CN104543970A

CN104543970A - 低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工方法

Info

Publication number: CN104543970A
Application number: CN201510015963.3A
Authority: CN
Inventors: 丁玉庭; 周绪霞; 裘梦婷
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明公开了一种低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工方法：(1)活性炭吸附：先调节低值海水鱼下脚料蛋白水解液的pH为2～5，然后加热搅拌并控制温度为60～80℃，接着在搅拌下向所述蛋白水解液中添加活性炭，吸附1～1.5h，最后真空抽滤滤除活性炭，得到经活性炭吸附处理的蛋白水解液；(2)电渗析：先调节步骤(1)所得经活性炭吸附处理的蛋白水解液的pH为6～8，再于电压8～16V，电流3～5A的条件下，进行电渗析8～15分钟，收集电渗析液，即为低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工产品；本发明操作简单，经济有效，并且有利地保护了鱼蛋白酶解液中的营养和活性成分。

Description

低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工方法

(一)技术领域

本发明涉及一种鱼蛋白水解液的脱色、脱腥，并同时消降生物胺和重金属的方法，尤其是涉及一种酶水解低值海水鱼下脚料蛋白水解液的脱色、脱腥同时消降生物胺和重金属的方法。

(二)背景技术

渔业和海水养殖中的副产品是蛋白质的重要来源。随着如远洋渔业和水产养殖的进一步发展，鱼类加工中的副产品的数量急剧提高。例如在金枪鱼加工中，通常以鱼肉为主要加工部位制作生鱼片和罐头，其余部分如鱼头、鱼骨、鱼皮、碎肉、内脏等下脚料不能得到有效的利用，而这部分占金枪鱼总重量的50-70％。这些下脚料如果不加以利用，直接排放到环境中，不仅是对环境的巨大挑战，也是对蛋白质等营养物质的浪费。

将鱼下脚料通过蛋白酶水解加工成蛋白水解液是目前利用渔业副产品的最佳方案。鱼类蛋白质品质高，吸收利用率高；其氨基酸组成合理，具有较高营养效价；富含多种生理活性肽、维生素及微量元素，有很高的营养价值。此外，蛋白水解液还可以进一步喷雾干燥加工成蛋白粉；分离提纯特定的功能性肽应用于保健食品中；调配滋补饮料；或者作为蛋白强化剂添加到其他食品当中。

鱼蛋白水解液具有较高的利用价值的同时，仍然有较多未能很好克服的因素。

首先，鱼蛋白水解转化为氨基酸的过程中也往往伴随着大量色素物质的形成，使生成的水解液呈现出棕褐色乃至黑色。再者，水产品本身带有的腥味，加上在水解过程中受到酶制剂及空气中氧气的影响，水产品中的不饱和脂肪酸发生变化，导致以水产品为原料的蛋白水解液的腥味异味较重，若要将其加工为直接饮用的蛋白饮品或作为配料加入其他食品中，安全有效地去除色素及腥味是急待解决的问题。

随着人们消费观念的转变，对食品的安全性的要求也越来越高。有些水产品中本身含有一定量的生物胺，或者在加工储藏过程中，受外界微生物的影响，有部分生物胺产生，从而残留在蛋白水解液中。适量的生物胺对人体健康有益，过度摄入会对机体造成严重的损伤，严重时甚至危及生命。美国食品药品监督管理局将组胺的最高浓度限设定为50mg/kg，生物胺总浓度达到1000mg/kg会对人类健康造成危害。水产品自打捞到储藏到加工到食用，期间要经历很长一段时间，而这个过程，如果处理手段不佳，就会导致生物胺含量超标。有研究表明，鲭鱼在室温保存24h后组胺含量为28.4mg/kg，而48h后增至1540mg/kg。因此脱除有害物质尤其是生物胺类物质是加工鱼蛋白水解液的一个技术难题。

目前，虽然中国水产科学研究院黄海水产研究所报道了一种水产品加工下脚料酶解液脱色脱腥方法(专利申请号200810057971.4)，其中就用到活性炭来达到脱色脱腥的目的。但活性炭的种类多种多样，有颗粒状活性炭、粉末状活性炭等，不同原料制成的活性炭吸附特性不同，不同形状又造成孔隙不同，吸附容量及速度不同。因此不同活性炭的最佳脱色工艺不同。本专利特别采用糖用粉末状活性炭。减少发酵产品中的生物胺含量，可以从控制原料、产生物胺微生物的代谢和酶法降解三方面入手，有专利也报道了通过饮料和/或饮料中间物与具有转谷氨酰胺酶活性的酶相接触以减少饮料中生物胺含量的方法(专利申请号201180033860.X)，但对于无发酵过程的鱼蛋白水解液而言，控制产胺微生物或酶法降解的途径并不可行。在鱼蛋白水解的生物胺消降方面，目前鲜有研究，一般只能尽量控制原料的新鲜度及加工过程的卫生状况来尽量控制生物胺的产生。而对原料中已经含有或加工过程中不可避免产生的生物胺就无法消降。

(三)发明内容

本发明的目的是解决鱼蛋白水解液颜色深，腥味重，生物胺及重金属含量高的问题，为进一步实现鱼类精深加工及副产品高值化利用开拓新途径。

基于此，本发明的技术路线是利用活性炭对色素、腥味物质、重金属的吸附作用达到脱腥脱色同时脱除部分重金属；再利用电渗析的电荷分配效应消降生物胺及重金属离子，具体采用如下技术方案：

一种低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工方法，所述深加工方法按如下步骤进行：

(1)活性炭吸附：先调节低值海水鱼下脚料蛋白水解液的pH为2～5，然后加热搅拌并控制温度为60～80℃，接着在搅拌下向所述蛋白水解液中添加活性炭，吸附1～1.5h，最后真空抽滤滤除活性炭，得到经活性炭吸附处理的蛋白水解液；所述活性炭为糖用粉末活性炭；

(2)电渗析：先调节步骤(1)所得经活性炭吸附处理的蛋白水解液的pH为6～8，再于电压8～16V，电流3～5A的条件下，进行电渗析8～15分钟，收集电渗析液，即为低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工产品；所述电渗析所用的阴阳离子交换膜为异相膜，电渗析的阳极室加入0.8wt％～1.2wt％硫酸钠溶液，阴极室加入水，中间室中的蛋白水解液以恒定电流循环(通常选用极限电流值的70％～80％为工作电流)。

其中，所述的低值海水鱼下脚料蛋白水解液是按如下方法制备得到的：以-20～-80℃冻藏的低值海水鱼下脚料为原料，置于0～4℃解冻，将解冻后的鱼下脚料粉碎，加入水得料液混合物，调节上清液pH为7.5～8.5，加热搅拌料液混合物并控制温度为45～55℃，搅拌下向料液混合物中添加胰蛋白酶，水解3～5h即得所述的蛋白水解液；所述鱼下脚料和水的料液质量比为1：3～5；所述胰蛋白酶的添加量以所述原料的质量计为1000～2500U/g。所述的低值海水鱼下脚料为制作生鱼片和鱼罐头剩余的鱼头、鱼骨、鱼皮、碎肉、内脏等部分；所述的低值海水鱼为金枪鱼或青占鱼等。

所述深加工过程中，pH的调节一般采用HCl水溶液或水NaOH溶液，优选所述HCl水溶液或NaOH水溶液的浓度为2mol/L。

所述深加工方法步骤(1)中，所述活性炭的添加质量是所述蛋白水解液质量的2％～4％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明操作简单，适用范围广，处理过程温和安全，经济有效，有利地保护了鱼蛋白酶解液中的营养和活性成分，对鱼蛋白酶解物的推广应用具有重要意义。

(2)利用糖用粉末状活性炭高效脱除鱼蛋白酶解液的不良颜色及气味，保证了产品的风味，同时脱除其中部分重金属元素。

(3)首次提出利用电渗析消降鱼蛋白酶解液中大部分的生物胺，避免过高的生物胺对人体造成毒害，保证了产品的安全性。

(四)具体实施方式

实施例1

取-80℃冻藏的金枪鱼下脚料，置于4℃冰箱解冻。解冻后的鱼肉用打浆机粉碎，混合均匀后取样。以1:3的料液比将粉碎的下脚料与水混合，用2N的HCl或2N的NaOH调节上清液pH值至8。加热搅拌料液并控制料液温度为50℃。边搅拌边向料液中添加胰蛋白酶，添加量为2500U/g，水解5h。用2N的HCl或2N的NaOH溶液调节上述水解液pH为3，放入恒温搅拌装置，设置加热温度70℃，待酶解液温度达到70℃时，加入3％活性炭，持续恒温搅拌1h。抽滤除去活性炭，得到脱色液。测得酶解液的脱色率为90％；利用GC/MS检测并比较脱色前后酶解液中的腥味物质，发现挥发性物质成分降低了85％，其中13种化合物被完全除去，三甲胺、己醛、壬醛、庚醛等特征腥味物质含量显著减少；脱色对重金属Pb的脱除率达到93％；蛋白质损失率仅为13％。

脱色液用2N的HCl或2N的NaOH调节pH为6.5。使用装备有7对阳离子单级-阴离子单级-阳离子单级膜构造的ED处理脱色液。使用10V、隔室、3A/m²电势处理脱色液12min，直至电导率由11.93ms/cm降到943μs/cm。收集淡化液。脱色液(ED前)和处理后(ED后)水解液的生物胺和氨基酸态氮含量如表1。

表1电渗析对不同物质的消降率

电渗析12min后水解液生物胺的消除率为69％，而氨基酸态氮的损失率为30％；此外，重金属Hg的消降率为96％。

实施例2

取-20℃冻藏的青占鱼下脚料，置于4℃冰箱解冻。解冻后的鱼肉用打浆机粉碎，混合均匀后取样。以1:4的料液比将粉碎的下脚料与水混合，用2N的HCl或2N的NaOH调节上清液pH值至7.8。加热搅拌料液并控制料液温度为55℃。边搅拌边向料液中添加胰蛋白酶，添加量为2000U/g，水解4.5h。用2N的HCl或2N的NaOH溶液调节pH为4，放入恒温搅拌装置，设置加热温度80℃，待酶解液温度达到80℃时，加入4％活性炭，持续恒温搅拌1h。抽滤除去活性炭，得到脱色液。测得酶解液的脱色率为93％；利用GC/MS检测并比较脱色前后酶解液中的腥味物质，发现挥发性物质成分降低了87％，其中13种化合物被完全除去，三甲胺、己醛、壬醛、庚醛等特征腥味物质含量显著减少；脱色对重金属Pb的脱除率达到90％；蛋白质损失率仅为15％。

脱色液用2N的HCl或2N的NaOH调节pH为6。使用装备有7对阳离子单级-阴离子单级-阳离子单级膜构造的ED处理脱色液。使用8V、隔室、4A/m²电势处理脱色液12min，直至电导率由21.1ms/cm降到1163μs/cm。收集淡化液。脱色液(ED前)和处理后(ED后)水溶液的生物胺和氨基酸态氮含量如表2。

表2电渗析对不同物质的消降率

电渗析12min后水解液生物胺的消除率为71％，而氨基酸态氮的损失率为38％；此外，重金属Hg的消降率为94％。

Claims

1.一种低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工方法，其特征在于，所述深加工方法按如下步骤进行：

(2)电渗析：先调节步骤(1)所得经活性炭吸附处理的蛋白水解液的pH为6～8，再于电压8～16V，电流3～5A的条件下，进行电渗析8～15分钟，收集电渗析液，即为低值海水鱼下脚料蛋白水解液的深加工产品；所述电渗析所用的阴阳离子交换膜为异相膜，电渗析的阳极室加入0.8wt％～1.2wt％硫酸钠溶液，阴极室加入水，中间室中的蛋白水解液以恒定电流循环。

2.如权利要求1所述的深加工方法，其特征在于，所述低值海水鱼下脚料蛋白水解液是按如下方法制备得到的：以-20～-80℃冻藏的低值海水鱼下脚料为原料，置于0～4℃解冻，将解冻后的鱼下脚料粉碎，加入水得料液混合物，调节上清液pH为7.5～8.5，加热搅拌料液混合物并控制温度为45～55℃，搅拌下向料液混合物中添加胰蛋白酶，水解3～5h即得所述的蛋白水解液；所述鱼下脚料和水的料液质量比为1：3～5；所述胰蛋白酶的添加量以所述原料的质量计为1000～2500U/g。

3.如权利要求1所述的深加工方法，其特征在于，所述的低值海水鱼下脚料为制作生鱼片和鱼罐头剩余的鱼头、鱼骨、鱼皮、碎肉、内脏部分。

4.如权利要求3所述的深加工方法，其特征在于，所述的低值海水鱼为金枪鱼或青占鱼。

5.如权利要求1或2所述的深加工方法，其特征在于，所述pH的调节是用HCl水溶液或NaOH水溶液。

6.如权利要求5所述的深加工方法，其特征在于，所述HCl水溶液或水NaOH溶液的浓度为2mol/L。

7.如权利要求1所述的深加工方法，其特征在于，步骤(1)中所述活性炭的添加质量是所述蛋白水解液质量的2％～4％。