CN105614755A - 一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，包括以下步骤：步骤一、从鱼内脏中提取蛋白酶；步骤二、采用酶法从鱼头中提取鱼油；步骤三、用热水浴提取鱼皮中胶原蛋白；步骤四、利用蛋白酶对鱼骨进行酶解，制备鱼骨粉及天然活性钙。本发明对多个产品的生产工艺进行合理的组合，使得罗非鱼加工下脚料得到充分的利用。一方面，该工艺流程充分利用了鱼类加工下脚料中自身含有的内源酶进行生产过程中酶解过程，从而大大降低了生产成本；另一方面，本发明均采用酶解法提取鱼油和鱼骨粉，其与溶剂提取法和酸碱提取法相比，条件更为温和，且不会产生二次污染，更适合于工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及养殖加工的技术领域，尤其涉及一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法。
背景技术
罗非鱼被分类为硬骨鱼纲罗非鱼属，其生长迅速，产量高，对环境的适应能力强，鱼肉中营养丰富，含丰富的蛋白质和脂肪酸。罗非鱼是我国重要的水产品品种之一，我国也是罗非鱼的生产大国。特别是近几年，随着罗非鱼养殖业的迅速发展加速了其深加工行业的发展。但是在罗非鱼加工过程中，其下脚料通常被制成鱼粉等低价值产品或被废弃，造成资源浪费和环境污染。因此，有必要对罗非鱼加工下脚料进行合理综合利用，以增加其附加价值。
罗非鱼下脚料约占罗非鱼总重的60％左右，其中含有丰富的脂肪酸、蛋白质及钙质等。其下脚料主要包括鱼头、鱼骨、鱼皮、鱼鳞及鱼内脏等。其中，鱼头和鱼内脏中含有大量的脂肪酸，可用来提取鱼油，而鱼油中所含有的丰富不饱和脂肪酸具有多种重要的生理活性(如：具有增强神经系统及抑制血小板不正常凝聚等功能，有益于大脑的健康发育，预防老年痴呆症和心脑血管疾病的发生)，可作为一种高价值的保健品原料；鱼骨和鱼头中含有丰富的钙质，而且还粘连着不少鱼肉，是较好的蛋白质和钙质资源；鱼皮和鱼鳞中含有丰富的胶原蛋白，而胶原蛋白可作为胶原小肽、食品添加剂及化妆品等的重要原料；另外，鱼内脏中还有大量的内源性蛋白酶可用于降解蛋白质。因此，充分利用这些加工下脚料，对于更好地利用海洋资源、提高鱼类产品的附加值、保护自然环境等方面，均具有重大的现实意义。
目前，国内外有关鱼肉加工下脚料综合利用的研究主要体现在三个方面：一是从鱼头和鱼内脏中提取鱼油；二是从鱼皮和鱼鳞中提取胶原蛋白，将其酶解后制备胶原小肽；三是将鱼骨进行一系列的处理获得鱼骨蛋白粉。其中，鱼油的提取方法主要包括蒸煮法、淡碱水解法、溶剂法、压榨法和酶解法等。这些提取方法中，蒸煮法和压榨法虽然简单易行，但是在实际生产过程中，鱼油的提取率低，并且采用蒸煮的方式提取鱼油，在提取过程中对脂肪的性质将造成不同程度的改变；淡碱水解法在罗非鱼下脚料回收利用的加工下游，废液中钠盐的含量高，不利于环境的净化；而溶剂法所使用的提取溶剂大多是对环境有害的有机溶剂(如乙醚和石油醚等)，容易造成二次污染，而且溶剂法虽然可以有效的将脂类物质分离出来，但对于与蛋白质结合在一起的脂肪无法完全分离开来。酶解法提取鱼油和制备胶原小肽主要是利用目前商品化的蛋白酶制剂(如木瓜蛋白酶、猪胰蛋白酶及枯草杆菌蛋白酶等)，一方面其酶解效率不高，另一方面购买价格昂贵的商品酶制剂会带来额外资金投入，生产成本较高。而鱼骨蛋白粉的制备只是采用简单的干燥和粉碎技术，其中的钙含量较低且产品可溶性差。
由此可见，目前国内关于鱼肉加工下脚料的综合利用只是针对单一产品的提取和开发，在获得有用产品的同时又会造成二次污染，而且鱼肉加工下脚料也未能得到充分利用。因此，有待于对其工艺过程进行改进和完善，建立一套高效、环保的鱼类加工下脚料的综合利用生产工艺，使鱼类加工下脚料得到高效利用，以适应规模化水产加工行业的产业化生产需求。有鉴于此，本发明人研究和设计了一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，以解决现有技术中罗非鱼下脚料被大量浪费的问题。
为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，包括以下步骤：
步骤一、从鱼内脏中提取蛋白酶：
从冰箱中取出备用的鱼内脏，切块剁碎，加入缓冲液，固液比为1:5，将样品用组织捣碎机捣碎，用冷冻离心机在12000r/min、4℃下离心20min，离心后经8层滤布过滤以除去脂肪，取上清；将上清静置2小时后再在12000r/min、4℃下离心20min，制得蛋白酶。
步骤二、采用酶法从鱼头中提取鱼油：
将生鱼头在100℃的条件下煮10min，取出剔骨取肉，先将取得的鱼头肉剁碎，称取40g的鱼头肉于锥形瓶中，根据固液比1:5往锥形瓶中加入80mlpH＝6.5的饮用水，加入40ml步骤一所制得的蛋白酶，摇匀并置于50℃的水浴锅中酶解5小时；在酶解过程中，每隔1小时摇一次使酶解更加充分；酶解完成后，将锥形瓶取出，并于100℃沸水中煮10min以灭酶，冷却至室温，将锥形瓶中的酶解液倒出来，并用适量的饮用水清洗瓶底的残渣3次，所得的液体并入酶解液中，将酶解液于12000r/min条件下离心20min，用药勺刮取最上层的白色固状物，即为粗鱼油。
步骤三、用热水浴提取鱼皮中的胶原蛋白：
将冷冻于-20℃冰箱中的鱼皮取出解冻，将附于鱼皮上的鱼鳞剔除，用蒸馏水将鱼皮冲洗干净，按照固液比1:15加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液，浸泡24h以去除杂蛋白，期间换掉氢氧化钠溶液两次，然后用蒸馏水冲洗至中性；随后同样以固液比1:15加入10％的正丁醇溶液浸泡24h以脱除脂肪，期间换掉正丁醇溶液两次，脱脂完成后用去离子水充分将正丁醇冲洗干净，将经预处理过后的鱼皮藏于-20℃的冰箱中备用。
称取5g经预处理的鱼皮于锥形瓶中，以固液比1:5-1:10加入饮用水，将锥形瓶置于设定的水浴锅中水浴提取1-1.5h，水浴温度为70-90℃，以制得胶原蛋白。
步骤四、利用蛋白酶对鱼骨进行酶解，制备鱼骨粉及天然活性钙：
从冰箱中取出鱼骨，清洗干净后在沸水中煮10min，冷却后剔除鱼肉，将获得的鱼骨在自来水中清洗干净备用。称取5g的鱼骨放入50ml的离心管中，加入步骤一所制备的蛋白酶，酶量为184U/g鱼骨重；在50℃的水浴中酶解6h；酶解后制得蛋白水解物及残渣，所述蛋白水解物经浓缩、干燥后，制得鱼骨蛋白粉，所述残渣，经钙质提取，制得天然活性钙。
作为实施例的优选方式，所述步骤一中，所述缓冲液为pH＝6.7的饮用水、自来水及pH＝8.0的25mmol/LTris-HCl缓冲溶液中的一种。
作为实施例的优选方式，所述步骤二中，将酶解所得的残渣回收装于保鲜袋中，放于-20℃冰箱中冷藏，以用于制备鱼骨蛋白粉。
作为实施例的优选方式，所述步骤三中，称取5g经预处理的鱼皮于锥形瓶中，以固液比1:7.5加入饮用水，将锥形瓶置于设定的水浴锅中水浴提取1h，水浴温度为70℃，以制得胶原蛋白。
采用本发明的技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1.实现了罗非鱼下脚料的综合利用，避免了罗非鱼下脚料的浪费，提高了经济效益，并避免了环境污染。
2.制得的粗鱼油可以进一步精制成鱼油；胶原蛋白可作为胶原小肽、食品添加剂及化妆品等的重要原料；鱼骨蛋白粉和天然活性钙可作为食品添加剂和天然补钙产品。
3.直接利用罗非鱼内脏自身的蛋白酶制备鱼油，可以降低购买工业酶的成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的罗非鱼内脏酶的SDS-PAGE检测图：Lane1：蛋白Marker；lane2：加15μL内脏酶的样品，lane3：加8μL内脏酶的样品。
图3为本发明所获得的罗非鱼粗鱼油中脂肪酸含量分析图：SFA为饱和脂肪酸；MUFA为单不饱和脂肪酸；PUFA为多不饱和脂肪酸；DHA为二十二碳六烯酸。
图4为本发明所获得的胶原蛋白的SDS-PAGE检测图：Lane1：胶原蛋白；lane2：蛋白Marker。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式以对本发明作进一步说明，如图1所示，为本发明的工艺流程图。实施例所用的原料来自福建省漳州市漳浦县黄仓开发区盈丰食品有限公司的罗非鱼鱼头、罗非鱼鱼内脏和鱼皮。
实施例1从鱼内脏中提取蛋白酶
从冰箱中取出备用的鱼内脏，切块剁碎，加入缓冲液，固液比为1:5，将样品用组织捣碎机捣碎，用冷冻离心机在12000r/min、4℃下离心20min，离心后经8层滤布过滤以除去脂肪，取上清；将上清静置2小时后再在12000r/min、4℃下离心20min，制得蛋白酶；对蛋白酶进行SDS-PAGE检测，根据相关文献报道，鱼类胰蛋白酶的分子量大小为28kDa左右，因此，由图2可以看出罗非鱼内脏酶含有大量胰蛋白酶。
作为实施例1的优选方式，所述缓冲液为pH＝6.7的饮用水、自来水及pH＝8.0的25mmol/LTris-HCl缓冲液中的一种。
实施例2采用酶法从鱼头中提取鱼油
将鱼头在100℃的条件下煮10min，取出剔骨取肉，先将取得的鱼头肉剁碎，称取40g的鱼头肉于锥形瓶中，根据固液比1:5往锥形瓶中加入80mlpH＝6.5的饮用水，加入40ml步骤一所制得的蛋白酶，摇匀并置于50℃的水浴锅中酶解5小时；在酶解过程中，每隔1小时摇一次使酶解更加充分；酶解完成后，将锥形瓶取出，并于100℃沸水中煮10min以灭酶，冷却至室温，将锥形瓶中的酶解液倒出来，并用适量的饮用水清洗瓶底的残渣3次，所得的液体并入酶解液中，将酶解液于12000r/min条件下离心20min，用药勺刮取最上层的白色固状物，即为粗鱼油。
作为实施例2的优选方式，将酶解所得的残渣回收装于保鲜袋中，放于-20℃冰箱中冷藏，以用于制备鱼骨蛋白粉。
采用气相色谱技术对所获得的罗非鱼鱼油的脂肪酸含量进行了分析，结果如图3所示，从罗非鱼下脚料中提取的粗鱼油中，饱和脂肪酸(SFA)含量为36.4％，单不饱和脂肪酸(MUFA)含量为40.3％，多不饱和脂肪酸(PUFA)含量为23.3％。其中，二十二碳六烯酸(DHA)含量为1.8％。
实施例3用热水浴提取鱼皮中胶原蛋白
将冷冻于-20℃冰箱中的鱼皮取出解冻，将附于鱼皮上的鱼鳞剔除，用蒸馏水将鱼皮冲洗干净，按照固液比1:15往鱼皮中加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液，浸泡24h以去除杂蛋白，期间换掉氢氧化钠溶液两次，然后用蒸馏水冲洗至中性；随后同样以固液比1:15往鱼皮中加入10％的正丁醇溶液浸泡24h以脱除脂肪，期间换掉正丁醇溶液两次，脱脂完成后用去离子水充分将正丁醇冲洗干净，将经预处理过后的鱼皮藏于-20℃的冰箱中备用。
称取5g经预处理的鱼皮于锥形瓶中，以固液比1:5-1:10加入饮用水，将锥形瓶置于设定的水浴锅中水浴提取1-1.5h，水浴温度为70-90℃，以制得胶原蛋白。
如图4所示，采用SDS-PAGE检测胶原蛋白，罗非鱼鱼皮胶原蛋白在100-120kDa之间有一条较粗的条带，可能是由两条α1和一条α2组成，在提取过程可能有部分的蛋白损伤导致α1和α2的条带没有分的那么清晰，在大于120kDa处还有一条清晰的条带，这条带可能是β链。该胶原蛋白肽链和Ⅰ型胶原蛋白很相似，说明从鱼皮中提取的胶原蛋白可能属于Ⅰ型胶原蛋白。
作为实施例3的优选方式，称取5g经预处理的鱼皮于锥形瓶中，以固液比1：7.5加入饮用水，将锥形瓶置于设定的水浴锅中水浴提取1h，水浴温度为70℃，以制得胶原蛋白。
实施例4利用蛋白酶对鱼骨进行酶解，制备鱼骨粉及天然活性钙
从冰箱中取出鱼骨，清洗干净后在沸水中煮10min，冷却后剔除鱼肉，将获得的鱼骨在自来水中清洗干净备用。称取5g的鱼骨放入50ml的离心管中，加入本发明所提取的罗非鱼内脏蛋白酶，酶量为184U/g鱼骨重；在50℃的水浴中酶解6h；酶解后制得蛋白水解物及残渣，所述蛋白水解物经浓缩、干燥后，制得鱼骨蛋白粉，所述残渣，经钙质提取，制得天然活性钙。
本发明初步建立了一套对罗非鱼加工下脚料进行综合利用的工艺流程。本工艺流程对多个产品的生产工艺进行合理的组合，使得罗非鱼加工下脚料得到充分的利用。一方面，该工艺流程充分利用了鱼类加工下脚料中自身含有的内源酶进行生产过程中酶解过程，从而大大降低了生产成本；另一方面，本工艺均采用酶解法提取鱼油和鱼骨粉，其与现有技术中的溶剂提取法和酸碱提取法相比，条件更为温和，且不会产生二次污染，更适合于工业生产。
本领域的普通技术人员能从本发明公开内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、从鱼内脏中提取蛋白酶：
从冰箱中取出备用的鱼内脏，切块剁碎，加入缓冲液，固液比为1:5，将样品用组织捣碎机捣碎，用冷冻离心机在12000r/min、4℃下离心20min，离心后经8层滤布过滤以除去脂肪，取上清；将上清静置2小时后再在12000r/min、4℃下离心20min，制得蛋白酶；
步骤二、采用酶法从鱼头中提取鱼油：
将生鱼头在100℃的条件下煮10min，取出剔骨取肉，先将取得的鱼头肉剁碎，称取40g的鱼头肉于锥形瓶中，根据固液比1:5往锥形瓶中加入80mlpH＝6.5的饮用水，加入40ml步骤一所制得的蛋白酶，摇匀并置于50℃的水浴锅中酶解5小时；在酶解过程中，每隔1小时摇一次使酶解更加充分；酶解完成后，将锥形瓶取出，并于100℃沸水中煮10min以灭酶，冷却至室温，将锥形瓶中的酶解液倒出，并用适量的饮用水清洗瓶底的残渣3次，所得的液体并入酶解液中，将酶解液于12000r/min条件下离心20min，用药勺刮取最上层的白色固状物，即为粗鱼油；
步骤三、用热水浴提取鱼皮中的胶原蛋白：
将冷冻于-20℃冰箱中的鱼皮取出解冻，将附于鱼皮上的鱼鳞剔除，用蒸馏水将鱼皮冲洗干净，按照固液比1:15加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液，浸泡24h以去除杂蛋白，期间换掉氢氧化钠溶液两次，然后用蒸馏水冲洗至中性；随后同样以固液比1:15加入10％的正丁醇溶液浸泡24h以脱除脂肪，期间换掉正丁醇溶液两次，脱脂完成后用去离子水充分将正丁醇冲洗干净，将预处理过的鱼皮放入-20℃的冰箱中备用；
称取5g经预处理的鱼皮于锥形瓶中，按照固液比1:5-1:10加入饮用水，将锥形瓶置于设定的水浴锅中提取1-1.5h，水浴温度为70-90℃，以制得胶原蛋白；
步骤四、利用蛋白酶对鱼骨进行酶解，制备鱼骨粉及天然活性钙：
从冰箱中取出鱼骨，清洗干净后在沸水中煮10min，将其冷却后剔除鱼肉，将获得的鱼骨在自来水中清洗干净备用；
称取5g的鱼骨放入50ml的离心管中，加入步骤一所制得的蛋白酶，酶量为184U/g鱼骨重；在50℃的水浴中酶解6h；酶解后制得蛋白水解物及残渣，所述蛋白水解物经浓缩、干燥后，制得鱼骨蛋白粉；所述残渣，经钙质提取，制得天然活性钙。
2.如权利要求1所述的一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，其特征在于：所述步骤一中，所述缓冲液为pH＝6.7的饮用水、自来水及pH＝8的25mmol/LTris-HCl缓冲液中的一种。
3.如权利要求1所述的一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，其特征在于：所述步骤二中，将酶解所得的残渣回收装于保鲜袋中，放于-20℃冰箱中冷藏，以用于制备鱼骨蛋白粉。
4.如权利要求1所述的一种罗非鱼加工下脚料的综合利用方法，其特征在于：所述步骤三中，称取5g经预处理的鱼皮于锥形瓶中，以固液比1:7.5加入饮用水，将锥形瓶置于设定的水浴锅中水浴提取1h，水浴温度为70℃，以制得胶原蛋白。
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