一種具有保溼效果的魚皮膠原肽及其製備工藝和用途的製作方法
2023-07-11 05:15:16
專利名稱：一種具有保溼效果的魚皮膠原肽及其製備工藝和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有保溼效果的魚皮膠原肽及其製備工藝和用途。具體地說，本發明涉及一種利用鹼溶液處理魚皮，再利用蛋白酶水解的方式處理上述魚皮，通過對水解液進行一系列脫色、脫味、去除雜質的技術處理得到的具有保溼效果的魚皮膠原肽，及其製備工藝和作為化妝品或護膚品添加劑的用途。
背景技術：
膠原是生物體內一種纖維蛋白，主要存在於皮膚、骨、軟骨及肌腱等組織中，佔人體或其他動物體總蛋白含量的25％～33％。膠原蛋白因其優良的生物學特性而廣泛地應用於生物醫用材料領域。因此，如何進行高純度、高產率的具有生物活性的膠原的提取一直是廣大研究者關注的課題。從豬皮和牛皮中提取膠原的歷史比較悠久，並且由於其原料充足，至今仍然是皮膠原的主要來源；長期以來膠原主要是從牛和豬等動物組織中提取的。可近年來狂牛症和口蹄疫的發生使人們開始考慮使用牛、豬膠原的替代品，魚皮膠原的提取成為近幾年研究的新熱點。膠原的最小單元是膠原三肽(Collagen tripeptide)簡稱CTP。其結構可以表示為(Gly-X-Y)，是一種在N端帶有甘氨酸的高純度的膠原三肽。微量射線自動照相法研究表明，CTP具有約280Da的平均分子量。而目前市場上的絕大多數膠原肽，主要由30至100個胺基酸構成多聚胺基酸.平均分子量達3000-10000Da，其生物利用率有限。
發明內容
本發明的目的是提供一種以魚皮為原料，富含小分子肽(分子量280Da)的具有保溼功效的魚皮膠原肽。
本發明的另一目的是提供所述具有保溼功效的魚皮膠原肽的製備工藝。
本發明的另一目的是提供所述具有保溼功效的魚皮膠原肽的用途。
本發明的技術方案是一種具有保溼功效的魚皮膠原肽，由以下工藝製備而成，所述工藝依次包括下述步驟 1)稱取魚皮原料，清洗，瀝乾水分，稱重。
2)將上述處理的魚皮加其質量5～6倍的水，再加入其質量3.0～5.0％的氫氧化鈣，攪拌均勻浸泡5～7天，在去除魚皮中的非膠原蛋白的同時，還起到了一定的去腥作用。
3)將上述處理的魚皮洗淨至中性，瀝乾水分，稱重，所得魚皮即為前處理後的原料。
4)將上述處理後的魚皮原料按照其質量5～6倍加水，100℃煮沸60～90min，降溫至50～60℃，雙層紗布濾去殘渣，調pH值為6.0～8.0，50℃恆溫水浴，首先加入魚皮原料質量0.5～1.0％的枯草桿菌鹼性蛋白酶，再同時加入魚皮原料質量0.5～1.0％的菠蘿蛋白酶和魚皮原料質量0.5～1.0％的中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共酶解5～6小時。酶解完畢後，95℃以上，10分鐘滅酶，冷卻，濾布過濾，濾液為魚皮膠原肽水解液。
5)將上述濾液用K15活性碳柱脫色脫味。
6)將上述脫色脫味後的濾液濃縮至適當的體積，噴霧乾燥，製得成品。
本發明的另一技術方案是一種製備具有保溼功效的魚皮膠原肽的工藝，其特徵在於依次包括下述步驟 1)稱取魚皮原料，清洗，瀝乾水分，稱重。
2)將上述處理的魚皮加其質量5～6倍的水，再加入其質量3.0～5.0％的氫氧化鈣，攪拌均勻浸泡5～7天，在去除魚皮中的非膠原蛋白的同時，還起到了一定的去腥作用。
3)將上述處理的魚皮洗淨至中性，瀝乾水分，稱重，所得魚皮即為前處理後的原料。
4)將上述處理後的魚皮原料按照其質量5～6倍加水，100℃煮沸60～90min，降溫至50～60℃，雙層紗布濾去殘渣，調pH值為6.0～8.0，50℃恆溫水浴，首先加入魚皮原料質量0.5～1.0％的枯草桿菌鹼性蛋白酶，再同時加入魚皮原料質量0.5～1.0％的菠蘿蛋白酶和魚皮原料質量0.5～1.0％的中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共酶解5～6小時。酶解完畢後，95℃以上，10分鐘滅酶，冷卻，濾布過濾，濾液為魚皮膠原肽水解液。
5)將上述濾液用K15活性碳柱脫色脫味。
6)將上述脫色脫味後的濾液濃縮至適當的體積，噴霧乾燥，製得成品。
本發明的另一技術方案是一種權利要求1所述的具有保溼功效的魚皮膠原肽作為化妝品或護膚品添加劑的用途。
本發明的魚皮膠原肽，最大限度地提高魚皮膠原肽中小分子肽(分子量280Da左右)組分的含量，實驗證明由於CTP分子量很小，因而能有效的滲入角質層，真皮層和頭髮根部細胞內，能促進膠原的合成和真皮層纖維細胞的透明質酸的合成。將CTP組分添加於皮膚潔淨液類的日用品中，將對皮膚的彈性，溼潤性和改善皮膚的粗糙狀態呈現出極為優異的效果，且具有安全性高、細胞黏結性好、透明、無臭和無刺激作用等特點，可作為化妝品或護膚品的添加劑，有廣闊的市場前景。
由本發明的製備工藝生產的具有保溼效果的魚皮膠原肽，具有良好的細胞黏結性、吸收性和生物相溶性，在化妝品中作為保溼劑和皮膚保護劑，可促進上皮細胞形成，直接補充人體流失的膠原蛋白，延緩皮膚衰老，可用於祛皺、保溼和修復等，且在應用於皮膚表面時，呈現出優異的保溼效果和絲毫不會出現過敏的現象。
附圖1為本發明製備具有保溼功效的魚皮膠原肽的工藝流程框圖。
具體實施例方式 下面通過實施實例來理解本發明製備具有保溼功效的魚皮膠原肽的工藝，但下述實施實例不限制本發明的內容。
本發明製備具有保溼功效的魚皮膠原肽的工藝 1)原料前處理。洗淨魚皮，控水(稱重)，加其質量5～6倍的水，再加入其質量3.0～5.0％的氫氧化鈣，攪拌均勻浸泡5～7天，用自來水充分清洗浸泡後的魚皮，直至pH值到7.0左右為止，控水(稱重)備用。經本發明的鹼溶液處理方法，去除原料中的非膠原蛋白的同時，還起到了一定的去腥作用。
2)變性。按照上述溼基原料質量的5～6倍加蒸餾水，100℃煮沸變性60～90min。
3)過濾。將上述變性後的水解液降溫到50～60℃，用雙層紗布濾去魚鱗殘渣和油脂，可視油脂去除情況重複過濾幾次。加蒸餾水補足變性時蒸發的水分。
4)蛋白酶水解。調pH值至6.0～8.0，恆溫在50℃，向上述濾液中加入1所述溼基原料質量0.5～1.0％的枯草桿菌鹼性蛋白酶，再同時加入1所述溼基原料質量0.5～1.0％的菠蘿蛋白酶和1所述溼基原料質量0.5～1.0％的中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共攪拌酶解5～6小時(期間適時補水，保持料液混合物體積不變)。
5)滅活。將上述水解液95℃以上，滅活10min。
6)過濾。將上述滅活後的水解液降溫至50～60℃，濾布過濾。
7)活性碳柱吸附脫色脫味。將上述濾液用K15活性碳柱脫色脫味，注意控制柱內液體動態平衡，以免漏碳。
8)乾燥。將上述濾液濃縮至適當的體積，噴霧乾燥，製得成品。
根據上述工藝製備具有保溼功效的魚皮膠原肽的實施實例1 1、解凍魚皮凍塊10kg，洗淨殘肉和血跡，瀝於稱重得約9kg魚皮，加54L自然水和270g氫氧化鈣，混勻浸泡5天(每天攪拌2次)，5天後，用自然水(200L，耗時2h)洗至中性，瀝乾稱重約得6公斤魚皮(洗掉的魚鱗棄去)冷藏備用。
2、臺秤稱取1kg冷藏備用的魚皮，按料液比1∶5加蒸餾水5L，100℃煮沸變性60min。
3、雙層紗布過濾去除魚皮殘渣，50℃恆溫水浴，調PH值為7.0，加入8g枯草桿菌鹼性蛋白酶，再加入8g菠蘿蛋白酶和8g中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共自動攪拌酶解5h。
4、水浴滅活(95℃，10min)，降溫至50℃～60℃。
5、300目濾布過濾，得濾液體積約4700ml。
6、活性碳柱(K15顆粒碳，徑高比1∶4)脫色脫味，加1800ml蒸餾水洗碳柱，洗脫至總液體體積6500ml 7、濾液噴霧乾燥，得110克具有保溼功效的魚皮膠原肽。
根據上述工藝製備具有保溼功效的膠原肽的實施實例2 1、解凍魚皮凍塊9kg，洗淨殘肉和血跡，瀝乾稱重得約8kg魚皮，加40L自然水和240g氫氧化鈣，混勻浸泡7天(每天攪拌2次)，7天後，用自然水(200L，耗時2h)洗至中性，瀝乾稱重約得5.5公斤魚皮(洗掉的魚鱗棄去)冷藏備用。
2、臺秤稱取1kg冷藏備用的魚皮，按料液比1∶5.5加蒸餾水5.5L，100℃煮沸變性80min。
3、雙層紗布過濾去除魚皮殘渣，50℃恆溫水浴，調PH值為8.0，加入9g枯草桿菌鹼性蛋白酶，再加入9g菠蘿蛋白酶和9g中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共自動攪拌酶解5.5h。
4、水浴滅活(95℃，10min)，降溫至50℃～60℃。
5、300目濾布過濾，得濾液體積約4900ml。
6、活性碳柱(K15顆粒碳，徑高比1∶4)脫色脫味，加2000ml蒸餾水洗碳柱，洗脫至總液體體積6900ml 7、濾液噴霧乾燥，得120克具有保溼功效的魚皮膠原肽。
由本實施實例中工藝製備的具有保溼功效的魚皮膠原肽的產品指標為 總氮≥15.5％ 水分≤5.0％灰分≤2％ 脂肪≤0.5％羥脯氨酸佔蛋白質含量(％)8.5～10.0 多肽≥90％ 平均分子量90％≤1000D 其組分90％左右分子量在1000Da以下，其中小分子肽(分子量280Da)含量在50％左右，其理化指標如表1所示 表1 魚皮膠原肽理化指標表
本發明的保溼功效研究工作簡述如下 1體表儀器測定法 1.1試驗原理 採用SK-III數字水分測定儀(深圳市凱爾電子廠)測定皮膚表層含水率的變化。用含水率來表示膠原肽的保溼性，含水率越高，說明皮膚表層水分含量越高，膠原肽的改善皮膚水分功能(保溼性能)越好。
1.2實驗材料 1.2.1受試物 魚皮膠原肽簡稱魚，自製； 其他樣品市場上的同類型膠原產品，共計6種，計為樣品1-樣品6。
1.2.2試劑 化妝品級透明質酸鈉(陽性對照)山東東辰生物工程公司提供。
1.2.3儀器 SK-III數字水分測定儀(深圳市凱爾電子廠)；秒表；棉籤。
1.2.4環境 室溫25℃以下，相對溼度70％以下 1.3實驗方法 用不添加膠原肽的蒸餾水的空白對照組、相同濃度受試物溶液，0.3％透明質酸鈉溶液(陽性對照)，在人的胳膊內側部位進行測定，測定方法如下 ①於被驗者的胳膊內側部位選適當面積的被驗區，在被驗區打上記號(被驗區數量由試樣的數量來決定)。
②分別測定各部位的表層水分含量(t＝0)。
③取試樣溶液用棉籤粘取均勻塗敷，(空白用蒸餾水塗敷，陽性對照用0.3％透明質酸鈉塗敷)。60秒後用濾紙擦去液滴。
④試樣液滴擦去後立即開啟SK-III數字水分測定儀開始測定被驗區的含水率，然後不斷清零重新測定被驗區的含水率約120秒。
⑤以含水率(％)和時間(以秒計算，簡寫為s)為坐標作圖，同一個被驗者，以空白t＝0時的水分含量測定值為標準，其餘各受試物(包括陽性對照)再以各受試物t＝0時的水分含量測定值與空白t＝0時的水分含量測定值的差值對各時間點的水分含量測定值進行折算，使各受試物起始值相同，以比較各受試物改善皮膚水分功能的強弱。
1.4試驗人群 共計12人，年齡段20～50歲，男女各6人。
1.5注意事項 1.5.1在寬敞、通風條件良好，溫度、溼度等空間環境穩定的檢查室進行。
1.5.2試驗開始前讓受試者在規定環境下平靜10分鐘。
1.5.3同一被驗區測定工作由同一儀器、同一人進行。
1.6結果與分析 1.6.1魚皮膠原肽與市場上同類產品體表保溼效果的比較 按料液比1∶4配製受試物溶液並按照1.3的方法進行試驗，結果見表2 表2 各受試物體表水分測定數據表(X±s，n＝12)
由表2可見，在市場上的同類產品中魚皮膠原肽的保溼效果是最好的，其富含的小分子肽(分子量280Da)能有效地保持皮膚水分。就精密度而言，空白的變異係數(CV)為2.21％～4.33％，陽性對照的變異係數(CV)為0.82％～4.08％，各受試物的變異係數(CV)為0.76％～4.27％，以上常規條件變異(RCV)和最佳條件變異(OCV)均在通常要求的15％和7％以內。
2體外試驗法 2.1試驗原理 硫酸銨[(NH4)2SO4]飽和溶液相對溼度約80％。經過長時間測試，盛有硫酸銨飽和溶液乾燥器的環境相對溼度為85％。
根據保溼劑保溼性能的差異，不同保溼劑分子對水分子的作用力不同，吸收水分和保持水分的能力也不同。作用力大的，對水分子結合力強，吸收和保持水的量也較大。含一定水分的樣品放在恆溫恆溼的乾燥器中乾燥，定時稱量樣品質量的減少，通過對比分析，比較出不同樣品保溼性的大小。
為了更好的模擬皮膚的實際情況，給載玻片貼上3M膠布，將保溼劑的水溶液塗敷其上，放進乾燥器一定時間後稱重，計算失水率，失水率越低說明保溼效果越好。
2.2實驗材料 2.2.1受試物同體表試驗 2.2.2試劑 化妝品級透明質酸鈉(陽性對照)山東東辰生物工程公司； 硫酸銨(恆溼劑)國藥集團北京化學試劑公司。
2.2.3儀器 乾燥器；乾濕球溫度計；電子天平；載玻片；3M膠布。
2.3實驗方法 2.3.1試驗步驟 將適量的0.3％透明質酸鈉溶液(陽性對照)、受試物溶液、蒸餾水(空白)塗在貼有3M膠布的載玻片上，放入盛有飽和硫酸銨溶液(相對溼度為85％)的乾燥器中，每隔1～2小時(h)進行稱量，計算其在該時間段的失水率。
2.3.2計算方法 失水率＝(m0-mt)/m0×100％ 式中mt為放置th後水分的質量；m0為開始的水分質量。
2.4結果及分析 2.4.1魚皮膠原肽與市場上同類產品體外保溼效果的比較 將各受試物按料液比1∶4配成溶液，按照2.3.1進行試驗，結果見表3 表3 各受試物體外試驗保溼效果比較表(X±s，n＝6)
注*變異係數(CV)大於OCV規定的7％，但小於RCV規定的15％，其餘均滿足OCV要求。
由表3可以看出單位時間間隔的失水率和若干小時的失水總和，魚皮膠原肽都較小，最後的幾個小時由於其他受試物的水分喪失殆盡，所以單位時間的失水率較魚皮膠原肽小，這也正反襯出魚皮膠原肽可以更持久而穩定地保持水分。就精密度而言，空白的變異係數(CV)為1.01％～13.29％，陽性對照的變異係數(CV)為0.19％～2.40％，各受試物的變異係數(CV)為0.53％～13.49％，除兩處超過7％外其餘均小於7％，都符合常規條件變異(RCV)的要求。
由以上分析可知，使用本實施實例中工藝製備的具有保溼功效的魚皮膠原肽，除具有一般膠原產品的營養成分外，還擁有市場上同類產品中最強的保溼功效，可作為無毒副作用的化妝品或護膚品添加劑，具有廣泛的市場前景。
權利要求
1.一種具有保溼功效的魚皮膠原肽，由以下工藝製備而成，所述工藝依次包括下述步驟
1)稱取魚皮原料，清洗，瀝乾水分，稱重。
2)將上述處理的魚皮加其質量5～6倍的水，再加入其質量3.0～5.0％的氫氧化鈣，攪拌均勻浸泡5～7天，在去除魚皮中的非膠原蛋白的同時，還起到了一定的去腥作用。
3)將上述處理的魚皮洗淨至中性，瀝乾水分，稱重，所得魚皮即為前處理後的原料。
4)將上述處理後的魚皮原料按照其質量5～6倍加水，100℃煮沸60～90min，降溫至50～60℃，雙層紗布濾去殘渣，調pH值為6.0～8.0，50℃恆溫水浴，首先加入魚皮原料質量0.5～1.0％的枯草桿菌鹼性蛋白酶，再同時加入魚皮原料質量0.5～1.0％的菠蘿蛋白酶和魚皮原料質量0.5～1.0％的中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共酶解5～6小時。酶解完畢後，95℃以上，10分鐘滅酶，冷卻，濾布過濾，濾液為魚皮膠原肽水解液。
5)將上述濾液用K15活性碳柱脫色脫味。
6)將上述脫色脫味後的濾液濃縮至適當的體積，噴霧乾燥，製得成品。
2.按權利要求1所述的魚皮膠原肽，其特徵在於所述魚皮膠原肽的組分90％的分子量在1000Da以下，其中分子量280Da的小分子肽含量在50％。
3.按權利要求1所述的魚皮膠原肽，其特徵在於所述魚皮膠原肽的產品指標為
總氮≥15.5％
水分≤5.0％灰分≤2％
脂肪≤0.5％羥脯氨酸佔蛋白質含量(％)8.5～10.0
多肽≥90％ 平均分子量90％≤≤1000D
4.按權利要求1所述的魚皮膠原肽，其特徵在於所述魚皮膠原肽的分子量分布見下表
5.按權利要求1所述的魚皮膠原肽，其特徵在於所述魚皮膠原肽理化指標見下表
6.一種製備具有保溼功效的魚皮膠原肽的工藝，其特徵在於依次包括下述步驟
1)稱取魚皮原料，清洗，瀝乾水分，稱重。
2)將上述處理的魚皮加其質量5～6倍的水，再加入其質量3.0～5.0％的氫氧化鈣，攪拌均勻浸泡5～7天，在去除魚皮中的非膠原蛋白的同時，還起到了一定的去腥作用。
3)將上述處理的魚皮洗淨至中性，瀝乾水分，稱重，所得魚皮即為前處理後的原料。
4)將上述處理後的魚皮原料按照其質量5～6倍加水，100℃煮沸60～90min，降溫至50～60℃，雙層紗布濾去殘渣，調pH值為6.0～8.0，50℃恆溫水浴，首先加入魚皮原料質量0.5～1.0％的枯草桿菌鹼性蛋白酶，再同時加入魚皮原料質量0.5～1.0％的菠蘿蛋白酶和魚皮原料質量0.5～1.0％的中性蛋白酶，從加入枯草桿菌鹼性蛋白酶開始計時，共酶解5～6小時。酶解完畢後，95℃以上，10分鐘滅酶，冷卻，濾布過濾，濾液為魚皮膠原肽水解液。
5)將上述濾液用K15活性碳柱脫色脫味。
6)將上述脫色脫味後的濾液濃縮至適當的體積，噴霧乾燥，製得成品。
7.按權利要求6所述的魚皮膠原肽的製備工藝，其特徵在於所製得的魚皮膠原肽的產品指標為
總氮≥15.5％
水分≤5.0％灰分≤2％
脂肪≤0.5％羥脯氨酸佔蛋白質含量(％)8.5～10.0
多肽≥90％ 平均分子量90％≤1000D
8.按權利要求6所述的魚皮膠原肽的製備工藝，其特徵在於所製得的魚皮膠原肽的分子量分布見下表
9.按權利要求6所述的魚皮膠原肽的製備工藝，其特徵在於所製得的魚皮膠原肽理化指標見下表
10.一種權利要求1所述的具有保溼功效的魚皮膠原肽作為化妝品或護膚品添加劑的用途。
全文摘要
本發明揭示了一種具有保溼效果的魚皮膠原肽及其製備工藝和用途，具體來說就是利用鹼溶液處理魚皮，再利用蛋白酶水解的方式處理上述魚皮，通過對水解液進行一系列脫色、脫味、去除雜質的技術處理得到的魚皮膠原肽及其製備工藝和作為化妝品或護膚品添加劑的用途。本發明的魚皮膠原肽與一般的膠原肽相比，不僅小分子肽含量高，而且灰分較低，蛋白質含量高，還擁有市場上同類產品中最強的保溼功效，作為無毒副作用的化妝品或護膚品添加劑，有廣闊的發展前景。
文檔編號C07K1/00GK101608203SQ20081004808
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月19日 優先權日2008年6月19日
發明者陳棟梁 申請人:陳棟梁