CN102994213B - 用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法，首先将带鳞鱼皮经低温提油和一次提胶，三相分离后得油相1、胶液1及固渣1；将固渣1二次高温提胶，三相分离后得油相2、胶液2及固渣2；将油相1、2合并后进行二次三相离心分离得粗鱼油；将固渣2高温煅烧后得羟基磷酸钙；将胶液1、2合并后经碱性蛋白酶酶解、脱色、膜过滤浓缩、冷冻干燥，得到胶原蛋白肽。所得羟基磷酸钙生物利用率高，可用于高钙生物制品；胶原蛋白肽感官指标好，生物活性高；粗鱼油符合SC/T3502-2000一级粗鱼油标准。本发明方法有别于传统的鱼鳞、鱼皮分开加工的方法，本方法原料得到综合利用，加工成本低，工艺适用性强。

Description

用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法

技术领域

本发明涉及从生物原料中同时提取多种有效物质的方法技术领域，具体涉及一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法。

背景技术

我国水域辽阔，鱼类资源十分丰富，淡水鱼养殖量居世界第一位，为我国淡水鱼的综合利用提供了良好、廉价、源源不断的原材料。现代的鱼类加工产业主要围绕生产去皮鱼片和鱼糜进行，而产生的废弃物，如皮、鳞、骨、鳍等尽管营养价值相当高，但仅有少量被用于生产饲料，大部分被丢弃，造成了环境污染。

鱼油是一种天然的功能性保健食品，鱼油所含的磷脂是动物脑、神经组织、骨髓、心、肝、卵和脾中不可缺少的组成部分，同时有助于脂的消化吸收、转运和形成，又是生物膜的重要结构物质。鱼油除了提供动物必需的n-3长链多聚不饱和脂肪酸外，还作为脂溶性维生素A、D和类胡萝卜素等的载体促进维生素以脂溶性的物质吸收利用。中华人民共和国卫生部2009年第18号公告批准鱼油及其制品作为普通食品生产经营。

早在我国1500年前的《名医别录》中记载：取鲤鱼之鳞片，文火熬成胶脉，可治妇女崩中带下，并对紫瘫、齿根出血有效。李时珍的《本草纲目》中记载了龟板胶、阿胶、鹿角胶、鳖甲胶等，对胶原蛋白在食疗方面的功效有了较为详尽的阐述。胶原蛋白在食品工业中可以作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、澄清剂、营养强化剂等广泛应用于罐头、饮料、乳品加工、肉制品加工、果酒酿造等方面。

羟基磷酸钙（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷酸钙的含量在96%以上。羟基磷酸钙具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。鱼鳞中提取的羟基磷酸钙具有与人体骨骼相同的组成，是一种优良的补钙制剂。

中国专利申请00109936.1胶原蛋白的制备工艺、00120531.5一种胶原蛋白的制造方法、200710191256.5一种利用淡水无鳞鱼皮制取生物活性胶原蛋白多肽的方法、200810064074.6一种鱼鳞胶原蛋白肽的制备方法、200510126543.9利用酶工程技术从鱼鳞中提取小分子胶原蛋白的方法，其中提到了以鱼鳞、鱼皮单体为原料制取胶原蛋白肽，中国专利申请200610124065.2提到了一种提取鲟鱼鱼油的方法，200410067736.7提到了一种羟基磷灰石的制备方法，但现有技术中尚没有以带鳞鱼皮为原料综合制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的工业生产方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法。该方法不需要对原料进行二次加工，避免了传统酸碱预处理工艺对环境的污染，资源得到了高效综合利用。

本发明的目的是通过如下技术方案得以实现的：

一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法，其步骤如下：

(1)将带鳞鱼皮（在鱼糜或鱼片加工生产线，由去皮机或人工采自活鱼）与抗氧化剂溶液混合后在60～80℃温度下搅拌提取30～60min后三相离心分离得油相①、胶液①及固渣①；

所述带鳞鱼皮（湿重）与抗氧化剂溶液的质量体积比为1:0.5～1（Kg:L）；

所述抗氧化剂为特丁基对苯二酚、维生素E、维生素C、虾青素中的一种或两种以上；

所述抗氧化剂溶液的浓度为0.05～0.2wt%；

所述搅拌速率为20～40rpm；

(2)固渣①加水后在0.1～0.2MPa压力，100～120℃温度下搅拌提取10～30min后三相离心分离得油相②、胶液②及固渣②；

所述固渣①与水的质量体积比为1:1.5～2（Kg:L）；

搅拌速率为60～80rpm；

步骤(1)和(2)中所述三相离心分离的设备均为分离因子f在6000g～9000g的卫生级工业离心机。

(3)将油相①、油相②合并后用二次三相离心分离设备在50～70℃下进行分离得粗鱼油；

所述二次三相分离设备为分离因子f在11000g～16000g的卫生级工业离心机；

(4)将固渣②经稀碱液清洗后在800～1300℃温度下程序煅烧1～2.5ｈ得羟基磷酸钙；

所述稀碱液pH值为9.0～11.5；

所述煅烧的设备为高温隧道窑炉；

(5)将胶液①、胶液②合并并调整体积后经2709碱性蛋白酶酶解、脱色脱臭、膜过滤、膜浓缩、冷冻干燥，得到胶原蛋白肽。

具体的操作是，先调整胶液①和胶液②合并液的量为原料带鳞鱼皮量的2.8～3.2倍（体积质量比，L:Kg）；

所述2709碱性蛋白酶的用量为原料带鳞鱼皮质量的0.1～0.2％；酶解温度为40～70℃；酶解起始pH为8.0；酶解时间为4～8ｈ；酶解后得到的酶解液经脱色柱脱色脱臭，脱色柱填料为粒状活性炭、活化硅胶、聚合氯化铝铁三者中的一种或两种以上的混合物，流速为2～3BV/h；用超滤膜除杂，所用超滤膜的截留分子量为10000Da；超滤滤液用纳滤膜浓缩，所用纳滤膜的截留分子量为200Da，浓缩至25%～40%固形物含量；冷冻干燥装盘厚度为10～13mm，干燥温度在-35～20℃，干燥时间在30～40ｈ。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1、直接以带鳞鱼皮为原料，减少了上游工序的操作步骤，有利于其自动化水平的提高；

2、避免了传统的酸碱脱灰脱脂预处理方法对环境造成的污染，清洁环保；

3、同步得到鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙，资源综合利用程度高。

具体实施方式

下面申请人将结合具体的实施例对本发明方法做进一步的阐述，应理解，以下实施例仅用于详细说明本发明的技术方案，而不应在任何程度上被理解为对本发明请求保护范围的限制。

实施例1

一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法，其步骤如下：

（1）称取湿重为1500Kg的带鳞白鲢鱼鱼皮，加入1500L0.1wt%维生素E的去离子水溶液，在60℃下搅拌反应30min，搅拌转速为24rpm，然后卧式螺旋离心（f=8000g）分离得油相①180L，胶液①2100L，固渣①600Kg；

（2）将固渣①加入到1200L去离子水中，在0.15MPa、110℃下搅拌提取15min，搅拌转速为80rpm，然后卧式螺旋离心（f=8000g）分离得油相②60L，胶液②1450L，固渣②200Kg；

（3）将油相①、油相②合并后用碟式离心机（f=13000g）于70℃下进行二次离心，得粗鱼油120L，经检测完全符合SC/T3502-2000一级粗鱼油标准，杂质含量为0.1%，达到SC/T3502-2000精制鱼油二级标准；

（4）固渣②经pH9.5的氢氧化钙溶液清洗后烘干，在高温隧道窑炉内于800℃煅烧0.5h去除有机物后迅速升温至1200℃并保温1.5h，得白色粉状羟基磷酸钙45Kg，其钙磷摩尔比为1.7:1，通过比较样品与羟基磷酸钙标准品的X射线衍射分析图谱表明所得产物即羟基磷酸钙；

（5）将胶液①和胶液②合并，再加入950L去离子水，用氢氧化钙调节pH至8.0，升温至45℃，加入2709碱性蛋白酶1.5Kg，保温搅拌酶解6h，然后将酶解液升温至65℃以2BV/h的速率过聚合氯化铝铁填料柱（氧化铝含量/%≥30%；氧化铁含量/%≥5%），流出液经截留分子量10000Da超滤膜除杂后经截留分子量200Da纳滤膜浓缩至40％固形物含量，装盘10mm厚，极速冻结后于－35℃升华干燥32h再于15℃解析干燥6h得胶原蛋白肽225Kg，成品色白、无味、复水性强，羟脯氨酸含量9.8%，灰分0.25%。

实施例2

一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法，其步骤如下：

（1）称取湿重为1500Kg的带鳞草鱼鱼皮，加入1500L0.08wt%特丁基对苯二酚的去离子水溶液，在65℃下搅拌反应45min，搅拌转速为24rpm，然后卧式螺旋离心（f=7500g）分离得油相①220L，胶液①2000L，固渣①800Kg；

（2）将固渣①加入到1500L去离子水中，0.15MPa、110℃搅拌提取25min，搅拌转速为80rpm，卧式螺旋离心（f=7500g）得油相②75L，胶液②1900L，固渣②260Kg；

（3）将油相①、油相②合并后用碟式离心机（f=15000g）于70℃下进行二次离心分离，得粗鱼油145L，经检测完全符合SC/T3502-2000一级粗鱼油标准，且酸价为1.5mg/g,杂质含量为0.08%，达到SC/T3502-2000精制鱼油二级标准；

（4）固渣②经pH11.0的氢氧化钙溶液清洗后烘干，在高温隧道窑炉内于800℃煅烧0.5h去除有机物后迅速升温至1000℃并保温2h，得白色粉状羟基磷酸钙60Kg，元素分析测定其钙磷摩尔比为1.67:1，通过比较样品与羟基磷酸钙标准品的X射线衍射分析图谱表明所得产物即羟基磷酸钙；

（5）将胶液①和胶液②合并，再加入600L去离子水，用氢氧化钙调节pH至8.0，升温至65℃，加入2709碱性蛋白酶2.8Kg，保温搅拌酶解反应5h，然后立即将酶解液以2.5BV/h的速率过通森TS-204椰壳活性炭填料柱，流出液经截留分子量为10000Da的超滤膜除杂后再经截留分子量为200Da的纳滤膜浓缩至30％固形物含量，装盘10mm厚，极速冻结后于-30℃升华干燥26h再于20℃解析干燥6h得胶原蛋白肽210Ｋg，成品色白、无味、复水性强，羟脯氨酸含量10.5%，灰分0.4%。

实施例3

一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法，其步骤如下：

（1）称取湿重为1500Kg的带鳞罗非鱼鱼皮，加入1500L总浓度为0.12wt%的维生素E和维生素C的混合去离子水溶液（维生素E和C质量比为1:1，两者的浓度均为0.06wt%），在60℃下搅拌反应50min，搅拌转速为24rpm，卧式螺旋离心（f=9000g）分离得油相①165L，胶液①1900L，固渣①950Kg；

（2）将固渣①加入到1500L去离子水中，0.2MPa、120℃下搅拌提取30min，搅拌转速为80rpm，然后卧式螺旋离心（f=9000g）分离得油相②70L，胶液②2000L，固渣②300Kg；

（3）将油相①、油相②合并后用碟式离心机（f=11000g）于70℃下进行二次离心，得粗鱼油105L，经检测完全符合SC/T3502-2000一级粗鱼油标准；

（4）固渣②经pH9.0氢氧化钙溶液清洗后烘干，在高温隧道窑炉内于800℃煅烧0.5h去除有机物后迅速升温至1300℃并保温1h，得白色粉状羟基磷酸钙68Kg，其钙磷摩尔比为1.65:1，通过比较样品与羟基磷酸钙标准品的X射线衍射分析图谱表明所得产物即羟基磷酸钙；

（5）将胶液①和胶液②合并，再加入600L去离子水，用氢氧化钙调节pH至8.0，升温至55℃，加入2709碱性蛋白酶2.5Kg，保温搅拌酶解反应4.5h，然后将酶解液升温至65℃以3BV/h的速率过于成化工ZCX-1硅胶和通森TS-852药用活性炭混合柱（从柱底至柱顶填料分别为活性炭、硅胶，体积比为3:2），流出液经截留分子量10000Da的超滤膜除杂后经截留分子量200Da纳滤膜浓缩至26%固形物含量，装盘11mm厚，极速冻结后于-25℃升华干燥24h再于20℃解析干燥6h得胶原蛋白肽200Kg，成品色白、无味、复水性强，羟脯氨酸含量11.3%，灰分0.47%。

Claims (1)

1.一种用带鳞鱼皮制备粗鱼油、胶原蛋白肽和羟基磷酸钙的方法，其步骤如下：

(1)将带鳞鱼皮与抗氧化剂溶液混合后在60～80℃温度下搅拌提取30～60min后三相离心分离得油相①、胶液①及固渣①；

所述抗氧化剂为特丁基对苯二酚、维生素E、维生素C、虾青素中的一种或两种以上；

(2)固渣①加水后在0.1～0.2MPa压力，100～120℃温度下搅拌提取10～30min后三相离心分离得油相②、胶液②及固渣②；

(3)将油相①、油相②合并后用二次三相离心分离设备在50～70℃下进行分离得粗鱼油；

(4)将固渣②经稀碱液清洗后在800～1300℃温度下煅烧1～2.5ｈ得羟基磷酸钙；

(5)将胶液①、胶液②合并后经2709碱性蛋白酶酶解、脱色脱臭、膜过滤、膜浓缩、冷冻干燥，得到胶原蛋白肽；

在步骤（1）中，所述带鳞鱼皮与抗氧化剂溶液的质量体积比Kg:L为1:0.5～1；所述抗氧化剂溶液的浓度为0.05～0.2wt%；

在步骤（2）中，所述固渣①与水的质量体积比Kg:L为1:1.5～2；

在步骤(1)和(2)中，所述三相离心分离的设备均为分离因子f在6000g～9000g的卫生级工业离心机；

在步骤（3）中，所述二次三相分离设备为分离因子f在11000g～16000g的卫生级工业离心机；

在步骤（4）中，所述稀碱液pH值为9.0～11.5；

所述步骤（5）的具体操作是先调整胶液①和胶液②合并液的量为原料带鳞鱼皮量的2.8～3.2倍，L:Kg；

所述2709碱性蛋白酶的用量为原料带鳞鱼皮质量的0.1～0.2％；酶解温度为40～70℃；酶解起始pH为8.0；酶解时间为4～8ｈ；酶解后得到的酶解液经脱色柱脱色脱臭，脱色柱填料为粒状活性炭、活化硅胶、聚合氯化铝铁三者中的一种或两种以上的混合物，流速为2～3BV/h；用超滤膜除杂，所用超滤膜的截留分子量为10000Da；超滤滤液用纳滤膜浓缩，所用纳滤膜的截留分子量为200Da，浓缩至25%～40%固形物含量；冷冻干燥装盘厚度为10～13mm，干燥温度在-35～20℃，干燥时间在30～40ｈ。