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书.doc

2012年自治区重点技术创新项目 资金申请报告 项目名称：和田墨玉县牛明胶生产关键技术与中试示范 项目类别：产学研联合开发专项 申报单位： 通讯地址： 邮政编码： 联 系 人： 联系电话： 项目主持单位：XX天迪洋阳养殖有限公司 申报日期： 2012 年 02 月 08 日 自治区经济和信息化委员会 一、项目建设的必要性和意义 明胶(gelatin)是由动物的皮、骨、筋、腱等结缔组织中含有的胶原经适度水解、提取而获得的蛋白质产品，广泛应用于食品、医药及化妆工业。在工业传统方法生产主要是以牛、猪等动物的皮、骨为原料，经酸、碱处理后，加热水萃取而制得。传统碱法生产明胶工艺由于周期长、卫生条件难以控制、设备改进困难,以及对环境造成污染等原因,难以满足日益增长的明胶市场的系统需求,迫切需要改进。酶法制备明胶从二十世纪五十年代被尝试引进到明胶制备工艺中的半个多世纪以来,国内外研究者已经取得了不少的成果。到目前为止,虽然还没有大规模应用于明胶生产中,但其潜在的生产周期短、设备易于控制及环境污染少等优势正逐渐显现出来。 （一）国外相关产品与技术发展的概况，其代表产品、技术和公司 酶解胶原的实验室研究开始得很早,但并未应用于制取明胶的生产中。CA(美国化学文摘)在1912年就收录了Grover Tracy和J.Gies Willian研究蛋白酶对卷曲胶原蛋白影响的文章。1927年H.B.Merrill和J.W.Fleming研究了胰蛋白酶对牛皮的影响。他们发现胰蛋白酶可以攻击浸灰皮料,当温度从35℃升高至40℃时,皮料降解速率迅速增高;pH8.0左右时,皮料降解速率最大。Vernon在1939年发现,通过使用自然存在的酶,经过几个过程可以产生明胶,并将此研究专利转让给帝国化学公司(Imperial Chemical Industry)。之后又有一些酶降解胶原的研究,但由于当时明胶制造业的条件限制,并没有将这些研究成果真正引进到酶解制备明胶的工艺中来。 较早的酶法制备明胶的应用方法发表于1954年。Keil等人于1959年获得最初的酶法制胶专利,并转让给Armour公司。Armour公司采用微生物酵母(Mycoderma)和球拟酵母(Torulopsis)处理猪皮,并加入糖类作为酵母培养基。“21天后由于微生物的分解达到一个阶段,而后将pH由1.5调整到3.5时,微生物分解作用中断”。当时认为,微生物的作用实质上是受到了从其他皮料来的接种培养的加速。六十年代初期,日本Leather公司较早地将酶解胶原引进到制胶工艺中,为酶法生产明胶奠定了基础。 七、八十年代大量可溶解胶原的微生物蛋白酶被发现,人们开始筛选出适宜酶种来取代酵母,并将其引入到制胶工艺中来。由于微生物蛋白酶多数不是单一酶活的酶种,往往具有几种酶活功。微生物酶的引入,进一步提高了胶原降解的速度。1975年,I.F.Mishunin等研究了用灰色链霉菌蛋白酶水解骨胶原制取明胶的方法。该明胶平均分子量在63400左右,特性黏度值0.22,含10.6%的羟脯氨酸,0.06%游离糖。控制一定条件,这种方法的制备与其他方法比较,结果并无差别。1977年,Hinterwalder报道了用胃蛋白酶和链霉蛋白酶配合化学处理的方法,使A型明胶的生产效率提高,生产时间缩短。同年,Petersen和Yates用非致病菌分泌的蛋白水解酶取代发酵有机物制备明胶,为此获得更为先进的生产工艺,并将此专利转让给Novo公司。1989年Makmen所发现的胞外金属内肽酶,可以专一性水解胶原端部的非螺旋区,非常适用于明胶的制备工艺。 1996年,P.G.Dalev等人处理废皮料,采用50000U/g碱性蛋白酶,酶用量2.5g/kg湿皮,进行水解获得5%-10%的胶,进一步进行纯化处理获得了食用明胶。美国的L.F.Cabeza,M.M.Taylor等人致力于用酶将制革行业中的废皮料转变为有用的明胶产品。1997年,他们研究了胃蛋白酶和胰蛋白酶对从含铬皮屑中分离所得明胶的化学、物理性质的影响。一年后,他们发表了采用碱性蛋白酶在温和条件下对含铬皮屑的作用研究,获得了明胶及其它的胶原水解产物。1999年,他们将制革行业中含铬的废料通过碱法或酶法提取明胶,并将得到的明胶用于微胶囊包装中。2000年,他们将胰蛋白酶酶法制备引进到铬皮屑的处理中,他们发现反应受酶浓度