硫酸软骨素是提取于动物软骨的黏多糖类物质,在心血管疾病、关节病的防治等方面具有重要的作用,是目前市场上较重要的生化产品。硫酸软骨素目前具有供不应求和继续上升的市场。硫酸软骨素除了作为药品外,大量
的是作为改善关节病的补充品,作为健康食品应用,在美国已经风行多年。经过多年的应用,已经证明硫酸软骨素对改善老年退行性关节炎、风湿性关节炎有一定的效果,因此市场仍呈快速上升的势头。仅在美国的消量每年就可达600吨左右。而中国有13亿人口,患老年退行性关节病和冠心病的人很多,因此有着硫酸软骨素消费的巨大潜在市场。
硫磺软骨素生产工艺有多种,如强碱工艺、稀碱高盐工艺、酶解工艺等。本文介绍一种小规模生产硫酸软骨素的加工工艺。
1.浸提
将收购的晒干的牛软骨称取重量,倒入搪瓷桶或陶缸内(小试生产可用塑料桶,陶缸即农村贮水缸)加入软骨重量2至3倍、质量浓度为3%的烧碱溶液搅动一会,后移到煤炉上,微微加温并保温使浸提液温度在30至40℃,浸提时间为24小时,以将软骨溶化成水或泡软化为佳。
2.酶解
浸泡后,不过滤边快速搅动浸泡液,边用1∶1的盐酸液调节其PH值为8.5-9(PH8.8为最好,1∶1盐酸配制方法:500毫升水加500毫升浓盐酸)再按照软骨与浸提液的总重量的3‰加入2709碱性蛋白酶搅动,(蛋白酶加入前应用水将其先稀释搅匀,水不可用开水)复查PH值,并稳定在PH8.5至9进行加温,加温时忌用铝锅,以不锈钢锅为宜,温度控制在51℃至56℃,并在此温度范围内保温7小时,此时经酶解作用,软骨绝大部分已经溶化为水溶液,随后可趁热调节调PH值到6至6.5,然后按溶液与少部分未化开的软骨二者的总重量加入2%的无碘工业盐搅溶后快速大火加热到80至86℃,随后保温10至15分钟,之后立即用单层250至300目工业滤布趁热进行过滤(因有少量油脂原故,趁热过滤比冷却后过滤速度快些),得滤液备用。随后滤液可趁热调节PH2.5搅3分钟,静置冷却4至5小时后,滤液出现分层,抽出上部液体下部滤渣马槽式过滤;为提高过滤速度,可将下部滤渣加热至70至75℃再过滤。合并滤液备用。(注:调节PH2.5目的是去除酸性蛋白物,又因软骨素为一定粘稠性物品,故此步过滤速度较慢;过滤采用2至3层细棉布进行过滤),后再将滤液用10%-15%烧碱溶液复调至PH6.5备用。
3.沉淀
将滤液中加入80度以上的乙醇充分搅动2至3分钟,用酒精计测,使溶液中乙醇达60度,沉淀静置24小时,抽吸上层乙醇液回收再用,下层的沉淀物用双层细棉布过滤并用布袋吊干乙醇液,以不滴水为准。双层棉布在过滤截留沉淀物之前,应用乙醇打湿一下,可使沉淀物中软骨素不流失到滤液中去,滤液可回收酒精不可弃之。
4.脱色氧化
将沉淀物加5至8倍量浓度2%的稀盐水,搅拌几分钟至沉淀的完全溶解,1∶1盐酸液调溶液PH值为2.6,搅动3分钟,静置4小时,抽上层液,下部渣子马槽式过滤,收集滤液与上层液合并备用。将滤液PH值调至11至12,并按滤液的重量加入0.02倍的食盐搅匀,食盐可选用民用精盐,但需在空气中敞口放2至3天,以使盐中碘挥发掉。随后再加入0.03倍的双氧水搅动2分钟,放置24至48小时进行脱色,其间PH值仍控制在11至12。脱色氧化时,不可加盖密封,目的让双氧水慢慢挥发完。PH值在脱色氧化前2小时内呈下降态势,故因多复杂复调,PH下降了应用10%-15%烧碱溶液调节,2小时后PH值基本稳定,但仍要勤测试。滤液脱色好的标准是,放置24小时后,用肉眼观察上层清液呈淡淡的乳白色;反之则继续静置脱色。
5.二次沉淀
脱色氧化完以后,用4至6层棉布精细过滤,留滤液,弃渣子。滤液调止PH2.5搅动2分钟静放40分钟,细过滤之,目的是去除酸性蛋白质。滤液再调至PH6.5,加入80度以上的乙醇达65至70度,搅动2分钟,加盖密封静置沉淀24小时,随后抽出上层乙醇液,再加入95度的乙醇,用量是下部湿品软骨素体积的3至5倍,不少于3倍,复沉24小时。
6.脱水、烘干
抽出上部酒精,加入3至5倍体积55至60℃的温热的95度乙醇,沉洗兼脱水。时间约12小时即可。95度乙醇一定要水溶加热,不可直接加热,防起火。随后再重复此步骤一次(也可用丙酮脱水)。抽出上层乙醇液,下层湿品软骨素用工业滤纸或500目工业滤布,吊沥干乙醇液,将湿软骨素倒入干净的不锈钢盘内,于65℃以下烘干之,烘干温度不可超过70℃,以防损坏产品。可采用冬季取暖器烘干,烘干时取暖器放在不锈钢盘的下方为好;当产品数量较大较多烘干可购买小型烘干机,总之烘干以电热烘为好,掌握好烘干温度,烘干中经常翻捣动软骨素;烘至产品干燥,手摸之下不粘手,闻不到任何酒精气味为宜,烘干时间约为1至3小时。本产品切不可采用石灰缸吊干燥。烘干好的产品放入无毒食品塑料袋内,密封保存,不可受潮。