CN100485043C - 鱼鳞胶原蛋白及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种鱼鳞胶原蛋白及其制造方法，更特别的是一种以酶法萃取鱼鳞胶原蛋白的方法，具有本发明特征的鱼鳞胶原蛋白制造方法包含下列步骤：(a)将鱼鳞原料洗净后加热处理；(b)将加热处理后的鱼鳞原料以机械破碎处理；(c)经步骤(b)细碎后的鱼鳞原料添加蛋白质水解酶，并于温水下进行酶处理；(d)将经步骤(c)酶处理后的水解液离心；(e)取出经步骤(d)离心过后的上层液；及(f)将步骤(e)所得的上层液干燥成粉末。且本发明利用上述步骤制得一种产率高，纯度高，低污染的鱼鳞胶原蛋白。
Description
技术领域
本发明涉及一种鱼鳞胶原蛋白及制造该鱼鳞胶原蛋白的方法。更特别的，本发明涉及一种利用酶法萃取鱼鳞胶原蛋白的方法。
背景技术
以往作为化妆品、食品、医药用品、工业等使用的胶原蛋白多来自牛、猪及鸡等哺乳动物或家禽类动物的胶原蛋白组织提取物。近年来，牛的疯牛病，猪的口蹄疫及家禽类的禽流感等家畜家禽类疫病问题接连发生，家畜家禽类的胶原蛋白的安全性面临考验，加上一些消费者使用家畜类胶原蛋白有过敏的倾向。因此，使用陆产动物所萃取的胶原蛋白，则有使用安全上的隐忧。
由于上述问题，近年来安全性较高的鱼类的胶原蛋白逐渐受到注意，其中以鱼皮及鱼鳞的胶原蛋白含量较为丰富，常用来作为制作胶原蛋白产品的原料。但是，以鱼皮为原料的胶原蛋白有其特殊的鱼臭味，其中脂肪含量高且白浊物质多，还会产生透光率低等问题，因此特别在作为化妆保养品的原料组成成分时，其臭味及白浊会限制鱼皮胶原蛋白使用的范畴。
相反的，鱼鳞约含有50％的胶原蛋白及50％的羟基磷灰石(HAP)，以往鱼鳞胶原蛋白的萃取为先以丙酮等有机溶剂脱去脂肪，再以酸性水溶液脱去灰份，过滤得到粗胶原蛋白。如日本专利P2004-91418A号揭示，该案发明人利用盐酸脱灰，加水分解干燥得到成品，然而，该方法须花费的时间长，制作成本高，且对环境伤害大，故不利于大量制作。因此，许多发明人将其工序加以改良，利用酶法分解鱼鳞胶原蛋白，例如日本专利P2003-327599A号所揭示的方法，在清洗及利用酸液去除脂肪以及待鱼鳞膨润后，再利用三阶段酶处理来提取鱼鳞胶原蛋白，该方法得到的鱼鳞胶原蛋白无色、无臭、且浊度低。但是，由于该方法仍使用盐酸浸渍鱼鳞原料，且须经酶萃取三天后才能得到鱼鳞胶原蛋白，故其费时耗工，且对环境也会造成伤害。
有鉴于此，发展一种高产率、低污染及省时的鱼鳞胶原蛋白制造方法是需要的。当提出经济及环保争议时，如此一种有这些特性的鱼鳞胶原蛋白可降低其争议的可能性。
发明内容
本发明目的及优点将部分描述于下，或可由描述中显而易见。
本发明目的为提供一种萃取鱼鳞胶原蛋白的方法，更特别地为一种以酶法萃取鱼鳞胶原蛋白的方法。
本发明另一目的为提供一种由上述方法所萃取出的鱼鳞胶原蛋白。
根据本发明目的，具有本发明特征的鱼鳞胶原蛋白制造方法包含下列步骤：
(a)将鱼鳞原料洗净后，以加热处理鱼鳞原料；
(b)将加热处理后的鱼鳞原料以机械破碎处理；
(c)经步骤(b)细碎后的鱼鳞原料添加1％蛋白质水解酶，并于温水下进行酶处理；
(d)将经步骤(c)酶处理后的水解液离心；
(e)取出经步骤(d)离心过后的上层液；及
(f)将步骤(e)所得的上层液干燥成粉末。
本发明的鱼鳞胶原蛋白的制造方法中，该步骤(a)中的加热方式为对鱼鳞原料以100℃至121℃进行加热处理。
本发明的鱼鳞胶原蛋白的制造方法中，该步骤(c)酶处理中所使用的酶为包含1种或2种蛋白质水解酶的混合酶。
本发明的鱼鳞胶原蛋白的制造方法中，该蛋白质水解酶为中性蛋白质水解酶。
本发明的鱼鳞胶原蛋白的制造方法中，该步骤(f)中的干燥方式为利用喷雾干燥。
根据本发明另一目的，关于利用上述步骤制得的鱼鳞胶原蛋白，其特征为一种产率高，纯度高，高渗透，低污染的鱼鳞胶原蛋白。
即，一种以本发明所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法所制得的鱼鳞胶原蛋白，其中该所制得的胶原蛋白为一种产率及纯度皆达90％以上的小分子胶原蛋白。
上述鱼鳞胶原蛋白萃取方法中，鱼鳞原料，举例但不限制于，为生鱼鳞或带皮鱼鳞。
本发明鱼鳞胶原蛋白萃取方法中加热处理鱼鳞原料的步骤选择，举例但不限制任何特定设备，如水浴锅，二重釜，杀菌釜或压力锅等方式完成。
而其中以机械破坏处理鱼鳞原料的步骤选择具物理破坏粉碎功能的设备进行机械性破坏。本发明并不限定任何特定的设备。举例而言，设备可为均质机，超音波，破碎机，果汁机或食物调理机等，以将鱼鳞原料破坏粉碎。
本发明提供可大量生产高纯度、高回收率、高渗透率的鱼鳞胶原蛋白的制造方法。本发明方法所制得的鱼鳞胶原蛋白可应用于，但不限制于，化妆品、保养品、营养品、保健食品、健康食品、一般食品等方面。熟悉本项技术的人员必须了解，本发明不限定于任何使用或用途。
本发明的其他特性将在下面详细揭示具体实施例观察后变得显而易见。
附图说明
图1为根据本发明提及制造鱼鳞胶原蛋白的方法概要图示。
具体实施方式
本发明将详细描述特殊的具体实施例。这些具体实施例经由发明解释提供，并非意欲用以限制本发明。在发明的范围及精神内，本发明存在倾向于包括这些及其他变更及变动。
本发明所提及为一种经酶法萃取得到的胶原蛋白及其制造方法。
本发明一具体实施例，图1为本发明鱼鳞胶原蛋白制造方法的概要图示。
步骤a表示鱼鳞原料(10)经过清洗(11)后以加热(12)处理鱼鳞原料(10)。本发明所使用的鱼鳞原料(10)可为生鱼鳞或带皮鱼鳞。加热(12)使用(举例但不限制)例如水浴锅、二重釜、杀菌釜或压力锅等。
步骤b表示经加热(12)处理过的鱼鳞原料(10)以机械破碎(13)。本发明用于该破碎步骤的机械(13)为(举例但不限制于)例如均质机，超音波，破碎机，果汁机或食物调理机等，以将鱼鳞原料破坏细碎。
步骤c表示将经步骤b细碎后的鱼鳞原料(10)添加1％蛋白质水解酶，并于温水下进行酶处理(14)。本发明用以作为酶处理(14)的蛋白质水解酶为中性蛋白质水解酶。
步骤d表示将经步骤c酶处理(14)后的水解液离心(15)。
步骤e表示取出经步骤d离心(15)过后的上层液。
步骤f表示将步骤e所得的上层液干燥(16)成粉末。本发明方法利用(举例但不限制于)例如喷雾干燥，冷冻干燥，热风干燥，冷风干燥或减压干燥等方式将上层液干燥成粉末。本发明的一项特别具体实施例使用喷雾干燥进行干燥处理。
本发明的鱼鳞胶原蛋白可应用于，但不限制于，化妆品、保养品、营养品、保健食品、健康食品、一般食品等。必须了解，本发明并不限定任何使用或用途。
实施例一(不同加热时间)
取1000克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后分成五组(各200克)，以121℃加热0、15、30、45及60分钟，将经加热过后的鱼鳞原料，加入400克的水，以均质机
破碎成小细块，离心(室温，8000rpm，30分钟)取上层液，再利用喷雾干燥将上层液干燥成粉末状。实施例一的鱼鳞胶原蛋白产率如表一所示。表一中，“产率(％)”为原料经上述步骤萃取得到的产物的比率(％)，“粗胶原蛋白(％)”为产物中包含胶原蛋白的蛋白质含量(％)，以下相同。
表一：不同加热时间的鱼鳞胶原蛋白的产率
| 加热时间(分钟) | 产率(％) | 粗胶原蛋白(％) |
| 0 | 6 | 0.7 |
| 15 | 53 | 2.5 |
| 30 | 42 | 3.7 |
| 45 | 46 | 3.8 |
| 60 | 63 | 4.0 |
实施例二(不同加热温度)
取400克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后分成二组(各200克)，分别以100℃及121℃加热15分钟，加热过后的鱼鳞原料以均质机
破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克的水及1％Protease N(PN，购自sigma)于50℃下作用2小时，待作用2小时后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。实施例二的鱼鳞胶原蛋白纯度及产率如表二所示。表二中，“水分(％)”为产物中的水分含量(％)，“胶原蛋白纯度(％)”为粗胶原蛋白中胶原蛋白的含量(％)，以下相同。
表二：不同加热温度的鱼鳞胶原蛋白的产率及纯度
| 加热温度(℃) | 产率(％) | 水分(％) | 粗胶原蛋白(％) | 胶原蛋白纯度(％) |
| 100 | 85 | 92.9 | 6.3 | 88 |
| 121 | 94 | 91.9 | 7.2 | 89 |
实施例三(相同酶在不同的水解温度)
取800克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后分成四组(各200克)，以121℃加热15分钟，加热过后的鱼鳞原料以均质机
破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克的水及1％Protease N(PN，购自sigma)分别于35℃、50℃、60℃及75℃下作用2小时，待作用2小时后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。实施例三的鱼鳞胶原蛋白纯度及产率如表三所示。
表三：不同水解温度的鱼鳞胶原蛋白产率及纯度
| 水解温度(℃) | 产率(％) | 水分(％) | 粗胶原蛋白(％) | 胶原蛋白纯度(％) |
| 35 | 85 | 92.4 | 6.4 | 85 |
| 50 | 93 | 92.4 | 6.6 | 87 |
| 60 | 62 | 93.1 | 5.9 | 85 |
| 75 | 78 | 88.0 | 10.7 | 89 |
实施例四(不同酶及不同水解时间)
取1200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后分成六组(各200克)，以121℃加热15分钟，加热过后的鱼鳞原料以均质机
破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克的水及1％Protease N(PN，购自sigma)于50℃下分别作用0.5、1、1.5、2、2.5及3.0小时，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
取1200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后分成六组(各200克)，以121℃加热15分钟，加热过后的鱼鳞原料以均质机破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克的水及1％Protamex(Bacillus，杆菌，购自sigma)于50℃下分别作用0.5、1、1.5、2、2.5及3小时，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
取1200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后分成六组(各200克)，分别加入400克水以121℃加热15分钟，加热过后的鱼鳞原料以均质机
破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克水及1％Flavourzyme(Aspergillusoryzae，米曲霉，购自sigma)于50℃下分别作用0.5、1、1.5、2、2.5及3小时，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
取200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后以121℃加热15分钟，加热过后的鱼鳞原料以均质机
破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克水于50℃下以1％Protease N(PN，购自sigma)作用2小时后再以1％Flavourzyme(Aspergillus oryzae，购自sigma)，作用0.5小时，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
实施例四的鱼鳞胶原蛋白产率如表四所示，纯度如表五所示。
经Protease N作用2.5小时后的鱼鳞胶原蛋白分子量分布如表七所示。表七中，“蛋白质含量(％)”为粗胶原蛋白中某一特定分子量范围内的蛋白质的含量。
表四：不同酶及不同水解时间的鱼鳞胶原蛋白产率
表五：不同酶及不同水解时间的鱼鳞胶原蛋白纯度
比较例(不同处理条件)
A.以0.5M醋酸萃取隔夜
取200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后以0.5M醋酸萃取隔夜，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
B.鱼鳞原料不加热不细碎直接水解
取200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后直接加入400克水及入1％Protease N于50℃下作用2小时，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
C.鱼鳞原料不加热直接细碎及水解
取200克鱼鳞原料用清水洗净以去除杂质，待洗净后以均质机
破碎成小细块，在经破碎后的鱼鳞原料中加入400克水及1％Protease N于50℃下作用2小时，待作用后随即以离心机(室温，8000rpm，30分钟)离心取上层液，利用喷雾干燥器将上层液干燥成粉末状。
比较例的鱼鳞胶原蛋白纯度及产率如表六所示。
表六：比较例的产率及纯度
| 产率(％) | 水分(％) | 粗胶原蛋白(％) | 胶原蛋白纯度(％) | |
| A | 3 | 99.2 | 0.03 | 4 |
| B | 39 | 95.7 | 2.6 | 59 |
| C | 54 | 95.1 | 4.5 | 73 |
表七：经Protease N作用2.5小时后的鱼鳞胶原蛋白分子量分布
实验结果显示，比较产率可看出经121℃加热的鱼鳞胶原蛋白产率大于经100℃加热的鱼鳞胶原蛋白产率(其产率分别为94％及85％)；Protease N酶水解时间于2-3小时之间，其鱼鳞胶原蛋白产率在93-95％之间。反之，比较例中以0.5M醋酸隔夜萃取的鱼鳞胶原蛋白产率仅为3％，不加热不细碎及不加热细碎的鱼鳞胶原蛋白产率也仅为39％及54％。值得注意的是，本发明揭示的鱼鳞胶原蛋白制造方法制造出的鱼鳞胶原蛋白产率高达90％以上，显著高于比较例制造的鱼鳞胶原蛋白产率。
比较纯度可看出经由不同加热温度加热处理的鱼鳞胶原蛋白纯度分别为88％及89％，以不同水解温度处理的鱼鳞胶原蛋白纯度在85-89％间；以1％Flavourzyme作用0.5至3小时所产出的鱼鳞胶原蛋白纯度为90-92％，以1％ProteaseN作用0.5至3小时所产出的鱼鳞胶原蛋白纯度更在91-97％间，其中以作用2.5小时后的鱼鳞胶原蛋白纯度最高。反之，比较例中以0.5M醋酸隔夜萃取的鱼鳞胶原蛋白纯度仅为4％，不加热不细碎及不加热细碎的鱼鳞胶原蛋白纯度仅为59％及73％。值得注意的是，本发明揭示的鱼鳞胶原蛋白制造方法制造出的鱼鳞胶原蛋白纯度高达90％以上，且显著高于比较例制造的鱼鳞胶原蛋白纯度。
表七为揭示经由Protease N作用2.5小时后的鱼鳞胶原蛋白分子量分布状况。本发明的鱼鳞胶原蛋白的分子量通过MALDI-TOF(激光解析电离飞行时间质谱)技术测得。值得注意的是，由表七中可看出本发明的制造方法所产出的鱼鳞胶原蛋白分子量在2KD以下者约占41.5％，且5KD以下者约占59.6％。由此可知，本发明制造方法所产出的鱼鳞胶原蛋白分子小，相对来说对皮肤的渗透度也佳。
本发明从鱼鳞原料清洗，加热，机械破碎，酶水解至离心不超过6小时，与现有技术相比较，着实缩短鱼鳞胶原蛋白制造时间(由3天缩短为6小时)。显著地，本发明揭示的制造方法可以在相同时间内制造出更多量的鱼鳞胶原蛋白。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化。如上述的解释，关于加热，机械破碎，酶处理及离心等等都可以作各种的修饰与变化，而不会偏离本发明的精神及范围。因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
10～鱼鳞原料
11～清洗
12～加热
13～机械破碎
14～酶处理
15～离心
16～干燥
Claims (7)
1.一种鱼鳞胶原蛋白的制造方法，其包含下述步骤：
(a)将鱼鳞原料洗净后，以100℃至121℃加热处理鱼鳞原料；
(b)将加热处理后的鱼鳞原料以机械破碎处理；
(c)经步骤(b)细碎后的鱼鳞原料添1％蛋白质水解酶，并于35℃至75℃温水下进行酶处理；
(d)将经步骤(c)酶处理后的水解液离心；
(e)取出经步骤(d)离心过后的上层液；及
(f)将步骤(e)所得的上层液干燥成粉末。
2.根据权利要求1所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法，其特征在于，该鱼鳞原料为生鱼鳞或带皮鱼鳞。
3.根据权利要求1所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法，其特征在于，该步骤(b)中的机械破碎处理为利用均质机将鱼鳞原料细碎。
4.根据权利要求1所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法，其特征在于，该步骤(c)酶处理中所使用的酶为包含1种或2种蛋白质水解酶的混合酶。
5.根据权利要求4所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法，其特征在于，该蛋白质水解酶为中性蛋白质水解酶。
6.根据权利要求1所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法，其特征在于，该步骤(f)中的干燥方式为利用喷雾干燥。
7.一种以权利要求1所述的鱼鳞胶原蛋白的制造方法所制得的鱼鳞胶原蛋白，其特征在于，该所制得的胶原蛋白为一种产率及纯度皆达90％以上的小分子胶原蛋白。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |