一種復合酶法水解制備牛皮膠原蛋白的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種復合酶法水解制備牛皮膠原蛋白的工藝，屬于生物技術領域。
【背景技術】
[0002] 明膠的工業生產，其主要原料之一是牛皮，且制作工藝復雜。水解膠原蛋白根據行 業標準的要求，其原料是明膠。多年來，形成了多種從明膠中提取膠原蛋白的工藝。如采用 清水高溫蒸煮、酸水解法、堿水解法，這些方法均存在較大缺點，不利于生產。膠原分子加熱 變性，引起膠原中鍵的隨機水解，容易變成大分子明膠。酸水解法會破壞部分氨基酸，且產 品得率低，工藝條件要求高并產生二次污染。堿水解法迅速且徹底，含羥基和巰基的氨基酸 會全部被破壞且產生消旋作用。
[0003] 目前，有見到蛋白酶提取牛皮膠原蛋白的相關報道，其使用的酶為胃蛋白酶，木瓜 蛋白酶等。在明膠的生產過程中，膠液被蒸煮出后的濃度在10%以下，經濃縮、滅菌、冷凍、 機械擠壓成形、烘干之后，明膠成品的水分含量才能控制在標準要求的14%以下，前后需要 蒸發掉75%以上的水分。操作繁瑣，易出現次品，且耗時耗能。
[0004] 水解膠原蛋白的生產原料又是明膠，明膠的優劣和價格主要看凍力、色澤及粘度 的指標。而水解膠原蛋白相對于原料的對這三個指標，幾乎沒有要求，特別是凍力和粘度更 是不作要求。在水解膠原蛋白的生產過程中，需先把明膠溶解降溫后，才能進行酶解，操作 比較繁瑣。此外，蛋白質在酶法水解后經常會產生苦味，產生苦味的物質是一些短肽，稱為 苦味肽。這使酶法水解蛋白在食品工業上的應用受到嚴重的限制。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本發明提供了一種復合酶法水解制備牛皮膠原蛋白的工藝， 在結合明膠和水解膠原蛋白的生產工藝，省去復雜程序，降低能耗和成本，同時保證產品的 質量和多樣性。
[0006] 本發明采用的具體方案為：
[0007] 1)將牛皮材料堿化處理后，控制溫度60-65°C，復合蛋白酶水解；
[0008] 2)將步驟1)獲得的水解產物出去油漂，升溫滅酶；
[0009] 3)將步驟2)獲得的水解產物通過離子交換器進行離子交換，去除重金屬及過氧化 物；
[0010] 4)對步驟3)的到的混合物進行濃縮，控制料液濃度在35 %以上，高壓滅菌；
[0011] 5)對步驟4)獲得的濃縮液進行噴霧干燥處理，獲得牛皮膠原蛋白。
[0012] 為取得更好的技術效果，在步驟1)中控制堿化處理PH值為8-9。步驟1)中的復合蛋 白酶組成為木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、枯草芽孢桿菌兩種或多種混合液，其中優選木瓜蛋白 酶:胰蛋白酶:枯草芽孢桿菌堿性蛋白酶=3:2:1。
[0013] 為了提高牛皮膠原蛋白的質量，還可以在步驟2)后添加一個脫色脫苦步驟，工藝 參數為:活性炭高溫脫色脫苦。
[0014] 為了實現更好的技術效果，本發明的優選技術方案為：
[0015] (1)蒸煮酶解:將清洗后的牛皮5-10kg，加入蒸煮鍋中，加適量水，用氫氧化鈣將PH 值調至8-9,升溫至60-65Γ保溫，按照8-10xl06U/kg底物的比例加入復合酶，進行水解；
[0016] (2)去脂肪:酶解中和完成后，在料液的表面，去掉可看見的油漂；
[0017] (3)滅酶:升溫滅酶；
[0018] (4)脫色脫苦:滅酶后放出初道膠液，打入脫色罐中，加入重量0.05-0. lkg活性炭 進行高溫脫色脫苦；
[0019] (5)過濾:脫色脫苦后的料液，通過過濾機進行過濾后進入貯料罐；
[0020] (6)離子交換:將貯料罐中的料液降溫至37_60°C后，料液才可進入離子交換器，進 行離子交換;進膠速度控制在2_5m3/h以下；
[0021 ] (7)濃縮:將料液打入雙效濃縮器中進行濃縮，料液濃度濃縮至35 %以上；
[0022] (8)滅菌:濃縮完成的料液，進行高壓滅菌；
[0023] (9)噴霧干燥:噴霧干燥處理，獲得產品。
[0024] 所述噴霧干燥工藝為：用高壓栗，將料液打入干燥塔中，控制熱風進風溫度在170 °C以上，出風溫度在70_90°C之間；出風溫度用料液進入干燥塔內的速度進行控制。
[0025] 苦味判定：
[0026] 選取一定的咖啡因作為苦味物質標準物，將其配成0%、0.025%、0.05%、0.10%、 0.20 %、0.30 %的不同濃度，然后對應的苦味值為0、1、2、3、4、5，代表苦味依次增強。選取10 名品嘗者對水解蛋白的苦味進行評定。測定水解蛋白的苦味值，能夠降低2-3個苦味值，脫 苦效果較為明顯。
[0027] 本發明工藝結合明膠和水解膠原蛋白的工藝，節省工序，增加有利于產品的工序， 能保證產品色澤的多樣性，理化指標的可控性。在生產過程中可直接對牛皮進行處理，省去 了單獨的制備明膠的工藝，化簡復雜程序，達到降低能耗和制作成本，同時提高產品的品 質，將苦味降低2個數量級。
[0028] 本發明水解牛皮蛋白中各種氨基酸含量，如表一：
[0029] 表一
[0030]
【具體實施方式】
[0031] 本發明所用木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:枯草芽孢桿菌堿性蛋白酶均為市售產品，無專 一性要求。
[0032] 實施例1
[0033]取5kg牛皮清洗，加入蒸煮鍋中，加適量水，用氫氧化鈣將PH值調整至8。升溫至65 °C保溫，按照8xl06U/kg底物的比例加入復合酶(木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:枯草芽孢桿菌堿性 蛋白酶= 3:2:1)，進行2小時的水解。酶解中和，酶解完成后，在料液的表面，去掉可看見的 油漂。升溫至90°C保溫5分鐘。放出初道膠液，打入脫色脫苦罐中，加入0.05kg活性炭進行脫 色脫苦，升溫至90°C保溫30分鐘。將料液，通過板框過濾機進行過濾后進入貯料罐。將貯料 罐中的料液降溫至60 °C后，料液才可進入離子交換器，進行離子交換。進膠速度控制在2m3/ h以下控制溫度50°C的。處理后的料液打入雙效濃縮器中進行濃縮，料液濃度濃縮至35%。 濃縮完成的料液，進行高壓滅菌，溫度控制在100°C，保持1小時。用高壓栗，將料液打入干燥 塔中，控制熱風進風溫度在170°C以上，出風溫度在70°C之間，使用18目不銹鋼絲網進行過 篩。水解后得到牛皮膠原蛋白的3.2kg，膠原蛋白中蛋白質含量為96%，其平均分子量為 3150Da，測定水解蛋白的苦味值約為1，降低3個苦味值。
[0034] 實施例2
[0035]取10kg牛皮清洗，加入蒸煮鍋中，加適量水，用氫氧化鈣將PH值調整至8。升溫至65 °C保溫，按照10xl06U/kg底物的比例加入復合酶(木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:枯草芽孢桿菌堿 性蛋白酶= 3:2:1)，進行6小時的水解。酶解中和，酶解完成后，在料液的表面，去掉可看見 的油漂。升溫至90°C保溫5分鐘。放出初道膠液，打入脫色脫苦罐中，加入0.1kg活性炭進行 脫色脫苦，升溫至l〇〇°C保溫1小時。將料液，通過板框過濾機進行過濾后進入貯料罐。將貯 料罐中的料液降溫至60°C后，料液才可進入離子交換器，進行離子交換。進膠速度控制在 5m 3/h以下控制溫度60°C的。處理后的料液打入雙效濃縮器中進行濃縮，料液濃度濃縮至 35%。濃縮完成的料液，進行高壓滅菌，溫度控制在100°C，保持1小時。用高壓栗，將料液打 入干燥塔中，控制熱風進風溫度在170°C以上，出風溫度在90°C之間，使用18目不銹鋼絲網 進行過篩獲得產品。水解后得到牛皮膠原蛋白6.25kg，膠原蛋白中蛋白質含量為95.8%，其 平均分子量為3200Da，測定水解蛋白的苦味值約為1，降低3個苦味值。
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