一種牛或羊硫酸軟骨素生產工藝的製作方法

2023-11-01 04:14:12 1

專利名稱：一種牛或羊硫酸軟骨素生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及生化及食品添加劑技術領域，具體地說是利用牛或羊軟骨作 為原料提取純化硫酸軟骨素的生產工藝。
背景技術：
硫酸軟骨素是一種廣泛存在於動物體內的酸性粘多糖，通常與蛋白質結 合在一起以蛋白多糖的形式存在。不同動物體內所存在的硫酸軟骨素類型不同，豬、牛、羊 的鼻骨、喉骨、軟肋、氣管、月牙骨以及各部位的雜軟骨中主要含有硫酸軟骨素A，是聚陰離 子高分子化合物(C14H21N014S)n，具有多種藥理作用和生物功能，能夠與機體內一些生物 高分子結合，這種結合既可以發生在細胞間質，也可以發生在細胞表面及細胞內。因此，在 調節體內陽離子濃度，防禦細菌或病毒感染、抗凝血、脂質淨化及調節骨膠質纖維的生成和 增強血管壁彈性發揮重要作用，廣泛應用於藥品、保健食品和化妝品領域(1)治療疼痛、 聽覺障礙、肝腎疾病。(2)防治心血管疾病。(3)治療眼疾、消腫接骨。(4)抗凝血作用。(5) 硫酸軟骨紊衍生物開發，作為局部麻醉劑。(6)保膠性、保水性、保膠性和高粘性，可與某些 物質調製成添加劑和化妝品。近年來，我國硫酸軟骨素大量出口美國及歐洲，成為繼胺基酸和肝素鈉後我國生 化藥物的第三大出口產品，美國等國的訂單幾乎全部放在我國。我國目前已有一些醫藥企 業擁有硫酸軟骨素原料藥生產的批准文號，這些企業都以收購硫酸軟骨素粗提物和半成品 為主，作為其藥物、食品添加劑原料和中間體，進一步純化為藥品、食品及化妝品添加劑，因 此，對粗提物和半成品有廣泛需求。從家畜軟骨中提取硫酸軟骨素的工藝已有不少的報導和應用，但是至今尚未檢索 到利用超聲波輔助-鹼-雙酶-乙醇法將牛或羊軟骨提取硫酸軟骨素的工業化生產技術。 國內外穆斯林市場需求量大，不能滿足供應。我國是畜牧生產大國，豬、牛及羊出欄總量達到10. 55億頭(只)僅甘肅省年屠宰 牛120萬頭(包括犛牛60多萬頭)，羊710萬隻，超過90%的牛羊軟骨被廢棄，不但造成浪 費，還增加了企業的後續處理和環境汙染，需要開發利用豐富的牛、羊軟骨資源。現有技術中，硫酸軟骨素生產的關鍵問題是如何提高硫酸軟骨素產率和純度。國 內生產廠家採用的工藝條件不盡相同，如中性鹽法、鹼法、鹼-動物蛋白酶法、鹼鹽法等，存 在的不足是溶劑消耗量大，動物蛋白酶生產成本高，提取時間長，產品質量波動較大，純度 一般不高於75%，產率一般僅為10.0 15.0%左右，而且汙染環境。發明內容本發明的目的在於提供一種利用我國西北牛或羊屠宰後的副產物_軟 骨，用生物分離技術生產硫酸軟骨素的工藝，該工藝得到的硫酸軟骨素產率和純度較高、性 質穩定、具有更廣泛的應用前景，變廢為寶，更好地滿足穆斯林市場需要。為實現上述目的，本發明採取的技術方案是一種牛或羊硫酸軟骨素生產工藝，包括以下步驟A、原料處理將檢疫合格的牛或羊鼻骨、喉骨、軟肋、氣管、月牙骨以及各部位的雜軟骨，去除脂 肪、結締組織後，自然風乾，置於粉碎機中粉碎，過不低於80目網篩，得軟骨粉備用；B、熱鹼溶解
將軟骨粉加入到質量百分比濃度為2% 6% NaOH溶液的反應缸中，料液比為 1 4，加熱至80 97°C，攪拌均勻並保持10 30分鐘；C、超聲波浸提將料液泵入超聲波提取機中，在15 45千赫茲下超聲波浸提10 30分鐘，過不 低於100目網篩，再在同樣條件下將濾渣進行二次浸提，合併兩次浸提液；D、調酸酶解將浸提液泵入另一反應缸中，加入體積百分比濃度為10 20%鹽酸溶液，調節 浸提液PH至5 8，溫度為40 65°C，加入木瓜蛋白酶，酶液重量比為1.5 1000 3.0 1000，同時再加入中性微生物蛋白酶，酶液重量比為3 10000 6 10000，雙酶酶 解時間1. 0 2. 0小時，水解結束後升溫至80 90°C，保持3 6分鐘，滅酶；E、除雜脫色在酶解液中加入高嶺土，高嶺土添加量佔軟骨粉重量的5 10%，同時加入活性 炭，活性炭添加量佔軟骨粉重量的2 8%，攪拌均勻，升溫至80 95°C，吸附時間20 50分鐘，使蛋白質等雜質吸附到高嶺土和活性炭上，抽濾含有硫酸軟骨素的清液至沉澱缸 中；F、乙醇沉澱在盛裝含有硫酸軟骨素的濾清液的沉澱缸中，加入氯化鈉，重量比例為濾清 液NaCl = IOO 1.5 100 4. 5，攪拌至溶解，再加入無水乙醇，至沉澱缸濾清液中乙 醇體積百分比濃度達到50 80%時，沉澱析出，靜置7 14小時；G、離心乾燥抽出上清液，將沉澱物置於離心機中脫水，轉速4000r/min 10000r/min，10 40 分鐘，收集脫水料渣置於真空乾燥箱，50 65°C下乾燥2 5小時，得到硫酸軟骨素提取 物，粉碎即可；H、包裝將硫酸軟骨素粉及時包裝，於陰涼乾燥處保存。產品質量指標為產率> 30. 0 %，外觀為類白色粉末，略帶鹹味，無臭，水溶液有 粘稠性，加熱不凝結；硫酸軟骨素彡88.0%，氨基己糖彡32.0%，澄清度彡0. 04，蛋白質 彡 3. 0%，水分彡 10. 0%，pH 值 6. 0 7. 5。本發明提供的牛或羊硫酸軟骨素粉生產工藝，利用牛或羊副產品-軟骨作為原 料，在生產過程中首先採用超聲波處理，提高了提取效率，縮短了時間；用植物及微生物蛋 白酶，提高了產品產率，降低了生產成本；用乙醇進一步沉澱，提高了產品純度。本發明提供 的生產工藝所生產的牛或羊硫酸軟骨素具有提取效率高、產率和純度高、性質穩定、生產時 間短、變廢為寶的特點，在醫藥、保健食品、化妝品等工業領域具有良好的應用推廣前景，尤 其在穆斯林清真市場。
具體實施例方式實施例1至3是以牛軟骨為原料生產牛硫酸軟骨素的工藝。實施例1 A、原輔料選擇及預處理
經檢疫合格的牛屠宰後，取出軟骨，剝除其表面脂肪、結締組織以及其他雜物，用 清水洗淨，自然風乾。然後稱取100千克軟骨，用粉碎機粉碎，過80目篩；輔料的質量標準為木瓜蛋白酶，木瓜蛋白酶活力> 50萬u/g衝性微生物蛋白酶 可以採用枯草芽孢桿菌蛋白酶或地衣芽胞桿菌蛋白酶，蛋白酶活力> 40萬u/g ；氫氧化鈉， 白色粉狀固體，氫氧化鈉> 95. 0%，食品級；高嶺土，白色粉末，食品級；活性炭，黑色粉末， 食品級；氯化鈉，白色粉狀固體，氯化鈉彡98. 0%，食品級。B、熱鹼溶解將軟骨粉加入到質量百分比濃度為3. 5% NaOH溶液400升的反應缸中，料液比為 1 4，加熱至90°C，電動攪拌30分鐘。C、超聲波浸提將料液泵入超聲波提取機中，在40千赫茲下超聲波浸提10分鐘。過100目網篩， 再將濾渣進行二次浸提，合併兩次浸提液。D、調酸酶解將浸提液泵入另一反應缸中，加入體積百分比濃度為10%鹽酸溶液，調節浸提液 PH至7. 5，溫度為62°C，按酶液重量比3.0 1000加入木瓜蛋白酶1. 5千克(購於廣州酶 製品公司或廣西天綠生物製品公司)，同時按酶液重量比為3.0 10000再加入枯草芽孢杆 菌蛋白酶0. 15千克(購於丹麥諾維信酶製品公司或湖州禮來生物技術公司)，雙酶酶解時 間2小時，水解結束後升溫至80°C，保持3分鐘，滅酶。E、除雜脫色在酶解液中加入高嶺土(購自廣州託億貿易公司或桂林寶麗西瓷土材料公司)， 按軟骨粉重量的5%加入高嶺土 5千克，同時按軟骨粉重量的8%加入活性炭8千克(購自 蘭州活性炭廠或承德冀北燕山活性炭公司)，電動攪拌均勻，快速升溫至87°C，吸附26分 鍾，抽濾含有硫酸軟骨素的清液至沉澱缸中。F、乙醇沉澱在濾清液中，按濾清液NaCl = 100 4. 5重量比例加入氯化鈉，攪拌至溶解，再 加入無水乙醇，至沉澱缸濾清液中乙醇體積百分比濃度為54%時，沉澱析出，靜置8小時。G、離心乾燥抽出上清液，將沉澱物置於離心機中脫水，轉速4000r/min，38分鐘，收集料渣置 於乾燥箱，52°C下乾燥4小時，得到硫酸軟骨素提取物，粉碎得硫酸軟骨素粉。H、包裝將硫酸軟骨素粉及時包裝，於陰涼乾燥處保存。產品質量測定結果為產率31.9%，外觀為類白色粉末，略帶鹹味；無臭，水溶液 有粘稠性，加熱不凝結。硫酸軟骨素為90. 5%，蛋白質2. 1 %，氨基己糖33. 1 %，水分7. 2%， 澄清度0. 04，pH值7. 2。實施例2 A、原輔料的選擇及預處理原料為檢疫合格的牛軟骨，其預處理、輔料質量標準與實施例1步驟A相同；B、熱鹼溶解將軟骨粉加入到質量百分比濃度為5. 5% NaOH溶液400升的反應缸中，料液比為1 4，加熱至82°C，電動攪拌10分鐘。C、超聲波浸提將料液泵入超聲波提取機中，在15千赫茲下超聲波浸提30分鐘。過100目網篩， 再將濾渣進行二次浸提，合併兩次浸提液。D、調酸酶解將浸提液泵入另一反應缸中，緩緩加入體積百分比濃度為20%鹽酸溶液，調節浸 提液PH至5. 5，溫度為43°C，按酶液重量比1.5 1000加入木瓜蛋白酶0. 75千克(購於 廣州酶製品公司或廣西天綠生物製品公司)，同時按酶液重量比為5. 0 10000再加入地衣 芽胞桿菌蛋白酶0. 25千克(購於丹麥諾維信酶製品公司或湖州禮來生物技術公司)，雙酶 酶解時間1小時，酶解結束後升溫至80°C，保持6分鐘，滅酶。E、除雜脫色在酶解液中加入高嶺土(購自廣州託億貿易公司或桂林寶麗西瓷土材料公司)， 按軟骨粉重量的9%加入高嶺土 9千克，同時按軟骨粉重量的2%加入活性炭2千克(購自 蘭州活性炭廠或承德冀北燕山活性炭公司)，電動攪拌均勻，快速升溫至93°C，吸附46分 鍾，抽濾含有硫酸軟骨素的清液至沉澱缸中。F、乙醇沉澱在濾清液中，按濾清液NaCl = IOO 1. 5重量比例加入氯化鈉，攪拌至溶解，再 加入無水乙醇，至沉澱缸濾清液中乙醇體積百分比濃度為70%時，沉澱析出，靜置13小時。G、離心乾燥抽出上清液，將沉澱物置於離心機中脫水，轉速lOOOOr/min，10分鐘，收集料渣置 於乾燥箱，65°C下乾燥3小時，得到硫酸軟骨素提取物，粉碎得硫酸軟骨素粉。H、包裝將硫酸軟骨素粉及時包裝，於陰涼乾燥處保存。產品質量測定結果為產率30. 1 %，外觀為類白色粉末，略帶鹹味；無臭，水溶液 有粘稠性，加熱不凝結。硫酸軟骨素為89. 6 %，蛋白質2. 5 %，氨基己糖32. 9 %，水分7. 3 %， 澄清度0. 04，pH值6. 7。實施例3至4是以羊軟骨為原料生產羊硫酸軟骨素。實施例3 工藝步驟同實施例1，區別僅在於原料不同，是以羊軟骨為原料。得到的羊硫酸軟骨素質量檢測結果為產率31.9%，外觀為類白色粉末，略帶鹹 味；無臭，水溶液有粘稠性，加熱不凝結。硫酸軟骨素為88.9%，蛋白質2.8%，氨基己糖
32.5%，水分 8. 1%，澄清度 0. 02，pH 值 7. 3。實施例4 工藝步驟同實施例2，區別僅在於原料不同，是以羊軟骨為原料。得到的羊硫酸軟骨素質量檢測結果為產率32. 1%，外觀為類白色粉末，略帶鹹 味；無臭，水溶液有粘稠性，加熱不凝結。硫酸軟骨素為90.3%，蛋白質2.8%，氨基己糖
33.1%，水分 6.8%，澄清度 0. 03，pH 值 7. 1。需要說明的是，實施例1至實施例4所用過的乙醇用蒸餾法回收循環利用。以上所述的僅是本發明具體實施例，並不是對本發明的限定。應當指出對於本領域的技術人員來說，在本發明所提供的技術啟示下，做出的其它等同變型和改進都應視為 本發明的保護範圍。
權利要求
一種牛或羊硫酸軟骨素生產工藝，其特徵是該生產工藝包括以下步驟A)原料處理將檢疫合格的牛或羊鼻骨、喉骨、軟肋、氣管、月牙骨以及各部位的雜軟骨，去除脂肪、結締組織後，自然風乾，置於粉碎機中粉碎，過不低於80目網篩，得軟骨粉備用；B)熱鹼溶解將軟骨粉加入到質量百分比濃度為2％～6％NaOH溶液的反應缸中，料液比為1∶4，加熱至80～97℃，攪拌均勻並保持10～30分鐘；C)超聲波浸提將料液泵入超聲波提取機中，在15～45千赫茲下超聲波浸提10～30分鐘，過不低於100目網篩，再在同樣條件下將濾渣進行二次浸提，合併兩次浸提液；D)調酸酶解將浸提液泵入另一反應缸中，加入體積百分比濃度為10～20％鹽酸溶液，調節浸提液pH至5～8，溫度為40～65℃，加入木瓜蛋白酶，酶液重量比為1.5∶1000～3.0∶1000，同時再加入中性微生物蛋白酶，酶液重量比為3∶10000～6∶10000，雙酶酶解時間1.0～2.0小時，水解結束後升溫至80～90℃，保持3～6分鐘，滅酶；E)除雜脫色在酶解液中加入高嶺土，高嶺土添加量佔軟骨粉重量的5～10％，同時加入活性炭，活性炭添加量佔軟骨粉重量的2～8％，攪拌均勻，升溫至80～95℃，吸附時間20～50分鐘，使蛋白質等雜質吸附到高嶺土和活性炭上，抽濾含有硫酸軟骨素的清液至沉澱缸中；F)乙醇沉澱在盛裝含有硫酸軟骨素的濾清液的沉澱缸中，加入氯化鈉，重量比例為濾清液∶NaCl＝100∶1.5～100∶4.5，攪拌至溶解，再加入無水乙醇，至沉澱缸濾清液中乙醇體積百分比濃度達到50～80％時，沉澱析出，靜置7～14小時；G)離心乾燥抽出上清液，將沉澱物置於離心機中脫水，轉速4000r/min～10000r/min，10～40分鐘，收集脫水料渣置於真空乾燥箱，50～65℃下乾燥2～5小時，得到硫酸軟骨素提取物，粉碎得硫酸軟骨素粉；H)包裝將硫酸軟骨素粉及時包裝，於陰涼乾燥處保存。
2.根據權利要求1所述的牛或羊硫酸軟骨素生產工藝，其特徵是所述步驟D)中加入 的中性微生物蛋白酶，選用枯草芽孢桿菌蛋白酶或地衣芽胞桿菌蛋白酶。
3.根據權利要求1或2所述的牛或羊硫酸軟骨素生產工藝，其特徵是所述步驟F)中 使用過的乙醇用蒸餾法回收循環利用。
全文摘要
本發明公開了一種牛或羊硫酸軟骨素生產工藝，利用牛或羊副產品-軟骨作為原料，首先經熱鹼溶解；採用超聲波浸提，提高了提取效率；調酸並採用植物蛋白酶及微生物蛋白酶雙酶解，在提高產品產率的同時，降低了生產成本；經除雜脫色，並用乙醇進一步沉澱，提高了產品純度；最後經離心乾燥、粉碎、包裝，即得硫酸軟骨素粉成品。本發明提供的生產工藝所生產的牛或羊硫酸軟骨素，具有提取效率高、性質穩定、生產時間短、變廢為寶的特點，產品產率≥30.0％，硫酸軟骨素純度≥88.0％，在醫藥、保健食品、化妝品等工業領域具有良好的應用推廣前景，尤其在穆斯林清真市場。
文檔編號A23L1/29GK101904491SQ20101024806
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者餘群力, 張麗, 田甲春, 陳耀祥, 韓玲 申請人:甘肅農業大學