CN103315126A - 一种低分子量鱼水解蛋白粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低分子量鱼水解蛋白粉的制备方法，其以鲜活淡水鱼为原料，经过原料预处理、脱腥、酶解、灭酶、离心、脱盐、浓缩和喷雾干燥工艺制成低分子量鱼水解蛋白粉。本发明制得的鱼水解蛋白粉的分子量低，分子量1000Da以下的含量达到80%以上，易于消化吸收；溶解度达到95%以上；本发明制得的鱼水解蛋白粉是利用淡水鱼生产的，来源丰富；本发明为淡水鱼的高值化利用提供了一条新的途径；本发明利用的是生物酶解技术，效率高，无污染；产品安全有效、无毒副作用；低分子量的鱼水解蛋白粉比鱼蛋白更易消化吸收，可以作为食品原料或辅料应用于婴幼儿营养配方食品、方便食品、速溶饮品和调味品等，市场前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种淡水鱼高值化的深加工方法，属于食品加工中的水产品加工技术领域。
背景技术
我国淡水鱼资源丰富。仅2010年我国养殖淡水鱼总量达2064万吨。大宗淡水鱼（青、草、鲢、鳙、鲤、鲫、鳊）2010年总产量为1621万吨，占淡水鱼总产量的78.5%。淡水鱼养殖中鲢鱼位居第二，产量达到360.75万吨,但是我国淡水鱼加工所占的比例相当低，基本上依靠鲜销，在一些重点养鱼地区，产销矛盾突出，已出现滞销现象，而淡水鱼的产量却不断增加，研究淡水鱼的深加工技术提高其附加值对于促进我国水产养殖业和加工业的良性发展有着十分重要的意义。
随着人口数量的不断增加，蛋白质已成为世界营养问题中的主要限制性因素，人们特别关注蛋白质的新来源。淡水鱼类营养丰富，可提供的蛋白质占世界动物蛋白的16%以上。它不仅单位蛋白质含量高，而且品质极好，所含氨基酸的组成与人体肌肉成分极为接近，并易于被人体摄入吸收且利用率很高，因而鱼蛋白水解和分离产物特别引起了研究人员的兴趣，被誉为是解决人类蛋白质缺乏的有效途径之一。鱼蛋白酶解液是一种高蛋白、低脂肪的蛋白水解制品，但是不易贮存和加工，将酶解之后酶解液进行喷雾干燥得到水解蛋白粉，不仅利于贮存和运输，而且为酶解液的后续利用提供了便利，既可以作为一种安全的食品配料，也可以直接冲调饮用。氨基酸分析也显示鱼水解蛋白粉的氨基酸组成与人体肌肉成分极为接近，易于被人体摄入吸收且利用率很高，是良好的蛋白质强化剂。
已有的专利均存在一定的缺陷，如一种鱼蛋白粉及其制备方法（CN101595939A）制备的鱼蛋白粉没有进行脱腥，腥味会限制鱼蛋白粉的应用。脱腥鱼蛋白粉的制备方法（CN102318721）虽然进行了脱腥，但采用的脱腥方式分别存在生产周期长（环糊精吸附脱腥生产周期长达1～5h）和生产工艺复杂（乙醇碱溶液脱腥）的问题。本发明采用传统的姜煮制脱腥，生产工艺简单且生产周期短，只需10～20min。淡水鱼水解蛋白粉及其制作方法（CN102499318A）采用酵母发酵后，最后并未除去酵母，产品中容易有酵母味且对蛋白粉溶解度影响很大。蛋白粉的溶解度对蛋白粉的应用范围影响很大，而国内关于低分子量高溶解度蛋白粉的制备尚处于空白状态。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有低分子量高溶解度蛋白粉制备领域中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明目的是提供一种工艺简单，产品营养丰富并易于消化吸收的低分子量鱼水解蛋白粉的制备方法，通过对鱼水解蛋白粉的加工工艺的研究，得到酶解条件、喷雾干燥条件等因素对鱼水解蛋白粉的蛋白回收率、分子量、溶解度的影响，确定最佳的工艺条件，得到一种低分子量的鱼水解蛋白粉。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种低分子量鱼水解蛋白粉的制备方法，其以淡水鱼为原料，经过原料预处理、脱腥、酶解、灭酶、离心、脱盐、浓缩和喷雾干燥工艺制成低分子量鱼水解蛋白粉；其中，所述预处理是将淡水鱼经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，得到的肉糜备用；所述脱腥是在肉糜中分别加入肉糜质量2～3倍的水和肉糜质量3%～5%的生姜汁，90℃～100℃保温，搅拌10min～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；所述酶解是将脱腥鱼浆冷却至50℃～55℃后保温，加入蛋白酶在酶解条件下搅拌酶解，pH-stat法维持pH稳定；所述灭酶是将温度升至90℃～100℃保温10min～15min，灭酶，得到酶解液然后冷却至50℃备用；所述离心是将冷却至50℃的酶解液于5000r/min离心10min～20min，取上清液备用；所述脱盐是将上清液采用纳滤脱盐，选择截留相对分子质量200Da的纳滤膜，脱盐之前电导率为3500μS/cm～5000μS/cm，脱盐之后的电导率达到700μS/cm～1000μS/cm；所述浓缩是将脱盐后的上清液进行真空浓缩，浓缩得到固形物含量30%～35%的浓缩液；所述喷雾干燥是将浓缩液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述酶解中加入的蛋白酶为木瓜蛋白酶、Alaclase酶或中性蛋白酶中的一种或几种。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述酶解中加入的蛋白酶为木瓜蛋白酶，pH-stat法维持pH在6.0～6.5之间，酶解3h～4h。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述酶解中加入的蛋白酶为Alaclase酶，pH-stat法维持pH在8.5～9.0之间，酶解3h～4h。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述酶解中加入的蛋白酶为中性蛋白酶，pH-stat法维持pH在6.5～7.5之间，酶解3h～4h。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述喷雾干燥时，浓缩液温度60℃，进风温度170℃～180℃，出风温度80℃～90℃。
本发明所具有的有益效果：
(1)本方法采用酶解的方法制得的低分子量的鱼水解蛋白粉，提高了蛋白粉的溶解度，扩大了鱼水解蛋白粉的应用范围，满足人们对淡水产品及动物蛋白的市场需求的同时满足了工业化应用的需要。
(2)本发明制得的鱼水解蛋白粉的分子量低，分子量1000Da以下的含量达到80%以上，易于消化吸收；溶解度达到95%以上；本发明制得的鱼水解蛋白粉是利用淡水鱼生产的，来源丰富；为淡水鱼的高值化利用提供了一条新的途径；同时，本发明利用的是生物酶解技术，效率高，无污染；产品安全有效、无毒副作用；低分子量的鱼水解蛋白粉比鱼蛋白更易消化吸收，可以作为食品原料或辅料应用于婴幼儿营养配方食品、方便食品、速溶饮品和调味品等，市场前景广阔。
(3)本发明制备的低分子量的鱼水解蛋白粉的原料是鲜活淡水鱼，来源丰富，有效的促进了淡水鱼市场的开发，使低值淡水鱼产品高值化，对促进我国水产养殖业和加工业的良性发展，提供淡水鱼的高值化利用的有重要的意义。
附图说明
图1本发明一个实施例中低分子量鱼水解蛋白粉的工艺流程框图；
图2低分子量鱼水解蛋白粉的分子量分布图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述方法进行详细说明。
实施例1
选用鲜活鲢鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入2kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的木瓜蛋白酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在6.0～6.5，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为4000μS/cm左右，脱盐后电导率为800μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
实施例2
选用鲜活鳙鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入2kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的Alcalase酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在pH在8.5～9.0，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为5000μS/cm左右，脱盐后电导率为1000μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
实施例3
选用鲜活青鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入2kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的中性蛋白酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在6.5～7.5，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为4500μS/cm左右，脱盐后电导率为900μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
实施例4
选用鲜活草鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入3kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的Alcalase酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在8.5～9.0，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为4500μS/cm左右，脱盐后电导率为900μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
实施例5
选用鲜活鲤鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入3kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的中性蛋白酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在6.5～7.5，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为4000μS/cm左右，脱盐后电导率为800μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
实施例6
选用鲜活鲫鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入3kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的木瓜蛋白酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在6.0～6.5，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为3500μS/cm左右，脱盐后电导率为700μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
实施例7
选用鲜活鲂鱼，将鱼宰杀后，经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，取鱼肉糜1kg，加入2kg蒸馏水，再加入30～50g生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，按照鱼肉蛋白加入3000～4000U/g的木瓜蛋白酶，搅拌，pH-stat法维持pH稳定在6.0～6.5，恒温反应3～4h；控制鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。反应完成后将温度升至90～100℃保温10～15min进行灭酶；冷却至室温之后离心，5000r/min离心10～20min，上清液即为鱼蛋白酶解液；选择纳滤脱盐，脱盐前电导率为3500μS/cm左右，脱盐后电导率为700μS/cm左右；将鱼蛋白酶解液进行浓缩，控制固形物含量在30%～35%；将浓缩后的酶解液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。控制喷雾干燥条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃；真空包装后即得产品，产品的蛋白质含量在85%左右，水分含量在5%以下，分子量1000Da以下的含量在80%左右。
综合实施例1～7，本发明方法采用酶解的方法制得的低分子量的鱼水解蛋白粉，提高了蛋白粉的溶解度，扩大了鱼水解蛋白粉的应用范围。
本发明中，其是以鲜活淡水鱼为原料，经过原料预处理、脱腥、酶解、灭酶、离心、脱盐、浓缩和喷雾干燥工艺制成低分子量鱼水解蛋白粉，所述方法包括以下步骤：
（1）原料：加工原料为鲜活淡水鱼，可以是鲢鱼、鳙鱼、草鱼、青鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲂鱼；
（2）预处理：将鲜活淡水鱼经宰杀，去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，得到的肉糜备用；
（3）脱腥：在肉糜中分别加入肉糜质量2～3倍的水和肉糜质量3%～5%的生姜汁，90～100℃保温，搅拌10～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；
（4）酶解：将脱腥鱼浆冷却至50～55℃后保温，加入蛋白酶在酶解条件下搅拌酶解，pH-stat法维持pH稳定。蛋白酶可以是木瓜蛋白酶、Alaclase酶或中性蛋白酶之一。
各蛋白酶的作用条件：
| 木瓜蛋白酶 | Alcalase酶 | 中性蛋白酶 | |
| 料液比 | 1：2～3 | 1：2～3 | 1：2～3 |
| 添加量（U/g.pr） | 3000～4000 | 3000～4000 | 3000～4000 |
| 温度（℃） | 50～55 | 50～55 | 50～55 |
| pH | 6.0～6.5 | 8.5～9.0 | 6.5～7.5 |
| 时间(h) | 3～4 | 3～4 | 3～4 |
鱼肉的蛋白酶解液水解度为25%～30%。
（5）灭酶：将温度升至90～100℃保温10～15min，灭酶，然后冷却至50℃备用；
（6）离心：将冷却至50℃的酶解液于5000r/min离心10～20min，上清液备用；
（7）脱盐：采用纳滤脱盐；选择截留相对分子质量200Da的纳滤膜，脱盐之前电导率为3500～5000μS/cm，脱盐之后的电导率达到700～1000μS/cm。
（8）浓缩：将脱盐后的上清液进行真空浓缩，浓缩至固形物含量30%～35%；
（9）喷雾干燥：将浓缩液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。喷雾干燥的工艺条件为：料液温度60℃，进风温度170～180℃，出风温度80～90℃。
需要说明的是，如图2所示，图2显示的是低分子量鱼水解蛋白粉的分子量分布图，其中，一种低分子量鱼水解蛋白粉的各分子量分布如下表所示：
| Name | Mn | Mw | MP | Area | %Area | |
| 1 | >2000 | 2226 | 2244 | 2009 | 220140 | 0.17 |
| 2 | 2000-1000 | 1226 | 1262 | 1003 | 6381192 | 4.81 |
| 3 | 1000-500 | 651 | 675 | 500 | 34180381 | 25.79 |
| 4 | 500-180 | 305 | 328 | 280 | 74311570 | 56.06 |
| 5 | <180 | 96 | 110 | 179 | 17457767 | 13.17 |
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种低分子量鱼水解蛋白粉的制备方法，其特征在于：以淡水鱼为原料，经过原料预处理、脱腥、酶解、灭酶、离心、脱盐、浓缩和喷雾干燥工艺制成低分子量鱼水解蛋白粉；其中，
所述预处理是将淡水鱼经去鳞、去内脏、去头、清洗处理，采肉机采肉后，得到的肉糜备用；
所述脱腥是在肉糜中分别加入肉糜质量2～3倍的水和肉糜质量3%～5%的生姜汁，90℃～100℃保温，搅拌10min～15min脱腥，得到脱腥鱼浆；
所述酶解是将脱腥鱼浆冷却至50℃～55℃后保温，加入蛋白酶在酶解条件下搅拌酶解，pH-stat法维持pH稳定；
所述灭酶是将温度升至90℃～100℃保温10min～15min，灭酶，得到酶解液然后冷却至50℃备用；
所述离心是将冷却至50℃的酶解液于5000r/min离心10min～20min，取上清液备用；
所述脱盐是将上清液采用纳滤脱盐，选择截留相对分子质量200Da的纳滤膜，脱盐之前电导率为3500μS/cm～5000μS/cm，脱盐之后的电导率达到700μS/cm～1000μS/cm；
所述浓缩是将脱盐后的上清液进行真空浓缩，浓缩得到固形物含量30%～35%的浓缩液；
所述喷雾干燥是将浓缩液进行喷雾干燥，得到低分子量的鱼水解蛋白粉。
2.依权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述酶解中加入的蛋白酶为木瓜蛋白酶、Alaclase酶或中性蛋白酶中的一种或几种。
3.依权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述酶解中加入的蛋白酶为木瓜蛋白酶，pH-stat法维持pH在6.0～6.5之间，酶解3h～4h。
4.依权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述酶解中加入的蛋白酶为Alaclase酶，pH-stat法维持pH在8.5～9.0之间，酶解3h～4h。
5.依权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述酶解中加入的蛋白酶为中性蛋白酶，pH-stat法维持pH在6.5～7.5之间，酶解3h～4h。
6.依权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述喷雾干燥时，浓缩液温度60℃，进风温度170℃～180℃，出风温度80℃～90℃。
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