CN103374594A - 采用生物酶解工艺制取鱼皮明胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶原/明胶制备领域，特别涉及采用生物酶解工艺制取鱼皮明胶的方法，该方法所制取的鱼皮明胶可达到药用胶囊用明胶的指标要求。本发明的基本操作包括：鱼皮清洗、酶解、酶解脱脂、加碱除油、清洗、抽提、活性炭脱腥、过滤、干燥等流程，最终得到成品鱼皮明胶。本方法的优点在于大大减少了酸、碱的用量，以及明胶生产中的污水排放量。采用该方法制取鱼皮明胶，冻力、粘度、灰分指标均可达到药用胶囊用明胶要求，得率在85％以上。
Description
技术领域
本发明属于胶原/明胶制备领域，特别涉及采用生物酶解工艺制取鱼皮明胶的方法，该方法所制取的鱼皮明胶可达到药用胶囊用明胶的指标要求。
背景技术
明胶是一种从动物(牛、马、猪、鸡、鱼)的结缔组织(皮和骨)中经过降解后，抽提出来的一种蛋白质，主要用于食品、医药、保健品、日化、摄影等领域。2011年我国骨、皮明胶总产量在6万吨左右，主要是以牛、猪等牲畜的皮和骨为原料。家禽明胶和鱼明胶在我国生产尚未形成规模。
全世界每年鱼皮约250万吨，我国鱼皮总量在90-100万吨，资源丰富，现在鱼皮基本用于生产鱼粉作为动物饲料使用，附加值很低。鱼皮中富含胶原蛋白，是生产明胶的优质原料，可进一步用作食品和医用材料，通过制取明胶可大幅度提高鱼皮的利用价值。现在我国鱼皮明胶生产工艺基本沿用了猪、牛皮明胶生产工艺，主要是采用酸法、碱法或酸碱法相结合。这些传统方法普遍存在着水、电资源消耗大、环境污染严重等缺点。CN201110289488.0公开了了采用传统工艺制备河豚鱼皮明胶的方法；CN200910251061.4中公开了采用高压处理制取鱼皮明胶的方法。
为了节约水资源、保护环境提高明胶的生产效益，改造、改良传统明胶生产工艺成为明胶行业的发展方向，本发明采用酶解技术制取鱼皮明胶，一方面减少了鱼皮明胶生产的水、电消耗量，降低了明胶对环境的污染程度，同时所制备的鱼皮明胶的性能指标可以达到药物明胶水平。
发明内容
本发明的目的是以水产加工下脚料鱼皮为原料，通过生物酶降解胶原的原理制备药用级高档鱼皮明胶，减少水的用量、降低环境污染、提高鱼皮明胶生产的经济效益、社会效益和环境效益，从而提供一种采用生物酶解工艺制取鱼皮明胶的方法。
本发明的基本操作包括：鱼皮清洗、酶解、酶解脱脂、加碱除油、清洗、抽提、活性炭脱腥、过滤、干燥等流程，最终得到成品鱼皮明胶。
本发明的采用生物酶解工艺制取鱼皮明胶的方法是以鱼皮为原料，用酶解方法制备鱼皮明胶，该方法包括以下步骤：
(1)将鱼皮破碎后所得的鱼皮碎片(如果是冷冻的鱼皮，需先加水浸泡解冻后再破碎成鱼皮碎片)放入反应锅中，加水，加水量为所述鱼皮碎片重量的2～3倍；向含有鱼皮碎片的水溶液中加入无机碱的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为6.5～8.5；向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入蛋白酶，所述的蛋白酶的加入量是鱼皮碎片重量的1～5‰；在酶解温度为30～45℃下进行酶解(一般酶解的时间为0.5～2小时)；酶解完成后，过滤除去酶解液；
(2)向步骤(1)过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片中加水，加水量为鱼皮碎片重量的2～3倍，向含有鱼皮碎片的水溶液中加入无机碱的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为8.5～9.5，向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入脱脂酶，所述脱脂酶的加入量为鱼皮碎片重量的2～6‰，在温度为30～45℃下进行反应1～3小时，然后过滤除去酶解液；
(3)向步骤(2)的反应锅内加入质量浓度为0.5～3％的无机碱的水溶液，浸泡过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片6～24小时，然后加入无机酸，调整溶液的pH值为5.5～7后浸泡鱼皮碎片4～24小时；过滤，水洗鱼皮碎片；
(4)向步骤(3)的反应锅内加入是水洗鱼皮碎片后所得鱼皮碎片重量的2～3倍的水，在温度为50～65℃下进行加热抽提(加热抽提的时间一般为1～5小时)，得到胶液；
(5)向步骤(4)所得胶液中加入0.2～0.5％(W/V)的活性炭粉，在温度为40～50℃下搅拌0.5～1小时，然后经棉饼过滤，得到鱼皮明胶。
所述的鱼皮破碎后所得的鱼皮碎片优选为3×3cm左右大小的碎片。
所述的蛋白酶选自胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶中的一种。
所述的无机酸是盐酸或磷酸等。
所述的无机碱选自氢氧化钙、氢氧化钠、石灰等中的一种。
本发明得到的鱼皮明胶的冻力、粘度、灰分指标均可达到药用胶囊用明胶要求，所得鱼皮明胶无腥味、纯度高、透明度好、灰分小于1％、产率为85％以上。
本发明得到的鱼皮明胶可作为酒类澄清剂、胶囊、食品添加剂、生物骨修复载体材料。
本发明的方法简单，自动化控制的技术含量高，用水量少，大大减少了酸、碱的用量，以及明胶生产中的污水排放量，对环境污染小。
具体实施方式
实施例1.
(1)将冷冻的鱼皮加水浸泡解冻，然后再将鱼皮破碎成3×3cm左右大小的鱼皮碎片；将所得的鱼皮碎片放入反应锅中，加水，加水量为所述鱼皮碎片重量的2倍；向含有鱼皮碎片的水溶液中加入氢氧化钠的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为6.5；向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入木瓜蛋白酶，所述的木瓜蛋白酶的加入量是鱼皮碎片重量的1‰；在酶解温度为45℃下进行酶解2小时；酶解完成后，过滤除去酶解液；
(2)向步骤(1)过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片中加水，加水量为鱼皮碎片重量的2倍，向含有鱼皮碎片的水溶液中加入氢氧化钠的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为8.5，向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入脱脂酶，所述脱脂酶的加入量为鱼皮碎片重量的2‰，在温度为38℃下进行反应1小时，然后过滤除去酶解液；
(3)向步骤(2)的反应锅内加入质量浓度为3％的氢氧化钠的水溶液，室温下浸泡过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片6小时，然后加入盐酸，调整溶液的pH值为7.0后浸泡鱼皮碎片24小时；过滤，水洗鱼皮碎片；
(4)向步骤(3)的反应锅内加入是水洗鱼皮碎片后所得鱼皮碎片重量的2倍的水，在温度为65℃下进行加热抽提1小时，得到胶液；
(5)向步骤(4)所得胶液中加入0.2％(W/V)的活性炭粉，在温度为45℃下搅拌1小时，然后经棉饼过滤，得到鱼皮明胶。所得鱼皮明胶无腥味。按照中华人民共和国轻工行业标准QB2354-2005进行测试，所得到鱼皮明胶的粘度为5.2mPa·s，冻力为340g，450nm波长的光的透过率为67％，620nm波长的光的透过率86％，灰分小于1％，产率大于90％。
实施例2.
(1)将冷冻的鱼皮加水浸泡解冻，然后再将鱼皮破碎成3×3cm左右大小的鱼皮碎片；将所得的鱼皮碎片放入反应锅中，加水，加水量为所述鱼皮碎片重量的3倍；向含有鱼皮碎片的水溶液中加入氢氧化钙的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为8.5；向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入胰蛋白酶，所述的胰蛋白酶的加入量是鱼皮碎片重量的5‰；在酶解温度为30℃下进行酶解0.5小时；酶解完成后，过滤除去酶解液；
(2)向步骤(1)过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片中加水，加水量为鱼皮碎片重量的3倍，向含有鱼皮碎片的水溶液中加入氢氧化钙的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为9.0，向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入脱脂酶，所述脱脂酶的加入量为鱼皮碎片重量的6‰，在温度为30℃下进行反应3小时，然后过滤除去酶解液；
(3)向步骤(2)的反应锅内加入质量浓度为0.5％的氢氧化钙的水溶液，室温下浸泡过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片24小时，然后加入磷酸，调整溶液的pH值为5.5后浸泡鱼皮碎片4小时；过滤，水洗鱼皮碎片；
(4)向步骤(3)的反应锅内加入是水洗鱼皮碎片后所得鱼皮碎片重量的3倍的水，在温度为50℃下进行加热抽提5小时，得到胶液；
(5)向步骤(4)所得胶液中加入0.5％(W/V)的活性炭粉，在温度为40℃下搅拌1小时，然后经棉饼过滤，得到鱼皮明胶。所得鱼皮明胶无腥味。按照中华人民共和国轻工行业标准QB2354-2005进行测试，所得到鱼皮明胶的粘度为6.5mPa·s，冻力为310g，450nm波长的光的透过率为66％，620nm波长的光的透过率85％，灰分小于1％，产率大于90％。
实施例3.
(1)将冷冻的鱼皮加水浸泡解冻，然后再将鱼皮破碎成3×3cm左右大小的鱼皮碎片；将所得的鱼皮碎片放入反应锅中，加水，加水量为所述鱼皮碎片重量的2.5倍；向含有鱼皮碎片的水溶液中加入石灰的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为7.5；向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入中性蛋白酶，所述的中性蛋白酶的加入量是鱼皮碎片重量的3‰；在酶解温度为37℃下进行酶解1小时；酶解完成后，过滤除去酶解液；
(2)向步骤(1)过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片中加水，加水量为鱼皮碎片重量的2.5倍，向含有鱼皮碎片的水溶液中加入石灰的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为9.5，向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入脱脂酶，所述脱脂酶的加入量为鱼皮碎片重量的4‰，在温度为34℃下进行反应2小时，然后过滤除去酶解液；
(3)向步骤(2)的反应锅内加入质量浓度为2％的石灰的水溶液，室温下浸泡过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片15小时，然后加入盐酸，调整溶液的pH值为6.2后浸泡鱼皮碎片15小时；过滤，水洗鱼皮碎片；
(4)向步骤(3)的反应锅内加入是水洗鱼皮碎片后所得鱼皮碎片重量的2.5倍的水，在温度为58℃下进行加热抽提3小时，得到胶液；
(5)向步骤(4)所得胶液中加入0.35％(W/V)的活性炭粉，在温度为50℃下搅拌0.5小时，然后经棉饼过滤，得到鱼皮明胶。所得鱼皮明胶无腥味。按照中华人民共和国轻工行业标准QB2354-2005进行测试，所得到鱼皮明胶的粘度为4.5mPa·s，冻力为328g，450nm波长的光的透过率为60％，620nm波长的光的透过率80％，灰分小于1％，产率大于85％。
Claims (6)
1.一种采用生物酶解工艺制取鱼皮明胶的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
(1)将鱼皮破碎后所得的鱼皮碎片放入反应锅中，加水，加水量为所述鱼皮碎片重量的2～3倍；向含有鱼皮碎片的水溶液中加入无机碱的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为6.5～8.5；向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入蛋白酶，所述的蛋白酶的加入量是鱼皮碎片重量的1～5‰；在酶解温度为30～45℃下进行酶解；酶解完成后，过滤除去酶解液；
(2)向步骤(1)过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片中加水，加水量为鱼皮碎片重量的2～3倍，向含有鱼皮碎片的水溶液中加入无机碱的水溶液，调整含有鱼皮碎片的水溶液的pH为8.5～9.5，向调整好pH值的含有鱼皮碎片的水溶液中加入脱脂酶，所述脱脂酶的加入量为鱼皮碎片重量的2～6‰，在温度为30～38℃下进行反应1～3小时，然后过滤除去酶解液；
(3)向步骤(2)的反应锅内加入质量浓度为0.5～3％的无机碱的水溶液，浸泡过滤除去酶解液后留下的鱼皮碎片6～24小时，然后加入无机酸，调整溶液的pH值为5.5～7后浸泡鱼皮碎片4～24小时；过滤，水洗鱼皮碎片；
(4)向步骤(3)的反应锅内加入是水洗鱼皮碎片后所得鱼皮碎片重量的2～3倍的水，在温度为50～65℃下进行加热抽提，得到胶液。
(5)向步骤(4)所得胶液中加入0.2～0.5％(W/V)的活性炭粉，在温度为40～50℃下搅拌0.5～1小时，然后经棉饼过滤，得到鱼皮明胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(1)所述的酶解的时间为0.5～2小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的加热抽提的时间为1～5小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的蛋白酶选自胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的无机酸是盐酸或磷酸。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的无机碱选自氢氧化钙、氢氧化钠、石灰中的一种。
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