一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工的骨胶酶解蛋白饲料及其加工方法

摘要

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工的骨胶酶解蛋白饲料及其加工方法。本发明提供一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工的骨胶酶解蛋白饲料，包含如下质量百分比的成分：多肽含量30％-45％，氨基酸含量7％-11％，粗脂肪含量10％-19％，钙含量7％-15％。本发明还提供一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工骨胶酶解蛋白饲料的加工工艺，包括如下步骤：原料收集，酶解，调等电点，过滤，干燥，粉碎，灭菌，包装。本发明充分利用了提取硫酸软骨素的残余物，加工生产了一种安全的，富含营养的，易吸收的骨胶酶解蛋白饲料产品，减少了环境污染，增加了经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种利用提取硫酸软骨素的残余物加 工的骨胶酶解蛋白饲料及其加工方法。

背景技术

硫酸软骨素(Chondroitinsulfate)是由D-葡糖醛酸和C-4位或C-6位羟基上 发生硫酸酯化的N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接而成的重复二糖单位组 成的黏多糖。硫酸软骨素具有多种药理作用和保健功能，广泛应用于医药市场 和保健品市场。我国硫酸软骨素产业从20世纪90年代末开始进入了高速发展 期。市场仍呈快速增长的势头。近年来，CS大量出口美国或欧洲，己成为出口 量最大的生化医药产品之一，年出口量6500吨。

目前，大规模生产的硫酸软骨素无法经过人工合成，只能通过提取法获得。 常见的硫酸软骨素提取方法包括，中性盐法，碱提取法，酶提取法，超声提取 法，乙酸抽提法等方法。其中，酶法提取由于其温和的提取条件、良好的提取 效果以及较短的生产周期等优点，逐步成为硫酸软骨素提取工艺的首选。在整 个提取的过程中，硫酸软骨素只占到提取物质总干重的3％，所以每生产1吨的 硫酸软骨素，便会产生大概25吨左右的包括胶原蛋白在内的废物废渣。以中国 年产6500吨硫酸软骨素计算，在中国的废渣便可以达到惊人的25万吨级。目 前，这些富含营养物质的废渣多被排放或填埋，造成资源的浪费和环境的污染。 所以，开发针对硫酸软骨素废渣废物利用的产品和工艺，不仅可以减小环境污 染，而且可以增加资源利用率，达到增加经济收入的目的。

在现有技术中，专利CN101041842提供了一种同时从动物软骨中分离提取 硫酸软骨素和胶原蛋白的方法；专利CN101063161A提供了一种从牛软骨中联 产硫酸软骨素和胶原蛋白的工艺。现有技术的特点是，针对硫酸软骨素中提取 过程中胶原成分的提取设计工艺，多是针对废物中的各成分分别提取纯化，工 艺复杂，且提纯较为困难，实用价值不高，缺少涉及对整个废弃物作为原料的 的产品开发以及工艺设计。

发明内容

本发明的技术目的是针对提取硫酸软骨素的残余物的特点，克服相关工艺 技术难点，提供一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工的骨胶酶解蛋白饲料及 其加工工艺，使得在硫酸软骨素加工提取过程中的废渣及废液得以利用，减少 对环境的污染，同时增加提取过程副产物的利用，增加经济效益。本发明的具 体技术方案如下：

一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工的骨胶酶解蛋白饲料，包含如下质 量百分比的成分：多肽含量30％-45％，氨基酸含量7％-11％，粗脂肪含量 10％-19％，钙含量7％-15％。本发明的骨胶蛋白饲料营养丰富，蛋白含量高， 且氨基酸等小分子物质明显高于普通骨粉，易于动物吸收。

优选，所述骨胶酶解蛋白饲料包括如下质量百分比的成分：多肽含量 35％-40％，氨基酸含量10％-11％，粗脂肪含量12％-17％，钙含量10％-13％。

优选，所述骨胶酶解蛋白饲料所采用的残余物为硫酸软骨素加工过程中产 生的废渣和废液。

本发明还提供一种利用提取硫酸软骨素的残余物加工骨胶酶解蛋白饲料的 加工方法，包括如下步骤：原料收集，酶解，调等电点，过滤，干燥，粉碎， 灭菌，包装。本发明区别于传统的工艺加工而成的骨粉产品，采用酶解的工艺 设计，将大分子量的蛋白等物质充分分解为易于消化吸收的氨基酸、二肽等小 分子，有利于动物对该饲料的消化吸收。

优选，所述酶解步骤中采用酸性蛋白酶对原料进行酶解。常规操作，加工 成型后的饲料产品蛋白含量过低。目前，能够作为蛋白饲料的产品普遍要求蛋 白含量高于30％，而一般情况下，整骨骨粉中其多肽含量为26％-28％。本发明 在酶解过程中采用酸性蛋白酶，于酸性条件下分解大分子物质与软骨中的各种 有机成分，部分最后以灰分形式存在的物质溶解于水中，经物料分离后脱离产 品，降低了产品的灰分，提高了产品的蛋白含量；其次，本发明采用的原料为 碱-酶法提取硫酸软骨素的残余物，该残余物是在经碱蛋白酶酶解一次，本法明 这里采用酸蛋白酶酶解也能使得原有没有酶解的大分子物质进一步酶解，提高 产品中小分子的量。

优选，所述酸性蛋白酶为木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶中的一种或两种。

优选，所述酶解步骤中酶解条件为：酶用量为物料质量的1％-3％，pH 5.5-6.5，温度54-56℃，酶解时间为60-120分钟。经研究发现，该酶解工艺条 件下残余物原料中大分子物质的分解率较高。

优选，所述酶解步骤中酶解条件为：酶用量为物料质量的2％，pH6，温度 55℃，酶解时间为90分钟。

优选，所述原料收集步骤中包括醇沉过滤液的精馏过程。残余物原料有部 分是硫酸软骨素经过醇沉过滤后的滤液，这部分滤液含有较高浓度的酒精，为 了减消除酒精在残余物原料酶解过程中的不利影响以及对产品骨胶酶解蛋白饲 料品质的影响，本发明对这部分原料采用酒精精馏塔进行精馏操作，塔顶回收 酒精可用于再次对硫酸软骨素醇沉，塔底的蛋白残渣收集作为原料加工骨胶酶 解蛋白饲料。

优选，所述调等电点步骤为盐酸或硫酸将混合液pH调至4-5。

优选，所述过滤步骤采用板框过滤。

优选，所述灭菌步骤采用辐照灭菌，辐照量3.5kGy。采用辐照灭菌的工艺， 有效的保证了灭菌的效果与方便性的统一。

优选，所述原料收集步骤中骨渣与蛋白废液废渣的质量比为1～7:1。优选方 案可提高产品蛋白等营养成分的比例。

优选，所述粉碎步骤采用球磨式，球磨后的物料的粒径为60-100目。硫酸 软骨素提取的各个工艺中均会有残渣，各个部分的残渣的特性并不相同；如蒸 煮加工后的残渣硬度大并含有油脂，沉淀的残渣质地柔软，粘性大；本发明采 用球磨工艺将原料统一控制为粒径分布均匀的颗粒。

优选，所述干燥步骤后有混合的步骤，混合时间0.5～2小时。混合有利于 各物料营养物质的混合均匀。

本发明的有益效果在于：

(1)利用了硫酸软骨素加工过程中的残余物，减少了环境污染，增加了经 济效益；

(2)提供了一种安全的，富含营养的，易吸收的骨胶酶解蛋白饲料产品， 多肽含量达到30％-45％，氨基酸含量为7％-11％，高于传统骨粉中的氨基酸含 量；

(3)结合硫酸软骨素提取过程的设备特点以及物料特性，提出了利用酶法 分解原料中大分子的工艺，提高了产品被消化吸收的性能；

(4)针对产品原料中蛋白含量不够高的技术问题，采取了相应的技术方案， 有效地提高了产品的蛋白含量与氨基酸含量，保证了良好的品质；

(5)采用球磨的粉碎工艺，很好的克服了不同工艺段来源的物料物性不统 一的缺陷，使产品的最终质量稳定统一，达到了相应的技术效果。

附图说明

图1为利用提取硫酸软骨素的残余物加工骨胶酶解蛋白饲料的加工工艺图

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以助于更好地理解本发明， 但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。

硫酸软骨素提取例

将牛鼻骨用3‰的NaHCO₃，蒸煮9小时；待冷却至30℃以下后，加入NaOH 和NaCl提取两次，每次两小时；其中NaOH的用量为软骨质量的2％，NaCl 的用量为软骨质量的8％。

将冷冻的猪胰脏绞碎，用体积百分比为30％的酒精按照1:1的比例混合均 匀。向提取液中加入2709蛋白酶和处理过的猪胰脏，在51℃、pH8.8—8.9下 处理7小时，其中2709蛋白酶的加入量为软骨质量的0.5％，猪胰脏的加入量 为软骨质量的9％。

经过酶处理的提取液在温度67℃，pH4.4—4.6下处理1小时，再调节pH5.5 —6.0至明显分层后，过滤，收集得到的滤渣1，将滤液1通过FPA吸附树脂吸 附，收集含蛋白质的流出液1。

分别用0.3mol/L-0.4mol/L的NaCl溶液和1.8mol/L-2.0mol/L的NaCl溶液 对上述吸附树脂洗脱，分别收集第一次的含蛋白质洗脱液1和第二次含糖胺聚 糖的洗脱液2。将洗脱液2，经过三效浓缩、超滤，醇沉后过滤得到的滤渣2 干燥混合后得到硫酸软骨素成品，滤液2待用。

实施例1

原料收集：将上述硫酸软骨素提取例中醇沉后的滤液2经精馏塔精馏得到 回收酒精和蛋白残渣，将蛋白残渣、上述流出液1和洗脱液1与上述滤渣1按 7:1的比例加入反应釜中；酶解：调节pH值至5.5，温度为54℃，加入物料质 量3％的木瓜蛋白酶，酶解2h；调等电点：将上述酶解液用盐酸或硫酸将混合 液pH调至4；静置分层；过滤：通过板框过滤分离滤渣；干燥：真空干燥过滤 后的滤渣，控制干物料水分含量为5％；混合：在混合机中混合0.5h；粉碎：物 料通过球磨机粉碎，控制粒度为100目；灭菌：采用辐照灭菌，辐照强度为 3.5kGy；包装。最终收率为52.8％，蛋白含量42.7％，氨基酸含量9.9％，粗脂 肪含量16.6％，钙含量12.5％。

实施例2

原料收集：将上述硫酸软骨素提取例中醇沉后的滤液2经精馏塔精馏得到 回收酒精和蛋白残渣，将蛋白残渣、上述流出液1和洗脱液1与上述滤渣1按 1:1的比例加入反应釜中；酶解：调节pH值至6.0，温度为55℃，加入物料质 量1％的木瓜蛋白酶，酶解1.5h；调等电点：将上述酶解液用盐酸或硫酸将混合 液pH调至4；静置分层；过滤：通过板框过滤分离滤渣；干燥：真空干燥过滤 后的滤渣，控制干物料水分含量为5％；混合：在混合机中混合0.5h；粉碎：物 料通过球磨机粉碎，控制粒度为60目；灭菌：采用辐照灭菌，辐照强度为3.5kGy； 包装。最终收率为52.5％，多肽含量42.1％，氨基酸含量11.0％，粗脂肪含量 14.5％，钙含量13.1％。

实施例3

原料收集：将上述硫酸软骨素提取例中醇沉后的滤液2经精馏塔精馏得到 回收酒精和蛋白残渣，将蛋白残渣、上述流出液1和洗脱液1与上述滤渣1按 5:1的比例加入反应釜中；酶解：调节pH值至6.5，温度为56℃，加入物料质 量2％的菠萝蛋白酶，酶解1h；调等电点：将上述酶解液用盐酸或硫酸将混合 液pH调至5；静置分层；过滤：通过板框过滤分离滤渣；干燥：真空干燥过滤 后的滤渣，控制干物料水分含量为5％；混合：在混合机中混合0.5h；粉碎：物 料通过球磨机粉碎，控制粒度为80目；灭菌：采用辐照灭菌，辐照强度为3.5kGy； 包装。最终收率为50.5％，多肽含量41.5％，氨基酸含量10.3％，粗脂肪含量 10.0％，钙含量12.7％。

实施例4

原料收集：将上述硫酸软骨素提取例中醇沉后的滤液2与上述流出液1和 洗脱液1与上述滤渣1按7:1的比例加入反应釜中；酶解：调节pH值至5.5， 温度为54℃，加入物料质量3％的木瓜蛋白酶，酶解2h；调等电点：将上述酶 解液用盐酸或硫酸将混合液pH调至4；静置分层；过滤：通过板框过滤分离滤 渣；干燥：真空干燥过滤后的滤渣，控制干物料水分含量为5％；混合：在混合 机中混合0.5h；粉碎：物料通过球磨机粉碎，控制粒度为100目；灭菌：采用 辐照灭菌，辐照强度为3.5kGy；包装。最终收率为48.8％，蛋白含量43.7％， 氨基酸含量7.8％，粗脂肪含量14.2％，钙含量12.1％。

实施例5

原料收集：将上述硫酸软骨素提取例中醇沉后的滤液2与上述流出液1和 洗脱液1与上述滤渣1按7:1的比例加入反应釜中；酶解：调节pH值至5.5， 温度为54℃，加入物料质量3％的木瓜蛋白酶，酶解2h；调等电点：将上述酶 解液用盐酸或硫酸将混合液pH调至4；静置分层；过滤：通过板框过滤分离滤 渣；干燥：真空干燥过滤后的滤渣，控制干物料水分含量为5％；粉碎：物料通 过球磨机粉碎，控制粒度为100目；灭菌：采用辐照灭菌，辐照强度为3.5kGy； 包装。最终收率为48.1％，多肽含量47.6％，氨基酸含量7.0％，粗脂肪含量19.1％， 钙含量12.5％。

实施例6

除将牛鼻骨替换为牛脊椎骨外，其他同实施例1，最终收率为62.1％，多肽 含量30.2％，氨基酸含量8.4％，粗脂肪含量10.9％，钙含量15.0％。

实施例7

除将牛鼻骨替换为牛月牙骨外，其他同实施例1，最终收率为60.3％，多 肽含量34.3％，氨基酸含量8.8％，粗脂肪含量14.8％，钙含量11.7％。

实施例8

除将牛鼻骨替换为牛喉管外，其他同实施例1，最终收率为55.3％，多肽 含量45.1％，氨基酸含量7.8％，粗脂肪含量14.3％，钙含量7.0％。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。