CN103627763A - 一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，安康鱼皮首先经过稀碱液浸泡，取出后水洗沥干，然后对安康鱼皮进行酶解，灭酶后加入活性炭脱苦脱色，过滤出活性炭后的滤液经过一级板式超滤膜截留分子量在10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，然后经过二级卷式超滤膜截留分子量在2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，再后经过卷式纳滤膜截留分子量在200道尔顿以上的胶原蛋白肽。本发明酶解时用胃蛋白酶和风味蛋白酶双酶分步对安康鱼皮水解，然后对安康鱼皮酶解后分子量呈现宽分布的胶原蛋白肽进行有效地分子量分级处理，能得到不同分子量区段的胶原蛋白肽，并加以有效利用。
Description
技术领域
本发明涉及鱼胶原蛋白肽技术领域，尤其是涉及一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法。
背景技术
安康鱼是广泛分布于我国东部海域（东海北部、黄海及渤海）的冷温性底层鱼类。近年来随着我国安康鱼加工量不断增长，在加工过程中剩余了大量鱼皮等下脚料，即污染了环境又造成资源的浪费。相关人员对从安康鱼加工副产物中的硫酸软骨素、硫酸皮肤素、胶原蛋白等活性物质做了相关研究。人们发现，通过水解安康鱼的胶原蛋白制备成胶原蛋白肽，能够显著提高其营养价值和消化。其胶原蛋白肽能最大程度地发挥出胶原的各种功能，具有保护胃粘膜、抗溃疡作用、抗过敏、降血压、降胆固醇、抗衰老、促进伤口愈合、增强骨强度和预防骨质疏松、预防关节炎、促进角膜上皮创伤的修复和促进角膜上皮细胞的生长等营养及生理功能。
研究发现不同分子量大小的胶原蛋白肽其功能和价值各不相同，比如抗氧化能力、热稳定性、乳化性等。目前，国内外利用鱼皮制备的胶原蛋白肽，分子量分布区间较大。通常制备得到的各分子量的胶原蛋白肽混杂在一起，或者单独提取某一小段分子量的胶原蛋白肽。对利用鱼皮制备各分子量的胶原蛋白肽，并加以有效分级的方法尚不完整。
中国专利授权公告号：CN101481723，授权公告日2009年07月15日的专利文件中，公开了一种利用鲤鱼鱼皮酶解制备胶原蛋白的方法，包括原料处理，氯化钠去除非胶原蛋白，石油醚萃取去除脂肪，醋酸提取胶原蛋白和木瓜酶、风味酶共同酶解，减压浓缩，喷雾干燥即得到相对分子量8000～15000、色泽洁白、没有腥味的鲤鱼鱼皮胶原蛋白肽。但是该发明方案中制备得到的各分力量区间的胶原蛋白肽混杂在一起，不能有效分级。不利于各分子量胶原蛋白肽的区别利用。
发明内容
本发明是为了克服用安康鱼皮制备胶原蛋白肽，不同分子量的胶原蛋白肽混杂不能有效分级的不足之处，提供了一种能够有效分级的安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，安康鱼皮首先经过稀碱液浸泡，取出后水洗沥干，然后对安康鱼皮进行酶解，灭酶后加入活性炭脱苦脱色，过滤出活性炭后的滤液经过一级板式超滤膜截留分子量在10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，然后经过二级卷式超滤膜截留分子量在2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，再后经过卷式纳滤膜截留分子量在200道尔顿以上的胶原蛋白肽。
作为优选，在二级超滤透过液中加入2～3倍于料液体积的去离子水，在1～2MPa的压力差下进行纳滤。
作为优选，所述酶解方法为：将沥干的安康鱼皮加入醋酸溶液，加热到60～80℃，搅拌抽提，过滤后得到胶原蛋白粗提液，然后加入以胶原蛋白粗提液的质量计1%～2%的胃蛋白酶，酶解温度为30～40℃，酶解2～4 h；然后调pH到6.5～7.5，以胶原蛋白粗提液的质量计，加入0.1%～0.2%的风味蛋白酶，酶解温度为40～55℃，酶解6～7 h。。
作为优选，将胶原蛋白粗提液放入绝缘袋，进行高压脉冲电场处理0.5～1h。
作为优选，高压脉冲电场处理的脉冲时间为1s，脉冲频率为30～40Hz，电场强度为15～25kV/cm。
作为优选，酶解过程中使用超声波辅助酶解。
作为优选，超声波频率为25～40 kHz，功率为200～400 W。。
作为优选，碱洗后的安康鱼皮加入正丁醇溶液洗涤，然后水洗并沥干。
本发明采用一级超滤、二级超滤和纳滤联用的膜分离技术对酶解后分子量呈现宽分布的胶原蛋白肽进行有效地分子量分级处理，提取出不同分子量区段的胶原蛋白肽，加以分别利用。和一般现有技术的简单超滤相比，一级超滤、二级超滤和纳滤联用的膜分离方法对酶解后的胶原蛋白肽分级更为细致。而且酶解过程因加入酸和碱，使得灰分含量增加，口感咸涩，针对这一问题，加入去离子水在纳滤时进行水洗脱盐处理。因为纳滤时截留的分子量为200道尔顿以上的胶原蛋白肽，大部分的胶原蛋白肽将被浓缩截留，所以提高膜内外压力差1～2MPa，增强纳滤效率。
酶解前对安康鱼皮做除杂处理。首先碱洗去除杂蛋白，然后用正丁醇溶液去除脂肪，提高胶原蛋白的纯度。本发明采用双酶分步水解的方法：和单酶酶解相比，胃蛋白酶和风味蛋白酶作用于肽键的切割位点不同，胃蛋白酶是为了以切掉芳香族氨基酸，风味蛋白酶能够对胶原蛋白进行内切和外切，以除去苦味和保证释放寡肽。和多种酶共同酶解相比，分步酶解更有利于提高酶解效率，因为不同的酶的酶解环境，如PH、温度等都会对酶解产生影响。
本发明中在酶解过程，辅助使用超声波，超声波可以起到乳化效应，能使双酶和胶原蛋白之间均匀的充分的混合和接触，可以提高获得胶原蛋白肽的提取率。
本发明应用高压脉冲电场辅助，其原理是高压脉冲电场可以在瞬间使细胞壁和细胞膜电位混乱，改变其通透性，并可以击破细胞壁和细胞膜,使它们发生不可逆破坏,造成细胞新陈代谢紊乱、细胞生长的必须组分流出,从而有助于对胶原蛋白的提取。同时此法对胶原蛋白的分子结构不会造成破坏，能保持其包括色、味在内的基本性质。
有益效果：本发明对安康鱼皮酶解后分子量呈现宽分布的胶原蛋白肽进行有效地分子量分级处理，能得到不同分子量区段的胶原蛋白肽，并加以有效利用。
本发明酶解时用胃蛋白酶和风味蛋白酶双酶分步对安康鱼皮水解，更好地释放了不同分子量区段的胶原蛋白肽。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
取洗净后的安康鱼皮1000 g，用剪刀剪切成长宽为2 cm×2 cm左右的碎片。在安康鱼皮碎片中加入30L 质量分数为5% NaOH溶液，浸泡24 h 后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入40L 10%的正丁醇溶液，搅拌28 h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的安康鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和醋酸溶液的料液比为1:5份量，加入质量分数为5%的醋酸溶液，加热至60℃，并不断搅拌抽提5 h，过滤后得到胶原蛋白粗提液。然后胶原蛋白粗提液放入绝缘袋，进行高压脉冲电场处理0.5h。设置高压脉冲电场处理的脉冲时间为1s，脉冲频率为30Hz，电场强度为25kV/cm。取出后，以胶原蛋白粗提液的质量计，在胶原蛋白粗提液中加入1%胃蛋白酶，胃蛋白酶的酶比活力为3000U/g，在超声波频率为40 kHz，功率为400 W，温度为35℃下进行酶解3 h；然后用6mol/L的NaOH溶液和6mol/L的HCl溶液调首次酶解后的反应液pH为7，加入0.1%的风味蛋白酶，风味蛋白酶的酶比活力为40000U/g，在同样的超声波条件下设置温度为50℃进行二次酶解6 h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7 min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1 h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液进入一级料液箱，经增压泵增压到0.2MPa进入一级超滤系统，经过一级板式超滤膜截留分子量在10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回料液箱循环浓缩，透过液进入二级料液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止一级超滤，启动二级超滤。二级料液箱中的滤液，经增压泵增压到0.3MPa进入二级超滤系统，经过二级卷式超滤膜截留分子量在2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回二级料液箱循环浓缩，透过液进入三级料液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止二级超滤，启动三级纳滤。三级料液箱中的滤液，加入2倍于料液体积的去离子水，经增压泵增压到1MPa进入三级纳滤系统，经过卷式纳滤膜截留分子量在200道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回三级料液箱循环浓缩，透过液进入透过液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止三级纳滤。如此，一级料液箱中得到一级超滤后的分子量10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，二级料液箱中得到二级超滤后的分子量2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，三级料液箱中得到三级纳滤后的分子量200道尔顿以上的胶原蛋白肽，使得用安康鱼皮制得了不同分子量的胶原蛋白肽，并进行了有效分级。
实施例2
取洗净后的安康鱼皮1000 g，用剪刀剪切成长宽为2 cm×2 cm左右的碎片。在安康鱼皮碎片中加入30L 质量分数为5% NaOH溶液，浸泡24 h 后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入40L 10%的正丁醇溶液，搅拌28 h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的安康鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和醋酸溶液的料液比为1:5份量，加入质量分数为5%的醋酸溶液，加热至80℃，并不断搅拌抽提5 h，过滤后得到胶原蛋白粗提液。然后胶原蛋白粗提液放入绝缘袋，进行高压脉冲电场处理1h。设置高压脉冲电场处理的脉冲时间为1s，脉冲频率为40Hz，电场强度为15kV/cm。取出后，以胶原蛋白粗提液的质量计，在胶原蛋白粗提液中加入2%胃蛋白酶，胃蛋白酶的酶比活力为3000U/g，在超声波频率为25 kHz，功率为200 W，温度为30℃下进行酶解2 h；然后用6mol/L的NaOH溶液和6mol/L的HCl溶液调首次酶解后的反应液pH为6.5，加入0.2%的风味蛋白酶，风味蛋白酶的酶比活力为40000U/g，在同样的超声波条件下设置温度为40℃进行二次酶解7 h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7 min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1 h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液进入一级料液箱，经增压泵增压到0.2MPa进入一级超滤系统，经过一级板式超滤膜截留分子量在10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回料液箱循环浓缩，透过液进入二级料液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止一级超滤，启动二级超滤。二级料液箱中的滤液，经增压泵增压到0.3MPa进入二级超滤系统，经过二级卷式超滤膜截留分子量在2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回二级料液箱循环浓缩，透过液进入三级料液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止二级超滤，启动三级纳滤。三级料液箱中的滤液，加入3倍于料液体积的去离子水，经增压泵增压到2MPa进入三级纳滤系统，经过卷式纳滤膜截留分子量在200道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回三级料液箱循环浓缩，透过液进入透过液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止三级纳滤。如此，一级料液箱中得到一级超滤后的分子量10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，二级料液箱中得到二级超滤后的分子量2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，三级料液箱中得到三级纳滤后的分子量200道尔顿以上的胶原蛋白肽，使得用安康鱼皮制得了不同分子量的胶原蛋白肽，并进行了有效分级。
实施例3
取洗净后的安康鱼皮1000 g，用剪刀剪切成长宽为2 cm×2 cm左右的碎片。在安康鱼皮碎片中加入30L 质量分数为5% NaOH溶液，浸泡24 h 后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入40L 10%的正丁醇溶液，搅拌28 h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的安康鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和醋酸溶液的料液比为1:5份量，加入质量分数为5%的醋酸溶液，加热至70℃，并不断搅拌抽提5 h，过滤后得到胶原蛋白粗提液。然后胶原蛋白粗提液放入绝缘袋，进行高压脉冲电场处理0.8h。设置高压脉冲电场处理的脉冲时间为1s，脉冲频率为35Hz，电场强度为20kV/cm。取出后，以胶原蛋白粗提液的质量计，在胶原蛋白粗提液中加入1.5%胃蛋白酶，胃蛋白酶的酶比活力为3000U/g，在超声波频率为35 kHz，功率为300 W，温度为40℃下进行酶解4 h；然后用6mol/L的NaOH溶液和6mol/L的HCl溶液调首次酶解后的反应液pH为7.5，加入0.15%的风味蛋白酶，风味蛋白酶的酶比活力为40000U/g，在同样的超声波条件下设置温度为55℃进行二次酶解6.5 h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7 min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1 h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液进入一级料液箱，经增压泵增压到0.2MPa进入一级超滤系统，经过一级板式超滤膜截留分子量在10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回料液箱循环浓缩，透过液进入二级料液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止一级超滤，启动二级超滤。二级料液箱中的滤液，经增压泵增压到0.3MPa进入二级超滤系统，经过二级卷式超滤膜截留分子量在2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回二级料液箱循环浓缩，透过液进入三级料液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止二级超滤，启动三级纳滤。三级料液箱中的滤液，加入2.5倍于料液体积的去离子水，经增压泵增压到1.5MPa进入三级纳滤系统，经过卷式纳滤膜截留分子量在200道尔顿以上的胶原蛋白肽，浓缩液返回三级料液箱循环浓缩，透过液进入透过液箱。体积浓缩比达到1:2时，停止三级纳滤。如此，一级料液箱中得到一级超滤后的分子量10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，二级料液箱中得到二级超滤后的分子量2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，三级料液箱中得到三级纳滤后的分子量200道尔顿以上的胶原蛋白肽，使得用安康鱼皮制得了不同分子量的胶原蛋白肽，并进行了有效分级。
Claims (8)
1.一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，安康鱼皮首先经过稀碱液浸泡，取出后水洗沥干，然后对安康鱼皮进行酶解，灭酶后加入活性炭脱苦脱色，其特征在于，过滤出活性炭后的滤液经过一级板式超滤膜截留分子量在10000道尔顿以上的胶原蛋白肽，然后经过二级卷式超滤膜截留分子量在2000道尔顿以上的胶原蛋白肽，再后经过卷式纳滤膜截留分子量在200道尔顿以上的胶原蛋白肽。
2.根据权利要求1所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，在二级超滤透过液中加入2～3倍于料液体积的去离子水，在1～2MPa的压力差下进行纳滤。
3.根据权利要求1所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，所述酶解方法为：将沥干的安康鱼皮加入醋酸溶液，加热到60～80℃，搅拌抽提，过滤后得到胶原蛋白粗提液，然后加入以胶原蛋白粗提液的质量计1%～2%的胃蛋白酶，酶解温度为30～40℃，酶解2～4 h；然后调pH到6.5～7.5，以胶原蛋白粗提液的质量计，加入0.1%～0.2%的风味蛋白酶，酶解温度为40～55℃，酶解6～7 h。
4.根据权利要求3所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，将胶原蛋白粗提液放入绝缘袋，进行高压脉冲电场处理0.5～1h。
5.根据权利要求4所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，高压脉冲电场处理的脉冲时间为1s，脉冲频率为30～40Hz，电场强度为15～25kV/cm。
6.根据权利要求3所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，酶解过程中使用超声波辅助酶解。
7.根据权利要求6所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，超声波频率为25～40 kHz，功率为200～400 W。
8.根据权利要求1所述的一种安康鱼皮胶原蛋白肽分子量的分级方法，其特征在于，碱洗后的安康鱼皮加入正丁醇溶液洗涤，然后水洗并沥干。
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