第二，用水量大，18道工序中有1/2的工序需要用水，特別是水洗、浸酸和浸灰這三大環(huán)節(jié)需要大量的用水。如WO 80/01211所公開(kāi)的方法。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1噸明膠需耗水量約1500-2000噸，全國(guó)大小明膠廠(chǎng)每年生產(chǎn)的照相膠、硬(軟)膠囊膠、食用膠和工業(yè)膠總共約3萬(wàn)噸。消耗了大量寶貴的水資源。其它相應(yīng)的煤、電和人工的消耗也隨之增大。第三，污染環(huán)境嚴(yán)重，大量廢酸液和廢浸灰水就近排出，造成周邊地區(qū)嚴(yán)重環(huán)境污染。
改變傳統(tǒng)制膠工藝，從而縮短周期、節(jié)約水源、保護(hù)環(huán)境、提高效益是美國(guó)柯達(dá)，日本新田，法國(guó)Rousselot，德國(guó)DGF等國(guó)際上一些明膠公司關(guān)注的焦點(diǎn)。大量的文獻(xiàn)調(diào)研顯示，到目前為此，這些發(fā)達(dá)國(guó)家還沒(méi)有能夠用新工藝生產(chǎn)藥用明膠。專(zhuān)利文獻(xiàn)檢索表明，這些公司一致采用的方法是將膠原塊狀用膠體磨粉碎成超微粒子大小的顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種酶降解骨膠原制備明膠的方法，以酶降解骨膠原制備明膠新方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堿法制備明膠的舊方法，克服傳統(tǒng)方法生產(chǎn)明膠中的三大缺陷，縮短明膠的生產(chǎn)周期，減少明膠生產(chǎn)中水、電的消耗量，降低明膠生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染程度。
本發(fā)明的酶降解骨膠原制備明膠的方法，該方法的步驟為(1).選用脫脂不脫礦的骨料加水混合磨成骨泥漿，骨泥漿的骨粒度控制在1-5mm，優(yōu)選1-2mm，且顆粒度越細(xì)越好，這樣有利于促進(jìn)膠原快速降解；(2).反應(yīng)鍋內(nèi)的骨泥漿用酸調(diào)整pH值為1.5-4，優(yōu)選pH值為2，然后加酸性蛋白酶控制膠原降解；其中所述的酸性蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的2-8‰，優(yōu)選4‰；或反應(yīng)鍋內(nèi)的骨泥漿用堿調(diào)整pH值為7-8，優(yōu)選pH值為7.5，然后加偏堿性蛋白酶控制膠原降解，其中所述的偏堿性蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的2-8‰，優(yōu)選4‰；(3).在室溫下反應(yīng)7-10小時(shí)，優(yōu)選溫度為25℃；然后用堿或酸調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為5.0-6.5，將溫度加熱到70至85℃抽提，優(yōu)選以溫度每升高5℃抽提一次；(4).對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液進(jìn)行分離(離心機(jī)離去粗顆粒的骨渣)，分離出的骨渣再返回到反應(yīng)鍋內(nèi)重新抽提明膠溶液。
(5).分離出的膠液用棉餅(棉花)或樹(shù)脂過(guò)濾，得到產(chǎn)率70％以上的高純度的硬膠囊明膠的溶液。
本發(fā)明制備出的明膠溶液經(jīng)干燥后檢測(cè)，其明膠性能均達(dá)到傳統(tǒng)明膠性能指標(biāo)。明膠分子量分布α＝48％，β＝18％，γ＝18％；膠凍強(qiáng)度240克以上；粘度3.2mPs；透過(guò)率620nm 90％，450nm 72％。
所述的酸性蛋白酶是胃蛋白酶或組織蛋白酶等；偏堿性蛋白酶是胰蛋白酶、糜蛋白酶或木瓜蛋白酶等。
所述的酸是鹽酸或磷酸。
所述的堿是氫氧化鈣、氫氧化銨或氫氧化鈉等。
本發(fā)明生產(chǎn)的明膠可作為空心硬膠囊用膠。
傳統(tǒng)明膠生產(chǎn)方法路線(xiàn)原料—砸骨—脫脂—水洗—骨粒干燥—篩選—浸酸—水洗—浸灰—水洗—中和—水洗—抽提-過(guò)濾—濃縮蒸發(fā)—干燥—粉碎—包裝。
本發(fā)明的方法明膠生產(chǎn)路線(xiàn)篩選的脫脂骨—磨碎—酶解—抽提—過(guò)濾—濃縮—干燥—粉碎—包裝。
本發(fā)明的方法經(jīng)與傳統(tǒng)明膠生產(chǎn)方法比較，可看出明膠的生產(chǎn)周期被大幅度的縮短，減少了明膠生產(chǎn)的用水量，降低了電的消耗量和對(duì)環(huán)境的污染程度。全面提高了明膠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
具體實(shí)施例方式
(1).選用脫脂不脫礦的牛骨硬骨料加水混合磨成牛骨泥漿，牛骨泥漿的骨粒度控制在1mm；(2).反應(yīng)鍋內(nèi)的牛骨泥漿用鹽酸調(diào)整pH值為2，然后加胃蛋白酶控制膠原降解，其中所述的蛋白酶的加入量是牛骨泥漿重量的4‰；(3).在室溫25℃下反應(yīng)6小時(shí)，然后用氫氧化鈣調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為5.0，將溫度加熱到70至85℃抽提，以溫度每升高5℃抽提一次，共抽提4次；(4).對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液用離心機(jī)離去粗顆粒的骨渣，分離出的骨渣再返回到反應(yīng)鍋內(nèi)重新抽提明膠溶液；(5).分離出的膠液用棉餅過(guò)濾，得到產(chǎn)率76％的高純度的硬膠囊明膠的溶液。
(1).選用脫脂不脫礦的牛雜骨和海綿骨料加水混合磨成牛骨泥漿，牛骨泥漿的骨粒度控制在1mm；(2).反應(yīng)鍋內(nèi)的牛骨泥漿用氫氧化鈉調(diào)整pH值為7.5，然后加胰蛋白酶控制膠原降解，其中所述的胰蛋白酶的加入量是牛骨泥漿重量的5‰；(3).在室溫25℃下反應(yīng)7小時(shí)，然后用鹽酸調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為6.5，將溫度加熱到70至85℃抽提，以溫度每升高5℃抽提一次，共抽提4次；(4).對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液用離心機(jī)離去粗顆粒的牛骨渣，分離出的牛骨渣再返回到反應(yīng)鍋內(nèi)重新抽提明膠溶液。
(5).分離出的膠液用樹(shù)脂過(guò)濾，得到產(chǎn)率70-72％的高純度的硬膠囊明膠的溶液。
對(duì)實(shí)施例1和實(shí)施例2干燥后的明膠檢測(cè)結(jié)果勃氏粘度6.67％(60℃測(cè))3.2mPa.s水份≤14％凍力≥200克透過(guò)率620nm 90％，450nm 71％pH5.5-6.5二氧化硫≤10產(chǎn)率76％和70-72％α＝48％，β＝18％。
(1).選用脫脂不脫礦的牛、馬、豬的硬骨料加水混合磨成牛、馬、豬的骨泥漿，牛、馬、豬的骨泥漿的骨粒度控制在5mm；(2).反應(yīng)鍋內(nèi)的牛、馬、豬的骨泥漿用鹽酸調(diào)整pH值為3，然后加胃蛋白酶控制膠原降解，其中所述的蛋白酶的加入量是牛、馬、豬的骨泥漿重量的7‰；(3).在室溫25℃下反應(yīng)9小時(shí)，然后用氫氧化氨調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為5.5，將溫度加熱到70至85℃時(shí)進(jìn)行抽提；(4).對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液用離心機(jī)離去粗顆粒的骨渣，分離出的骨渣再返回到反應(yīng)鍋內(nèi)重新抽提明膠溶液；(5).分離出的膠液用棉花過(guò)濾，得到產(chǎn)率73-75％的高純度的硬膠囊明膠的溶液。實(shí)施例4.
(1).選用脫脂不脫礦的牛、馬、豬的硬骨和海綿骨料加水混合磨成牛、馬、豬的骨泥漿，牛、馬、豬的骨泥漿的骨粒度控制在3mm；(2).反應(yīng)鍋內(nèi)的牛、馬、豬的骨泥漿用氫氧化鈣調(diào)整pH值為7，然后加木瓜蛋白酶控制膠原降解，其中所述的木瓜蛋白酶的加入量是牛、馬、豬的骨泥漿重量的8‰；(3).在室溫下反應(yīng)7.5小時(shí)，然后用磷酸調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為6，將溫度加熱到70至85℃抽提，以溫度每升高5℃抽提一次，共抽提4次；(4).對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液用離心機(jī)離去粗顆粒的牛、馬、豬的骨渣，分離出的牛、馬、豬的骨渣再返回到反應(yīng)鍋內(nèi)重新抽提明膠溶液。
(5).分離出的膠液用樹(shù)脂過(guò)濾，得到產(chǎn)率70-71％的高純度的硬膠囊明膠的溶液。
對(duì)實(shí)施例3和實(shí)施例4干燥后的明膠檢測(cè)結(jié)果勃氏粘度6.67％(60℃測(cè))3.2mPa.s水份≤14％凍力≥200克透過(guò)率620nm 90％，450nm 71％pH5.5-6.5二氧化硫≤10產(chǎn)率73-75％和70-71％α＝48％，β＝18％。
權(quán)利要求
1.一種酶降解骨膠原制備明膠的方法，其特征是該方法的步驟為(1).選用脫脂不脫礦的骨料加水混合磨成骨泥漿，骨泥漿的骨粒度控制在1-5mm；(2).反應(yīng)鍋內(nèi)的骨泥漿用酸調(diào)整pH值為1.5-4，然后加酸性蛋白酶控制膠原降解；其中所述的酸性蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的2-8‰；或反應(yīng)鍋內(nèi)的骨泥漿用堿調(diào)整pH值為7-8，然后加偏堿性蛋白酶控制膠原降解，其中所述的偏堿性蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的2-8‰；(3).在室溫下反應(yīng)7-10小時(shí)，然后用堿或酸調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為5.0-6.5，將溫度加熱到70至85℃抽提；(4).對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液進(jìn)行分離；(5).分離出的膠液用棉餅或樹(shù)脂過(guò)濾，得到高純度的硬膠囊明膠的溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的酸性蛋白酶是胃蛋白酶或組織蛋白酶；偏堿性蛋白酶是胰蛋白酶、糜蛋白酶或木瓜蛋白酶。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的骨泥漿的骨粒度控制在1-2mm。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的步驟(2)反應(yīng)鍋內(nèi)的骨泥漿用酸調(diào)整pH值為2。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征是所述的酸是鹽酸或磷酸。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的步驟(2)反應(yīng)鍋內(nèi)的骨泥漿用堿調(diào)整pH值為7.5。
7.如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征是所述的堿是氫氧化鈣、氫氧化銨或氫氧化鈉。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的步驟(2)然后加酸性蛋白酶控制膠原降解；其中所述的酸性蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的4‰。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的步驟(2)然后加偏堿性蛋白酶控制膠原降解，其中所述的偏堿性蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的4‰。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的步驟(3)抽提是以溫度每升高5℃抽提一次；
全文摘要
本發(fā)明屬于明膠制備領(lǐng)域，特別涉及一種酶降解骨膠原制備明膠的方法。(1)選用脫脂不脫礦的骨料加水混合磨成骨泥漿，骨粒度控制在1－5mm；(2)用酸調(diào)pH值為1.5－4，或用堿調(diào)pH值為7－8，加酸或偏堿性蛋白酶控制膠原降解；蛋白酶的加入量是骨泥漿重量的2－8‰；(3)室溫下反應(yīng)7－10小時(shí)，用堿或酸調(diào)反應(yīng)后溶液的pH為5.0－6.5，將溫度加熱到70至85℃抽提；(4)對(duì)抽提得到的渾濁明膠溶液進(jìn)行分離；(5)對(duì)膠液過(guò)濾，得到高純度的硬膠囊明膠的溶液。干燥后的明膠經(jīng)檢測(cè)，明膠分子量分布α＝48％，β＝18％；膠凍強(qiáng)度240克以上；粘度3.0mPs；透過(guò)率620nm90％，450nm71％。
文檔編號(hào)C09H1/02GK1473901SQ0212544
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者陳麗娟, 王穎, 史京京, 郭玉龍, 鄭彤, 彭必先 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所