CN103966295A - 结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法，该方法包含：对动物组织进行前处理步骤而获得粗萃取物；以及将酵素加入粗萃取物中，并在0.2～400MPa的压力下进行水解，进而取得水解萃取物。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法，特别是有关于一种将动物组织置于特定压力下以酵素水解而萃取得动物性成份水解物的方法。
【背景技术】
动物性成份的水解物常广泛的应用于各种不同生技产品中，例如具有动物性萃取物的食品、保健产品、化妆保养品、动物萃取堆肥等等。因此，如何有效的制备质量良好且浓度高的动物性成份水解物也成为此产业领域中研发的重点。
举例来说，现今常被称为美容圣品的胶原蛋白，即属动物性成份水解物的一种。其中，胶原蛋白是一种非水溶性、纤维状含醣蛋白质，其占人体蛋白总量的1/3，主要分布于结缔组织中，是构成骨骼、软骨、血管、皮肤等的基质。由于胶原蛋白具有相当多的功效，因此，胶原蛋白原料常见于口服营养品或保养化妆品中，起初其大都从牛、猪、羊、禽鸟类等动物组织萃取。但是这些动物可能具有狂牛症、口蹄疫及禽流感等疾病，因此，鱼皮和鱼鳞胶原胜肽也逐渐被应用于机能性保健食品中。
现有技术利用鱼鳞萃取胶原蛋白时，会先对鱼鳞原料进行水洗，后续再经过酸浸泡、酵素水解等流程。由于鱼鳞不易水解，因此某些现有技术还会在酸浸泡之前、后对鱼鳞进行100～121℃的高温蒸煮30分钟，以利使鱼鳞原料产生水解。然而，鱼鳞原料经过高温蒸煮后，不仅会造成萃取物营养价值流失，亦可能产生口感不佳等问题。
另外，传统的萃取方法常需要较长的时间以及大量的人力，且有机溶液的使用亦会造成环保问题。况且，传统萃取方法也具有萃取效率低、萃取物的营养价值不高的缺点。因此，研发出可针对各种动物组织且具有高萃取效率以及萃取浓度的萃取方法必定可为相关产品的开发带来裨益。
【发明内容】
有鉴于上述现有技术的问题，本发明其中一目的就是在提供一种结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法，其包含：对动物组织进行前处理步骤而获得粗萃取物；以及将酵素加入粗萃取物中，并在0.2～400MPa的压力下进行水解，进而取得水解萃取物。其中动物组织可包含动物表皮组织或肉品组织。
较佳地，在本发明所揭示的萃取方法中，前处理步骤可更包含以预设浓度的食盐水对动物组织进行清洗；利用除腥剂对动物组织进行除腥处理；以及对动物组织进行酸洗，进而取得粗萃取物。
最适地，水解步骤可包含将粗萃取物以1：3～1：200的比例加入溶液中，并置于10～70℃的水解温度下水解2～48小时。其中，溶液可为醋溶液或水。
最适地，酵素可包含复合蛋白酶(protamex)、碱性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、风味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、凤梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、综合蛋白酶、胶原蛋白酶、醣类分解酶、半乳糖酶、淀粉酶、双醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、或几丁质酶。其中，酵素浓度可为0.001～10％w/v。
本发明所揭示的萃取方法可更包含高压杀菌或高温杀菌的杀菌步骤。高压杀菌可于200～800MPa压力下进行杀菌1分钟～30分钟，而高温杀菌可于在60～150℃温度下进行1秒～2小时。
最适地，在本发明所揭示的萃取方法中，动物表皮组织可包含取自于鲈鱼、吴郭鱼、虱目鱼、鲭鱼、鲣鱼。
最适地，本发明所揭示的萃取方法可更包含使用助滤剂对水解萃取物进行过滤处理。
承上所述，依本发明结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法，其可具有一或多个下述优点：
(1)本发明的方法是为在高压下使用酵素水解动物组织的物理与化学性并行的方法，藉此可提高水解萃取物中活性物质的浓度。
(2)本发明的方法可针对不同的动物组织以不同的压力搭配酵素进行水解，因而可广泛地用于不同种类的动物组织萃取，进而应用于各种保健食品或化妆保养品的研发。
(3)本发明的方法所使用的溶剂为水或醋溶液，相较于传统使用有机溶剂的方法更为环保。
(4)本发明的方法不需使用高温处理，因此可避免萃取物营养价值流失或口感不佳等问题。
【附图说明】
图1—为根据本发明的一实施例的结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法的流程图。
图2—为本发明的方法中的前处理步骤的流程图。
图3—为本发明的方法中藉由萃取高压对粗萃取物进行酵素水解步骤的流程图。
【符号说明】
S1～S3、S11～S17、S31～S33：步骤
【具体实施方式】
本发明将藉由下列较佳实施例及其配合的图式，作进一步的详细说明。需注意的是，以下各实施例所揭示的实验数据，是为便于解释本案技术特征，并非用以限制其可实施的态样。
图1为根据本发明实施例的结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法的流程图，以下将参阅图1详细描述本发明的实施例。
请参阅图1，本发明的萃取方法是先对动物组织进行前处理步骤而获得粗萃取物(步骤S1)。其中，动物组织可包含动物表皮组织，例如鱼皮、鸡皮、猪皮或其类似组织；或肉品组织，其可取自于鸡、鸭、猪、牛、羊、甲鱼、鱼类等。然本发明并不限于此。
接着将酵素加入粗萃取物中，并在0.2～400MPa的压力下进行水解，进而取得水解萃取物(步骤S3)。在此可根据所欲萃取的活性物质而调整所使用的酵素种类，例如酵素可包含复合蛋白酶(protamex)、碱性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、风味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、凤梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、综合蛋白酶、胶原蛋白酶、醣类分解酶、半乳糖酶、淀粉酶、双醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶或几丁质酶，且酵素浓度可为0.001～10％w/v。但，本发明并不限于此。
另在步骤S3的水解步骤中，更包含将粗萃取物以1：3～1：200的比例加入一溶液中，并置于10～70℃的水解温度下水解2～48小时。在此，溶液可包含水或醋溶液。
在本发明的萃取方法中，更可包含利用高压杀菌处理或高温杀菌对水解萃取物进行杀菌处理。其中，高压杀菌可于200～800MPa的压力下进行杀菌1分钟～30分钟。而高温杀菌是于60～150℃的温度下进行1秒～2小时。
另外，在本发明的萃取方法中，更可包含以助滤剂(例如：硅藻土)对水解萃取物进行过滤处理。
参阅图2，其是本发明萃取方法中的前处理步骤的流程图。在此，将以萃取鱼皮中的胶原蛋白作为范例而详细说明本实施例。但是，本发明并不限于此。其中，鱼皮可取自于各种鱼类，例如：鲈鱼、吴郭鱼、虱目鱼、鲭鱼、鲣鱼等。此外，可用于萃取胶原蛋白的鱼皮泛指鱼类的表皮、真皮及其衍生物。因此，俗称的鱼皮或鱼鳞均属于此处的鱼皮。
在前处理步骤中，本发明的萃取方法是先以清水对鱼皮进行水洗(步骤S11)，例如，以自来水对鱼皮水洗约15至30分钟。接着，以预设浓度的食盐水对鱼皮进行水洗(步骤S13)。预设浓度的食盐水为百分比浓度介于2%至6%的食盐水。利用食盐水对鱼皮进行水洗时，动物组织与食盐水之间的比率约为1:2至1:20(W/V)之间。此外，以食盐水冲洗的次数可为复数次数，且冲洗期间也可能不同。例如：利用食盐水冲洗鱼皮两次，每次冲洗的期间约5至15分钟。
接着以除腥剂浸渍鱼皮约1～20小时(步骤S15)，其浸渍的次数可为1～3次，而后经清水冲洗后再进行酸洗而获得粗萃取物(步骤S17)。
根据本发明的较佳实施例，对鱼皮进行酸洗处理时，可以利用浓度为2%～30%的醋、柠檬酸、苹果酸等酸性物质，浸泡鱼皮约0.1～4小时。待酸洗步骤完成后，以清水再度冲洗鱼皮，以去除含腥味的溶液。
之后，再将溶液(例如：醋或清水)加入承装除腥后鱼皮的容器中，使其在低温下(0～25℃)浸渍约0.1～24小时。其中，除腥后鱼皮与溶液的比率约为1：3～1：200，并调整酸碱值(pH值)至1～4或5～9之间。
接着，再对浸渍后的鱼皮进行后续的均质处理，也就是将鱼皮打成泥状或使其乳化成为粗萃取物。其中，进行均质处理的时间约为1～30分钟。
请参阅图3，其是藉由萃取高压对粗萃取物进行酵素水解，并据此而产生水解萃取物的步骤的流程。亦即，针对图1中所示之步骤S3，再做进一步说明。在此，使用萃取鱼皮中的胶原蛋白作为范例而详述。但是，本发明并不限于此。
如图3所示，将酵素加入经由前处理步骤所获得的粗萃取物中，以获得一混和物(步骤S31)。在此，粗萃取物为已经由醋浸泡的鱼鳞，由于已有一部分胶原蛋白因酸处理而萃出，故其即为酸粗萃取胶原蛋白；接着将混和物置于真空袋中封口，并施予高压处理以获得胶原蛋白水解萃取物，也就是胶原蛋白胜肽(步骤S33)。
在步骤S33中，高压处理的压力介于0.2～400MPa之间，并在10～70℃的温度下进行2～48小时。
另外，在本发明的萃取方法中，亦可选择性的采用除腥剂和助滤剂(例如：硅藻土)去除鱼皮的腥味。例如：利用助滤剂而对胶原蛋白水解萃取物进行过滤处理，连带地去除胶原蛋白水解萃取物的腥味。
相较于在常压状态下进行水解的现有技术，在水解过程中采用萃取高压时，产生的胶原蛋白水解萃取物不会有异味，口感较佳。
此外，藉由结合酵素与高压的萃取方法，即使是质地较为坚硬的鱼鳞，其保护层也将被破坏。根据实验证明，采用现有技术方式而对鱼皮萃取胶原蛋白时，只能萃取出1%的可溶性固形物(Brix)含量。然而，根据本发明所揭示的结合酵素与压力的萃取方法所萃取的水解萃取物，则可萃取出2.2%的可溶性固形物。也就是说，通过本发明的酵素结合高压的萃取方式，可以自鱼皮中多萃取出2倍以上的可溶性固形物。
由此可知，根据本发明的实施例可使鱼皮被水解的程度较高，因而能够萃取出较为完整的胶原蛋白成分。且本发明的实施例的萃取率高，而所获得的小分子胜肽的量也较多。
由于胶原蛋白胜肽的分子量大小会影响经肠道与皮肤吸收的速率，当胶原蛋白胜肽的分子量越小时，肠道吸收进入血液代谢及穿越皮肤屏障的速率越快，越能活化真皮层的纤维母细胞，进而促进胶原蛋白的生合成。采用本发明的构想时，自鱼皮所萃取出的胶原蛋白经由酵素水解可提高其水溶性且其分子量变得较小而亦能增加肠道吸收的速率。
再者，根据本发明的实施例，还可以搭配高压杀菌的处理流程，使得胶原蛋白的萃取流程完全不需要使用高温，因此可应用于生产高生物利用性的未变性胶原蛋白，此萃取技术更可提升整体的营养与健康的价值。
在另一实施例中，将以甲鱼做为动物组织的范例进行萃取。在本实施例中，将整只甲鱼经切块或破碎后加入适当的水(比例：1：0～1：200)，接着加入酵素后，装袋封口而获得一混合物再置于0.2～600MPa的压力及1～80℃下的水浴槽中进行水解反应。
接着，加热以使上述酵素失活，经由冷却槽冷却后进行过滤。在此，可使用助滤剂，如硅藻土、或一般滤纸进行过滤。其次，再在高压或高温下进行杀菌，高压杀菌可在1～1000MPa的压力下在1～100℃温度进行1秒～24小时，而高温杀菌是在60～150℃的温度下进行1秒～2小时。藉此以获得甲鱼水解萃取物。
将以上述方法所萃取出的甲鱼水解萃取物与市售鳖精中的可溶性固形物与胜肽含量进行比较，其比较结果如表一所示：
表一
由表一可得知，由本发明的萃取方法所萃取的甲鱼水解萃取物可溶性固形物约为一般市售鳖精的2倍以上，另外胜肽含量更高达19倍以上。
由上述可知，根据本发明的结合酵素与压力萃取动物性成分水解物的方法可使动物组织被水解的程度较高，因而能获得较高的萃取率。再者，根据本发明的方法可搭配高压杀菌的处理流程，使得萃取流程不需要使用高温，因此不会造成对热敏感蛋白的伤害，可提升整体的营养与健康的价值，故可有广泛的应用。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于该申请专利范围中。
Claims (13)
1.一种结合压力与酵素萃取动物性成份水解物的方法，其特征在于包含：
对一动物组织进行一前处理步骤而获得一粗萃取物；以及
将一酵素加入该粗萃取物中，并在5～400MPa的压力下进行水解，进而取得一水解萃取物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该动物组织包含一动物表皮组织或一肉品组织。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该前处理步骤包含下列步骤：
以一预设浓度的食盐水对该动物组织进行清洗；
利用一除腥剂对该动物组织进行除腥处理；以及
对该动物组织进行酸洗，进而取得该粗萃取物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于该水解步骤更包含将该粗萃取物以1：3～1：200的比例加入一溶液中，并置于10～70℃的水解温度下水解2～48小时。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该溶液为醋溶液或水。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该酵素包含复合蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、胰蛋白酶、凤梨蛋白酶、胃蛋白酶、综合蛋白酶、胶原蛋白酶、醣类分解酶、半乳糖酶、淀粉酶、双醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶或几丁质酶。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该酵素的浓度为0.001～10％w/v。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于更包含一杀菌步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于该杀菌步骤包含高压杀菌或高温杀菌。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于该高压杀菌是在200～800MPa的压力下进行杀菌1分钟～30分钟。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于该高温杀菌是在60～150℃的温度下进行1秒～2小时。
12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该动物表皮组织是包含取自于鲈鱼、吴郭鱼、虱目鱼、鲭鱼、或鲣鱼。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于更包含使用一助滤剂对该水解萃取物进行过滤处理。
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