CN103601802A - 一种促进鱼骨水解利用的方法 - Google Patents

Abstract

鱼骨水解利用的方法主要：酸法、碱法、水提法和酶法，本发明进一步用超声波作用，提高鱼骨水解利用率，缩短了提取时间。

Description

一种促进鱼骨水解利用的方法

技术领域

鱼骨水解利用的方法主要：酸法、碱法和酶法，本发明进一步用超声波作用，提高鱼骨水解利用率，缩短了提取时间，使其得到更好的利用于食品、化妆品、医药和保健品等领域。

背景技术

水产动物的皮、骨、鳍等含丰富的胶原蛋白，而且是安全的胶原蛋白的来源。

我国是世界上水产品产量最大的国家，也是世界上唯一养殖量超过捕捞量的国家，尤其是淡水养殖业发展非常迅速，淡水鱼产量占全国水产品总产量的60％左右。养殖业的迅猛发展必将带动水产加工业的发展，目前，淡水产品加工一直是人们关注的热点。这也就意味着养殖产量较高的淡水鱼类如鲢鱼、草鱼、罗非鱼等加工品的比例将越来越大。随着国内水产加工业的发展，水产加工企业产生的下脚料如鱼头、鱼皮、鱼鳞、鱼骨、鱼鳍等也将逐年增长。目前国内水产品综合利用的水平较低，由于淡水鱼类可食部分比例低，鱼肉加工后的下脚料及其它副料没有充分回收利用，或作为低值饲料、肥料出售，或随意排放，将造成浪费资源并污染环境。因此，充分利用水产加工下脚料，以提高综合经济效益，已成为淡水鱼加工企业日益关注的问题。鱼骨的产量最大，是研究的重点。

从鱼骨中提取胶原蛋白并对其进行深入研究在国外已相当普遍。胶原蛋白(Collagen)属于硬蛋白类，是人体皮肤的主要成分，占皮肤干重的70％～80％，以不溶纤维形式存在于所有多细胞动物体内，是体内含量最多的一类蛋白质，具有高度抗张能力，对动物和人体皮肤、血管、骨骼、筋骨、软骨的形成十分重要，在动物细胞中扮演结缔组织的角色。食物中的胶原蛋白一般都是大分子结构(分子量为5×104～10×104Da)，人体不能有效吸收和利用；只有小分子胶原蛋白(分子量<3000Da)，才能被人体有效吸收利用；一些含胶质的食物，如牛蹄筋、猪蹄、鸡翅、鸡皮、鱼皮及软骨，都含有胶原蛋白，但由于疯牛病、口蹄疫等缘故，以陆生动物为原料制备胶原蛋白受到很大限制，原料转向以水生动物为主，而鱼类的组成结构与人体最接近，是最为人体组织所辨识吸收的胶原蛋白来源。胶原蛋白在鱼类的真皮、骨和鳞片中含量丰富，其分子有着独一无二的“三螺旋”结构(由3个α-2肽链互相拧成的三股螺旋构型，每个肽链约含1200个氨基酸，其中包括独特的羟脯氨酸)，现已发现18～19种，各种间的结构差异主要在于多肽链的初级结构即氨基酸顺序的不同。鱼胶原蛋白属于I型胶原，分子量为30×104Da，纤维长280nm、直径115nm，是细长型针状刚体，由3条分子量约为10×104Da的α-2肽链形成螺旋结构。

鱼骨胶原蛋白均可被胰蛋白酶和蛋白酶K水解，水解产物分子量大小各异，成分复杂。鱼骨胶原蛋白中，甘氨酸含量最为丰富，依次是丙氨酸、谷氨酸和精氨酸。

鱼骨可以制备抗菌肽。蛋白质在酶水解作用下，可产生具有一定功能性质的肽段，而这些多肽分子量相对较小；而且酶解解离过程中通常伴有重要结构的重排，导致一些原来包埋在蛋白质分子内部的疏水区暴出来。另外，多肽具有新的营养、功能及生物特性。研究表明，生物活性肽在调节胃肠道运动、调节免疫系统、抗高血压、抗菌、抗血栓、抗病毒、抗癌、清除自由基和促进矿物元素吸收等方面发挥着重要作用。多年研究表明抗菌肽具有广谱杀菌作用，相对分子量较小，具有热稳定、水溶性好等优点。到目前为止已经发现600多种由细菌、植物和动物产生的内源性抗菌肽。鱼骨是抗菌肽的很好来源。

鱼骨可以制备水解蛋白液。鱼骨中蛋白质含量约为15％，且生物学效价高，然而人体不易消化吸收骨中的骨胶原蛋白。酶解可将骨中的骨胶原蛋白水解成多肽及L-氨基酸，大大提高其营养价值和功能特性。酶解方法采用单酶水解和复合酶水解为主，但蛋白质经上述不完全水解后产生了苦味，且水解液需经脱盐处理，从而限制了蛋白质水解物在食品和医药中的应用。采用分步酶解方式水解鱼骨蛋白，期望提高水解效果，得到无苦味、盐含量低、可直接应用于食品和医药领域的鱼骨水解产品。

鱼骨水解利用的方法主要：酸法、碱法和酶法，同时，在实际提取过程中，不同提取方法之间往往相互结合，以取得较好的提取效果。其基本原理都是将鱼骨水解，或把胶原蛋白从其它蛋白质中分离出来，或将骨进一步水解，得到水解蛋白液或抗菌多肽，用于食品医药保健品等。

发明内容

鱼骨水解利用的方法主要：酸法、碱法、水提法和酶法，本发明进一步用超声波作用，提高鱼骨水解利用率，缩短了提取时间。

具体实施方式

实施例一

鱼骨提取胶原蛋白

对照组：

原料前处理：原料鱼取其脊椎骨并彻底清除附着的肌肉后立即使用或置于-20℃冰箱中待用。

鱼骨胶原蛋白的提取及纯化：鱼骨充分剁碎后，用其质量20倍的0.1mol/L NaOH溶液于4℃下浸泡4h，以去除非胶原蛋白成分及防止内源性蛋白酶对胶原蛋白的影响。鱼骨用蒸馏水反复洗涤，充分沥干后用其质量5倍的0.5mol/L EDTA溶液(pH7.4)于4℃下浸泡5d，每天更换1次EDTA溶液以起脱钙作用，并用蒸馏水反复洗涤。沥干后加入20倍的10％异丙醇溶液于4℃下浸泡1d，以去除脂肪。经蒸馏水反复洗涤，沥干后再加入等量的0.5mol/L乙酸溶液并在4℃下浸泡3d。经4℃，20000×g离心30min后得上清液即为粗胶原蛋白。取适量粗胶原蛋白加入NaCl至溶液终浓度为0.9mol/L，同时析出絮状沉淀，4℃，12000×g离心15min得沉淀物即为盐析后的胶原蛋白。冷冻干燥后置-25℃冰箱中待用。

超声波组：0.5mol/L EDTA溶液(pH7.4)于4℃下浸泡提取过程中，同时用超声波发生器施加20kHz超声波，提取时间缩短为对照组的一半。

结果：对照组提取率为28.3％，而超声波组为％，超声波组取得了更好的提取效果，且缩短了提取时间。

实施例二

鱼骨制备抗菌肽

对照组：

原料的预处理：新鲜鱼骨→清洗→匀浆→酶解→灭酶→离心→上清液→冷冻干燥→测定蛋白质含量

抗菌肽制备：将鱼骨清洗干净，预处理后，用乙醚在30℃下进行脱脂，脱脂后的匀浆物分装后冷冻备用。脱脂后的匀浆物加水，胃蛋白酶酶解，胃蛋白酶的最佳酶解工艺条件为：底物浓度1：4，酶添加量2000U/g，酶解时间2.5h，酶解温度37℃，最适pH值7.0。一定时间后于85℃下灭酶10min，离心10min(4000r/min)得到上清液，取一定量的上清液测定其抗菌活性。

超声波组：酶法酶解过程中，同时用超声波发生器施加20kHz超声波，提取时间缩短为对照组的一半。

结果：对照组对大肠杆菌的抑制率为-202.7％，而超声波组为-378.3％，超声波组取得了更好的提取效果，且缩短了提取时间。

实施例三

鱼骨制备蛋白水解液

对照组：

原料的预处理：原料鱼取其脊椎骨并彻底清除附着的肌肉后立即使用或置于-20℃冰箱中待用。

蛋白水解液的制备：鱼骨在120℃下蒸煮40min。蒸煮完毕后，按料液比1：4(W/V)加水打浆(HR2864型飞利浦三合一搅拌机)，加入一定量酶，搅匀，置于设定温度下水解至设定时间(定期搅拌)。起始pH8.0，用1500U/g Pr Alcalase于55℃水解2h后，再用1500U/g Pr Flavorzyme继续水解2h。反应结束后沸水浴灭酶10min，反应液于3000r/min离心10min，除去上层脂肪，收集上清液，即为鱼骨蛋白水解液，备用。

超声波组：酶解提取过程中，同时用超声波发生器施加20kHz超声波，提取时间缩短为对照组的一半。

结果：对照组提取率为53.5％，而超声波组为71.7％，超声波组取得了更好的提取效果，且缩短了提取时间。

Claims (5)

1.选择合适的方法水解鱼骨并进行利用。

2.选择合适的权利1中的鱼骨提取胶原蛋白的方法。

3.选择合适的权利1中的鱼骨制备抗菌肽的方法。

4.选择合适权利1中的鱼骨制备蛋白水解液的方法。

5.在权利1-4的方法中，同时用超声波发生器施加20kHz超声波以提高鱼骨水解利用率，缩短了提取时间。