鸡皮胶原蛋白肽的制备

可行性报告项目名称：鸡皮胶原蛋白的制备姓名：简宏杨专业：食品科学与工程学号：121060185第一章绪论摘要胶原蛋白肽不仅能提供人体生长发育所需的营养物质，而且还具有坑氧化、降血压等多种生物活性。因此，近年来研究和开发胶原蛋白肽类食品已成为一个热点。我国是家禽类养殖大国，肉鸡产量位居世界第二，然而在肉鸡价格中的下脚料通常经过粗加工生产动物饲料或者被用来生产低档肉糜制品，经济价值不高。因此，本文以鸡皮为原料制备胶原蛋白肽，并且对富含胶原蛋白肽饮料的加工工艺及贮藏稳定性进行研究，以提高资源的利用率及为企业开发高附加值的产品。为了得到纯度较高、分子量较小的鸡皮胶原蛋白肽，本文对鸡皮的基本组成成分、羟脯氨酸含量以及胶原蛋白的提取工艺进行了研究，并对制备的胶原蛋白进行氨基酸组成分析和分子量分布测定。结果发现：鸡皮中粗脂肪含量较高，达37.62%，蛋白质中除含有胶原蛋白还含有约14.72%其他蛋白质。因此，为了制备纯度较高的胶原蛋白肽，需要去除部分脂肪和杂蛋白;以鸡皮为原料，利用单因素及正交实验对胶原蛋白肽的提取工艺进行优化，最终确定采用木瓜蛋白酶，胰蛋白酶和风味蛋白酶三种酶按质量比1:1:1复合水解，酶解条件为pH值7，温度45度，酶解时间3h，加酶量0.45%,该条件下制备的胶原蛋白肽纯度较高，分子量较小，69.74%胶原蛋白肽分子量结余180Da到2000Da之间。1.1胶原蛋白肽的制备与干燥1.1.1胶原蛋白肽概述胶原蛋白肽是一种广泛分布于动物的皮、毛、骨骼及血管中的纤维性蛋白质，能够对机体起到支撑、修复、保护的作用。胶原蛋白是由氨基酸构成的，在一定条件下水解产生胶原蛋白肽和氨基酸，而氨基酸是在生产胶原蛋白肽过程中想避免的副产物。一般分子量小于130Da即为氨基酸，由两个氨基酸脱去一个水分子缩合而成的分子被称为“二肽”，三个氨基酸脱去两个水分子而成的分子被称为“三肽”。以此类推，一般将由小于十个氨基酸缩合而成的肽叫做寡肽，寡肽的分子量一般在130到1000Da，1000到8000Da属于多肽。自本世纪五、六十年代，Neway和Smith首先正式了二肽可以被完整吸收后，胶原蛋白寡肽可以被人体吸收。也已经陆续被现代科学界所证实。寡肽与游离氨基酸在体内有不同的输送系统，相对于游离氨基酸，寡肽的吸收速度快、耗能低、不易饱和，各种肽之间运转无竞争性与抑制性，因此，人们摄食蛋白质经消化道消化后，大多是以寡肽的形式被吸收。1.1.2胶原蛋白肽的理化性质与胶原蛋白相比，胶原蛋白肽由于分子量较小，极性集团增加进而溶解度增强，除了50%高浓度状态下都不出现浑浊现象之外，还提高了在一般pH下的溶解度，拓宽了在饮料中的应用范围。另外，胶原蛋白肽的溶解性不受加热影响，因此应用于饮料等工业中式稳定性强，应用广泛，不易产生沉淀。胶原蛋白肽黏度较低，即使50%的高浓度时扔呈现低黏度性，这一特性适合于蛋白质饮料，不会因为黏度太大影响感官品质。1.1.3胶原蛋白肽的功能特性讲胶原蛋白降解为胶原蛋白肽后，由于大量亲水基团外漏，胶原蛋白肽的吸水性和持水性明显高于胶原蛋白，将其用于化妆品中可以保持皮肤水分，提高了皮肤的保湿效果，胶原蛋白肽的乳化性和起泡性也使其可以作为食品添加剂改善视频的质量，使产品不但口感好，而且营养丰富。胶原蛋白肽除了具有蛋白质的一般功能特性外还具有很多生物活性，如抗氧化性、抑制血管紧张素转化酶活性、抑制血小板凝结活性、抗肿瘤活性等，近几十年来，随着高新技术的发展，具有生物功能的低分子活性肽的开发也成为产品高值化利用领域的研究热点。1.1.4胶原蛋白肽的制备胶原蛋白肽主要是通过化学法和酶法水解制备的。化学法主要是以酸或碱断开蛋白质肽键，形成分子量较小的胶原蛋白肽，郑巧东等奖胶原蛋白酸解为胶原蛋白肽，并对酸法水解的过程动力学进行了分析。由于化学法反应环境比较极端，不利于胶原蛋白肽活性的保持，而酶法水解能在温和条件下进行，且水解过程容易控制，能够较好的保持胶原蛋白肽的活性，因此，目前胶原蛋白肽的制备，主要以酶解法为主。酶解法生产的关键是酶的选择，水解度则一般被认为是衡量水解效果好坏的重要指标，酶的种类、底物浓度、反应时间、水解体系的pH值等都会影响水解度的大小。王群等采用碱性蛋白酶酶解制备鲽鱼鱼皮胶原蛋白肽，该方法操作简单，易于生产，但是通过像碱性蛋白酶等单酶酶解制备胶原蛋白肽，水解度较低，分子量大并且分布不集中。目前通过研究发现，分子量较小的肽类具有较强的生物活性并且易被人体吸收，朱夕波对鲨鱼皮和猪皮中抗氧化肽进行特性研究，发现分子量较小的肽在体外具有较强的清除自由基活性。因此，运用符合酶解法制备小分子量的肽，是一种必然趋势。1.2实验目的和意义胶原蛋白肽不仅能提供人体生长发育所需的营养物质，而且还具有抗氧化、降血压、提高免疫力等多种生物活性，因此，适当补充胶原蛋白肽对增强防病抗病能力、延缓衰老等都具有深远意义。富含胶原蛋白最多的原料是猪皮、牛皮、猪骨头和牛骨头等哺乳动物，然而，由于人们对陆生哺乳动物胶原蛋白及其制品的安全性产生了质疑以及宗教和社会问题等，近年来寻找新的胶原蛋白肽的原料成为了研究的热点。据了解，目前人们对胶原蛋白及其产品的研究多注重在水产胶原蛋白和海产胶原蛋白中，对家禽中胶原蛋白产品的研究较少。我国是家禽类养殖大国，鸡肉在中国已成为仅次于猪肉的第二肉类消费品，而在鸡肉加工中的下脚料通常经过初加工生产动物饲料或者被用来生产低档肉糜消费品。因此研究和开发从鸡皮中提取胶原蛋白肽不仅可以充分利用鸡皮资源，提高鸡肉产品的附加值，还能保护环境，扩大胶原蛋白肽的原料来源。因此，探究以鸡皮为原料提取胶原蛋白肽，对于指导社会生产具有重要意义。1.3实验材料与设备1.3.1实验材料鸡：购买后清洗去皮，将鸡皮沥干后用剪刀剪成约小正方形（1厘米*1厘米），然后将其放入自封袋中于负20度冷冻保藏1.3.2实验试剂酶制剂：胰蛋白酶、Flavourzyme500MG、Protamex、Novozym37071、木瓜蛋白酶试剂：氢氧化钠、盐酸、三氯乙酸等试剂均为分析纯试剂1.3.3实验仪器和设备实验室pH计、电子天平、磁力加热搅拌器、离心机、水浴锅1.4试验方法1.4.1原料预处理由于鸡皮中含有一定的脂肪和杂蛋白，因此在水解前需要去除部分杂蛋白和脂肪。取剪碎后的鸡皮加入5%（W/V）的NaCl溶液（料液比为1:10），室温下搅拌浸提12h去除杂蛋白，然后用蒸馏水反复清洗数次，用两层纱布过滤后加入6%(W/V)的碳酸钠溶液（料液比为1:10），室温下搅拌浸提24h去除脂肪，再用大量蒸馏水反复清洗后得到去除部分杂蛋白和脂肪的鸡皮。1.4.2鸡皮胶原蛋白肽制作工艺将预处理的鸡皮按料液比为1:10的比例加入缓冲液调节pH为7，加入木瓜蛋白酶：胰蛋白酶：风味蛋白酶：=1：1:1（W/W）的复合酶，加酶量为270000U/g，于45度下，酶解3h，然后于100度下灭菌5min，灭菌后将酶解液迅速冷却至室温，经4000r/min离心10min，取上清液即为鸡皮胶原蛋白肽溶液。1.4.3鸡皮胶原蛋白肽含量的测定将5Ml10%（W/V）三氯乙酸溶液添加到5mL待测样品中，搅拌均匀，静置10min，在4000r/min离心20min，取上清液用双缩脲法测可溶性氮含量1.4.4鸡皮胶原蛋白肽的干燥将浓缩后的酶解液放入水浴锅中预热至40度左右（误差不超过三度）后进行喷雾干燥。进风温度为170度左右（误差不超过五度），出风温度为90度（误差不超过五度）。喷雾干燥制备后得到的即为胶原蛋白肽粉第二章前期分析对上述实验的结果进行分析，得出工业上一个提取分离得到胶原蛋白的最佳条件第三章总平面图3.1总平面布置原则本项目根据拟定的产品方案、生产规模及生产发展的需要，新建饮品车间建设项目总图布局力求创建富有特色的新型工业企业形象，具有良好的生态环境，充分体现可持续发展的规划原则。（1）严格贯彻执行国家的法律法规、设计规程规范；合理利用规划地块，注重节约土地，提高土地利用率。（2）总图布置力求布局合理、满足产品生产的环境要求，结合现有厂区的实际情况，优化工艺布置及总图运输方案，做好工序之间的衔接与物流。根据建设场地现状，科学地布置各生产厂房及相应的生产辅助设施，做到整体工艺布局合理、物流线路顺捷、综合运营成本低，形成合理的生产路线，减少人流、物流的相互交叉，便于组织生产。（3）满足园区规划、消防、安全、环保、卫生及绿化等各项规范要求。既要满足生产规模，注意发挥建设的投资效益。（4）注重厂区各功能分区的衔接，使各分区既功能清晰又联系通畅，整体具有现代工业厂区效果，使厂区与周边环境协调统一，同时为企业发展留有余地。3.2总图布置根据生产规模及发展需要，厂区总图布置拟按照生产规模、生产工艺流程及厂内运输特点进行合理的布局，同时严格执行国家有关法规及劳动安全卫生、消防和环境保护等各项规定要求。根据消防条例要求，各建筑与周围建筑物间距皆大于防火最小间距的要求，建筑物四周设有消防车道，以满足消防疏散需求。为加强环境保护，美化厂区，改善职工劳动条件，厂区已进行了绿化建设。主要包括：入口绿化、大型绿化草坪、临路绿化隔离带等。绿化系统采用点、线、面相结合的方式，层次丰富、面积大，形成良好的工作环境。厂内道路两旁种植行道树木，在空地种植花卉、草坪。厂区内的绿化以草坪及常青常绿的树木为主，将绿化用地与建筑用地融为一体。第四章劳动保护与职业安全卫生4.1劳动安全卫生本项目将严格按照国家劳动部（1998）48号《关于生产建设项目工程项目职业安全卫生监察的暂行规定》的规范进行职业安全卫生工程设计，以防为主，从根本上保障工人的安全与健康。（1）为了保障职工在生产劳动中的人身安全和身体健康，车间生产严格按国家规定的有关标准执行，车间内有关职业安全的提示标语及警示牌以及相关的劳动保护措施齐全到位。（2）全厂供电系统采用三相五线制，用电设备均应可靠接地，并定期检修，所有照明线路设短路保护，保证用电安全。（3）车间洁净生产区仅限于该区域工作人员和经许可的人员进入，生产中的废弃物应及时处理。（4）生产厂房中人员和物流出入口应分开设置，以避免混流带来的安全隐患。各工位应与安全通道相连，各厂房应有两个以上的对外出入口，以满足人员疏散的要求。（5）生产工人必须按规定穿戴劳动保护用品上岗。（6）公司厂区四周无对职工工作和生活有不利影响的设施。4.2食品卫生食品的生产应严格执行《中华人民共和国食品卫生法》，在生产过程中达到以下卫生要求：（1）保持内外环境整洁，采取消除苍蝇、老鼠、蟑螂和其他有害昆虫及其孳生条件措施，与有毒、有害场所保持规定的距离；（2）食品生产经营企业应当有与产品品种、数量相适应的食品原料处理、加工、包装、贮存等厂房或者场所；（3）应当有相应的消毒、更衣、采光、照明、通风、防腐、防尘、防蝇、防鼠、洗涤、污水排放、存放垃圾和废弃物的设施；（4）设备布局和工艺流程应当合理，防止待加工与直接入口食品、原材料与成品交叉污染，食品不得接触有毒物、不洁物；（5）盛放直接入口食品的容器，使用前必须洗净、消毒；（6）贮存、运输和装卸食品的容器包装、工具、设备和条件必须安全、无害、保持清洁，防止食品污染；（7）直接入口的食品应当有小包装或者使用无毒、清洁的包装材料；（8）食品生产经营人员应当经常保持个人卫生，生产、销售食品时，必须将手洗净，穿戴清洁的工作衣、帽；（9）用水必须符合国家规定的城乡生活饮用水卫生标准；（10）使用的洗涤剂、消毒剂应当对人体安全、无害。（11）生产经营人员每年必须进行健康检查，新参加工作和临时参加工作的生产经营人员必须进行检查，取得健康证明后方可参加工作。患有有碍食品卫生的疾病的，不得从事饮料生产工作。（12）锅炉房为高温作业场所，采取自然通风、排风等降温措施。第五章组织机构与人力资源配置5.1组织机构本项目按生产流程的需求设置工作岗位职责。主要部门职能情况如下：（1）综合办公室：负责公司的文秘、后勤保障和公共关系管理、档案管理、企业文化及宣传管理工作。（2）GMP小组：主要负责GMP软硬件管理工作，完善公司GMP文