雞皮膠原蛋白肽的制備

1、可行性報告 項目名稱：雞皮膠原蛋白的制備 姓 名： 簡宏楊 專 業(yè)： 食品科學與工程 學 號： 121060185 第一章 緒論摘要 膠原蛋白肽不僅能提供人體生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質，而且還具有坑氧化、降血壓等多種生物活性。因此，近年來研究和開發(fā)膠原蛋白肽類食品已成為一個熱點。我國是家禽類養(yǎng)殖大國，肉雞產量位居世界第二，然而在肉雞價格中的下腳料通常經(jīng)過粗加工生產動物飼料或者被用來生產低檔肉糜制品，經(jīng)濟價值不高。因此，本文以雞皮為原料制備膠原蛋白肽，并且對富含膠原蛋白肽飲料的加工工藝及貯藏穩(wěn)定性進行研究，以提高資源的利用率及為企業(yè)開發(fā)高附加值的產品。 為了得到純度較高、分子量較小的雞皮膠原蛋白肽，

2、本文對雞皮的基本組成成分、羥脯氨酸含量以及膠原蛋白的提取工藝進行了研究，并對制備的膠原蛋白進行氨基酸組成分析和分子量分布測定。結果發(fā)現(xiàn)：雞皮中粗脂肪含量較高，達37.62%，蛋白質中除含有膠原蛋白還含有約14.72%其他蛋白質。因此，為了制備純度較高的膠原蛋白肽，需要去除部分脂肪和雜蛋白;以雞皮為原料，利用單因素及正交實驗對膠原蛋白肽的提取工藝進行優(yōu)化，最終確定采用木瓜蛋白酶，胰蛋白酶和風味蛋白酶三種酶按質量比1:1:1復合水解，酶解條件為pH值7，溫度45度，酶解時間3h，加酶量0.45%,該條件下制備的膠原蛋白肽純度較高，分子量較小，69.74%膠原蛋白肽分子量結余180Da到2000Da

3、之間。 1.1 膠原蛋白肽的制備與干燥1.1.1 膠原蛋白肽概述 膠原蛋白肽是一種廣泛分布于動物的皮、毛、骨骼及血管中的纖維性蛋白質，能夠對機體起到支撐、修復、保護的作用。膠原蛋白是由氨基酸構成的，在一定條件下水解產生膠原蛋白肽和氨基酸，而氨基酸是在生產膠原蛋白肽過程中想避免的副產物。一般分子量小于130Da即為氨基酸，由兩個氨基酸脫去一個水分子縮合而成的分子被稱為“二肽”，三個氨基酸脫去兩個水分子而成的分子被稱為“三肽”。以此類推，一般將由小于十個氨基酸縮合而成的肽叫做寡肽，寡肽的分子量一般在130到1000Da，1000到8000Da屬于多肽。自本世紀五、六十年代，Neway和Smith首

4、先正式了二肽可以被完整吸收后，膠原蛋白寡肽可以被人體吸收。也已經(jīng)陸續(xù)被現(xiàn)代科學界所證實。寡肽與游離氨基酸在體內有不同的輸送系統(tǒng)，相對于游離氨基酸，寡肽的吸收速度快、耗能低、不易飽和，各種肽之間運轉無競爭性與抑制性，因此，人們攝食蛋白質經(jīng)消化道消化后，大多是以寡肽的形式被吸收。1.1.2 膠原蛋白肽的理化性質與膠原蛋白相比，膠原蛋白肽由于分子量較小，極性集團增加進而溶解度增強，除了50%高濃度狀態(tài)下都不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象之外，還提高了在一般pH下的溶解度，拓寬了在飲料中的應用范圍。另外，膠原蛋白肽的溶解性不受加熱影響，因此應用于飲料等工業(yè)中式穩(wěn)定性強，應用廣泛，不易產生沉淀。膠原蛋白肽黏度較低，即使5

5、0%的高濃度時扔呈現(xiàn)低黏度性，這一特性適合于蛋白質飲料，不會因為黏度太大影響感官品質。1.1.3 膠原蛋白肽的功能特性 講膠原蛋白降解為膠原蛋白肽后，由于大量親水基團外漏，膠原蛋白肽的吸水性和持水性明顯高于膠原蛋白，將其用于化妝品中可以保持皮膚水分，提高了皮膚的保濕效果，膠原蛋白肽的乳化性和起泡性也使其可以作為食品添加劑改善視頻的質量，使產品不但口感好，而且營養(yǎng)豐富。膠原蛋白肽除了具有蛋白質的一般功能特性外還具有很多生物活性，如抗氧化性、抑制血管緊張素轉化酶活性、抑制血小板凝結活性、抗腫瘤活性等，近幾十年來，隨著高新技術的發(fā)展，具有生物功能的低分子活性肽的開發(fā)也成為產品高值化利用領域的研究熱點

6、。1.1.4 膠原蛋白肽的制備膠原蛋白肽主要是通過化學法和酶法水解制備的。化學法主要是以酸或堿斷開蛋白質肽鍵，形成分子量較小的膠原蛋白肽，鄭巧東等獎膠原蛋白酸解為膠原蛋白肽，并對酸法水解的過程動力學進行了分析。由于化學法反應環(huán)境比較極端，不利于膠原蛋白肽活性的保持，而酶法水解能在溫和條件下進行，且水解過程容易控制，能夠較好的保持膠原蛋白肽的活性，因此，目前膠原蛋白肽的制備，主要以酶解法為主。酶解法生產的關鍵是酶的選擇，水解度則一般被認為是衡量水解效果好壞的重要指標，酶的種類、底物濃度、反應時間、水解體系的pH值等都會影響水解度的大小。王群等采用堿性蛋白酶酶解制備鰈魚魚皮膠原蛋白肽，該方法操作簡

7、單，易于生產，但是通過像堿性蛋白酶等單酶酶解制備膠原蛋白肽，水解度較低，分子量大并且分布不集中。目前通過研究發(fā)現(xiàn)，分子量較小的肽類具有較強的生物活性并且易被人體吸收，朱夕波對鯊魚皮和豬皮中抗氧化肽進行特性研究，發(fā)現(xiàn)分子量較小的肽在體外具有較強的清除自由基活性。因此，運用符合酶解法制備小分子量的肽，是一種必然趨勢。1.2 實驗目的和意義 膠原蛋白肽不僅能提供人體生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質，而且還具有抗氧化、降血壓、提高免疫力等多種生物活性，因此，適當補充膠原蛋白肽對增強防病抗病能力、延緩衰老等都具有深遠意義。富含膠原蛋白最多的原料是豬皮、牛皮、豬骨頭和牛骨頭等哺乳動物，然而，由于人們對陸生哺乳動物膠

8、原蛋白及其制品的安全性產生了質疑以及宗教和社會問題等，近年來尋找新的膠原蛋白肽的原料成為了研究的熱點。據(jù)了解，目前人們對膠原蛋白及其產品的研究多注重在水產膠原蛋白和海產膠原蛋白中，對家禽中膠原蛋白產品的研究較少。我國是家禽類養(yǎng)殖大國，雞肉在中國已成為僅次于豬肉的第二肉類消費品，而在雞肉加工中的下腳料通常經(jīng)過初加工生產動物飼料或者被用來生產低檔肉糜消費品。因此研究和開發(fā)從雞皮中提取膠原蛋白肽不僅可以充分利用雞皮資源，提高雞肉產品的附加值，還能保護環(huán)境，擴大膠原蛋白肽的原料來源。因此，探究以雞皮為原料提取膠原蛋白肽，對于指導社會生產具有重要意義。1.3 實驗材料與設備1.3.1 實驗材料雞：購買后

9、清洗去皮，將雞皮瀝干后用剪刀剪成約小正方形（1厘米*1厘米），然后將其放入自封袋中于負20度冷凍保藏1.3.2 實驗試劑 酶制劑：胰蛋白酶、Flavourzyme 500 MG、Protamex、Novozym 37071、木瓜蛋白酶 試劑：氫氧化鈉、鹽酸、三氯乙酸等試劑均為分析純試劑1.3.3 實驗儀器和設備 實驗室pH計、電子天平、磁力加熱攪拌器、離心機、水浴鍋1.4 試驗方法1.4.1 原料預處理由于雞皮中含有一定的脂肪和雜蛋白，因此在水解前需要去除部分雜蛋白和脂肪。取剪碎后的雞皮加入5%（W/V）的NaCl溶液（料液比為1:10），室溫下攪拌浸提12h去除雜蛋白，然后用蒸餾水反復清洗數(shù)

10、次，用兩層紗布過濾后加入6%(W/V)的碳酸鈉溶液（料液比為1:10），室溫下攪拌浸提24h去除脂肪，再用大量蒸餾水反復清洗后得到去除部分雜蛋白和脂肪的雞皮。1.4.2 雞皮膠原蛋白肽制作工藝 將預處理的雞皮按料液比為1:10的比例加入緩沖液調節(jié)pH為7，加入木瓜蛋白酶：胰蛋白酶：風味蛋白酶：=1：1: 1（W/W）的復合酶，加酶量為270000U/g，于45度下，酶解3h，然后于100度下滅菌5min，滅菌后將酶解液迅速冷卻至室溫，經(jīng)4000r/min離心10min，取上清液即為雞皮膠原蛋白肽溶液。1.4.3 雞皮膠原蛋白肽含量的測定 將5Ml10%（W/V）三氯乙酸溶液添加到5mL待測樣品

11、中，攪拌均勻，靜置10min，在4000r/min離心20min，取上清液用雙縮脲法測可溶性氮含量1.4.4 雞皮膠原蛋白肽的干燥 將濃縮后的酶解液放入水浴鍋中預熱至40度左右（誤差不超過三度）后進行噴霧干燥。進風溫度為170度左右（誤差不超過五度），出風溫度為90度（誤差不超過五度）。噴霧干燥制備后得到的即為膠原蛋白肽粉第二章 前期分析對上述實驗的結果進行分析，得出工業(yè)上一個提取分離得到膠原蛋白的最佳條件第三章 總平面圖3.1 總平面布置原則 本項目根據(jù)擬定的產品方案、生產規(guī)模及生產發(fā)展的需要，新建飲品車間建設項目總圖布局力求創(chuàng)建富有特色的新型工業(yè)企業(yè)形象，具有良好的生態(tài)環(huán)境，充分體現(xiàn)可持續(xù)

12、發(fā)展的規(guī)劃原則。 （1）嚴格貫徹執(zhí)行國家的法律法規(guī)、設計規(guī)程規(guī)范；合理利用規(guī)劃地塊，注重節(jié)約土地，提高土地利用率。 （2）總圖布置力求布局合理、滿足產品生產的環(huán)境要求，結合現(xiàn)有廠區(qū)的實際情況，優(yōu)化工藝布置及總圖運輸方案，做好工序之間的銜接與物流。根據(jù)建設場地現(xiàn)狀，科學地布置各生產廠房及相應的生產輔助設施，做到整體工藝布局合理、物流線路順捷、綜合運營成本低，形成合理的生產路線，減少人流、物流的相互交叉，便于組織生產。 （3）滿足園區(qū)規(guī)劃、消防、安全、環(huán)保、衛(wèi)生及綠化等各項規(guī)范要求。既要滿足生產規(guī)模，注意發(fā)揮建設的投資效益。 （4）注重廠區(qū)各功能分區(qū)的銜接，使各分區(qū)既功能清晰又聯(lián)系通暢，整體具有現(xiàn)

13、代工業(yè)廠區(qū)效果，使廠區(qū)與周邊環(huán)境協(xié)調統(tǒng)一，同時為企業(yè)發(fā)展留有余地。 3.2 總圖布置 根據(jù)生產規(guī)模及發(fā)展需要，廠區(qū)總圖布置擬按照生產規(guī)模、生產工藝流程及廠內運輸特點進行合理的布局，同時嚴格執(zhí)行國家有關法規(guī)及勞動安全衛(wèi)生、消防和環(huán)境保護等各項規(guī)定要求。根據(jù)消防條例要求，各建筑與周圍建筑物間距皆大于防火最小間距的要求，建筑物四周設有消防車道，以滿足消防疏散需求。 為加強環(huán)境保護，美化廠區(qū)，改善職工勞動條件，廠區(qū)已進行了綠化建設。主要包括：入口綠化、大型綠化草坪、臨路綠化隔離帶等。綠化系統(tǒng)采用點、線、面相結合的方式，層次豐富、面積大，形成良好的工作環(huán)境。廠內道路兩旁種植行道樹木，在空地種植花卉、草坪

14、。廠區(qū)內的綠化以草坪及常青常綠的樹木為主，將綠化用地與建筑用地融為一體。第四章 勞動保護與職業(yè)安全衛(wèi)生4.1 勞動安全衛(wèi)生 本項目將嚴格按照國家勞動部（1998）48號關于生產建設項目工程項目職業(yè)安全衛(wèi)生監(jiān)察的暫行規(guī)定的規(guī)范進行職業(yè)安全衛(wèi)生工程設計，以防為主，從根本上保障工人的安全與健康。 （1）為了保障職工在生產勞動中的人身安全和身體健康，車間生產嚴格按國家規(guī)定的有關標準執(zhí)行，車間內有關職業(yè)安全的提示標語及警示牌以及相關的勞動保護措施齊全到位。 （2）全廠供電系統(tǒng)采用三相五線制，用電設備均應可靠接地，并定期檢修，所有照明線路設短路保護，保證用電安全。 （3）車間潔凈生產區(qū)僅限于該區(qū)域工作人員

15、和經(jīng)許可的人員進入，生產中的廢棄物應及時處理。 （4）生產廠房中人員和物流出入口應分開設置，以避免混流帶來的安全隱患。各工位應與安全通道相連，各廠房應有兩個以上的對外出入口，以滿足人員疏散的要求。 （5）生產工人必須按規(guī)定穿戴勞動保護用品上崗。（6）公司廠區(qū)四周無對職工工作和生活有不利影響的設施。4.2 食品衛(wèi)生 食品的生產應嚴格執(zhí)行中華人民共和國食品衛(wèi)生法，在生產過程中達到以下衛(wèi)生要求： （1）保持內外環(huán)境整潔，采取消除蒼蠅、老鼠、蟑螂和其他有害昆蟲及其孳生條件措施，與有毒、有害場所保持規(guī)定的距離； （2）食品生產經(jīng)營企業(yè)應當有與產品品種、數(shù)量相適應的食品原料處理、加工、包裝、貯存等廠房或者

16、場所； （3）應當有相應的消毒、更衣、采光、照明、通風、防腐、防塵、防蠅、防鼠、洗滌、污水排放、存放垃圾和廢棄物的設施； （4）設備布局和工藝流程應當合理，防止待加工與直接入口食品、原材料與成品交叉污染，食品不得接觸有毒物、不潔物； （5）盛放直接入口食品的容器，使用前必須洗凈、消毒；（6）貯存、運輸和裝卸食品的容器包裝、工具、設備和條件必須安全、無害、保持清潔，防止食品污染； （7）直接入口的食品應當有小包裝或者使用無毒、清潔的包裝材料； （8）食品生產經(jīng)營人員應當經(jīng)常保持個人衛(wèi)生，生產、銷售食品時，必須將手洗凈，穿戴清潔的工作衣、帽； （9）用水必須符合國家規(guī)定的城鄉(xiāng)生活飲用水衛(wèi)生標準；

17、（10）使用的洗滌劑、消毒劑應當對人體安全、無害。 （11）生產經(jīng)營人員每年必須進行健康檢查，新參加工作和臨時參加工作的生產經(jīng)營人員必須進行檢查，取得健康證明后方可參加工作。患有有礙食品衛(wèi)生的疾病的，不得從事飲料生產工作。 （12）鍋爐房為高溫作業(yè)場所，采取自然通風、排風等降溫措施。第五章 組織機構與人力資源配置5.1組織機構 本項目按生產流程的需求設置工作崗位職責。主要部門職能情況如下： （1）綜合辦公室：負責公司的文秘、后勤保障和公共關系管理、檔案管理、企業(yè)文化及宣傳管理工作。 （2）GMP小組：主要負責GMP軟硬件管理工作，完善公司GMP文件和GMP規(guī)范管理工作并負責完成編制、修訂和修改

18、有關GMP 軟件的工作，并隨時檢查各部門執(zhí)行GMP 規(guī)范要求的情況。 （3）市場營銷部：主要負責制定年度銷售計劃，進行目標分解，并執(zhí)行實施；制訂公司各項營銷管理政策、制度并實施；負責目標市場開發(fā)，健全公司的營銷網(wǎng)絡；負責對銷售人員進行培訓、對營銷業(yè)務及營銷費用進行管理等。 （4）供應儲運部：主要負責公司物料采購計劃編制、物料采購、物料儲存以及領用等管理工作。 （5）財務部：主要負責公司財務預決算管理、會計核算、資金管理、納稅管理、物價管理、公司資產管理和成本管理。 （6）人力資源部：負責公司的人事、教育、勞資方面的管理。要求按照勞動法和其他法規(guī)、國家有關政策、以及企業(yè)章程有關規(guī)定,結合公司的實際情況, 建立規(guī)范的人力資源管理與開發(fā)運作體系。 （7）設備工程部：主要負責公司生產設備的引進、維護、維修和管理，使其保持良好狀態(tài)，有效滿足公司生產需要。 （8）質量保證部：主要負責原材料、成品、半成品質量檢驗、生產過程的質量監(jiān)督、內控質量標準和檢驗操作規(guī)程的制定、改進質量管理手段和方法等。 （9）技術中心：負責組織、協(xié)調全公司的科研力量對公司研發(fā)項目進行具體的實施。 （10）項目學術部：新產品、新技術的研究與開發(fā)計劃；信息化及知識產權的保護和戰(zhàn)略分析研究；產學研聯(lián)合和對