含軟骨鮮骨的綜合利用新技術(shù)

王立杰 ，劉憲鋒 ，劉靚

（1.濟(jì)南自然力生物科技公司，山東 濟(jì)南 250002；2.天津市諾奧科技發(fā)展有限公司，天津 300384；3.華懋雙匯實(shí)業(yè)（集團(tuán)）有限公司生物化學(xué)制藥廠，河南 漯河 462000）

含軟骨鮮骨的綜合利用新技術(shù)

王立杰1，2，劉憲鋒3，劉靚1，2

（1.濟(jì)南自然力生物科技公司，山東 濟(jì)南 250002；2.天津市諾奧科技發(fā)展有限公司，天津 300384；3.華懋雙匯實(shí)業(yè)（集團(tuán)）有限公司生物化學(xué)制藥廠，河南 漯河 462000）

引入新型中性復(fù)合蛋白酶（軟骨素提取專用、食品級(jí)），采用新工藝生產(chǎn)硫酸軟骨素和功能性蛋白（骨素），與現(xiàn)行硫酸軟骨素生產(chǎn)工藝相比，在保證軟骨素收率和品質(zhì)的同時(shí)提取了食用骨油和功能性蛋白（骨素），實(shí)現(xiàn)了含軟骨鮮骨的綜合利用，降低生產(chǎn)成本以及污染物的排放，增加了產(chǎn)品品種和工業(yè)產(chǎn)值，值得生產(chǎn)企業(yè)重視和推廣。

硫酸軟骨素；功能性蛋白（骨素）；綜合利用；新技術(shù)

含有軟骨的鮮骨營養(yǎng)極為豐富,不僅含有蛋白質(zhì)、脂肪、骨膠原、軟骨素、磷脂質(zhì)、磷蛋白,還有豐富的鈣、磷、鐵、鋅等礦物質(zhì),且其含量是鮮肉的數(shù)倍。骨蛋白是可溶性的蛋白質(zhì),其吸收率和生物學(xué)效價(jià)較高[1]。人們?cè)谔崛×蛩彳浌撬氐纳a(chǎn)中，往往采用選取純凈的軟骨或含有部分軟骨的鮮骨進(jìn)行生產(chǎn)。然而這些寶貴的資源在硫酸軟骨素提取工廠里除了提取軟骨素外卻極少被利用,絕大部分溶于水的蛋白質(zhì)作為廢水排出，帶來了嚴(yán)重的污染問題。因此深度開發(fā)鮮骨資源，有效提高其綜合利用價(jià)值,是一項(xiàng)非常重要且有著重大意義的工作。

硫酸軟骨素（Chondroitin sulfate）是一種酸性黏多糖,是由D2葡萄糖醛酸和氨基己糖交替連結(jié)而成的雙糖聚合物,它通常與蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白的形式，廣泛存在于哺乳動(dòng)物的軟骨、喉骨、鼻骨和氣管中。硫酸軟骨素具有降血脂、抗凝血、抗炎癥及抗腫瘤等生理活性,臨床上用于預(yù)防動(dòng)脈粥狀硬化、提高機(jī)體免疫力、治療風(fēng)濕病和腎炎及由鏈霉素引起的聽覺障礙等。作為食品添加劑,硫酸軟骨素可用于食品的乳化、保濕和祛除異味。在化妝品中添加硫酸軟骨素,可調(diào)節(jié)皮膚的細(xì)胞代謝,促進(jìn)營養(yǎng)的吸收,保持皮膚的水分和改善發(fā)質(zhì)[2]。

本文采用生物酶解技術(shù)，對(duì)含軟骨的鮮骨進(jìn)行深度開發(fā)，在獲得了高品質(zhì)硫酸軟骨素收率的同時(shí)，得到了骨油以及功能性蛋白（骨素），實(shí)現(xiàn)了其價(jià)值的綜合利用。極大減少了軟骨素生產(chǎn)企業(yè)的廢水污染問題。

1 材料與儀器

1.1 原料及制備用輔料

新鮮冷凍雞骨架（雞骨泥）：雙匯集團(tuán)股份屠宰廠提供。

中性復(fù)合蛋白酶（軟骨素提取專用）、端肽酶：濟(jì)南自然力生物科技有限公司、天津市諾奧科技發(fā)展有限公司提供，均為食品級(jí)。

乙醇（食品級(jí)）；氫氧化鈉（食品級(jí)）；鹽酸（食品級(jí)）。

1.2 分析用試劑及儀器

硫酸軟骨素標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司生產(chǎn)；其它試劑均為國產(chǎn)分析純。702光度滴定儀：瑞士萬通公司；TU-1901分光光度計(jì)：北京譜析通用公司；凱氏定氮儀：上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；離心機(jī)：上海精密儀器儀表有限公司；噴霧干燥器：常州市長江干燥設(shè)備有限公司。

2 硫酸軟骨素與功能性蛋白聯(lián)產(chǎn)工藝

聯(lián)產(chǎn)后的功能性蛋白產(chǎn)品是功能性蛋白（骨素）粉或濃縮膏。用于生產(chǎn)咸味香精、骨湯或各種用蛋白作的基料調(diào)味料中，如方便面調(diào)味包等。

2.1 樹脂吸附工藝流程

2.2 超濾濃縮工藝流程

符合食用要求的軟骨原料 清洗 攪碎

3 結(jié)果

3.1 硫酸軟骨素理化指標(biāo)[3]

采用上述2種硫酸軟骨素工藝，產(chǎn)品澄清度測定，其吸收度（A）均小于0.35，符合USP31版規(guī)定；蛋白質(zhì)均小于6.0%，也符合USP31版規(guī)定；硫酸軟骨素含量均在90%以上，其中樹脂吸附工藝軟骨素含量達(dá)到95%以上，見表1。

表1 兩種硫酸軟骨素工藝產(chǎn)品理化分析結(jié)果Table 1 Two chondroitin sulfate craft products physical and chemical analysis results

3.2 功能性蛋白（骨素）粉理化指標(biāo)

原料的酶解階段采用中性復(fù)合蛋白酶（食品級(jí)），pH調(diào)整至8.0～8.5后，保持水解1.5 h后，不再調(diào)整pH，隨著酶解的進(jìn)行pH自動(dòng)下降。這時(shí)加入端肽酶，從多肽的C端和N端逐個(gè)切下氨基酸，對(duì)水解后的多肽進(jìn)行修飾，消除水解產(chǎn)生的苦味肽，改善了功能性蛋白（骨素）粉的風(fēng)味。

水解過程在密閉的容器中進(jìn)行，防止攪拌帶入空氣，對(duì)未完全分離的脂肪避免了氧化，也有利于蛋白粉成品的風(fēng)味。

表2 兩種工藝功能性蛋白（骨素）粉產(chǎn)品理化分析結(jié)果Table 2 Two kinds of craft functional proteins(bone meal)powder product physical and chemical analysis results

4 結(jié)果與討論

1）水解用酶是實(shí)現(xiàn)含軟骨鮮骨綜合利用的關(guān)鍵，采用復(fù)合蛋白酶（軟骨素提取專用）作用于鮮骨蛋白分子的不同靶點(diǎn)，充分水解蛋白分子，使硫酸軟骨素分子游離出來，并充分表現(xiàn)出極性，這樣無論是采用超濾濃縮工藝還是樹脂吸附工藝，均能保證了軟骨素的品質(zhì)。中性條件的酶解工藝，在充分酶解蛋白的同時(shí)，有效地保護(hù)了硫酸軟骨素分子不被降解，從而保證了軟骨素的收率。

2）經(jīng)分離了硫酸軟骨素后的蛋白水解液中含有7%～8%的蛋白，經(jīng)濃縮噴霧干燥后，每噸雞骨泥能夠獲得120 kg～130 kg蛋白粉，該部分蛋白是符合食用要求的。蛋白質(zhì)在酶的催化下可水解產(chǎn)生具有一定功能性質(zhì)的肽段，而這些肽段與原有蛋白質(zhì)的區(qū)別在于它們的分子相對(duì)小些，并且水解通常伴有重大的結(jié)構(gòu)重排，導(dǎo)致一些原來包埋在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水區(qū)外露在溶劑中，因此而產(chǎn)生的多肽不同于原來的蛋白質(zhì)，它們可以具有新的營養(yǎng)、功能及生物特性。酶法水解一般不會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)方面的損失，也不會(huì)產(chǎn)生毒理方面的問題。加入端肽酶后深度酶解可獲得大量游離氨基酸，可作為美拉德反應(yīng)良好的氨基酸來源。可很好的應(yīng)用于生產(chǎn)咸味香精、骨湯或各種用蛋白做的基料調(diào)味料中，如方便面調(diào)味包等。在肉食加工行業(yè)經(jīng)濃縮后的蛋白膏可直接應(yīng)用于火腿腸的加工中。

3）原料的酶解階段采用中性蛋白復(fù)合酶（食品級(jí)），pH調(diào)整至8.0～8.5后，隨著酶解的進(jìn)行pH自動(dòng)下降，不再用鹽酸回調(diào)，避免了食鹽產(chǎn)生。端肽酶是從多肽的C端和N端逐個(gè)切下氨基酸，對(duì)水解后的多肽進(jìn)行修飾，消除水解產(chǎn)生的苦味。

4）在分離油的階段能夠得到55 kg的食用雞骨油，進(jìn)一步增加了鮮骨綜合利用的產(chǎn)值。

5）生產(chǎn)中建議在蒸煮和酶解工序采用密閉的設(shè)備，在操作中防止大量的空氣進(jìn)入，導(dǎo)致脂肪和蛋白的氧化。

6）經(jīng)過試驗(yàn)樹脂提取法生產(chǎn)周期較長，每批料需要36 h，此外還需要樹脂處理的時(shí)間，另外，樹脂提取法獲得的蛋白含有較多的食鹽。而超濾法生產(chǎn)周期短18 h即能完成一批料的生產(chǎn)，生產(chǎn)出的蛋白含鹽量低，特別適合對(duì)蛋白中的鹽度有要求的廠家。另外，超濾法操作簡單，生產(chǎn)效率高，適合于規(guī)模化的廠家采用。

7）本新技術(shù)不僅對(duì)含軟骨的雞鮮骨適用而且對(duì)其它所有動(dòng)物含軟骨鮮骨的的深加工都適用。

8）由于大量的蛋白回收，廢水中的BOD和COD大為降低，減輕了污水處理廠的壓力。

[1]方端，馬美湖，蔡朝霞.畜禽骨骼降解物與特色調(diào)味品的研究進(jìn)展[J].肉類工業(yè)，2009(6):52-55

[2]劉憲鋒，王貞，李穩(wěn)強(qiáng).硫酸軟骨素雙酶法生產(chǎn)新工藝[J].中國藥業(yè)，2010,19(22)：55-57

[3]李鑫，姚開，賈冬英，等.硫酸軟骨素的提取和純化分離技術(shù)[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2004，116(16):597-600

Fresh Bone Containing Cartilage the Comprehensive Utilization of New Technology

WANG Li-jie1，2，LIU Xian-feng3，LIU Jing1，2

（1.Jinan Nature-forces Technology＆Science Co.,Ltd.，Jinan 250002，Shandong,China；2.Tianjin Noao Sci&Tech Development Co.,Ltd.，Tianjin 300384，China;3.Shuanghui guoup Chemical pharmaceutical factory Luohe city of Henan province，Luohe 462000，Henan，China）

This article introduces new neuter and complex protease（chondroitin sulfate extracted dedicated、food-grade），which use new technique to produce chondroitin sulfate and functional proteins （bone meal.）Compared to the current chondroitin sulfate technique of production,the new one extracted the edible bone oil and functional proteins（bone meal），and meanwhile it could ensure the yield of chondroitin and it’s quality.Also it realized the comprehensive utilization of containing cartilage fresh bone,meanwhile the production cost and pollutant emission reduced，the product variety and industrial output increased.This is worthy the manufacture enterprise to value and popularize.

chondroitin sulfate；functional proteins（bone meal）；comprehensive utilization；new technique

王立杰（1968—），男（漢），工程師，本科，研究方向：生化制藥。

2010-12-16