CN101061827A - 从鱼皮、鱼骨中酶法制取鱼胶原肽的工业生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种独特的、从鱼皮、鱼骨中提取胶原蛋白，然后用复合蛋白酶酶解胶原蛋白，分离提纯鱼胶原蛋白肽的生产工艺，主要以三文鱼、鮟鱇鱼鱼皮和鱼产品加工废料杂鱼骨为原料，经解冻、清洗、去鳞、去脂、绞碎、酶解、分离、脱油去腥、超滤、浓缩、喷雾干燥，制成一种无腥味的白色粉末状鱼胶原肽。本发明工艺简单，生产周期短，所生产的鱼胶原肽产品白色、无腥味，口感好，所含的混合胶原肽分子量小，可作为蛋白营养补充剂直接食用，也可作为临床营养品、保健食品、运动食品以及化妆品的功能配料，为综合利用鱼产品加工废料，如碎鱼皮，鱼骨，碎肉，生产高价值的产品找到了一种新的途径。

Description

从鱼皮、鱼骨中酶法制取鱼胶原肽的工业生产方法

                        技术领域

本发明涉及到高纯度的鱼胶原肽工业化产品，其蛋白质含量在85％以上，90％的鱼胶原肽的分子量在1000Dalton以下。本发明还涉及到鱼骨和鱼皮胶原蛋白被有限地酶催化水解，生产成鱼胶原肽粉，用作保健食品、普通食品和化妆品的原料。本分明还涉及工业化生产该鱼胶原肽的方法。

                        背景技术

胶原蛋白是细胞基质的重要成分，在细胞中扮演粘结功能的角色，在人體中，主要存在于皮肤、肌肉、骨胳、牙齿、内脏和眼睛中。胶原蛋白是一种重要的功能性蛋白质，它与细胞的增生、分化、运动、免疫、关节润滑、伤口愈合等密切相关。由于胶原蛋白的特殊功能，已被广泛地应用于医药、食品、日用化工、生物合成等领域。目前，生产的胶原蛋白质、制品的原料主要来源是从猪、牛等陆生哺乳动物的皮、骨键。近年来，随着全球生态环境恶化，导致疯牛病、口蹄疫等流行病的发生，使得从哺乳陆生动物皮、骨中提取胶原蛋白的危险性增大。由此人们开始对从水产动物中提取胶原蛋白关注起来，因而，从水生动物鱼体废弃物中提取安全、卫生、无害的胶原蛋白质、已成为当前国内外业内研发的热门课题。

鱼胶原肽是用蛋白水解酶将鱼体中的胶原蛋白水解、提取的一类小分子活性胶原蛋白，在氨基酸组成方面与大分子的胶原蛋白不相上下，而且更容易被人体吸收，还表现出超出大分子胶原蛋白的生理活性，用途更加广泛，在保健方面应用于防止骨质疏松、免疫力的提升及強化内脏功能。在美容方面应用于修補皮肤疤痕，抗老、怯斑、保湿及美白等。

胶原蛋白质含量占鱼体总蛋白的25～30％，主要分布于鱼皮、鱼骨和鱼鳞中，且鱼皮、鱼骨和鱼鳞的粗胶原蛋白质就占80％以上。而一般的水产品加工中都将鱼皮、鱼骨和鱼鳞作为低价值的废弃物扔掉，或加工成饲料。因此，充分而合理地利用废弃的鱼皮和鱼骨资源，提取胶原肽，不仅可化废为宝，减少环境污染，而且能推动水产加工业的发展。

发明专利CN1582771涉及到一种用鱼皮生产胶原肽的生产工艺，将鱼皮浸如稀硷水中去除杂质，用蛋白酶和风味酶水解，使胶原蛋白形成小分子肽，经除苦、脱色、浓缩、干燥，制成鱼胶原蛋白肽。发明专利CN1560270利用废弃鱼皮，以复合酶分步定向水解生产降血压肽。其方法是将鱼皮绞碎，放入磷酸缓冲溶液中，加入菠萝蛋白酶进行酶解，再用Alcalase硷性蛋白酶酶解，经分离提纯、冻干后得到粉末状的降血压肽。

发明专利CN1382806通过硷溶液处理深海鱼皮，再利用限制性酶水解，制成可降解的生物相容性的鱼皮胶原蛋白。

日本专利JP 2001200000公开了从深海鲑鱼鱼皮中提取胶原蛋白的制备方

日本专利JP 2001200000公开了从深海鲑鱼鱼皮中提取胶原蛋白的制备方法，先对鱼皮进行酸法脱脂，然后用蛋白酶进行酶解，经过过滤、脱色、精滤、浓缩、灭菌、干燥制得胶原蛋白粉。美国专利US2002164681提及从鱼皮，猪皮或牛皮中，采用蛋白质酶水解法提取胶原蛋白的方法，其中蛋白酶可选用木瓜蛋白酶、链霉蛋白酶等，再经脱脂，脱色，分离提纯，可得到生物相容性好的鱼皮胶原蛋白。

以上研究方法，都是采用普通提取法和酶解提取，制备胶原蛋白，其产品的分子量较大。本发明运用复合酶解技术，将鱼皮、鱼骨胶原蛋白有控制水解，再经脱腥脱色，分离纯化，浓缩干燥等工艺处理，制得高纯度、小分子量的鱼胶原蛋白肽，在这方面还未见报道。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，生产周期短的酶法制取鱼皮胶原肽的工业生产方法。

本发明的目的是这样实现的：从鱼皮、鱼骨中酶法制取鱼胶原肽的工业生产方法，方法包括以下步骤：

1.原料要求

原料要求：鱼皮的蛋白质含量在30％(干基)以上，一次性投料其总蛋白质量在300公斤以上；鱼骨的蛋白质在10％(干基)，一次性投料其总蛋白质量在200公斤以上。

2.原料预处理

鱼皮：将鱼皮在室温条件下进行自然解冻，将解冻后的物料，放于硷水(pH＝9)槽中，加热至50～60℃，除去鱼鳞和部分表面油脂，用温热清水漂洗干净，清洗后的鱼皮送到绞肉机绞碎，绞碎后的鱼皮料转移至乳化罐，加入5～8倍的热硷水((pH8～9，50～60℃)进行乳化处理。

鱼骨：鱼骨在室温条件下进行自然解冻，将解冻后的鱼骨用温热清水漂洗干净。清洗后的鱼骨送到绞肉机绞碎，绞碎后的鱼骨转移至乳化罐，加入5～8倍的热硷水((pH8～9，50～60℃)进行乳化处理。

(1)酶解

将乳化处理后的物料打入酶解罐。加热使料温达到50℃，用溶解后的浓NaOH溶液调节PH＝8.5。加入酶A，按每克蛋白质2000～10000单位的酶量加入酶A。酶解期间，使温度保持在50℃，pH保持在8.5左右，连续酶解3小时。然后是酶解罐中的物料降温至40℃左右，调节PH＝7左右，按每克蛋白质5000～10000单位的酶量加入酶B(加量见表1)。控制温度到60℃左右，继续酶解2小时。酶解结束后，酶解液经双联过滤器到热交换器升温灭酶，灭酶温度120～140℃。并控制出口温度到60℃左右，物料输入储料罐备用。在进行骨胶原蛋白水解时，在加酶B的同时，每克蛋白质5000～10000单位的酶量加入加酶C，其它条件相同。

(2)分离脱腥

液渣分离：利用离心分离机，采用12000r～16000r/min的转速对鱼皮胶原酶解液进行液渣分离，得到离心清液。

脱醒分离：利用油水离心分离机，采用8000r～10000r/min的转速对上述离心液进行油水分离，除去有腥味的鱼油，得到脱醒的鱼胶原肽清液。

(4)膜过滤

利用膜孔径为0.05～0.1μm微、超滤装置，在操作压力0.2Mpa～0.4Mpa；液料温度30～80℃的条件下，进行过滤，得到澄清的鱼胶原肽透过液。

(5)蒸发浓缩

采用双效降膜蒸发器，在0.1±0.02Mpa蒸汽压力，40～80℃下将膜过滤料液蒸发浓缩，直至浓缩液的固含量为20％～50％

(6)脱色

鱼胶原肽浓缩液中加入液料固含量5％的活性碳粉末，加热至80℃，搅拌0.5小时，过滤。

(7)喷雾干燥

使用离心式用喷雾干燥装置鱼胶原肽浓缩液进行喷雾干燥，得到小分子、高纯度的鱼胶原肽粉。干燥条件设定为进口温度160～180℃，出口温度为80～90℃。

本发明所使用的蛋白水解酶，为自制的专用复合酶制剂酶A和酶B。酶A为以硷性蛋白酶为着主的复合酶制剂；酶B和酶C为以中性和酸性蛋白酶为主的复合酶制剂。所用蛋白酶可以是由市售的，从植物、动物或微生物提取的多种蛋白酶组成。

本发明研究出一套独特的专用分离系统，这套系统包括管式离心机，油水分离蝶片离心机，微滤和超滤装置。先用管式离心机，在12000r～16000r/min的转速下离心进行液渣分离。然后油水碟片离心机除去有腥味的鱼油。最后用微滤和超滤装置进行胶原肽的提纯分离。

                        具体实施方式

以下详细叙述本发明的具体实施例。

实施例1：将1600公斤冷冻碎鱼皮在室温下自然解冻，用清水将鱼皮清洗干净，沥干。将清洗后的鱼骨送到绞肉机绞碎，绞碎后的鱼骨料转移至乳化罐，加入5～8倍的热硷水((pH8～9，50～60℃)进行乳化处理。将乳化处理后的物料打入酶解罐。加热使料温升到50℃，用溶解后的浓NaOH溶液调节PH＝8.5。加入酶A，按每克蛋白质2000～10000单位的酶量加入酶A。酶解期间，使温度保持在50℃，pH保持在8.5左右，连续酶解3小时。然后是酶解罐中的物料降温至40℃左右，调节PH＝7左右，按每克蛋白质5000～10000单位的酶量加入加酶B控制温度到60℃左右，继续酶解2小时。酶解结束后，酶解液经双联过滤器到热交换器升温灭酶，灭酶温度120～140℃。并控制出口温度到60℃左右。将灭酶后的酶解液分离脱腥用离心分离机，采用12000r～16000r/min的转速对鱼皮胶原酶解液进行液渣分离，得到离心清液。再用油水离心分离机，采用8000r～10000r/min的转速对上述离心液进行油水分离，除去有腥味的鱼油，得到脱醒的鱼胶原肽清液。利用膜孔径为0.05～0.1μm微、超滤装置，在操作压力0.2Mpa～0.4Mpa；液料温度30～80℃的条件下，进行过滤，得到澄清的鱼胶原肽透过液。采用双效降膜蒸发器，在0.1±0.02Mpa蒸汽压力，40～80℃下将膜过滤料液蒸发浓缩，直至浓缩液的固含量为20％～50％。在鱼胶原肽浓缩液中加入液料固含量5％的活性碳粉末，加热至80℃，搅拌0.5小时，过滤。使用离心式用喷雾干燥装置鱼胶原肽浓缩液进行喷雾干燥，得到小分子、高纯度的鱼胶原肽粉。干燥条件设定为进口温度160～180℃，出口温度为80～90℃。最后得到205公斤鱼皮胶原肽粉末，最后进行理化分析和分子量分布分析。其蛋白质含量为92.3％，90％的胶原肽的分子量在1000Dalton以下。

实施例2：将5000公斤冷冻鱼骨在室温下自然解冻，用清水将鱼骨清洗干净，沥干，用温热清水漂洗干净，清洗后的鱼皮用绞肉机绞碎。绞碎后的鱼骨料转移至乳化罐，加入5-8倍的热硷水((pH8～9，50～60℃)进行乳化处理。将乳化处理后的物料打入酶解罐。加热使料温升到50℃，用溶解后的浓NaOH溶液调节PH＝8.5。加入酶A，按每克蛋白质2000～10000单位的酶量加入酶A。酶解期间，使温度保持在50℃，pH保持在8.5左右，连续酶解3小时。然后是酶解罐中的物料降温至40℃左右，调节PH＝7左右，按每克蛋白质5000～10000单位的酶量加入加酶B和每克蛋白质1000～2000单位的酶量加入加酶C，控制温度到60℃左右，继续酶解2小时。酶解结束后，酶解液经双联过滤器到热交换器升温灭酶，灭酶温度120～140℃。并控制出口温度到60℃左右。将灭酶后的酶解液分离脱腥用离心分离机，采用12000r～16000r/min的转速对鱼皮胶原酶解液进行液渣分离，得到离心清液。再用油水离心分离机，采用8000r～10000r/min的转速对上述离心液进行油水分离，除去有腥味的鱼油，得到脱醒的鱼胶原肽清液。利用膜孔径为0.05～0.1μm微、超滤装置，在操作压力0.2Mpa～0.4Mpa；液料温度30～80℃的条件下，进行过滤，得到澄清的鱼胶原肽透过液。采用双效降膜蒸发器，在0.1±0.02Mpa蒸汽压力，40～80℃下将膜过滤料液蒸量5％的活性碳粉末，加热至80℃，搅拌0.5小时，过滤。使用离心式用喷雾干燥装置鱼胶原肽浓缩液进行喷雾干燥，得到小分子、高纯度的鱼胶原肽粉。干燥条件设定为进口温度160-180℃，出口温度为80～90℃。最后得到99.4公斤鱼骨胶原肽粉末。最后进行理化分析和分子量分布分析。其蛋白质含量为92.3％，90％的胶原肽的分子量在1000Dalton以下。

                        附图说明

根据本发明，鱼胶原肽的分子量分布是用高效凝胶过滤色谱法分析测定的，分子量分布图如图1所示。当鱼骨和鱼皮原料、酶制剂及水解条件稳定不变时，所得到的鱼胶原肽的质量是一致的，产品中胶原肽的分子量分布也是相对稳定的，表现在其特征分子量分布图上。

Claims (6)

1.本发明涉及到一种酶法制取鱼胶原肽，鱼肉肽的工业生产方法，其特征在于所述方法包括下述步骤：

(1)原料预处理

将鱼皮在室温条件下进行自然解冻，将解冻后的物料，放于硷水(pH＝9)槽中，加热至50～60℃，除去鱼鳞和部分表面油脂，用温热清水漂洗干净，清洗后的鱼皮用绞肉机绞碎，绞碎后的鱼皮料转移至乳化罐，加入5～8倍的热硷水((pH8～9，50～60℃)进行乳化处理。鱼骨在室温条件下进行自然解冻，将解冻后的鱼骨用温热清水漂洗干净。鱼骨在室温条件下进行自然解冻，将解冻后的鱼骨用温热清水漂洗干净。清洗后的鱼骨送到绞肉机绞碎，绞碎后的鱼骨转移至乳化罐，加入5-8倍的热硷水((pH8～9，50～60℃)进行乳化处理。

(2)酶解

将乳化处理后的物料打入酶解罐。加热使料温达到50℃，用溶解后的浓NaOH溶液调节PH＝8.5。加入酶A，每克蛋白质2000-10000单位的酶量加酶A。酶解期间，使温度保持在50℃，pH保持在8.5左右，连续酶解3小时。然后是酶解罐中的物料降温至40℃左右，调节PH＝7左右，按每克蛋白质5000～10000单位的酶量加入酶B。控制温度到60℃左右，继续酶解2小时。酶解结束后，酶解液经双联过滤器到热交换器升温灭酶，灭酶温度120～140℃。并控制出口温度到60℃左右。在进行骨胶原蛋白水解时，在加酶B的同时，每克蛋白质5000～10000单位的酶量加入加酶C，其它条件相同。

(3)分离脱腥

液渣分离：利用离心分离机，采用12000r～16000r/min的转速对鱼胶原酶解液进行液渣分离，得到离心清液。

脱醒分离：利用油水离心分离机，采用8000r～10000r/min的转速对上述离心液进行油水分离，除去有腥味的鱼油，得到脱醒的鱼胶原肽清液。

(4)膜过滤

利用膜孔径为0.05～0.1μm微、超滤装置，在操作压力0.2Mpa～0.4Mpa；液料温度30～80℃的条件下，进行过滤，得到澄清的鱼胶原肽透过液。

(5)蒸发浓缩

采用双效降膜蒸发器，在0.1±0.02Mpa蒸汽压力，40～80℃下将膜过滤料液蒸发浓缩，直至浓缩液的固含量为20％～50％

(6)脱色

鱼胶原肽浓缩液中加入液料固含量5％的活性碳粉末，加热至80℃，搅拌0.5小时，过滤。

(7)喷雾干燥

使用离心式用喷雾干燥装置鱼胶原肽浓缩液进行喷雾干燥，得到小分子、高纯度的鱼胶原肽粉。干燥条件设定为进口温度160～180℃，出口温度为80～90℃。

2.根据权利要求1所述的酶解制取鱼胶原肽的工业生产方法，其特征在于所使用的原料为三文鱼鱼皮和鮟鱇鱼鱼皮，其蛋白质含量在15～20％之间。

3.根据权利要求1所述的酶解制取鱼胶原肽的工业生产方法，其特征在于所使用的蛋白水解酶为本技术而开发的专用复合酶制剂酶A和酶B。酶A为以硷性蛋白酶为着主的复合酶制剂；酶B为以中性和酸性蛋白酶为主的复合酶制剂。所用蛋白酶可以是由市售的，从植物、动物或微生物提取的多种蛋白酶组成。

4.根据权利要求1所述的酶解制取鱼胶原肽的工业生产方法，其特征在于所使用的分离方法，先用管式离心机，在12000r～16000r/min的转速下离心进行液渣分离。然后油水碟片离心机除去有腥味的鱼油。

5.根据权利要求1所述的酶解制取鱼胶原肽的工业生产方法，其特征在于所制得鱼胶原肽产品的蛋白质含量在92％(干基)以上。平均分子量小于1000Dalton。

6.根据权利要求1所述的酶解制取鱼胶原肽的工业生产方法，其特征在于所制得鱼胶原肽产品的分子量分布见表1：

              鱼胶原肽的分子量分布   分子量分布(Dalton)   含量(％)   数均分子量   重均分子量   ＞3000   0.40   3409   3466   3000-1000   8.35   1433   1536   1000-500   18.89   656   689   ＜500   72.36   245   256

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