CN101397581A - 一种鱼类废弃物提取鱼皮胶原多肽的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用鳕鱼、三文鱼或罗非鱼等鱼类的废弃物为原料提取鱼皮胶原多肽的方法，包括单螺旋胶原蛋白的提取、脱腥脱臭、酶切、脱色、脱盐和喷干工艺步骤；将含有三股螺旋紧密结构的天然胶原蛋白的鱼皮，洗净、沥干后加入软化水，经控制pH值、温度条件下提取3小时，再调节pH值并加硅藻土粗过滤，粗滤液即为单螺旋鱼皮胶原蛋白；再将粗滤液减压浓缩加有机溶剂混合搅拌1小时，静置萃取，进行脱腥脱臭处理；再加酶合剂将溶液进行酶切和加脱色剂，控温搅拌脱色0.5小时并过滤；最后进行脱盐和喷干得白色鱼皮胶原多肽粉产品，其工艺过程简单，操作控制方便，利用率高，产品质量好。

Description

一种鱼类废弃物提取鱼皮胶原多肽的方法

技术领域：

本发明涉及一种利用鳕鱼、三文鱼或罗非鱼等鱼类的废弃物为原料，经过高值化、清洁化工艺步骤，实现鱼类加工废弃物综合利用的鱼类废弃物提取鱼皮胶原多肽的方法。

背景技术：

我国水产品资源丰富，占到了世界水产品总量的36％。国内现有7000多家水产加工企业，但大多数只是初级加工，鱼肉出口后余留下约57％废弃物，且废弃物仅简单地作为饲料或肥料，却缺少综合利用。然而，人们对从海产品中获取高价值增强健康的产品越来越感兴趣。水产加工业每年产生大量的海洋鱼类下脚料，如鱼骨、皮、鳍和鳞，尽管这些废弃物具有很高的营养价值，但只有部分工厂从中提取出鱼油用作保健食品和药物，以及制成鱼粉用作水产饲料，虽然近年也有多个工厂从鱼皮提取胶原蛋白，其它废弃物制作鱼粉，但大多数工厂采用掩埋丢弃的方法，不仅造成了资源的浪费，且直接导致环境污染。因此，对水产加工业产生的废弃物进行高附加值利用，使其变废为宝，同时对保护环境也有重大意义。

胶原蛋白是动物体内含量最多、分布最广、具有免疫学性质的蛋白质，广泛存在于动物的皮肤、骨、牙齿、肌腱韧带和血管中，占哺乳动物体内总蛋白量的30％，是结缔组织极其重要的结构蛋白质，起着支撑器官、保护肌体的功能，在制药业、生物医学原料和食品工业、影像业等有广泛的应用。最近，国外研究表明，胶原水解所得的胶原多肽不仅具有很好的消化特性，而且还具有许多生理活性功能，已引起研究人员的广泛兴趣。胶原多肽具有明显改善与老化相关的胶原合成低下作用，此多肽具有促进胶原合成效果，可促进皮肤胶原代谢作用。这一切，都需要成品水解胶原蛋白满足无味，无嗅，高度的稳定性，具有非常好的质量、适宜的分子量以及颜色等质量特点，满足高层次使用要求。因此，对胶原蛋白的高值化深加工是今后该行业的发展趋势。另外，虽然传统上商业应用的胶原蛋白98％均来自动物皮和骨，但因疯牛病、口蹄疫等疾病的爆发，使人们对牲畜胶原制品安全性产生疑虑。由于宗教和习俗等原因，有些地区也不能食用牲畜胶原蛋白制品。因此，寻找胶原蛋白的新来源显得愈来愈迫切。众所周知，水产动物蛋白质具很高营养价值。利用海洋水产资源，应用生物酶工程技术分离，提取、纯化的海洋胶原蛋白肽，在安全性、功能性以及宗教文化方面的融合性，都为胶原蛋白肽的应用开辟了一个新天地。但是，由于采用常规酶解工艺从鱼皮中提取的胶原蛋白同样存在着浓烈的腥臭味、色泽深、盐份高、分子量分布不均、影响消化率和具有很差的感官性等缺点。

此外，传统的宠物食品，以畜禽精瘦肉为原料，制作成股骨头形状或编制成宠物玩具模样形状，宠物食品营养价值要高，外观新颖美观，可有效刺激宠物的食欲，增加食量，有利于宠物健壮骨骼和增强体质，更要从营养、口感、外观三个方面来满足宠物对营养平衡的需要。很显然，如此制作的宠物食品成本肯定高。所以，利用鱼头、鱼骨、鱼内脏中蛋白质、脂类、矿物质(尤其是钙质)丰富的特点，制备一种畜禽精瘦肉的替代品，作为宠物食品，综合利用鱼类废弃物已成为目前研究和应用的热门项目。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种能综合利用鳕鱼、三文鱼或罗非鱼等加工废弃物，并清洁化地把鱼皮加工成无色、无味、无脂、低盐且分子量均一的鱼皮胶原多肽，使之适用于新型的美容抗衰老材料以及高档的化妆品、保健食品等；同时可将鱼排上的鱼肉分离出来并加工成水解蛋白，使之适用于蛋白质营养强化剂和调味料等；同时将鱼头、鱼内脏和鱼骨加工成宠物食品主原料。

为了实现上述目的，本发明的主体工艺包括单螺旋胶原蛋白的提取、脱腥脱臭、酶切、脱色、脱盐和喷干工艺步骤，其中

单螺旋胶原蛋白的提取：将含有三股螺旋紧密结构的天然胶原蛋白的鱼皮，洗净、沥干后按重量比1：8加入软化水，经在pH值为4.7、温度92℃条件下提取4小时即转变为单股螺旋溶出，粗滤。调节粗滤液pH值为8.3，加高岭土于65℃精过滤，滤液即为单螺旋鱼皮胶原蛋白；

脱腥脱臭：选有机溶剂为正己烷、石油醚或乙醚；将精滤液减压浓缩至1/3体积时，按精滤液：有机溶剂＝1：0.3的重量比混合搅拌1小时，静置萃取6-8小时；上层液用于回收溶剂，将下层溶液调pH值为6.8，调温51～53℃，用于酶切处理；

酶切：由于酶催化作用具有专一性特点，同时考虑到鱼皮胶原蛋白的独特氨基酸组成和排列顺序，选用高效酶合剂一步法将鱼皮单螺旋胶原蛋白链进行定向酶切，可获得分子量在2-5KD范围的鱼皮胶原多肽；按鲜鱼皮：酶合剂＝1：0.002的重量比将脱腥脱臭后的溶液进行酶切3-5小时，同时连续搅拌；

脱色：由于鱼皮胶原蛋白提取液以及后续处理过程中溶液状态均为胶悬液，颜色深且高度不透明，为了得到澄清透明的鱼皮胶原多肽溶液，同时为了减少高温处理对水解胶原蛋白品质的影响以及单一脱色剂对蛋白质的强吸附损失，酶切完毕不需高温钝化酶，而是直接加复合脱色剂脱色后一同过滤除去；再按鲜鱼皮：脱色剂＝1：0.08的重量比例加入复合脱色剂，控温60～65℃搅拌脱色0.5小时并过滤，完成脱色；

脱盐：由于经上述处理步骤得到的鱼皮胶原多肽溶液仍含大量盐分，不适于作为高档保健品、化妆品的原料，必须脱除至胶原多肽粉含盐在0.5％以下；考虑到柱层析效率较低以及鱼皮胶原多肽液粘度较小的特点，使用纳滤膜脱盐，生产效率高且脱盐效果好；将脱色后的滤液经过纳滤膜脱盐后进行真空浓缩得粗产品；

喷干：对粗产品控制进风温度在180℃条件下进行喷雾干燥，得无脂、无腥、无臭、低盐白色鱼皮胶原多肽粉产品，其分子量为2-5KD。

本发明的附属技术是鱼肉水解蛋白的制备：将鱼排上的鱼肉回收，并将其采用生物酶水解，经脱臭处理制得鱼肉水解蛋白粉，可用于食品中蛋白质强化剂或调味料；本发明对鱼头、鱼骨、鱼内脏的加工是将鱼头、鱼骨、鱼内脏经烘干、粉碎等加工处理，可作为宠物食品的主要原料使用；其附属技术实现鱼类废弃物的综合利用。本发明与现有技术相比，其工艺简单，操控方便，鱼类废弃物利用率高，产品质量好，可有效地综合利用多种鱼类的废弃物或下脚料。

具体实施方式：

下面通过实例对本发明作进一步阐述：

实例1：先将鱼皮洗净、沥干后加入8倍软化水(w/w)，调pH4.7在92℃间歇搅拌提取4小时，粗滤；调节pH值为8.3，加高岭土于65℃精过滤，精滤液即为单螺旋鱼皮胶原蛋白；将精滤液减压浓缩至1/3时，按溶液：正己烷或石油醚＝1：0.3(W/W)的比例加入正己烷或石油醚或乙醚，搅拌1小时，静置萃取6-8小时；将下层溶液调pH6.8，调节温度为51～53℃；按鲜鱼皮:高效酶合剂＝1:0.002(W/W)的比例加入高效酶合剂一步法酶切3-5小时，同时不断加以搅拌；酶切完毕，按鲜鱼皮：复合脱色剂＝1：0.08(W/W)的比例加入复合脱色剂，60～65℃搅拌脱色0.5小时，过滤，将滤液经纳滤膜脱盐后真空浓缩、喷雾干燥即得无色、无味、无脂、低盐且分子量均一(Mr＝2-5KD)的鱼皮胶原多肽粉产品。

实施例2：将鱼排先用骨肉分离机分离出鱼肉，鱼肉再加软化水，调节温度50℃，按新鲜鱼肉：中性蛋白酶＝1：0.002(w/w)加入木瓜蛋白酶，在不断搅拌下酶解3小时；酶解液经脱腥处理、喷雾干燥，得鱼肉水解蛋白粉；其鱼骨转入鱼头、鱼内脏处理工序即实施例3。

实施例3：将鱼头、鱼内脏连同实施例2中分离出的鱼骨一起在95～100℃下烘干，粉碎，过40目筛得宠物食品主原料，用于根据复配成宠物食物。

实例4：步骤与方法同实例1至实施例3，原料选取三文鱼或罗非鱼加工废弃物，其制备鱼皮胶原多肽粉产品的质量与鳕鱼原料相同。

Claims (3)

1、一种鱼类废弃物提取鱼皮胶原多肽的方法，主体工艺包括单螺旋胶原蛋白的提取、脱腥脱臭、酶切、脱色、脱盐和喷干工艺步骤，其特征在于单螺旋胶原蛋白的提取：将含有三股螺旋紧密结构的天然胶原蛋白的鱼皮，洗净、沥干后按重量比1：8加入软化水，经在pH值为4.7、温度92℃条件下提取4小时即转变为单股螺旋溶出，粗滤，调节pH值为8.3，加高岭土于65℃精过滤，精滤液即为单螺旋鱼皮胶原蛋白；脱腥脱臭：将精滤液减压浓缩至1/3体积时，按精滤液：有机溶剂＝1：0.3的重量比混合搅拌1小时，静置萃取6-8小时，将下层溶液调pH值为6.8，调温51～53℃，用于酶切处理；酶切：按鲜鱼皮：高效酶合剂＝1：0.002的重量比将脱腥脱臭后的溶液进行酶切3-5小时，同时连续搅拌；脱色：再按鲜鱼皮：脱色剂＝1：0.08的重量比例加入复合脱色剂，控温60～65℃搅拌脱色0.5小时并过滤，完成脱色；脱盐：将脱色后的滤液经过纳滤膜脱盐后进行真空浓缩得粗产品；喷干：对粗产品控制进风温度在180℃条件下进行喷雾干燥，得无脂、无腥、无臭、低盐白色鱼皮胶原多肽粉产品，其分子量为2-5KD.

2、根据权利要求1所述的一种鱼类废弃物提取鱼皮胶原多肽的方法，其特征在于有机溶剂为正已烷、石油醚或乙醚。

3、根据权利要求1所述的一种鱼类废弃物提取鱼皮胶原多肽的方法，其特征在于其附属技术是鱼肉水解蛋白的制备：将鱼排上的鱼肉回收，并将其采用生物酶水解，经脱臭处理制得鱼肉水解蛋白粉；对鱼头、鱼骨、鱼内脏的加工是将鱼头、鱼骨、鱼内脏经烘干、粉碎处理，制成宠物食品原料；其附属技术实现鱼类废弃物的综合利用。