一種提取軟骨中硫酸軟骨素聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼料的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生化制藥領(lǐng)域，具體涉及一種提取軟骨中硫酸軟骨素聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋 白飼料的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 硫酸軟骨素（chondroitinsulfate，CS)是一種天然酸性粘多糖，主要存在于動 物軟骨組織中，其分子量一般在10XIO3~50X103,具有抗炎、抗癌、抗HIV、降血脂、抗凝血 活性、預(yù)防關(guān)節(jié)炎等重要生物功能。在我國其主要用于治療神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)炎、肩關(guān)節(jié)痛和腹 腔手術(shù)后疼痛等，預(yù)防和治療鏈霉素引起的聽覺障礙及各種噪聲引起的聽覺困難、耳鳴癥 等。在澳大利亞，硫酸軟骨素一般作為營養(yǎng)保健品存在，用于防治骨關(guān)節(jié)炎，在日本其作為 非處方藥，應(yīng)用于滴眼劑、關(guān)節(jié)止痛藥，在歐美一些發(fā)達(dá)國家，CS作為營養(yǎng)保健品長期應(yīng)用 于防治冠心病、心絞痛、心肌梗塞、冠狀動脈機能不全、心肌缺血等疾病。另一方面，硫酸軟 骨素不僅作為藥品，還作為重要的添加劑，廣泛用于各種高檔保健品、食品、飼料、高檔化妝 品中。隨著硫酸軟骨素新用途的不斷擴(kuò)大，國際市場對硫酸軟骨素的需求也呈現(xiàn)快速增長。
[0003] 酶法生產(chǎn)由于其溫和的提取條件、良好的提取效果以及產(chǎn)品質(zhì)量較高等優(yōu)點，逐 步成為硫酸軟骨素提取工藝的首選。在整個提取的過程中，硫酸軟骨素只占到提取物質(zhì)總 干重的3%，所以每生產(chǎn)1噸的硫酸軟骨素，便會產(chǎn)生大概25噸左右的包括膠原蛋白在內(nèi)的 廢物廢渣。以中國年產(chǎn)6500噸硫酸軟骨素計算，在中國的廢渣便可以達(dá)到驚人的25萬噸 級。目前，這些富含營養(yǎng)物質(zhì)的廢渣多被排放或填埋，造成資源的浪費和環(huán)境的污染。
[0004] 隨著硫酸軟骨素生物活性的不斷被揭示和其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，對其精細(xì)化程度的 要求將會越來越高。目前，有關(guān)硫酸軟骨素的提取、純化和分離技術(shù)取得了一定的研究成 果，但在硫酸軟骨素的生產(chǎn)與研究中，一是要進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝以提高產(chǎn)品的產(chǎn) 率與純度，降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)國內(nèi)外對原料和制劑的新要求；二是要進(jìn)一步開發(fā)針對硫酸 軟骨素廢渣廢物利用的產(chǎn)品和工藝，提高工藝產(chǎn)品的附加值，增加資源利用率，減小環(huán)境污 染，同時增加經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種軟骨中提取硫酸軟骨素聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼 料的工藝，以解決我國現(xiàn)有的粗品硫酸軟骨素生產(chǎn)技術(shù)簡單，產(chǎn)品收率低，純度低，產(chǎn)品單 一且廢液廢渣處理難度大等生產(chǎn)現(xiàn)狀。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種提取軟骨中硫酸軟骨素聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼料的工藝，包括如下步驟：
[0007] (1)清洗；
[0008] ⑵煮料：蒸煮罐中蒸煮，冷卻；
[0009] (3)酶解；
[0010] (4)壓濾：升溫滅酶，過濾得濾液和濾渣；
[0011] (5)離心分離：步驟（4)中濾液離心分離，獲得分離液和殘渣及油脂；
[0012] (6)離子交換：步驟（5)中的分離液經(jīng)陰離子交換樹脂吸附，得到穿透液；
[0013] (7)洗脫：步驟（6)中離子交換樹脂經(jīng)洗脫劑洗脫，得到洗脫液；
[0014] (8)骨膠酶解蛋白飼料的制備：將步驟⑷中濾渣和步驟（5)中殘渣混合進(jìn)行干 燥粉碎，與混合料混合均勻，滅菌包裝，得骨膠酶解蛋白飼料；
[0015] (9)硫酸軟骨素的提取：步驟（7)中的洗脫液經(jīng)氧化脫色、超濾、醇沉、脫水離心、 干燥得到硫酸軟骨素粗品。
[0016] 本發(fā)明在現(xiàn)有酶法生產(chǎn)硫酸軟骨素的技術(shù)基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝流程，提高硫酸軟骨 素的產(chǎn)率和純度，并根據(jù)本工藝的特點，利用先進(jìn)的分離技術(shù)，聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼料，增 加利潤空間，減少廢物排放，降低了環(huán)境污染，同時，本發(fā)明工藝條件下的骨膠酶解蛋白飼 料蛋白含量高，營養(yǎng)價值高，且小分子物質(zhì)比例高，易于動物消化吸收。
[0017] 優(yōu)選，所述步驟（2)中的冷卻液中加入堿性蛋白酶和豬胰臟碎液混合物，在 45°C~55°C、pH8. 5~9. 0處理4~8小時，其中2709蛋白酶的加入量與豬胰臟的加入量 比為1 :10~15,為軟骨質(zhì)量的0. 1~0. 9% ;此工藝條件下，硫酸軟骨素提取率較高，且蛋 白質(zhì)酶解率較高。
[0018] 優(yōu)選，所述步驟（4)中所述升溫滅酶步驟后，有pH4. 0~4. 5下處理0. 5~3小時， 再調(diào)pH至5. 0~6. 0的步驟。
[0019] 硫酸軟骨素中多含有一SO3H和一COOH等基團(tuán)，在酶解過程的堿性環(huán)境中與鈉、鉀 等陽離子結(jié)合成鹽，酸性處理，將鈉、鉀等陽離子洗脫，使其恢復(fù)成一SO3I^P-COOH的形式， 這樣有利于步驟(6)中的離子交換；硫酸軟骨素的水溶液粘度較大，而此時是固、液、油三 相混合物，硫酸軟骨素溶液易粘附在固相和油相中，導(dǎo)致產(chǎn)品的損失，導(dǎo)致產(chǎn)率下降，且由 于粘度大，也會粘附不少固相與油相物質(zhì)，造成分離上的困難，降低產(chǎn)品純度。研究表明，PH 值越低，硫酸軟骨素溶液粘度越低，但pH值不得過低，硫酸軟骨素本身在酸性環(huán)境下不穩(wěn) 定。本發(fā)明PH調(diào)節(jié)有效解決了硫酸軟骨素溶液粘度高，易損失，難分離的特點，有效提高了 硫酸軟骨素的產(chǎn)率。
[0020] 優(yōu)選，步驟⑷中升溫滅酶后，還包括pH4. 3下處理2小時，再調(diào)pH至5. 4至酶解 液明顯分層的處理過程。
[0021] 此優(yōu)選條件下，硫酸軟骨素溶液粘度有效降低，三相分層明顯，且硫酸軟骨素性質(zhì) 控制也較為穩(wěn)定。
[0022] 優(yōu)選，所述步驟（5)中分離的油脂經(jīng)栗到油脂分離罐中，油脂經(jīng)油脂分離罐降溫 凝固分離，分離的酶解液回流進(jìn)步驟（2)中的蒸煮罐中。
[0023] 現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)分離出的油脂多未經(jīng)處理，本發(fā)明不僅將經(jīng)三相分離的油脂再次 分離純化，即用油脂分離罐進(jìn)行降溫凝固分離，有效地將油脂與其所含酶解液進(jìn)行二次分 離，提高油脂純度，有利于進(jìn)一步利用，提高經(jīng)濟(jì)價值；另一方面將分離的含有硫酸軟骨素 及其他物質(zhì)的酶解液回流進(jìn)蒸煮罐中，在提高原料的利用率，降低成本的同時，增加了產(chǎn)品 的產(chǎn)率，也減少了廢物的排放，一舉三得。
[0024] 優(yōu)選，所述的一種提取軟骨中硫酸軟骨素并聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼料的工藝其特征 在于所述步驟（1)中為超聲清洗，清洗液為〇. 01~〇. 〇6mol/LNaHCO3溶液。
[0025] 優(yōu)選，所述步驟（6)中分離液與大孔陰離子交換樹脂的質(zhì)量比為1~1. 5 :1，吸附 時間1~2小時。
[0026] 優(yōu)選，所述混合料為玉米粉、豆餅、麩皮、米糠、花生餅、菜餅、棉餅中的一種或多 種。
[0027] 優(yōu)選，在于所述步驟8中所述骨膠酶解蛋白飼料為步驟（4)中濾渣和步驟（5)中 殘渣混合物與玉米粉、豆餅、麩皮、米糠、花生餅按質(zhì)量比55 :5 :8 :12 :12 :8混合。
[0028] 優(yōu)選，所述軟骨為牛鼻骨、牛月牙骨、牛喉管、牛肩胛骨和牛喉管中的一種或多種。
[0029] 優(yōu)選，所述步驟9中所述洗脫液經(jīng)氧化脫色后還有離心處理工藝。
[0030] 優(yōu)選，所述步驟9中所述醇沉工藝為二次醇沉。
[0031] 優(yōu)選，所述步驟9中所述干燥工藝為真空干燥。
[0032] 本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)，在提高硫酸軟骨素產(chǎn)率和純度的同 時，實現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼料，減少殘液和殘渣的排放，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時減少環(huán)境污 染。且飼料蛋白含量高，營養(yǎng)價值高，且小分子物質(zhì)比例高，易于動物消化吸收。
【附圖說明】
[0033] 圖1為提取軟骨中硫酸軟骨素聯(lián)產(chǎn)骨膠酶解蛋白飼料的工藝流程圖
【具體實施方式】
[0034] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以助于更好地理解本發(fā)明，但本發(fā) 明的保護(hù)范圍并不僅限于這些實施例。
[0035] 實施例1
[0036] -種提取軟骨中硫酸軟骨素的工藝，包括如下步驟：
[0037](1)清洗：用0? 05mol/LNaHCO3溶液超聲清洗軟骨；
[0038] (2)煮料：蒸煮罐中蒸煮5小時，冷卻；
[0039] (3)酶解：向步驟（2)中的蒸煮冷卻液中加入2709蛋白酶和豬胰臟碎液混合物， 在48°C、pH8. 8處理6小時，其中2709蛋白酶的加入量與豬胰臟的加入量比為1:13,為軟 骨質(zhì)量的0.8%;
[0040](4)壓濾：酶解液升溫滅酶后，溫度80°C，0.5小時滅酶，降溫至62°C、PH4. 2下處 理1小時，再調(diào)pH至5. 4至酶解液明顯分層后，用747過濾布過濾，得到濾液和濾渣；
[0041] (5)離心分離：步驟⑷中濾液經(jīng)沉降離心分離，獲得分離液和殘渣及油脂；經(jīng)碟 式離心機實現(xiàn)固、脂、液分離1小時，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速6000rpm/min，溫度45°C，獲得分離液和殘渣 及油脂。油脂經(jīng)栗到油脂分離罐中，油脂經(jīng)油脂分離罐控制溫度為TC凝固分離，分離的酶 解液回流進(jìn)步驟（2)中的蒸煮罐。
[0042] (6)離子交換：步驟（5)中的分離液經(jīng)陰離子交換樹脂吸附，分離液與陰離子交換 樹脂的質(zhì)量比為1. 4:1，吸附時間1. 5小時，得到穿透液；
[0043] (7)洗脫：步驟（6)中離子交換樹脂經(jīng)濃度2mol/L的NaCl溶液洗脫，洗脫時間2. 5 小時，pH8. 5。
[0044] (8)骨膠酶解蛋白飼料的制備：將步驟（4)中濾渣和步驟（5)中殘渣按8:1混合 進(jìn)行干燥粉碎，與玉米粉、豆餅、麩皮、米糠、花生餅按質(zhì)量比55:5 :8:12:12 :8進(jìn)行混合均 勻，進(jìn)行滅菌包裝即得骨膠酶解蛋白飼料。
[0045] (9)硫酸軟骨素的提?。翰襟E（7)中的洗脫液經(jīng)氧化脫色后，進(jìn)離心機離心分離， 上清液栗入超濾裝置，經(jīng)超濾設(shè)備進(jìn)行脫鹽濃縮得濃縮液，超濾膜截留分子量1000~8000 道爾頓，操作壓力為〇. 4MPa，溫度在50°C，膜面速度4m/s，截留液經(jīng)兩次醇沉、脫水離心、真 空干燥得到硫酸軟骨素。
[0046] 最終骨膠酶解蛋白飼料的收率為53. 4%，骨膠蛋白飼料收率等于骨渣與膠原蛋白 的質(zhì)量之和除以原料質(zhì)