【正文】 6 年 ,韓應(yīng)昌、楊帆采用氨基酸分析和凝膠過濾色譜技術(shù)對(duì)酶法制備骨明膠的理論進(jìn)行了初步的探討。 1996年王方國(guó)在研究了用酶提取羊皮制革腳料中的水解蛋白的基礎(chǔ)上 ,對(duì)酶在皮制革腳料中的應(yīng)用做了闡述 ,研究了中性蛋白酶和堿性蛋白酶對(duì)降解皮制革腳料制取食用明膠的酶解條件。 1992年侯國(guó)泉、王璋研究了中性蛋白酶從豬皮中提取食用明膠的工藝過程和控制條件。其技術(shù)難點(diǎn)在于解決酶種的選擇和適應(yīng)酶法生產(chǎn)的 7 設(shè)備。 1990 年 ,王遠(yuǎn)亮就酶法制備明膠中的若干問題做了綜述。 1991年 ,王潤(rùn)成等申請(qǐng)專利“鉻鞣皮廢料酶法制備食用明膠的工藝方法”。再于底物中加入氫鍵斷裂劑、交聯(lián)斷裂劑或是用堿處理法進(jìn)行膠解 ,于 ,6575℃溶膠。 1990 年 ,王潤(rùn)成發(fā)明“皮料酶法制備食用明膠的工藝方法”。 進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代 ,隨著我國(guó)在微生物酶種篩選提取技術(shù)的提高 ,我國(guó)科研工作者在酶法制備明膠方面也取得了很大的進(jìn)步。 1980年肖亦、韓文正、康允昌等在酶代浸灰的研究基礎(chǔ)上對(duì)酶解制膠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 1966 年中國(guó)科學(xué)院微生物所和青島明膠廠協(xié)作以骨素為原料探索了酶解制膠工藝。 從上面的文獻(xiàn)介紹中可以看 出 ,國(guó)外酶法制膠研究的對(duì)象主要是制革行業(yè)的副產(chǎn)品皮料 ,并且正在逐步形成較為成熟的明膠生產(chǎn)工藝 ,所得明膠應(yīng)用廣泛。與此同時(shí) ,美國(guó)的 技術(shù)取得專利。該研究獲得了一套較為完整的酶解工藝流程 ,所得明膠產(chǎn)品主要是食用明膠。 20xx年 ,他們將胰蛋白酶酶法制備引進(jìn)到鉻皮屑的處理中 ,他們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)受酶濃度和溫度所決定 ,當(dāng)溫度達(dá)到 70℃時(shí)酶活幾乎最低 , 5 當(dāng)酶濃度低于或等于 %時(shí) ,可以獲得較高質(zhì)量的明膠。一年后 ,他們發(fā)表了采用堿性蛋白酶在溫和條件下對(duì)含鉻皮屑的作用研究 ,獲得了明膠及其它的膠原水解產(chǎn)物。美國(guó)的,皮料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫拿髂z產(chǎn)品。 1989年 Makmen所發(fā)現(xiàn)的胞外金屬內(nèi)肽酶 ,可以專一性水解膠原端部的非螺旋區(qū) ,非常適用于明膠的制備工藝。 1977年 ,Hinterwalder報(bào)道了用胃蛋白酶和鏈 霉蛋白酶配合化學(xué)處理的方法 ,使 A型明膠的生產(chǎn)效率提高 ,生產(chǎn)時(shí)間縮短。該明膠平均分子量在 63400 4 左右 ,特性黏度值 ,含 %的羥脯氨酸 ,%游離糖。微生物酶的引入 ,進(jìn)一步提高了膠原降解的速度。 七、八十年代大量可溶解膠原的微生物蛋白酶被發(fā)現(xiàn) ,人們開始篩選出適宜酶種來(lái)取代酵母 ,并將其引入到制膠工藝中來(lái)。當(dāng)時(shí)認(rèn)為 ,微生物的作用實(shí)質(zhì)上是受到了從其他皮料來(lái)的接種培養(yǎng)的加速。 Armour公司采用微生物酵母 (Mycoderma)和球擬酵母(Torulopsis)處理豬皮 ,并加入糖類作為酵母培養(yǎng)基。 較早的酶法制備明膠的應(yīng)用方法發(fā)表于 1954年。 Vernon在 1939年發(fā)現(xiàn) ,通過使用自然存在的酶 ,經(jīng)過幾個(gè)過程可以產(chǎn)生明膠 ,并將此研究專利轉(zhuǎn)讓給帝國(guó)化學(xué)公司 (Imperial Chemical Industry)。他們發(fā)現(xiàn)胰蛋白酶可以攻擊浸灰皮料 ,當(dāng)溫度從 35℃升高至 40℃時(shí) ,皮料降解速率迅速增高 。 CA(美國(guó)化學(xué)文摘 )在 1912年就收錄了 Grover Tracy和 Willian研究 蛋白酶對(duì)卷曲膠原蛋白影響的文章。到目前為止 ,雖然還沒有大規(guī)模應(yīng)用于明膠生產(chǎn)中 ,但其潛在的生產(chǎn)周期短、設(shè)備易于控制及環(huán)境污染少等優(yōu)勢(shì)正逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。傳統(tǒng)堿法生產(chǎn)明膠工藝由于周期長(zhǎng)、衛(wèi)生條件難以控制、設(shè)備改進(jìn)困難 ,以及對(duì)環(huán)境 造成污染等原因 ,難以滿足日益增長(zhǎng)的明膠市場(chǎng)的系統(tǒng)需求 ,迫切需要改進(jìn)。 1 20xx 年自治區(qū)重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目 資金申請(qǐng)報(bào)告 項(xiàng)目名稱 ： 和田墨玉縣 牛 明膠 生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與 中試 示范 項(xiàng)目 類別 ： 產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合開發(fā)專項(xiàng) 申報(bào) 單位 ： 通訊地址 ： 郵政編碼 ： 聯(lián) 系 人 ： 聯(lián)系電話 ： 項(xiàng)目主持單位 ： XX天迪洋陽(yáng)養(yǎng)殖有限公司 申報(bào)日期 ： 20xx 年 02 月 08 日 自治區(qū)經(jīng)濟(jì)和信息化委員 會(huì) 2 一、 項(xiàng)目建設(shè)的必要性和意義 明膠 (gelatin)是由動(dòng)物的皮、骨、筋、腱等結(jié)締組織中含有的膠原經(jīng)適度水解、提取而獲得的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及化妝工業(yè)。在工業(yè)傳統(tǒng)方法生產(chǎn)主要是以牛、豬等動(dòng)物的皮、骨為原料，經(jīng)酸、堿處理后，加熱水萃取而制得。酶法制備明膠從二十世紀(jì)五十年代被嘗試引進(jìn)到明膠制備工藝中的半個(gè)多世紀(jì)以來(lái) ,國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)取得了不少的成果。 （一） 國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展的概況，其代表產(chǎn)品、技術(shù)和公司 酶解膠原的實(shí)驗(yàn)室研究開始得很早 ,但并未應(yīng)用于制取明膠的生產(chǎn)中。 1927年 牛皮的影響。 , 3 皮料降解速率最大。之后又有一些酶降解膠原的研究 ,但由于當(dāng)時(shí)明膠制造業(yè)的條件限制 ,并沒有將這些研究成果真正引進(jìn)到酶解制備明膠的 工藝中來(lái)。 Keil等人于 1959年獲得最初的酶法制膠專利 ,并轉(zhuǎn)讓給 Armour公司?！?21天后由于微生物的分解達(dá)到一個(gè)階段 ,而后將 pH由 到 ,微生物分解作用中斷”。六十年代初期 ,日本 Leather公司較早地將酶解膠原引進(jìn)到制膠工藝中 ,為酶法生產(chǎn)明膠奠定了基礎(chǔ)。由于微生物蛋白酶多數(shù)不是單一酶活的酶種 ,往往具有幾種酶活功。 1975年 ,酶水解骨膠原制取明膠的方法?？刂埔欢l件 ,這種方法的制備與其他方法比較 ,結(jié)果并無(wú)差別。同年 ,Petersen和 Yates用非致病菌分泌的蛋白水解酶取代發(fā)酵有機(jī)物制備明膠 ,為此獲得更為先進(jìn)的生產(chǎn)工藝 ,并將此專利轉(zhuǎn)讓給 Novo公司。 1996年 , ,采用 50000U/g堿性蛋白酶 ,酶用量 ,進(jìn)行水解獲得 5%10%的膠 ,進(jìn)一步進(jìn)行純化處理獲得了食用明膠。 1997年 ,他們研究了胃蛋白酶和胰蛋白酶對(duì)從含鉻皮屑中分離所得明膠的化學(xué)、物理性質(zhì)的影響。 1999年 ,他們將制革行業(yè)中含鉻的廢料通過堿法或酶法提取明膠 ,并將得到的明膠用于微膠囊包裝中。酶濃度不同時(shí)所獲得的明膠凍力不同 ,當(dāng)初始酶濃度越高時(shí) ,所得明膠產(chǎn)物低分子量組分越多。另外 ,將明膠進(jìn)行酶修飾化 ,或者將明膠用有機(jī)試劑進(jìn)行連接以強(qiáng)化明膠凍力 ,從而開拓明膠這種高分子材料的其他用途。他們將低濃度的酶添加到脫礦后的骨膠原中去增溶骨膠原 ,生產(chǎn)出 %6%比重的可溶性明膠 ,并達(dá)到了預(yù)定黏度。 （二）國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)已取得的最新階段成果和達(dá)到的技術(shù)水平 二十世紀(jì)九十年代以前 ,國(guó)內(nèi)進(jìn)行過一些酶法制備明膠的實(shí)驗(yàn)研究 ,但未能進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用。 1970 年沈陽(yáng)食品發(fā)酵研究所和沈陽(yáng)皮膠廠協(xié)作以豬皮為原料研究了酶解制膠技術(shù)。 1988 年出 6 版的 《明膠的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)》中介紹的酶法制膠工藝 ,主要是用蛋白酶將膠原蛋白水解為明膠朊后加入稀酸使明膠朊溶解 ,然后用丙酮、硫酸鈉或氯化鈉使明膠朊沉淀析出 ,獲得明膠 。九十年代前期 ,主要的研究工作是針對(duì)各種皮料的酶解工藝研究。該方法將預(yù)處理后的皮料切碎 ,加入脂肪酶、酶激活劑 (用量 :310g/百萬(wàn) U 酶活量 )、堿性蛋白酶 4萬(wàn) 60萬(wàn) U/kg(干皮 ),在 3642℃下間斷攪拌進(jìn)行酶解。此法生產(chǎn)周期僅13 天 ,與堿法制膠工藝相比 ,明膠率提高 30%以上。該工藝采用稀硫酸浸泡脫鉻和過氧化氫氧化脫鉻相結(jié)合的脫鉻方法 ,用 萬(wàn) 萬(wàn) U/kg(干皮 )中性或堿性蛋白酶及 14 g/kg(干皮 )的解旋劑進(jìn)行酶浴 ,并經(jīng)殺酶、脫水和高溫縮膠 ,速冷后于 ,6085℃溶膠。認(rèn)為酶法制備明膠前景光明 ,社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都十分顯著。之后 ,他又就應(yīng)用于明膠工業(yè)中的生物技術(shù)做了綜述 ,進(jìn)一步指出酶法制膠的關(guān)鍵問題在于酶的性質(zhì) ,即酶的作用選擇和作用強(qiáng)度 ,而不在于酶屬堿性、酸性或是中性的。 1993 年 ,韓應(yīng)昌等應(yīng)用響應(yīng)曲面分析優(yōu)化了的中性蛋白酶降解骨粉制取照相明膠的工藝條件 ,所得明膠的理化性能和照相性能均符合國(guó)標(biāo)惰 iv 型 照相明膠標(biāo)準(zhǔn)。 與此同時(shí) ,研究酶法制備骨料制取明膠的報(bào)道開始增多。他們用中性蛋白酶進(jìn)行酶解制膠 ,發(fā)現(xiàn)這種酶并非完全作用于膠原末