CN108866137B

CN108866137B - 鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法

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Publication number: CN108866137B
Application number: CN201810899662.5A
Authority: CN
Inventors: 张益奇; 涂丹; 戴志远
Original assignee: Zhejiang Gongshang University
Current assignee: Zhejiang Gongshang University
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: CN108866137A

Abstract

本发明公开了一种鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：以鱼皮、鱼鳞中的至少一种作为原料；将原料洗净、除杂后进行汽爆处理；在汽爆后原料中加入水进行水提；先将提取液的pH调节至6.0～8.5，然后加入蛋白酶制剂，于40～65℃酶解反应0.5～2h；酶解产物灭酶后，过滤，得粗酶解液；采用超滤膜对粗酶解液进行超滤，所得的透过液作为精制液；先将精制液经真空浓缩至固形物质量含量为25％～40％，然后喷雾干燥，所得的鱼皮鱼鳞胶原蛋白肽平均相对分子量小于3kDa、蛋白质含量超过95％。本发明可以解决鱼类加工中鱼皮、鱼鳞的利用问题，进而提升水产品加工下脚料附加值。

Description

鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法

技术领域

本发明涉及食品生物技术领域，具体涉及一种利用商品蛋白酶水解鱼皮鱼鳞制备胶原蛋白肽的方法。

背景技术

胶原蛋白肽是胶原蛋白的水解产物，因其分子量低，易于吸收、具有一定的生物活性等特点被广泛用于食品、医药、化工等领域。目前生产胶原蛋白制品的原料基本上是猪、牛等陆生动物的皮和骨，因疯牛病恐慌等原因，胶原蛋白及其制品的使用受到限制。寻找猪、牛皮和骨以外的胶原蛋白原料成为当务之急，而水产加工废弃物尤其是鱼皮、鱼鳞是理想的替代原料。

作为水产加工大国，我国水产品加工过程中产生大量的鱼皮、鱼鳞等下脚料，富含胶原蛋白。研究表明分子量低于3kDa的胶原蛋白多肽具有多种生理活性，如降血压、抗氧化等。近年来，以鱼鳞、鱼皮等低值水产资源为原料，通过高温蒸煮、控制水解等工艺制备的胶原蛋白肽已成为水产胶原肽的常规方法。但现有技术多需要酸、碱进行溶胀、脱灰等预处理，这些处理方式大都过程繁琐、环境污染严重，酶制剂用量大(约为原料重量的5％～9％)，反应周期长，胶原蛋白肽段得率低，灰分含量高，且分子量低于3kDa组分含量并不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种鱼皮鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法，可以解决鱼类加工中鱼皮、鱼鳞的利用问题，进而提升水产品加工下脚料附加值。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：

1)、汽爆预处理：

以鱼皮、鱼鳞中的至少一种(即，鱼皮、鱼鳞、或2者任意比例混合物)作为原料；

将原料洗净、除杂，装入汽爆机爆腔，于0.1～1.5MPa压力下进行汽爆处理，汽爆处理时间为15～240秒；得汽爆后原料；

2)、水提：

在汽爆后原料中加入为汽爆后原料4～20质量倍(优选5～10质量倍)的水，均匀混合后于40～85℃提取0.5～3h(优选50～70℃提取2～3h)，得提取液；

3)、酶解：

先将提取液的pH调节至6.0～8.5，然后加入占汽爆后原料重量0.01％～1％的蛋白酶制剂，再于40～65℃酶解反应0.5～2h；

4)、灭酶：

将步骤3)所得的酶解产物灭酶，过滤(以除去不溶性残渣)，得粗酶解液；

5)、分离：

采用超滤膜对粗酶解液进行超滤，所得的透过液作为精制液；

6)、干燥：

先将精制液经真空浓缩至固形物质量含量为25％～40％，然后喷雾干燥，得鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽(即，胶原蛋白粉)。

作为本发明制备方法的改进：所述蛋白酶制剂是碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶中的一种或任意两种组合。

说明：上述蛋白酶制剂均能通过常规市购的方式获得，例如，碱性蛋白酶可选用诺维信公司销售的Alcalase碱性蛋白酶，酶活量为3.0AU/g，中性蛋白酶的酶活量为0.8AU/g，胰蛋白酶的酶活力为250U/mg，风味蛋白酶的酶活量为500LAPU/g。

作为本发明制备方法的进一步改进：所述步骤5)中，超滤膜的分子量为3～10kDa。

作为本发明制备方法的进一步改进，所述步骤4)中的灭酶为：将步骤3)所得的酶解产物于80～95℃保持8～20min，从而实现灭酶。

作为本发明制备方法的进一步改进：所述步骤1)中，汽爆压力为0.6～1.2MPa，汽爆处理时间为30～60秒。

作为本发明制备方法的进一步改进：所述步骤3)中，先将提取液的pH调节至8，再加入胰蛋白酶(酶活量为250U/mg)、碱性蛋白酶(酶活量为3.0AU/g)，胰蛋白酶、碱性蛋白酶的量分别是为汽爆后原料重量的0.5％、0.5％，于55℃酶解2h。

作为本发明制备方法的进一步改进：所述步骤5)中，超滤所得的截留液添加到步骤3)中继续进行酶解。即，未水解掉的大分子蛋白质经超滤截留后加到步骤3)中进一步酶解处理，从而被酶制剂进一步酶解成更小的分子；添加比例为任意。

作为本发明制备方法的进一步改进：所述鱼皮、鱼鳞为海洋鱼类的鱼皮、鱼鳞，或者为淡水鱼类的鱼皮、鱼鳞。

在本发明中，鱼皮鱼鳞在洗涤后不经过切割、粉碎、脱灰处理而直接使用。鱼皮鱼鳞为水产品加工过程中收集的鱼皮鱼鳞，或者为直接从鱼体上剥离获得的鱼皮鱼鳞。

本发明与现有技术相比具有如下技术优势：

1、本发明利用汽爆技术预处理鱼皮鱼鳞，且界定了汽爆处理的优选工艺参数，使得蛋白质适度变性，有利于胶原蛋白的溶出，增加酶制剂的可及性，从而大大减少酶制剂用量；所用原料不需要切割、粉碎、脱灰等预处理，不需要酸、碱浸泡；且减少了酶制剂的用量，提高了酶解液制备效率。

2、工艺简单、易于操作；

3、本发明利用酶工程技术制备鱼皮鱼鳞胶原蛋白肽，条件温和，氮回收率达到80％以上，得到平均相对分子量小于3kDa、蛋白质含量超过95％的鱼皮鱼鳞胶原蛋白肽。较好地解决水产品加工中鱼皮鱼鳞的利用问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1、一种鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法，依次进行如下步骤：

(1)、鱼皮鱼鳞汽爆处理：

以优质罗非鱼的鱼皮鱼鳞(即，带有鱼鳞的鱼皮)作为原料，将其洗净、除杂，装入汽爆机爆腔，0.6MPa汽爆处理1min，泄压后取出；得汽爆后原料；

(2)、水提：

在汽爆后原料中加入5质量倍的水均匀混合后于50℃提取2h，过滤，得鱼皮鱼鳞提取液；

(3)、保温酶解：

先将提取液的pH调节至8，再加入诺维信公司销售的Alcalase碱性蛋白酶(酶活量为3.0AU/g)，碱性蛋白酶的用量为汽爆后原料重量的0.1％，55℃酶解2h；

(4)、灭酶：

酶解时间到后，90℃灭酶15min，冷却至60℃后，过滤除去不溶性残渣，得粗酶解液；

(5)、分离：

采用截留分子量3kDa的超滤膜对粗酶解液进行超滤，取透过液作为精制液；

(6)、干燥：

将精制液进行真空浓缩(-0.1MPa的真空度、60℃的温度)至固形物含量达30％，喷雾干燥(进风温度180℃，出风温度80℃)，得鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品(含水率≤5％)。

经凯氏定氮法检测，鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中，蛋白质含量≥98％，灰分含量≤1％。

每1kg原料，能获得190g的鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品，即，收率为19.0％。

实施例2、鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法，依次进行如下步骤：

(1)、鱼皮鱼鳞汽爆处理：

将草鱼加工过程中收集的鱼皮鱼鳞作为原料，洗净、除杂，0.9MPa汽爆处理0.5min，泄压，爆破取出；得汽爆后原料；

(2)、水提：

在汽爆后原料中加入10质量倍的水均匀混合后于70℃提取1h，过滤，得鱼皮鱼鳞提取液；

(3)、保温酶解：

先将提取液的pH调节至7，再加入诺维信公司销售的中性蛋白酶(酶活量为0.8AU/g)，中性蛋白酶的量是为汽爆后原料的重量的0.5％，55℃酶解1h；

(4)、灭酶：

(5)、分离：

(6)、干燥：

将精制液进行真空浓缩至固形物含量达30％，再喷雾干燥，得鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品(含水率≤5％)。

经凯氏定氮法检测，鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥95％，灰分含量≤1％。

收率为20.5％。

实施例3：

(1)、鱼皮鱼鳞汽爆处理：

将青鱼加工过程中收集的鱼皮鱼鳞作为原料，洗净、除杂，1.2MPa汽爆处理0.5min，泄压，爆破取出；得汽爆后原料；

(2)、水提：

在汽爆后原料中加入8质量倍的水均匀混合后于60℃提取2h，过滤得鱼皮鱼鳞提取液；

(3)、保温酶解：

先将提取液的pH调节至7.5，再加入胰蛋白酶(酶活量为250U/mg)，胰蛋白酶的量是为汽爆后原料的重量的1％，55℃酶解2h；

(4)、灭酶：

(5)、分离：

(6)干燥：

将精制液进行真空浓缩至固形物含量达30％，喷雾干燥，得鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品(含水率≤5％)。

经凯氏定氮法检测，鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥98％，灰分含量≤1％。

收率为23.0％。

实施例4-1、

将步骤3)改成：

先将提取液的pH调节至8，再加入胰蛋白酶(酶活量为250U/mg)、碱性蛋白酶(酶活量为3.0AU/g)，胰蛋白酶、碱性蛋白酶的量分别是为汽爆后原料的重量的0.5％、0.5％，55℃酶解2h；

其余等同于实施例3。

最终所得的鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥98％，灰分含量≤1％，收率为25.2％。

实施例4-2、

将步骤3)改成：

先将提取液的pH调节至7.5，再加入胰蛋白酶(酶活量为250U/mg)、中性蛋白酶(酶活量为0.8AU/g)，胰蛋白酶、中性蛋白酶的量分别是为汽爆后原料的重量的0.2％、0.8％，55℃酶解2h；

其余等同于实施例3。

最终所得的鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥98％，灰分含量≤1％，收率为20.6％。

实施例4-3、

将步骤3)改成：

先将提取液的pH调节至7.5，再加入胰蛋白酶(酶活量为250U/mg)、风味蛋白酶(酶活量为500LAPU/g)，胰蛋白酶、风味蛋白酶的量分别是为汽爆后原料的重量的0.5％、0.5％，55℃酶解2h；

其余等同于实施例3。

最终所得的鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥98％，灰分含量≤1％，收率为21.8％。

对比例1-1、将实施例3中的“1.2MPa汽爆处理0.5min”改成“2MPa汽爆处理0.5min”，其余等同于实施例3。

最终所得的鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥97％，灰分含量≤2％，收率为10.8％。

对比例1-2、将实施例3中的“1.2MPa汽爆处理0.5min”改成“0.2MPa汽爆处理5min”，其余等同于实施例3。

最终所得的鱼皮鱼鳞蛋白肽粉成品中蛋白质含量≥97％，灰分含量≤2％，收率为7.5％。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）、汽爆预处理：

以鱼皮和鱼鳞任意比例混合物作为原料；

将原料洗净、除杂，装入汽爆机爆腔，于1.2MPa压力下进行汽爆处理，汽爆处理时间为0.5 min；得汽爆后原料；

2）、水提：

在汽爆后原料中加入为汽爆后原料8质量倍的水，均匀混合后于60℃提取2 h，得提取液；

3）、酶解：

先将提取液的pH调节至7.5，再加入胰蛋白酶，胰蛋白酶的量是为汽爆后原料的重量的1%，55 ℃酶解2 h；

或者，先将提取液的pH调节至8，再加入胰蛋白酶、碱性蛋白酶，胰蛋白酶、碱性蛋白酶的量分别是为汽爆后原料的重量的0.5%、0.5%，55 ℃酶解2 h；

胰蛋白酶的酶活量为250 U/mg，碱性蛋白酶的酶活量为3.0 AU/g；

4）、灭酶：

将步骤3）所得的酶解产物于90~95℃保持15~20min，从而实现灭酶；再过滤，得粗酶解液；

5）、分离：

采用截留分子量3 kDa超滤膜对粗酶解液进行超滤，所得的透过液作为精制液；

6）、干燥：

先将精制液经真空浓缩至固形物质量含量为30%，然后喷雾干燥，得鱼皮/鱼鳞胶原蛋白肽。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，超滤所得的截留液添加到步骤3）中继续进行酶解。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述鱼皮、鱼鳞为海洋鱼类的鱼皮、鱼鳞，或者为淡水鱼类的鱼皮、鱼鳞。