[发明专利]一种以霞水母为原料制备高纯度高粘度胶原蛋白的工艺

说明书

技术领域

本专利涉及一种以霞水母为原料制备高纯度高粘度胶原蛋白的工艺，属天然资源的加工利用技术领域。

背景技术

霞水母(Cyanea)，俗称麻蜇，是一种大型海洋浮游生物，属刺胞动物门(Phylum Cnidaria)，钵水母纲(ClassScyphomedusae)，旗口水母目(Order Phylum cnidaria)，霞水母科(Family Cyanea)。我国沿海已发现的有白色霞水母(Cyanea nozaki Kishinouye)、发形霞水母(Cyanea capillata)、棕色霞水母(Cyanea ferrugineaEschscholtz)，和紫色霞水母(Cyanea purpurea Kishinouye)4个种，其中以白色霞水母数量最多、分布范围最广。霞水母通常以小型浮游动物为饵，其生殖腺发达，繁殖能力强，生长速度极快，目前我国霞水母的年产量已经高达千万吨，构成了一种新的天然海洋生物胶原蛋白资源。

高纯度高粘度胶原蛋白是十分常见的胶原蛋白产品，是以胶原蛋白或富含胶原蛋白的资源为原料进行生产的。它除了具有胶原蛋白的特征氨基酸组成(总氨基酸残基的大约30％为甘氨酸，另有15-30％的在其他蛋白质中含量很少的两种氨基酸，脯氨酸和4-羟脯氨酸)之外，还具有组成成分中以胶原大分子为主，胶原蛋白分子的三股链基本没有遭到破坏的特点。这使得高纯度高粘度胶原蛋白非常适合于增稠剂、保湿剂、纺织面料、生物医用材料等的制备应用领域，在护肤品、美容保健品、生物医用材料、纺织面料等领域具有广泛的用途。

关于高纯度高粘度胶原蛋白的制备，国内外的研究多见于以猪、牛的皮、骨、肋和鱼的皮、骨、鳞等来源的胶原蛋白为原料的制备方法和工艺上。以霞水母为原料制备高纯度高粘度胶原蛋白的研究国内外尚未见任何报道。

发明内容

本专利发明了一条以霞水母为原料制备高纯度高粘度胶原蛋白的工艺路线。较为独特的是，它以一种新型的天然海洋生物资源-霞水母(Cyanea)-作为高纯度高粘度胶原蛋白的制备原料进行加工，实现了对霞水母进行开发利用的目的。按照本专利进行操作，能够以极高的产率获得高纯度高粘度胶原蛋白产品。这对于霞水母这一天然海洋生物资源的综合利用而言是至关重要的。

高纯度高粘度胶原蛋白已知为重要的医用生物材料和化妆品原料，此外，在纺织工业和精细化工等方面也具有广泛的用途。

具体来说，首先，我们发现经过三矾腌制处理的市售麻蜇可以在经过脱盐处理之后用作高纯度高粘度胶原蛋白的制备原料。其中所含的胶原蛋白对水浸泡处理是稳定的，在我们所采取的浸泡工艺条件下，既不会因受到浸泡而被降解、被提取到水中流失，也不会因受过浸泡而影响其在后续的水解处理中的分散性和所得水溶液的粘度特性，即经过三矾腌制处理的市售麻蜇与刚捕捞上岸的新鲜的霞水母具有同等的可加工性，均可用作制备高纯度高粘度胶原蛋白的原料。由此奠定了以霞水母为原料加工制备高纯度高粘度胶原蛋白的基础。

其次，在对温度、压力等水解条件以及氢氧化钠、盐酸、胶原蛋白酶等各种常用的胶原蛋白溶融剂进行了系统的考察和对比后，我们发现，在适当的溶融条件下，霞水母中所含有的胶原蛋白不经过变性处理，便可直接被溶融，分散到水中，得到澄清透明，所含杂质很少的高粘度分散液。

我们发现，在浸泡溶剂、浸泡时间、溶融剂等水解工艺参数中，溶融剂的种类和溶融时所采用的温度对于得率而言是最为重要的。其中，有效的溶融剂为常见的碱(如钠、钾、钙、钡的氢氧化物或碳酸盐、氨水等)、常见的酸(如盐酸、磷酸、硫酸等无机酸或甲酸、醋酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸等有机酸)或各种蛋白酶(如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、胶原蛋白酶、弹性蛋白酶等)中的一种或若干种。当选用氢氧化钠为溶融剂时，pH值应当在7.0-14.0范围之内，当选用盐酸为溶融剂时，pH值应当在0.5-6.8范围之内，当选用蛋白酶类为溶融剂时，pH值应当在所选酶的最适pH范围之内；当选用酸碱为溶融剂时，溶融温度应当在-30-200℃范围内，最好是在0-60℃的范围内，当选用蛋白酶类为溶融剂时，应当在蛋白酶类的最适温度下进行溶融。其他各项参数，浸泡脱盐需进行6-15次，每次浸泡所需的用水量为所投放的霞水母原料的1-5倍，浸泡温度在-50-98℃范围内，浸泡时间为0.5-12hr次^-1。液体的干燥方式，可以是冷冻干燥，也可以是喷雾干燥。

具体实施方式

取1000g三矾腌制处理的市售麻蜇，沥水后，浸没于2-5倍量的去离子水中浸泡，并每2-3小时换一次水，直至浸泡水中氯化钠的含量低于1.5ppm为止(氯离子检测呈阴性)。浸泡后的脱盐霞水母调节pH至3.5-5.5(一种专用复合胶原蛋白酶的最适pH)，在30-60℃(该胶原蛋白酶的最适温度)下保温消化2-10小时，得到一澄清透明的粘性液体，即为高纯度高粘度胶原蛋白液；胶原蛋白液经浓缩后喷雾干燥，得到20g纯度达到95％以上，1％的水溶液粘度高达10000厘泊的高纯度高粘度胶原蛋白粉固体。