一種硫酸軟骨素的提取方法與流程
2023-08-05 01:36:46 1
本發明屬於生物提取技術領域，涉及一種採用酶解提取、沉澱分離、溶解精製、產品脫水乾燥等工藝步驟製備硫酸軟骨素及蛋白粉，特別是一種硫酸軟骨素的提取方法。
技術背景：
硫酸軟骨素是動物軟骨中提取的天然粘多糖，多存在於豬、牛、羊、雞和鯊魚等的軟骨中。天然粘多糖主要用於治療心腦血管病、關節病，並具有降血脂、抗血栓、抗腫瘤等作用。在國外富含硫酸軟骨素的藥品和營養保健品已得到深入開發，硫酸軟骨素具有良好的耐受性和安全性，將會進一步得到開發和應用。我國硫酸軟骨素大量出口到美國和歐洲許多國家，在國際市場急需的十大類中成藥原料中位居第三位；
目前國內有近百家工廠生產硫酸軟骨素，其生產的方法主要有三種：鹽解法、鹼解法和酶解法，國內使用較多的方法是採用稀鹼或濃鹼與酶解相結合的方法來提取硫酸軟骨素，傳統工藝是：軟骨蒸煮→鹼提取→酶水解→雙氧水脫色→酒精沉澱→精製→硫酸軟骨素成品，採用這種鹼法酶解生產工藝存在步驟繁瑣、周期較長，一般需要3-5天，產品質量和收率不穩定，在高溫蒸煮、鹼提取、酶解和脫色過程中，硫酸軟骨素受到嚴重破壞，產品收率偏低、溶液顏色加深、乙醇耗量大，生產成本高；
在動物軟骨中存在硫酸軟骨素和大量蛋白質，而目前硫酸軟骨素生產過程中產生的大量動物蛋白及其降解產物均未能利用而排放，未處理有機廢水烏黑髮臭，且富營養化，對水環境帶來嚴重汙染。目前只有少部分較大型硫酸軟骨素生產企業對汙水進行治理，一般多採取簡單的物理化學處理為主的末端治理方式，即將大量蛋白質汙染物全部集中在尾部處理，一次性投入較大，運轉費用高，蛋白質並沒有得到利用，且排放廢水難以實現達標。有些工藝雖然也刪除了鹼水解工序直接酶解提取硫酸軟骨素，但酶解的終點難於控制，蛋白質水解後溶液變得粘稠，過濾時困難很大，同時吸附一定量硫酸軟骨素影響收率，而且蛋白質也沒有得到利用，仍然造成對水環境的汙染。因此，硫酸軟骨素生產其廢水處理已成為國內急於解決的難題，顯然從根本上治理硫酸軟骨素生產過程中產生的廢水必須改進生產工藝，考慮軟骨的綜合利用，在生產硫酸軟骨素 的同時製備蛋白粉。
技術實現要素：
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本發明的目的在於克服現有技術中存在的不足，提供一種用生物酶法提取硫酸軟骨素及蛋白質的生產方法。
為了實現上述目的，本發明採用酶解提取、沉澱分離、溶解精製、脫水乾燥等工藝步驟實現清潔化製備硫酸軟骨素及蛋白粉。先將動物軟骨粉碎，置於反應罐中，加入軟化水，用酸或鹼調整溶液pH值，加入中性蛋白酶或木瓜酶和硼氫化鈉或硼氫化鉀的混合物對軟骨進行控溫攪拌酶解提取；再將上述提取液加入酸或鹼調整溶液pH值，物料加熱至80℃，熱處理後過濾；在濾液中加入複合蛋白阻沉劑，其用量為軟骨質量的0.1％-0.6％，加入酒精使乙醇濃度達到60％-75％，沉澱硫酸軟骨素，壓濾，分離得硫酸軟骨素沉澱物粗品和蛋白質濾液；然後將硫酸軟骨素沉澱物粗品加軟化水溶解，使用複合蛋白阻沉劑，其用量為軟骨質量的0.01％-0.1％，用酒精再沉澱硫酸軟骨素，壓濾，得硫酸軟骨素沉澱物，然後將沉澱物脫水，在50℃-60℃真空乾燥，得硫酸軟骨素產品；最後將蛋白質濾液進入蛋白分離乾燥塔，低溫回收酒精，噴霧乾燥製得蛋白粉。
該技術從生產硫酸軟骨素排放廢水的治理轉變為軟骨原料綜合利用不產生廢棄物出發，既充分利用了軟骨的成分又避免了環境汙染，節省原料和能源、降低生產成本，同時該技術簡化了生產工藝、縮短了生產時間、沒有環境汙染，實現全封閉自動化生產。
本發明與現有技術相比，具有以下特點：
1、採用生物酶複合物直接水解軟骨提取硫酸軟骨素，刪除了強鹼NaOH提取，用鹼量比稀鹼法節省90％，減少了硫酸軟骨素降解，提高了蛋白質品質。酶解提取採用自行研製的生物酶複合物，使用量小，酶活性強。
2、本工藝刪除了脫色工序，改變了傳統工藝脫色處理對硫酸軟骨素和蛋白質的破壞，提高了硫酸軟骨素收率，保證了蛋白質品質。
3、本工藝縮短了工藝流程，生產周期只需要12-24小時，而傳統工藝需要3-4天。
4、本工藝實現了蛋白質和硫酸軟骨素的有效分離，蛋白阻沉劑的使用提高了硫酸軟骨素收率，保證了蛋白質的回收，實現了軟骨的綜合利用。採用自行研製蛋白阻沉劑，硫酸軟骨素和蛋白質分離徹底，產品純度高。
5、本工藝所得硫酸軟骨素產品，色澤潔白疏鬆，符合出口質量標準，含量達到90％以上，收率根據軟骨原料不同在8-36％之間。
6、本工藝由原來硫酸軟骨素生產後處理廢水轉變為同時生產硫酸軟骨素及蛋白粉，保護了自然環境，提高了經濟和社會效益。
具體實施方式：
下面通過實施例對本發明做進一步詳細說明：
實施例1：
一、將新鮮豬肋骨100Kg，洗淨後粉碎，置於酶解罐中,加入軟化水200Kg，用NaOH或HCl調整溶液pH＝8-9，加入生物酶複合物0.2Kg，控制溫度50℃攪拌酶解6小時。在上述酶解液中加入NaOH調整溶液pH＝10，物料加熱至80℃，加熱20-30分鐘，熱處理後過濾。
二、在上述濾液中加入0.2Kg的蛋白阻沉劑，攪拌加入濾液體積3倍的食用酒精，使乙醇濃度達到70％，沉澱硫酸軟骨素，壓濾，分離得硫酸軟骨素沉澱物粗品和蛋白質濾液。
三、將硫酸軟骨素沉澱物粗品加3倍軟化水溶解，加入0.02Kg的蛋白阻沉劑，加入酒精使乙醇濃度達到70％，沉澱硫酸軟骨素，壓濾，得硫酸軟骨素沉澱物。
四、將硫酸軟骨素沉澱物用95％酒精脫水，55℃真空乾燥6小時，得硫酸軟骨素3.1Kg,含量為91.8％，收率為3.1％。
五、將蛋白質濾液進入蛋白分離乾燥塔，低溫回收酒精，噴霧乾燥製得蛋白粉18.5Kg，收率為18.5％。
實施例2：
一、豬鼻幹軟骨100Kg，加自來水充分浸泡10小時，洗淨後粉碎，置於酶解罐中，加入軟化水400Kg，用酸或鹼調整溶液pH＝8-9，加入生物酶複合物0.5Kg，控制溫度50℃攪拌酶解6小時。在上述酶解液中加入NaOH調整溶液pH＝10，物料加熱至80℃，加熱20-30分鐘，熱處理後過濾。
二、在上述濾液中加入0.5Kg的蛋白阻沉劑，攪拌加入濾液體積3倍的食用酒精，沉澱硫酸軟骨素，壓濾，分離得硫酸軟骨素沉澱物粗品和蛋白質濾液。
三、將硫酸軟骨素沉澱物粗品加6倍軟化水溶解，加入0.06Kg的蛋白阻沉劑，加入酒精沉澱硫酸軟骨素，壓濾，得硫酸軟骨素沉澱物。
四、將硫酸軟骨素沉澱物用95％酒精脫水，55℃真空乾燥6小時，得硫酸軟骨素34.8Kg,含量為92.2％，收率為34.8％。
五、將蛋白質濾液進入蛋白分離乾燥塔，低溫回收酒精，噴霧乾燥製得蛋白粉46.2Kg， 收率為46.2％。
採用實施例2方法所得硫酸軟骨素產品檢測結果為：
本發明生產硫酸軟骨素及蛋白質的工藝過程中不含有汙染等副效果的技術要素，實現了清潔化生產過程，其產品安全可靠，品質優良。