CN103849670B - 一种水解鮟鱇鱼皮制备高f值胶原蛋白肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法。本发明利用鮟鱇鱼皮作为原料，用酸液抽提出胶原蛋白，然后在超声波条件下使用胃蛋白酶和风味蛋白酶分步水解鱼皮胶原蛋白，最后经过脱芳脱色，真空浓缩后喷雾干燥得到高F值胶原蛋白肽。本发明有效利用了鮟鱇鱼皮的下脚料，通过水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽，不仅利用了从鮟鱇鱼皮中提取的胶原蛋白肽的高营养价值，还解决了鮟鱇鱼皮下脚料污染环境，造成资源浪费的问题。本发明制备的胶原蛋白肽具有较高的F值，相对分子小，有利于人体吸收，其本身的价值也比一般胶原蛋白肽高。
Description
技术领域
本发明涉及鱼胶原蛋白肽制备领域，尤其是涉及一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法。
背景技术
鮟鱇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。近年来随着我国鮟鱇鱼加工量不断增长，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。相关人员对从鮟鱇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，通过水解鮟鱇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。
高F值寡肽是一类由不高于9个氨基酸残基所组成，而且支链氨基酸与芳香族氨基酸含量的物质的量之比即F值≥20的混合寡聚短肽聚合物。从现代营养学角度，与游离氨基酸相比，短肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。有研究报道高F值寡肽产品具有改善肝性脑病、醒酒、护肝等生理功能，生理功能，也可用于改善手术后和卧床病人的蛋白质营养状况和运动后的营养补充剂。所以为进一步提高胶原蛋白肽的价值，由鮟鱇鱼皮制备得到的胶原蛋白肽中F值含量也是关键之一。现有技术中，以鱼皮制得胶原蛋白肽的方法中，尚未有明确提出有益于提高F值的方案。
如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，柠檬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。本发明酶解工艺采用木瓜酶和风味蛋白酶同时水解鱼皮胶原蛋白，酶解时间大为缩短，只需30分钟。利用石油醚萃取法去除脂肪，大大降低了鲤鱼皮胶原蛋白肽成品中的脂肪和脂溶性色素的残留，提高了成品的质量。但是该发明方案中制备得到的胶原蛋白肽的F值没有提及，也无明显具有高F值的特点。
发明内容
本发明是为了解决现有鮟鱇鱼皮废料尚未有效利用的问题，同时解决现有技术中缺少制备高F值鱼胶原蛋白肽方法的问题，提供了一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）选取鮟鱇鱼皮清洗，剪碎成片状，然后放入稀碱液中浸泡24～30h，取出后水洗至中性；
（2）加入正丁醇溶液，搅拌20～28h后取出，用水洗涤并沥干；
（3）将沥干的鱼皮捣碎，加入稀酸溶液，加热到55～90℃，经5～7h搅拌抽提，过滤后得到胶原蛋白粗提液；
（4）以胶原蛋白粗提液的质量计，在胶原蛋白粗提液中加入1%～2%的胃蛋白酶，酶解2～6h；
（5）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6～7h；
（6）得到的酶解液进行灭酶、过滤，在滤液中加入活性炭脱芳脱色，然后过滤除去活性炭，滤液经过真空浓缩、喷雾干燥，制得高F值胶原蛋白肽。
作为优选，步骤（3）中鱼皮和稀酸溶液的料液比为1:4～1:7。
作为优选，所述稀酸溶液为1%～4%的醋酸溶液或柠檬酸溶液。
作为优选，将步骤（3）中的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，步骤（4）和步骤（5）的酶解过程中使用超声波辅助酶解。
作为优选，超声波频率为25～40kHz，功率为100～400W。
作为优选，胃蛋白酶的酶比活力为3000～3500U/g，胃蛋白酶酶解温度为30～40℃。
作为优选，风味蛋白酶的酶比活力为40000～50000U/g，风味蛋白酶酶解温度为40～55℃。
作为优选，步骤（1）稀碱液为2.5%～5.5%的NaOH溶液。
本发明制备方法中，先对鮟鱇鱼皮做除杂处理。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，减少其他物质进入后续工序，提高制得的胶原蛋白肽的纯度。然后进行酶解，酶解前用酸液抽提，剥离鱼皮中的胶原蛋白，使其溶解在酸液中，同时提供胃蛋白酶酶解时的酸性环境。同时，鱼皮和稀酸溶液的料液比选取范围为1:4～1:7，此时对鱼皮中胶原蛋白的抽提率较高。
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。
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。两者相互协同作用胶原蛋白，其释放的高F值胶原蛋白肽的相对分子量较小，更能被人体吸收。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。为加强酶解效果，提高酶解后得到的胶原蛋白肽F值，选取酶比活力为3000～3500U/g的胃蛋白酶，首次酶解温度为30～40℃；然后选取酶比活力为40000～50000U/g的风味蛋白酶，二次酶解温度为40～55℃。
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。
有益效果：本发明有效利用了鮟鱇鱼皮的下脚料，通过水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽，不仅利用了从鮟鱇鱼皮中提取的胶原蛋白肽的高营养价值，还解决了鮟鱇鱼皮下脚料污染环境，造成资源浪费的问题。本发明制备的胶原蛋白肽具有较高的F值，相对分子小，有利于人体吸收，其本身的价值也比一般胶原蛋白肽高。
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
取洗净后的鮟鱇鱼皮1000g，用剪刀剪切成长宽为2cm×2cm左右的碎片。在鮟鱇鱼皮碎片中加入25L质量分数为4.5%NaOH溶液，浸泡24h后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入35L9%的正丁醇溶液，搅拌28h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的鮟鱇鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和柠檬酸溶液的料液比为1:4份量，加入质量分数为4%的柠檬酸溶液，加热至55℃，并不断搅拌抽提6h，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40kHz，功率为400W，温度为35℃下进行酶解4h；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0.15%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50℃进行二次酶解6h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液置于真空旋转蒸发器中进行真空浓缩，最后喷雾干燥，制得胶原蛋白肽135.65g。分析胶原蛋白肽组成，使用氨基酸自动分析仪测定各氨基酸的含量，计算出F值=支链氨基酸/芳香族氨基酸含量，结果见表1。
实施例2
取洗净后的鮟鱇鱼皮1000g，用剪刀剪切成长宽为2cm×2cm左右的碎片。在鮟鱇鱼皮碎片中加入25L质量分数为2.5%NaOH溶液，浸泡30h后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入35L9%的正丁醇溶液，搅拌20h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的鮟鱇鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和醋酸溶液的料液比为1:7份量，加入质量分数为1%的醋酸溶液，加热至65℃，并不断搅拌抽提7h，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3500U/g，在超声波频率为25kHz，功率为100W，温度为30℃下进行酶解2h；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0.2%的风味蛋白酶，风味蛋白酶的酶比活力为50000U/g，在同样的超声波条件下设置温度为40℃进行二次酶解7h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液置于真空旋转蒸发器中进行真空浓缩，最后喷雾干燥，制得胶原蛋白肽132.53g。分析胶原蛋白肽组成，使用氨基酸自动分析仪测定各氨基酸的含量，计算出F值=支链氨基酸/芳香族氨基酸含量，结果见表1。
实施例3
取洗净后的鮟鱇鱼皮1000g，用剪刀剪切成长宽为2cm×2cm左右的碎片。在鮟鱇鱼皮碎片中加入25L质量分数为5.5%NaOH溶液，浸泡28h后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入35L9%的正丁醇溶液，搅拌25h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的鮟鱇鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和柠檬酸溶液的料液比为1:5份量，加入质量分数为2%的柠檬酸溶液，加热至90℃，并不断搅拌抽提5h，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3200U/g，在超声波频率为35kHz，功率为300W，温度为40℃下进行酶解6h；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45000U/g，在同样的超声波条件下设置温度为55℃进行二次酶解6.5h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液置于真空旋转蒸发器中进行真空浓缩，最后喷雾干燥，制得胶原蛋白肽134.67g。分析胶原蛋白肽组成，使用氨基酸自动分析仪测定各氨基酸的含量，计算出F值=支链氨基酸/芳香族氨基酸含量，结果见表1。
对比例1
和实施例1的不同之处在于，胶原蛋白粗提液未施加高压脉冲电场处理，两次酶解过程中均未施加超声波条件。结果见表1。
对比例2
和实施例2的不同之处在于，胶原蛋白粗提液未施加高压脉冲电场处理，两次酶解过程中均未施加超声波条件。结果见表1。
对比例3
取洗净后的鮟鱇鱼皮1000g，用剪刀剪切成长宽为2cm×2cm左右的碎片。在鮟鱇鱼皮碎片中加入25L质量分数为4.5%NaOH溶液，浸泡24h后取出，然后用水洗涤至pH为中性。再在鱼皮中加入35L9%的正丁醇溶液，搅拌28h后取出，用水洗涤并沥干。将已沥干的鮟鱇鱼皮碎片捣碎，按鱼皮和柠檬酸溶液的料液比为1:4份量，加入质量分数为4%的柠檬酸溶液，加热至55℃，并不断搅拌抽提6h，过滤后得到胶原蛋白粗提液。然后用6mol/L的NaOH溶液和6mol/L的HCl溶液调胶原蛋白粗提液的pH为7。以胶原蛋白粗提液的质量计，在胶原蛋白粗提液中加入1%胰蛋白酶和0.15%的风味蛋白酶，胰蛋白酶的酶比活力为3000U/g，风味蛋白酶的酶比活力为40000U/g，在超声波频率为40kHz，功率为400W，温度为35℃下进行酶解4h。对所得的酶解液加热至95℃，并保持7min灭酶，过滤杂质，所得滤液中加入活性碳，并在40℃搅拌1h后过滤除去活性碳，再将脱苦脱色后的滤液置于真空旋转蒸发器中进行真空浓缩，最后喷雾干燥，制得胶原蛋白肽98.65g。分析胶原蛋白肽组成，使用氨基酸自动分析仪测定各氨基酸的含量，计算出F值=支链氨基酸/芳香族氨基酸含量，结果见表1。
Claims (6)
1.一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）选取鮟鱇鱼皮清洗，剪碎成片状，然后放入稀碱液中浸泡24～30h，取出后水洗至中性；
（2）加入正丁醇溶液，搅拌20～28h后取出，用水洗涤并沥干；
（3）将沥干的鱼皮捣碎，加入稀酸溶液，加热到55～90℃，经5～7h搅拌抽提，过滤后得到胶原蛋白粗提液；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，设置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；
（4）以胶原蛋白粗提液的质量计，在胶原蛋白粗提液中加入1%～2%的胃蛋白酶，酶解2～6h；
（5）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6～7h；
上述步骤（4）和步骤（5）的酶解过程中使用超声波辅助酶解，超声波频率为25～40kHz，功率为100～400W；
（6）得到的酶解液进行灭酶、过滤，在滤液中加入活性炭脱芳脱色，然后过滤除去活性炭，滤液经过真空浓缩、喷雾干燥，制得高F值胶原蛋白肽。
2.根据权利要求1所述的一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，其特征在于，步骤（3）中鱼皮和稀酸溶液的料液比为1:4～1:7。
3.根据权利要求1或2所述的一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，其特征在于，所述稀酸溶液为1%～4%的醋酸溶液或柠檬酸溶液。
4.根据权利要求1所述的一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，其特征在于，胃蛋白酶的酶比活力为3000～3500U/g，胃蛋白酶酶解温度为30～40℃。
5.根据权利要求1所述的一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，其特征在于，风味蛋白酶的酶比活力为40000～50000U/g，风味蛋白酶酶解温度为40～55℃。
6.根据权利要求1所述的一种水解鮟鱇鱼皮制备高F值胶原蛋白肽的方法，其特征在于，步骤（1）稀碱液为2.5%～5.5%的NaOH溶液。
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