[發(fā)明專利]一種利用動物軟骨制備硫酸軟骨素和膠原蛋白多肽的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110459348.3
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102533915A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝捷;王平;蘇為科;朱興一;王清榮;楊明富
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué);嘉興恒杰生物制藥有限公司
• 主分類號: C12P21/06
• 分類號: C12P21/06;C07K1/36;C07K1/34;C07K1/18;C08B37/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動物軟骨的加工技術(shù)，具體涉及一種酶解法提取和采用陰離子交換樹脂直接從軟骨酶解液中分離純化硫酸軟骨素和膠原蛋白多肽的工藝。

(二)背景技術(shù)

我國是農(nóng)業(yè)大國，各類肉制品加工產(chǎn)生的下腳料——軟骨資源十分豐富，種類較多。動物軟骨中富含硫酸軟骨素和膠原蛋白等活性成分，該類生物活性大分子被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域。硫酸軟骨素(Chondroitin?Sulfate，CS)是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基半乳糖構(gòu)成的重復(fù)二糖單位組成的酸性黏多糖，臨床上主要用于防治關(guān)節(jié)炎、治療神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛、動脈硬化癥、聽覺障礙及肝炎等疾病，對冠心病、風(fēng)濕性炎癥及傷口愈合等也具有良好的療效。膠原蛋白是動物體內(nèi)含量最多、分布最廣的蛋白質(zhì)，廣泛存在于動物的皮膚、骨、牙齒、肌腱韌帶和血管中。國內(nèi)外研究表明，膠原蛋白及水解所得的膠原蛋白多肽在促進(jìn)身體健康、提高免疫力及延緩衰老等方面具有重要作用。

國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)大都以軟骨為原料提取和分離硫酸軟骨素，而軟骨中占總蛋白90％的膠原蛋白則被酶解和變性，只能用作蛋白飼料或隨廢水排放，產(chǎn)品附加值較低；而提取膠原蛋白及膠原蛋白多肽的原料仍以硬骨、動物皮和魚鱗為主，未能實現(xiàn)軟骨資源的高值化利用。近年來，軟骨資源的綜合利用研究得到了廣泛重視。專利CN?1896262、CN?101913583通過酶解、醇沉，分別回收醇沉物得硫酸軟骨素，回收骨渣得高鈣粉，上清液濃縮干燥得膠原蛋白多肽。專利CN?101063161通過酶解、醇沉，得到硫酸軟骨素，骨渣經(jīng)二次酶解后，干燥得膠原蛋白多肽。專利CN?101041842通過在酶解液中加入復(fù)合蛋白阻沉劑，依次得到硫酸軟骨素和膠原蛋白多肽。此外，專利CN?1721546A、CN101492491A、CN?101986859A等將酶解液進(jìn)行濃縮干燥，得到硫酸軟骨素與膠原蛋白多肽的復(fù)合物。上述工藝均在一定程度上實現(xiàn)了軟骨的綜合利用，但亦存在一些不足之處：(1)復(fù)合物成分復(fù)雜，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域受局限；(2)利用軟骨酶解后的骨渣提取膠原蛋白多肽，工藝繁瑣，并且骨渣中膠原蛋白多肽含量少；(3)通過將酶解液醇沉得到硫酸軟骨素，雜蛋白含量較高。

離子交換法依據(jù)流動相中化合物酸堿性、極性和對離子交換劑親和力的差異，通過改變洗脫液的離子強(qiáng)度和pH值，依次分離物質(zhì)。在中性或酸性條件下，陰離子樹脂吸附結(jié)合硫酸軟骨素聚陰離子，而蛋白多肽則不被吸附。離子交換樹脂具有選擇性好、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點。將陰離子交換技術(shù)應(yīng)用于從軟骨酶解液中分離純化硫酸軟骨素和膠原蛋白多肽，可實現(xiàn)軟骨的高值化利用，該方法未見報道。該法解決了傳統(tǒng)工藝中存在的原料利用不充分、產(chǎn)品單一或膠原蛋白含量較低等問題，并可顯著減少乙醇用量，具有廣闊的應(yīng)用前景。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以各類肉制品加工產(chǎn)生的軟骨為原料，采用酶解-陰離子交換技術(shù)，從動物軟骨中同時提取分離硫酸軟骨素和膠原蛋白多肽生物活性大分子，實現(xiàn)了軟骨的高值化利用。同時，簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種利用動物軟骨制備硫酸軟骨素和膠原蛋白多肽的方法，所述方法為：將動物軟骨原料粉碎得軟骨粉末，軟骨粉末用蛋白酶水解后超濾濃縮得到濃縮液，將濃縮液過陰離子交換樹脂，收集流出液A，再用純水洗脫，收集水洗液B，流出液A與水洗液B合并后超濾濃縮，再噴霧干燥制得膠原蛋白多肽；再將陰離子交換樹脂柱用NaCl溶液洗脫，洗脫液超濾濃縮后經(jīng)醇沉、脫水、干燥制得硫酸軟骨素。

進(jìn)一步，所述方法包括以下步驟：

(1)將動物軟骨原料粉碎至平均粒徑為0.1-10mm，得軟骨粉末；軟骨粉末加蛋白酶和水，調(diào)節(jié)pH值至所述蛋白酶的最適pH值，進(jìn)行酶解反應(yīng)，控制酶解溫度在30-55℃之間，攪拌反應(yīng)2-12h；然后加熱滅酶，冷卻后過濾取濾液，調(diào)pH值為中性，采用截留分子量為1000-8000道爾頓的超濾膜超濾濃縮得到濃縮液，所述濃縮液中硫酸軟骨素的質(zhì)量百分濃度為1～20％；所述蛋白酶為下列之一：中性蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶或酸性蛋白酶；所述蛋白酶的用量為軟骨粉末質(zhì)量的0.1-1.5％；水的用量為軟骨粉末質(zhì)量5-30倍；

(2)步驟(1)所得濃縮液調(diào)pH值至2.0-7.0，過陰離子交換樹脂柱，收集流出液A；用純水洗脫，收集水洗液B，流出液A與水洗液B合并，調(diào)節(jié)pH值為中性，采用截留分子量為1000-8000道爾頓的超濾膜超濾濃縮至蛋白的質(zhì)量濃度為5-30％，再噴霧干燥得膠原蛋白多肽；