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1、10申请公布号CN102321718A43申请公布日20120118CN102321718ACN102321718A21申请号201110257618222申请日20110902C12P21/0620060171申请人四川大学地址610065四川省成都市一环路南一段24号72发明人廖学品迟原龙崔敏张文华石碧74专利代理机构成都科海专利事务有限责任公司51202代理人邓继轩54发明名称化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法57摘要本发明公开了化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特点是该方法包括以下步骤步骤1将100重量份制革下脚料粉碎到粒度0105MM，加入到400800重。
2、量份水中，于温度4060浸泡0540H，加入15重量份化学试剂，于温度4060搅拌反应0540H，再加入0208重量份蛋白酶，于温度4070搅拌反应26H，然后调节溶液PH至68；2对步骤1反应后的物料进行酶灭活处理，酶灭活处理为在温度100搅拌510MIN或加入00105份过氧化氢在温度3060搅拌510MIN，然后过滤；3将步骤2中滤液进行干燥，获得工业蛋白粉产品；得到的产品分别为具有平均分子量15KDA，1050KDA或100300KDA的工业蛋白粉。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页CN102321725A1/1页21化学与酶。
3、协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特征在于该方法包括以下步骤，并按重量份数计为1将100份制革下脚料粉碎到粒度0105MM，加入到400800份水中，于温度4060浸泡0540H，加入15份化学试剂，于温度4060搅拌反应0540H，再加入0208份蛋白酶，于温度4070搅拌反应26H，然后调节溶液PH至68；2对步骤1反应后的物料进行酶灭活处理，然后过滤；3将步骤2中滤液进行干燥，获得工业蛋白粉产品；得到的产品分别为具有平均分子量15KDA，1050KDA或100300KDA的工业蛋白粉。2根据权利要求1所述化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特征在于所述制革下脚料为未。
4、经铬鞣制的边角余料，包括牛皮、羊皮和猪皮。3根据权利要求1所述化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特征在于所述化学试剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸铵、盐酸或硫酸中的任一种。4根据权利要求1所述化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特征在于所述蛋白酶为1398蛋白酶、2709蛋白酶、ALCALASE、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶、NEUTRAL、537蛋白酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、蛋白酶K、链酶蛋白酶或胃蛋白酶中的任一种。5根据权利要求1所述化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特征在于所述酶灭活处理为在温度100搅拌510MIN或加入00105。
5、份过氧化氢在温度3060搅拌510MIN。6根据权利要求1所述化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特征在于所述干燥方式为喷雾干燥、热风干燥或冷冻干燥中的任一种。权利要求书CN102321718ACN102321725A1/5页3化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法技术领域0001本发明涉及一种化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，属于工业蛋白粉的制备领域。背景技术0002制革生产中由于修边、片皮和削匀等操作工序会产生大量的边角余料，俗称制革下脚料。据统计，我国制革行业中每年产生的下脚料达140万吨。如果将这类下脚料直接排放到环境中，不仅是资源的巨大浪费，而且会。
6、造成严重的环境污染。因此，对这些制革下脚料进行回收再利用对制革工业的可持续发展具有重要意义。制革下脚料中一部分为含铬下脚料，约占60；而另一部分为不含铬下脚料，约占40。随着白湿皮技术在制革行业中的推广应用，不含铬制革下脚料的数量呈现增加的趋势。0003制革下脚料的主要成分为胶原蛋白，约占总量的8090，是宝贵的蛋白资源。在过去，制革下脚料主要用作生产饲料添加剂，但由于存在基因病的风险GJPIAZZA，RAGARCIAPROTEINSANDPEPTIDESASRENEWABLEFLOCCULANTS，BIORESOURCETECHNOLOGY，2010，10157595766，近年来欧美及我国。
7、已禁止使用制革下脚料生产饲料添加剂。另一方面，由于蛋白类助剂蛋白类表面活性剂、蛋白类胶粘剂等具有独特的功能特性和良好的生物降解性，因此可从制革下脚料中提取工业蛋白并以此生产各种助剂。但是，此类工业蛋白的分子量及其分布对下游产品的性能将产生重大影响蒋挺大胶原与胶原蛋白化学工业出版社，2006，17。例如，在制备浮选剂、絮凝剂、水凝胶和胶粘剂等产品时，一般应选择高分子量的工业蛋白作为原料，因为大分子的蛋白在氢键和疏水键的作用下更易形成分子间的三维网状结构，从而具有更大的比表面积和更多的作用位点，进而赋予产品良好的吸附性、持水性和粘结性；在开发渗透剂、乳化剂等产品时，一般选择中、小分子量的工业蛋白作。
8、为原料，因为中、小分子的胶原蛋白具有更优的溶解性和亲水性，进而赋予下游产品更优的性能；在与其它高分子共混制备复合材料时，所采用工业蛋白的分子量性质也将对复合材料的性能产生显著影响。然而，我国以制革下脚料为原料制备工业蛋白粉的传统工艺为酸法或碱法刘忠用皮革下脚料生产蛋白粉的方法ZL951174606；张小燕，杨德玉，高全昌等皮革下脚料提取蛋白的方法ZL01106725X，上述方法虽然工艺简单、生产成本较低，但胶原蛋白在被提取的过程中自身结构受到严重的破坏，所得到蛋白粉的分子量及其分布难以控制，无法满足生产具有高性能的下游产品的要求，而以制革下脚料为原料制备具有特定分子量工业蛋白粉的方法鲜有报道。。
9、发明内容0004本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法，其特点是克服传统生产工艺上的局限性，而建立一套以制革下脚料生产具有特定分子量及其分布的工业蛋白粉的方法，为生产具有高性能的工业蛋白产品提供必要的原料。说明书CN102321718ACN102321725A2/5页40005本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。0006本发明者在考察以制革下脚料为原料制备得到的工业蛋白粉的性质时发现，化学与酶协同工艺对水解制革下脚料中的胶原蛋白具有高效的靶向性和特异性，它可以选择性地破坏胶原分子间的作用力和胶原分子内的特。
10、定位置的化学键，进而得到具有特定分子量及其分布的胶原蛋白粉。0007化学与酶协同水解制革下脚料生产工业蛋白粉的方法包括以下步骤00081将100份制革下脚料粉碎到粒度0105MM，加入到400800份水中，于温度4060浸泡0540H，加入15份化学试剂，于温度4060搅拌反应0540H，再加入0208份蛋白酶，于温度4070搅拌反应26H，然后调节溶液PH至68；00092对步骤1反应后的物料进行酶灭活处理，然后过滤；00103将步骤2中滤液进行干燥，获得工业蛋白粉产品；0011得到的产品分别为具有平均分子量15KDA，1050KDA或100300KDA的工业蛋白粉。0012制革下脚料为未经。
11、铬鞣制的边角余料，包括牛皮、羊皮和猪皮。0013化学试剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸铵、盐酸或硫酸中的任一种。0014蛋白酶为1398蛋白酶、2709蛋白酶、ALCALASE、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶、NEUTRAL、537蛋白酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、蛋白酶K、链酶蛋白酶或胃蛋白酶中的任一种。0015酶灭活处理为在温度100搅拌510MIN或加入00105份过氧化氢在温度3060搅拌510MIN。0016干燥方式为喷雾干燥、热风干燥或冷冻干燥中的任一种。0017性能测试00181平均分子量的测定采用水相凝胶色谱法，凝胶色谱仪型号WATERS1515，测试范围11000KDA。。
12、00192氨基含量的测定采用甲醛滴定法迟原龙等胶原水解度的测定中国皮革，2010，391316。00203等电点的测定采用ZETA电位法，ZETA电位仪型号MALVERNNANOS90。00214基团分析利用傅里叶红外光谱仪，红外光谱仪型号THERMOFISHERNICDETIS10，测定范围5004000CM1。00225分子量分布测定采用SDSPAGE电泳法，电泳仪型号BIORADMINITETRASYSTEM，测定范围3KDA220KDA。0023本发明具有如下优点00241采用本发明方法可以选择性地制备得到具有特定性质的工业蛋白粉，如分子量分布、等电点、氨基和羧基含量、氨基酸组成等，进。
13、而赋予蛋白粉不同的结构特征、物化性质和功能特性等，为制备具有高性能的工业蛋白产品提供必要的原料。00252本发明方法生产过程简单，操作性强，易于推广，且所得产品有较高的附加值，具有良好的市场前景。说明书CN102321718ACN102321725A3/5页500263本发明方法以皮革废弃物为原料，对制革工业的节能减排和生物质资源的再利用具有积极作用。并且本发明方法采用化学与酶协同工艺，生产过程对环境污染小，属于绿色清洁化技术。附图说明0027图1A、B和C分别为本发明实施例2、5、9中制备的工业蛋白粉的红外图谱，图中1653CM1和1541CM1为酰胺键的特征吸收峰，1457CM1为亚甲基的。
14、特征吸收峰，以上特征峰值可以表征蛋白粉的基团特征和蛋白降解程度。0028图2为本发明实施例5中制备的工业蛋白粉的SDSPAGE电泳谱带，图中M代表电泳测定标准样品。0029图3为本发明实施例9中制备的工业蛋白粉的SDSPAGE电泳谱带，图中M代表电泳测定标准样品。具体实施方式0030下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。0031实施例10032将100份猪皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到400份水中，于温度40浸泡4H，加入5份。
15、碳酸钠，于温度40搅拌反应4H，再加入03份菠萝蛋白酶，于温度50搅拌反应6H，然后调节溶液PH至74；升温至100，灭酶活5MIN，冷却至常温后以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为4800DA，氨基含量为085MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为33。0033实施例20034将100份牛皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到500份水中，于温度50浸泡1H，加入2份氢氧化钙，于温度50搅拌反应2H，再加入04份1398蛋白酶，于温度60搅拌反应4H，然后调节溶液PH至7；升温至100，灭酶活7MIN，冷却至常温后以200。
16、目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为4000DA，氨基含量为095MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为30。0035所制备的蛋白粉的红外图谱如1A所示。0036实施例30037将100份羊皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到600份水中，于温度50浸泡3H，加入1份碳酸氢钠，于温度50搅拌反应3H，再加入06份ALCALASE，于温度50搅拌反应3H，然后调节溶液PH至78；升温至100，灭酶活10MIN，冷却至常温后以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为。
17、3300DA，氨基含量为120MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为23。0038实施例40039将100份猪皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到700份水中，于温度60浸泡2H，加入3份氢氧化钠，于温度60搅拌反应2H，再加入03份2709蛋白酶，于温度60说明书CN102321718ACN102321725A4/5页6搅拌反应2H，然后调节溶液PH至8；升温至100，灭酶活10MIN，冷却至常温后以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为2400DA，氨基含量为140MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为19。0040实施例500。
18、41将100份牛皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到450份水中，于温度40浸泡4H，加入1份碳酸钠，于温度40搅拌反应2H，再加入02份胰蛋白酶，于温度45搅拌反应4H，然后调节溶液PH至75；升温至100，灭酶活5MIN，冷却至4555时以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为14KDA，氨基含量为075MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为39。所制备的蛋白粉的红外图谱如1B所示，电泳谱带如图2所示。0042实施例60043将100份羊皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到500份水中，于温度45浸泡4H，加入3份氢氧化。
19、钙，于温度45搅拌反应4H，再加入04份于温度55搅拌反应3H，然后调节溶液PH至70；升温至100，灭酶活5MIN，冷却至4555时以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为26KDA，氨基含量为06MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为44。0044实施例70045将100份猪皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到600份水中，于温度50浸泡2H，加入2份硫酸铵，于温度50搅拌反应3H，再加入05份537蛋白酶，于温度50搅拌反应3H，然后调节溶液PH至65；升温至100，灭酶活5MIN，冷却至4555时以200目纱布进行过滤。
20、，将滤液先50热风干燥6H，再升温至80干燥12H，产物粉碎至粒度01015MM，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为34KDA，氨基含量为052MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为50。0046实施例80047将100份猪皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到800份水中，于温度60浸泡1H，加入1份硫酸，于温度60搅拌反应1H，再加入08份木瓜蛋白酶，于温度60搅拌反应4H，然后调节溶液PH至70；升温至100，灭酶活5MIN，冷却至4555时以200目纱布进行过滤，将滤液先50热风干燥8H，再升温至80干燥12H，产物粉碎至粒度01015MM，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为44KDA，氨基。
21、含量为038MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为54。0048实施例90049将100份牛皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到700份水中，于温度40浸泡3H，加入12份硫酸，于温度40搅拌反应2H，再加入03份胃蛋白酶，于温度60搅拌反应2H，然后调节溶液PH至6；加入05份过氧化氢灭酶活，然后以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，再粉碎至粒度0102MM，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为120KDA，氨基含量为033MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为60。0050所制备的蛋白粉的红外图谱如1C所示，电泳谱带如图3所示。0051实施例10说明书CN102。
22、321718ACN102321725A5/5页70052将100份羊皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到400份水中，于温度50浸泡05H，加入5份氢氧化钙，于温度50搅拌反应4H，再加入08份无花果蛋白酶，于温度60搅拌反应3H，然后调节溶液PH至64；加入005份过氧化氢灭酶活，再以200目纱布进行过滤，将滤液于进口温度180，出口温度100下进行喷雾干燥，再粉碎至粒度0102MM，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为180KDA，氨基含量为024MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为65。0053实施例110054将100份猪皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到600份水中，于温度40浸泡3。
23、5H，加入15份盐酸，于温度40搅拌反应25H，再加入06份链酶蛋白酶，于温度45搅拌反应6H，然后调节溶液PH至6；加入02份过氧化氢灭酶活，然后以200目纱布进行过滤，将滤液于60进行冷冻干燥28H，再粉碎至粒度0102MM，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为250KDA，氨基含量为010MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为72。0055实施例120056将100份牛皮下脚料粉碎至粒度0105MM，加入到800份水中，于温度40浸泡2H，加入3份硫酸铵，于温度40搅拌反应4H，再加入02份链蛋白酶K，于温度40搅拌反应5H，然后调节溶液PH至66；加入03份过氧化氢灭酶活，再以200目纱布进行过滤，将滤液于60进行冷冻干燥36H，再粉碎至粒度0102MM，获得工业蛋白粉产品。其平均分子量为280KDA，氨基含量为008MMOL氨基/G蛋白粉，等电位为75。说明书CN102321718ACN102321725A1/1页8图1图2图3说明书附图CN102321718A。