一种复合酶法水解制备牛皮胶原蛋白的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合酶法水解制备牛皮胶原蛋白的工艺，属于生物技术领域。
【背景技术】
[0002] 明胶的工业生产，其主要原料之一是牛皮，且制作工艺复杂。水解胶原蛋白根据行 业标准的要求，其原料是明胶。多年来，形成了多种从明胶中提取胶原蛋白的工艺。如采用 清水高温蒸煮、酸水解法、碱水解法，这些方法均存在较大缺点，不利于生产。胶原分子加热 变性，引起胶原中键的随机水解，容易变成大分子明胶。酸水解法会破坏部分氨基酸，且产 品得率低，工艺条件要求高并产生二次污染。碱水解法迅速且彻底，含羟基和巯基的氨基酸 会全部被破坏且产生消旋作用。
[0003] 目前，有见到蛋白酶提取牛皮胶原蛋白的相关报道，其使用的酶为胃蛋白酶，木瓜 蛋白酶等。在明胶的生产过程中，胶液被蒸煮出后的浓度在10%以下，经浓缩、灭菌、冷冻、 机械挤压成形、烘干之后，明胶成品的水分含量才能控制在标准要求的14%以下，前后需要 蒸发掉75%以上的水分。操作繁琐，易出现次品，且耗时耗能。
[0004] 水解胶原蛋白的生产原料又是明胶，明胶的优劣和价格主要看冻力、色泽及粘度 的指标。而水解胶原蛋白相对于原料的对这三个指标，几乎没有要求，特别是冻力和粘度更 是不作要求。在水解胶原蛋白的生产过程中，需先把明胶溶解降温后，才能进行酶解，操作 比较繁琐。此外，蛋白质在酶法水解后经常会产生苦味，产生苦味的物质是一些短肽，称为 苦味肽。这使酶法水解蛋白在食品工业上的应用受到严重的限制。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种复合酶法水解制备牛皮胶原蛋白的工艺， 在结合明胶和水解胶原蛋白的生产工艺，省去复杂程序，降低能耗和成本，同时保证产品的 质量和多样性。
[0006] 本发明采用的具体方案为：
[0007] 1)将牛皮材料碱化处理后，控制温度60-65°C，复合蛋白酶水解；
[0008] 2)将步骤1)获得的水解产物出去油漂，升温灭酶；
[0009] 3)将步骤2)获得的水解产物通过离子交换器进行离子交换，去除重金属及过氧化 物；
[0010] 4)对步骤3)的到的混合物进行浓缩，控制料液浓度在35 %以上，高压灭菌；
[0011] 5)对步骤4)获得的浓缩液进行喷雾干燥处理，获得牛皮胶原蛋白。
[0012] 为取得更好的技术效果，在步骤1)中控制碱化处理PH值为8-9。步骤1)中的复合蛋 白酶组成为木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、枯草芽孢杆菌两种或多种混合液，其中优选木瓜蛋白 酶:胰蛋白酶:枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶=3:2:1。
[0013] 为了提高牛皮胶原蛋白的质量，还可以在步骤2)后添加一个脱色脱苦步骤，工艺 参数为:活性炭高温脱色脱苦。
[0014] 为了实现更好的技术效果，本发明的优选技术方案为：
[0015] (1)蒸煮酶解:将清洗后的牛皮5-10kg，加入蒸煮锅中，加适量水，用氢氧化钙将PH 值调至8-9,升温至60-65Γ保温，按照8-10xl06U/kg底物的比例加入复合酶，进行水解；
[0016] (2)去脂肪:酶解中和完成后，在料液的表面，去掉可看见的油漂；
[0017] (3)灭酶:升温灭酶；
[0018] (4)脱色脱苦:灭酶后放出初道胶液，打入脱色罐中，加入重量0.05-0. lkg活性炭 进行高温脱色脱苦；
[0019] (5)过滤:脱色脱苦后的料液，通过过滤机进行过滤后进入贮料罐；
[0020] (6)离子交换:将贮料罐中的料液降温至37_60°C后，料液才可进入离子交换器，进 行离子交换;进胶速度控制在2_5m3/h以下；
[0021 ] (7)浓缩:将料液打入双效浓缩器中进行浓缩，料液浓度浓缩至35 %以上；
[0022] (8)灭菌:浓缩完成的料液，进行高压灭菌；
[0023] (9)喷雾干燥:喷雾干燥处理，获得产品。
[0024] 所述喷雾干燥工艺为：用高压栗，将料液打入干燥塔中，控制热风进风温度在170 °C以上，出风温度在70_90°C之间；出风温度用料液进入干燥塔内的速度进行控制。
[0025] 苦味判定：
[0026] 选取一定的咖啡因作为苦味物质标准物，将其配成0%、0.025%、0.05%、0.10%、 0.20 %、0.30 %的不同浓度，然后对应的苦味值为0、1、2、3、4、5，代表苦味依次增强。选取10 名品尝者对水解蛋白的苦味进行评定。测定水解蛋白的苦味值，能够降低2-3个苦味值，脱 苦效果较为明显。
[0027] 本发明工艺结合明胶和水解胶原蛋白的工艺，节省工序，增加有利于产品的工序， 能保证产品色泽的多样性，理化指标的可控性。在生产过程中可直接对牛皮进行处理，省去 了单独的制备明胶的工艺，化简复杂程序，达到降低能耗和制作成本，同时提高产品的品 质，将苦味降低2个数量级。
[0028] 本发明水解牛皮蛋白中各种氨基酸含量，如表一：
[0029] 表一
[0030]
【具体实施方式】
[0031] 本发明所用木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶均为市售产品，无专 一性要求。
[0032] 实施例1
[0033]取5kg牛皮清洗，加入蒸煮锅中，加适量水，用氢氧化钙将PH值调整至8。升温至65 °C保温，按照8xl06U/kg底物的比例加入复合酶(木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:枯草芽孢杆菌碱性 蛋白酶= 3:2:1)，进行2小时的水解。酶解中和，酶解完成后，在料液的表面，去掉可看见的 油漂。升温至90°C保温5分钟。放出初道胶液，打入脱色脱苦罐中，加入0.05kg活性炭进行脱 色脱苦，升温至90°C保温30分钟。将料液，通过板框过滤机进行过滤后进入贮料罐。将贮料 罐中的料液降温至60 °C后，料液才可进入离子交换器，进行离子交换。进胶速度控制在2m3/ h以下控制温度50°C的。处理后的料液打入双效浓缩器中进行浓缩，料液浓度浓缩至35%。 浓缩完成的料液，进行高压灭菌，温度控制在100°C，保持1小时。用高压栗，将料液打入干燥 塔中，控制热风进风温度在170°C以上，出风温度在70°C之间，使用18目不锈钢丝网进行过 筛。水解后得到牛皮胶原蛋白的3.2kg，胶原蛋白中蛋白质含量为96%，其平均分子量为 3150Da，测定水解蛋白的苦味值约为1，降低3个苦味值。
[0034] 实施例2
[0035]取10kg牛皮清洗，加入蒸煮锅中，加适量水，用氢氧化钙将PH值调整至8。升温至65 °C保温，按照10xl06U/kg底物的比例加入复合酶(木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:枯草芽孢杆菌碱 性蛋白酶= 3:2:1)，进行6小时的水解。酶解中和，酶解完成后，在料液的表面，去掉可看见 的油漂。升温至90°C保温5分钟。放出初道胶液，打入脱色脱苦罐中，加入0.1kg活性炭进行 脱色脱苦，升温至l〇〇°C保温1小时。将料液，通过板框过滤机进行过滤后进入贮料罐。将贮 料罐中的料液降温至60°C后，料液才可进入离子交换器，进行离子交换。进胶速度控制在 5m 3/h以下控制温度60°C的。处理后的料液打入双效浓缩器中进行浓缩，料液浓度浓缩至 35%。浓缩完成的料液，进行高压灭菌，温度控制在100°C，保持1小时。用高压栗，将料液打 入干燥塔中，控制热风进风温度在170°C以上，出风温度在90°C之间，使用18目不锈钢丝网 进行过筛获得产品。水解后得到牛皮胶原蛋白6.25kg，胶原蛋白中蛋白质含量为95.8%，其 平均分子量为3200Da，测定水解蛋白的苦味值约为1，降低3个苦味值。
[