CN103211080B - 一种通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法 - Google Patents
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Abstract
一种通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，包括以下步骤：1)鱼鳞的脱腥、脱钙及洗涤处理；2)冷冻粉碎处理；3)鱼鳞的汽爆处理；4)鱼鳞的酶水解；5)制备鱼鳞胶原蛋白粉。本发明的生产方法简单、蛋白酶用量少、生产成本低、加工周期短、条件温和、设备利用率高，易于实现工业化生产，其平均提取率可达70%以上，所制得的胶原蛋白粉中胶原蛋白含量达到95%以上，体外消化率达到95%以上，较好地解决了鱼类加工中鱼鳞的利用问题，从而提升了水产品加工下脚料的附加值，提高了淡水鱼的综合利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶原蛋白的制备方法，更具体地，涉及一种采用鱼鳞为原料制备提取胶原蛋白粉的方法。
背景技术
我国是渔业大国，近年来随着我国养殖水产总量和加工需求的增大，水产品加工废弃物给环境带来的压力也日益显著，水产加工的“零”排放和清洁化生产的呼声也愈来愈强。水产品在生产加工过程中会产生鱼鳞、鱼皮、内脏等下脚料，在这部分下脚料中鱼鳞占到3-5%，且富含胶原蛋白。而自上世纪80-90年代以来，鱼鳞作为人体器官的修复和人造器官制造用的生物材料的研究利用越来越广泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，可以解决解决鱼类加工中鱼鳞的利用问题，从而提升水产品加工中下脚料的附加值，提高了淡水鱼的综合利用率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）鱼鳞的脱腥、脱钙处理
以重量计，按鱼鳞：水=1:1向鱼鳞中加入自来水，然后加入上述物料总重的3%-5%的枯草芽孢杆菌菌液，于35℃-39℃、120-180r/min振荡培养1-2小时进行脱腥处理，再向所得物料中加入其重量2%-3%的HCl溶液，在150-180r/min振荡反应10-15分钟进行脱钙处理；处理后的鱼鳞清洗干净备用；
2）冷冻粉碎处理
将洗涤干净的鱼鳞进行冷冻，将冷冻后的鱼鳞迅速放入粉碎机中粉碎得到鱼鳞粉；
3）汽爆处理
将鱼鳞粉装入汽爆处理的反应器中，在2.5-3.0MPa的压力下进行汽爆处理8-10分钟；
4）鱼鳞的酶水解
按重量比鱼鳞：水=1:1-3的比例向汽爆处理过的鱼鳞中加入纯净水，用5%的HCl调pH至3.0-4.5，并按鱼鳞重量0.01%-0.03%的比例加入蛋白酶制剂，在30-40℃，120-150r/min下进行酶水解反应30-50分钟；
5）制备鱼鳞胶原蛋白粉
将鱼鳞水解物通过真空冷冻干燥的方式进行干燥，粉碎后得到通过鱼鳞制备的胶原蛋白粉。
所述鱼鳞为白鲢鱼、草鱼、青鱼处理过程中收集的鱼鳞。
步骤1）中所述的枯草芽孢杆菌菌液制备方法为：将枯草芽孢杆菌的斜面菌种进行摇瓶扩大培养所得，其培养条件为：35℃-39℃，120-150r/min振荡培养，24-36小时。
步骤1）中所述脱钙处理时采用的HCl溶液的质量浓度为5%。
步骤2）中所述的冷冻条件为：冷冻温度-70℃～-80℃，冷冻时间：90～120分钟。
步骤4）所述的蛋白酶制剂为：酸性蛋白酶。
本发明提供的一种鱼鳞胶原蛋白粉及其生产方法，其有益效果如下：
1、鱼鳞通过深度冷冻处理，其组织结构发生了改变，更利于酶的水解，酶的用量也大为降低，提取率可达到70%以上。
2、汽爆技术的是让渗透到组织细胞内部的高压气体在极短的时间内突然释放出来，本发明采用汽爆处理，可将物料大分子充分地分解成小分子，破坏鱼鳞胶原蛋白的稳定空间结构，将分子量较大的鱼鳞胶原蛋白分解成小分子蛋白，使鱼鳞胶原蛋白的生产工艺过程更简单，极大地缩短了胶原蛋白生产周期、降低了单位能耗；蛋白酶用量更少，水解条件温和，水解率高；且生产方法简单、生产成本低、设备利用率高，适合工业化生产。
3、较好地解决了鱼类加工中鱼鳞的回收、利用问题，变废为宝，从而提升了水产品加工下脚料的附加值，提高了淡水鱼的综合利用率。
4、采用本工艺所制得的胶原蛋白粉质量稳定、品质好，其胶原蛋白含量达到92%以上，体外消化率达到95%以上。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
1）鱼鳞的脱腥、脱钙处理
将鲢鱼加工的过程中收集的鱼鳞放入容器中，以重量计，按鱼鳞：水=1:1向鱼鳞中加入自来水，然后加入上述物料总重3%的枯草芽孢杆菌菌液，于35℃、180r/min振荡培养2小时进行脱腥处理，再向所得物料中加入其重量2%的质量浓度为5%的HCl溶液，在150r/min振荡反应10分钟进行脱钙处理；处理后的鱼鳞用清水反复冲洗以除去其中的泥沙、菌体和杂质，清洗干净备用；
其中枯草芽孢杆菌菌液是将枯草芽孢杆菌的斜面菌种进行摇瓶扩大培养所得，其培养条件为：39℃，120r/min振荡培养24小时。
2）冷冻粉碎处理
将洗涤干净的鱼鳞进行冷冻，冷冻温度为-80℃，冷冻时间为90分钟，然后将冷冻后的鱼鳞迅速放入粉碎机中粉碎得到鱼鳞粉；
3）汽爆处理
将鱼鳞粉装入汽爆处理的反应器中，在2.5MPa的压力下进行汽爆处理10分钟；
4）鱼鳞的酶水解
按重量比鱼鳞：水=1:1的比例向汽爆处理过的鱼鳞中加入纯净水，用5%的HCl调pH至3.0，并按鱼鳞重量0.01%的比例加入胃蛋白酶，在30℃，120r/min下进行酶水解反应30分钟；
5）制备鱼鳞胶原蛋白粉
将鱼鳞水解物通过真空冷冻干燥的方式进行干燥，粉碎后得到通过鱼鳞制备的胶原蛋白粉。
通过计算其提取率为74%，胶原蛋白含量达到95%。
实施例2：
1）鱼鳞的脱腥、脱钙处理
将草鱼加工的过程中收集的鱼鳞放入容器中，以重量计，按鱼鳞：水=1:1向鱼鳞中加入自来水，然后加入上述物料总重5%的枯草芽孢杆菌菌液，于39℃、120r/min振荡培养1小时进行脱腥处理，再向所得物料中加入其重量3%的质量浓度为5%的HCl溶液，在180r/min振荡反应12分钟进行脱钙处理；处理后的鱼鳞用清水反复冲洗以除去其中的泥沙、菌体和杂质，清洗干净备用；
其中枯草芽孢杆菌菌液是将枯草芽孢杆菌的斜面菌种进行摇瓶扩大培养所得，其培养条件为：35℃，150r/min振荡培养30小时；
2）冷冻粉碎处理
将洗涤干净的鱼鳞进行冷冻，冷冻温度为-70℃，冷冻时间为120分钟，然后将冷冻后的鱼鳞迅速放入粉碎机中粉碎得到鱼鳞粉；
3）汽爆处理
将鱼鳞粉装入汽爆处理的反应器中，在3.0MPa的压力下进行汽爆处理8分钟；
4）鱼鳞的酶水解
按重量比鱼鳞：水=1:2的比例向汽爆处理过的鱼鳞中加入纯净水，用5%的HCl调pH至4.5，并按鱼鳞重量0.02%的比例加入胃蛋白酶，在35℃，150r/min下进行酶水解反应50分钟；
5）制备鱼鳞胶原蛋白粉
将鱼鳞水解物通过真空冷冻干燥的方式进行干燥，粉碎后得到通过鱼鳞制备的胶原蛋白粉。
通过计算其提取率为71%，胶原蛋白含量达到93%。
实施例3：
1）鱼鳞的脱腥、脱钙处理
将青鱼加工的过程中收集的鱼鳞放入容器中，以重量计，按鱼鳞：水=1:1向鱼鳞中加入自来水，然后加入上述物料总重4%的枯草芽孢杆菌菌液，于37℃、150r/min振荡培养1.5小时进行脱腥处理，再向所得物料中加入其重量2%的质量浓度为5%的HCl溶液，在150r/min振荡反应10分钟进行脱钙处理；处理后的鱼鳞用清水反复冲洗以除去其中的泥沙、菌体和杂质，清洗干净备用；
其中枯草芽孢杆菌菌液是将枯草芽孢杆菌的斜面菌种进行摇瓶扩大培养所得，其培养条件为：35℃，150r/min振荡培养36小时；
2）冷冻粉碎处理
将洗涤干净的鱼鳞进行冷冻，冷冻温度为-75℃，冷冻时间为100分钟，然后将冷冻后的鱼鳞迅速放入粉碎机中粉碎得到鱼鳞粉；
3）汽爆处理
将鱼鳞粉装入汽爆处理的反应器中，在2.8MPa的压力下进行汽爆处理9分钟；
4）鱼鳞的酶水解
按重量比鱼鳞：水=1:1.5的比例向汽爆处理过的鱼鳞中加入纯净水，用5%的HCl调pH至4.0，并按鱼鳞重量0.03%的比例加入胃蛋白酶，在40℃，120r/min下进行酶水解反应40分钟；
5）制备鱼鳞胶原蛋白粉
将鱼鳞水解物通过真空冷冻干燥的方式进行干燥，粉碎后得到通过鱼鳞制备的胶原蛋白粉。
通过计算其提取率为72%，胶原蛋白含量达到92%。
Claims (5)
1.一种通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）鱼鳞的脱腥、脱钙处理
以重量计，按鱼鳞：水=1:1向鱼鳞中加入自来水，然后加入上述物料总重的3%-5%的枯草芽孢杆菌菌液，于35℃-39℃、120-180r/min振荡培养1-2小时进行脱腥处理，再向所得物料中加入其重量2%-3%的HCl溶液，在150-180r/min振荡反应10-15分钟进行脱钙处理；处理后的鱼鳞清洗干净备用；
2）冷冻粉碎处理
将洗涤干净的鱼鳞进行冷冻，其中冷冻温度-70℃～-80℃，冷冻时间为90～120分钟，将冷冻后的鱼鳞迅速放入粉碎机中粉碎得到鱼鳞粉；
3）汽爆处理
将鱼鳞粉装入汽爆处理的反应器中，在2.5-3.0MPa的压力下进行汽爆处理8-10分钟；
4）鱼鳞的酶水解
按重量比鱼鳞：水=1:1-3的比例向汽爆处理过的鱼鳞中加入纯净水，用5%的HCl调pH至3.0-4.5，并按鱼鳞重量0.01%-0.03%的比例加入蛋白酶制剂，在30-40℃，120-150r/min下进行酶水解反应30-50分钟；
5）制备鱼鳞胶原蛋白粉
将鱼鳞水解物通过真空冷冻干燥的方式进行干燥，粉碎后得到鱼鳞胶原蛋白粉。
2. 根据权利要求1所述的通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，其特征在于：所述鱼鳞为白鲢鱼、草鱼、青鱼处理过程中收集的鱼鳞。
3. 根据权利要求1所述的通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，其特征在于：步骤1）中所述的枯草芽孢杆菌菌液制备方法为：将枯草芽孢杆菌的斜面菌种进行摇瓶扩大培养所得，其培养条件为：35℃-39℃，120-150r/min振荡培养，24-36小时。
4. 根据权利要求1所述的通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，其特征在于：步骤1）中所述脱钙处理时采用的HCl溶液的质量浓度为5%。
5. 根据权利要求1所述的通过鱼鳞制备胶原蛋白粉的方法，其特征在于：步骤4）所述的蛋白酶制剂为：酸性蛋白酶。
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