和田墨玉县牛明胶生产关键技术与中试示范项目资金申请报告(编辑修改稿)

和田墨玉县牛明胶生产关键技术与中试示范项目资金申请报告(编辑修改稿)内容摘要：

的 牛、羊骨 为原料，采用合理的除脂肪和杂蛋白的方法，摸索出热碱法和酶法提取 牛、羊骨 明胶，采用单因素和正交试验，寻找最优浸提条件，并对两种浸提方法、提取条件以及最优浸提条件进行分析比较； ①本试验先设计提取工艺反应温度、时间、料液比和 pH值单因素试验，目的在于找出 牛、羊骨 明胶热碱式提取工艺的反应范围；在此基础上，优化反应温度、时间、料液比和pH值这四个因素的组合，寻找优化提取工艺。 15 ②影响酶法提取 牛、羊骨 明胶的因素很多，像酶的种类、酶的用量、提取时间、提取温度、料液比、 pH、提取次数等等。 但本实验 通过阅读大量的文献最终确定优先选定酶，再考虑反应温度、时间、 pH值和酶含量四个因素对明胶得率的影响，目的在于找出 牛羊骨 酶法提取工艺的反应范围，在此基础上，寻找最佳工艺参数。 (2)胶原蛋白分离纯化方法研究较多的有凝胶色谱法、离子交换色谱以及高效液相层析法，工业生产中采用较多的有硅藻土，活性炭吸附法等传统研究方法。 简单的膜分离方法在蛋白纯化工艺研究中也逐渐受到人们的重视。 膜分离技术作为一种新型高效、精密的分离技术，因其高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点而得到越来越广泛的应用。 本实验在分析 牛、羊骨 提取液的成分，性质结构和膜分离技术特点的基础上，采用微滤、二级超滤以及反渗透联合分离方法分离纯化 骨 明胶，其中微滤除去浸提液中的大颗粒悬浮物，二级超滤联合模式膜分离能很好的除去一些大分子和小分子物质，其中包括大部分非胶原态蛋白质，反渗透可以去除大部分盐类物质，以及浓缩浸提液的目的，联合膜分离工艺技术处理以达到分离纯化和浓缩 骨 明胶的目的，在分离纯化工艺技术研究过程中获得最佳膜工艺参数，为工业化生产提供理论依据。 同时该方法与传统方法进行比较。 16 ①明胶浸提原液成分分析为了测定后期膜处理效果分析，为膜工艺参数测定提供 依据，有必要对牛、羊骨明胶浸提液成分及其含量进行分析和测定。 ②明胶浸提液中明胶分子量分布初步测定对 牛、羊骨 明胶提取液中明胶分子量分布的大致了解，为超滤膜的选择提供参考和理论依据，具体实验如下：将明胶浸提液浓缩，真空干燥成粉末，采用聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳 (SDS． PAGE)法测定分子量分布。 ③膜法分离明胶工艺参数的确定 膜分离过程中，操作条件的改变，处理效果也不同，如膜通量，会随着操作压力，操作温度，操作时间，料液浓度，料液的 pH等条件的变化而变化，所以在采用膜分离技术分离纯化明胶的过程中，有必要对膜工 艺参数进行研究。 (3)对纯化明胶理化性质进行检验分析，并与商业明胶，标准胶原蛋白，阿胶进行对比，挖掘热碱纯化明胶的优点和不足，为开发新型明胶产品奠定基础。 ①明胶样品的感官性研究 将纯化热碱明胶，酶式明胶，商业明胶， Sigma I标准胶原蛋白的感官性质比较包括颜色，状态，气味。 ② SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳是聚丙烯酰胺凝胶电泳系统 17 中引入十二烷基磺酸钠 (SDS)，蛋白质在一定浓度的含有强还原剂 SDS溶液中，与 SDS分子形成带负电荷的 SDS蛋白质复合物。 蛋白质分子的电泳迁徙率主 要取决于它的分子量与所带电荷和和形状无关，因此，可以利用 SDSPAGE测定蛋白质分子量。 ③明胶紫外光谱分析 配置一定浓度的纯化热碱明胶、酶提明胶和 sigma I标准胶原蛋白溶液，在波长 190440nm范围内用紫外分光光度计进行紫外吸收光谱测定， sigma I标准胶原蛋白作为对照。 ④ 明胶等电点分析： 配置 pH 114，质量浓度为 10g／ L的明胶样品，再用 pH剂准确测定各浓度样液的 pH值，并用紫外 可见分光光度计测定各样液的透光率 T，测定波长为 660nm，作 T与 pH的关系曲线，从曲线上找出最小 T时的 pH，此 pH为所测样品的等电点。 ⑤明胶蛋白质功能性分析 蛋白质的功能特性对其应用非常重要，因此对明胶的水合性质、乳化性、乳化稳定性、吸油性、起泡性和泡沫稳定性等特性进行分析。 （ 4） HACCP在 明胶 生产中的应用 保证 明胶 制品安全，避免在原料的生产、收购、加工过 18 程、储藏及销售环节中品质发生变化等，亟需制定监测 系统，以保障 明胶 安全。 本研究利用危害分析关键控制点 (HACCP)管理系统研究 牛、羊骨 生产中的监测系统，建立 牛、羊骨明胶 的质量安全关键控制点的监测程序并在企业应用。 项目 技术路线 牛、羊骨明胶产品 安全生产关键技术研究与示范 明胶提取工艺研究 热碱式提取工艺 酶法提取工艺 明胶分离纯化工艺研究 明胶理化性质研究 分离工艺的确定 理化指标测定 浸提原液成分分析 样品的感官性质研究 凝胶电泳 紫外光谱分析 分子量初步测定 等电点分析 蛋白质功能性分析 应用新规范、 标准、 技术、系统集成与示范 生产具有 高品质的食品安全性 清真明胶 产品 新疆 肉制品副产物综合利用 安全技术落后 新疆优质畜副产品 资源尚未充分开发 产品 没有突出原生态特点、质量低、效益差 安全生产规范 牛、羊骨 原料及 明胶 产品质量安全体系建立 试验、验证、改进 HACCP生产中的应用 19 （三） 实施方式 本项目在实施过程中 企业要加强与科研院所的合作，产学研相结 合的道路。 企业已与新疆农业大学食品科学学院签订技术合作协议书，藉此寻求在 畜副产品深 加工方面的突破，从而 提升企业科技创新能力，提高成果的科技转化率，优化 产品 结构， 逐步发展壮大成为拥有自主知识产权、具备核心竞争力、科技创新能力较强的现代化 清真明胶 加工企业。 （四） 项目进度与完成期限 1. 上半 年度 与高校联合 完成项目的资料收集、整理、研究方案设计、论证、 技术路线的研究工作 完，并确定中试技术方案 ：（ 1）明胶提取 技术 进行研究（ 2）确定 明胶分离纯化技术 工艺参数；（ 3） 产品理化性质进行研究；（ 4） 制定产品质量标准 ；（ 5）进一步建立 明胶生产 质量安全保障体系； 3. 下半 年度 与 高校 联合，完成中试，完善中试技术方案，制定产品技术标准及相关技术文件：（ 1）对 明胶生产技术 进行整合并对产品进行中试；（ 2）完成 加工产品技术体系、质量安全体系建立； （ 3）总结项目成果，准备结题工作。 20 三、 技术经济指标 （一） 与现有产品、技术、装备的对比分析 明胶是一种从动物的结缔组织 ( 皮和骨 )中提取的蛋白质。 明胶产业有一百多年的历史，骨明胶生产企业一直沿用传统碱法工艺从骨中制取明胶。 明胶不仅是照相材料最基本的原料之一，也是药用空心硬 ( 软 ) 胶囊壳 的主要原料。 明胶还可以作为食品工业的食品添加剂、澄清剂、稳定剂和吸水剂等，以及化工行业的乳化剂、絮凝剂和增稠剂等。 近年来，明胶在化妆品及保健品中也得到很好的推广应用。 2020 年，全球范围内共生产明胶 32 万吨，我国生产量为 5 万吨。 尽管明胶市场处于供不应求的态势，但传统工艺明胶生产对水电资源的过分依赖和对环境的严重污染，使企业面临巨大的环保压力。 传统碱法工艺制备骨明胶的生产周期需要 60 ～ 90 天，每生产 1 吨骨明胶需要水量在 600 吨以上，生产过程中需要使用大量的酸碱等化学试剂，环境污染严重。 传统碱法骨明胶生产工艺中耗时较长的两大步骤分别为浸酸 ( 脱矿 ) 和浸灰步骤，缩短或取代这两个过程是缩短明胶生产周期的有效方法。 酶作为一种生物活性催化剂，可以加速生化反应的速度，通过特有的对底物的专一性剪切，从而使骨胶原降解为明胶。 采用试剂或者经适当的处理方法可以使酶不可逆 21 转地失活，转化为蛋白质，从而将酶解过程完全终止。 酶法明胶生产工艺正是根据以上的原理使骨胶原转化为明胶，取代了传统工艺的浸酸和浸灰过程，使生产周期大大缩。