CN106433486A - 一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，该方法包括如下步骤：将新鲜的鱼皮晾干，用蒸馏水浸泡、超声处理、剪碎、碱水处理、酸水处理，之后对处理好的鱼皮采用双水相萃取法，萃取后，离心、浓缩、干燥，得到鲟鱼鱼皮明胶。该方法鲟鱼鱼皮明胶的制备时间短，操作简单，蛋白质含量和纯度高，凝胶强度较强，腥味轻，杂质少。

Description

一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法

技术领域

本发明涉及生物提取技术领域，具体涉及一种可作为增稠剂、粘合剂或是修复材料、胶囊剂等的生产原料的鲟鱼鱼皮明胶的制备方法。

背景技术

鲟类最早出现在距今2亿3千万年前的早三叠纪，鲟类具有极其重要的学术研究价值，是研究鱼类和脊椎动物进化的活化石。鲟鱼是一种食用价值极好的经济鱼类，其全身除体表骨板以外的其它部分（包括骨骼）均可食用，且营养价值极高，被列为高级滋补品，而且鲟鱼类在古代时已作药用。

骨、鳞等含有丰富的胶原蛋白的组织进行预处理的转化后在合适的温度下进行提取，然后经过各种加工步骤生成高分子多肽聚合物。明胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，具有随温度的升高或降低而产生溶胶与凝胶相互可逆转化的优良特性，此外明胶还具有成膜性良好、侧链基团的反应活性高以及带电性质随介质pH值的变化而变化等特性。

目前的研究主要集中在金枪鱼、深海鱼等鱼皮明胶的制备上, 而不同品种的鱼皮所提取的明胶含量与质量都有一定程度的差别。与其他原料相比较，鱼皮作为原料具有一定的特殊性，如皮料的韧性和交联程度较低，所以鱼皮明胶与猪皮明胶、牛皮明胶相比较，更易于提取且应用更广泛。鱼明胶具有其独特的功能特性，它可作为增稠剂、澄清剂、乳化剂、稳定剂、发泡剂、胶凝剂、粘合剂等广泛的应用在食品行业、医药行业、照相行业、电子及化妆品行业。然而，鲟鱼营养价值丰富，鲟鱼鱼皮富含多种人体必需氨基酸，且近年来由于人工养殖鲟鱼的普遍，鲟鱼鱼皮原料变得廉价易得。因此，本发明选用鲟鱼鱼皮作为制备原料。

中国专利CN101735464A公开了一种鱼皮明胶的制备方法，其制备流程为：鱼皮→干燥→清洗、去杂质→脱脂→除杂→清洗→超高压处理→打浆→提胶→离心→干燥→成品明胶，其方法是通过超高压技术辅助处理结合热提取来生产高品质的鱼皮明胶，其优点在于未使用高浓度酸、碱，从根本上改善了明胶行业的高污染现状；其方法中减少了清洗和中和的步骤，减少了胶原蛋白的损失，产品得率达到80%以上；相对于传统工艺的鱼皮明胶产品特性不及猪、牛源明胶的现状，此法生产的鱼皮明胶产品，凝胶强度、粘度、透明度等有所提高，可成为猪、牛明胶的有效替代品。但此方法未能较好处理鱼皮中的有关杂质，而且对鱼皮细胞膜的破坏程度不够，使所得鱼皮明胶中蛋白质含量较低。

中国专利CN103805071B公开了一种深海鱼皮明胶的制备方法，其方法具体步骤为：将清洗干净的鱼皮放于用复合有机酸配成的处理液中搅拌处理，然后将处理好的鱼皮在室温下用水清洗，再将清洗好的鱼皮放于温度为30～60℃的弱酸性水溶液中提取，合并提取液，用100目的过滤布过滤提取液，浓缩，干燥，得明胶。其发明方法更为温和，所制备的产品收率和纯度高，分子量大且分子量分布窄，色泽浅，腥味轻。但此方法对有关矿物质未能得到恰当处理。

中国专利CN105086838A公开了一种金枪鱼皮明胶的制备方法，其方法通过对鱼皮的处理，酶解脱脂，提取而制得。其方法以金枪鱼鱼皮为原料，解决了鱼皮具有苦腥味、口感差、产品分子量分布广，不利于人体吸收等缺点。但此方法对处理液的成分过多，配制不方便，而且处理液不稳定。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，首次使用鲟鱼鱼皮提取鱼皮明胶，并创新性的采用了超声提取法联合双水相萃取法，从而缩短了反应和提取的时间，减少了环境污染，提高了鲟鱼鱼皮明胶收率，减少了蛋白质、脂肪等杂质。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，包括以下步骤：

1）称取一定量的鲟鱼鱼皮，称重后用料液比1∶10～15的蒸馏水在2～6℃下浸泡2～3小时，再超声2～3小时，使鱼皮充分溶胀；

2）用纱布包裹步骤1）的鲟鱼鱼皮，滤出水后剪碎，配制NaOH溶液在2～6℃下浸泡3～5小时。之后，将鲟鱼鱼皮水洗至中性后，再加入HCl溶液在2～6℃下浸泡3～5小时；

3）将步骤2）的鱼皮水洗至中性，在粗提液中加入适量的PEG4000， Na2SO4，KCl 组成双水相体系, 充分振荡使成相物质溶解, 同时完成了鲟鱼鱼皮蛋白在双水相系统中的分配过程。此双水相系统静置一定时间, 当两相达到相分离，分离得到上相混悬液；

4）将步骤3）得到的上相混悬液，进行50～70℃水浴熬胶5～9小时，水浴熬胶结束，进行真空抽滤，所得滤渣加入蒸馏水浸泡后在60～80℃下继续水浴熬胶3～6小时，取两次滤液进行离心，并取上清液进行旋转蒸发浓缩，再经过真空冷冻干燥后即得成品。

所述的步骤1）的浸泡后再超声2小时，选用的超声频率20-40 KHz。

所述的步骤2）中加入的碱水为浓度为2.0%NaOH溶液，鲟鱼鱼皮和NaOH溶液的料液比为1:15之后，将鲟鱼鱼皮水洗至中性后，再加入的HCl溶液浓度为0.1～0.5%。用碱水进一步破坏细胞膜，除去可溶性蛋白质、脂质和色素等杂质。

所述的步骤3）中使用了双水相萃取法，具体为10～12 % PEG4000 ，14～16% Na2SO4，1%KCl 的双水相体系充分振荡使成相物质溶解，同时完成了鲟鱼鱼皮蛋白在双水相系统中的分配过程。

所述的鲟鱼鱼皮和NaOH溶液的料液比1∶10～15。

本发明有益效果是：

本发明创造性的使用了双水相萃取法富集分离鲟鱼鱼皮中的蛋白质，具有提高蛋白质含量、节省操作时间 、简化操作过程 、降低操作成本和能耗以及易于工艺放大等优点。同时，与传统工艺提取明胶时需要将鱼皮熔化，腥臭味较重，后续处理困难等缺陷相比较，本发明提取鲟鱼鱼皮明胶后，鱼皮废料还可以作为饲料或者肥料继续使用，减少环境污染，促进综合利用。

附图说明

图1为6.67%的鱼皮明胶溶液冷却过程的相角变化图。

图2为6.67%的鱼皮明胶溶液加热过程的相角变化图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步叙述，但本发明不局限于以下实施例。

实施例

本实施例采用50g剥取所得的鲟鱼鱼皮，通过本发明的鲟鱼鱼皮明胶的制备方法进行处理，包括以下步骤：

1）取鱼皮50g，让鲟鱼鱼皮自然晾干；使用蒸馏水浸泡24小时，在4℃条件下，超声提取2小时，使鱼皮溶胀；

2）用纱布包裹步骤1）所得的鲟鱼鱼皮，滤出水后剪碎，用浓度为2.0%的NaOH溶液150mL，在4℃条件下，浸泡24小时，去除可溶性蛋白和色素等杂质；水洗至中性，用浓度为0.3%的HCl溶液150mL,在4 ℃条件下，浸泡4小时，疏松鱼皮组织使鱼皮继续溶胀，同时除去矿物质，经处理后的鱼皮颜色变白，体积膨胀且具有较高的弹性；

3）将步骤2）所得的鲟鱼鱼皮水洗至中性，在粗提液中加入适量的12 % PEG4000 ，15 %Na₂SO₄，1% KCl 的双水相体系, 充分振荡使成相物质溶解, 同时完成了鲟鱼鱼皮蛋白在双水相系统中的分配过程。此双水相系统静置一定时间达到两相分离，得到上相混悬液；

4）将步骤3）得到的上相混悬液，进行50～70℃水浴熬胶5～9小时，水浴熬胶结束，进行真空抽滤，所得滤渣加入蒸馏水浸泡后在60～80℃下继续水浴熬胶3～6小时，取两次滤液进行离心，并取上清液进行旋转蒸发浓缩，再经过真空冷冻干燥后即得鲟鱼鱼皮明胶成品15g，收率30%。

实施例

本实施例采用50g剥取所得的鲟鱼鱼皮，通过本发明的鲟鱼鱼皮明胶的制备方法进行处理，包括以下步骤：

1）取鱼皮50g，让鲟鱼鱼皮自然晾干；使用蒸馏水浸泡24小时，在4℃条件下，超声提取2小时，使鱼皮溶胀；

2）用纱布包裹步骤（1）所得的鲟鱼鱼皮，滤出水后剪碎，用浓度为2.0%的NaOH溶液150mL，在4℃条件下，浸泡24小时，去除可溶性蛋白和色素等杂质；水洗至中性，用浓度为0.3%的HCl溶液150mL,在4 ℃条件下，浸泡4小时，疏松鱼皮组织使鱼皮继续溶胀，同时除去矿物质，经处理后的鱼皮颜色变白，体积膨胀且具有较高的弹性；

3）将步骤（2）所得的鲟鱼鱼皮水洗至中性，在粗提液中加入适量的12 % PEG4000 ，15% Na₂SO₄，1% KCl 的双水相体系, 充分振荡使成相物质溶解, 同时完成了鲟鱼鱼皮蛋白在双水相系统中的分配过程。此双水相系统静置一定时间达到两相分离，得到上相混悬液；

4）将步骤（3）得到的上相混悬液，进行50～70℃水浴熬胶5～9小时，水浴熬胶结束，进行真空抽滤，所得滤渣加入蒸馏水浸泡后在60～80℃下继续水浴熬胶3～6小时，取两次滤液进行离心，并取上清液进行旋转蒸发浓缩，再经过真空冷冻干燥后即得鲟鱼鱼皮明胶成品15g，收率30%。

实施例

鲟鱼鱼皮明胶的鉴别：

1）取本品约0.3g，加水30 mL，加热使其充分溶解后，量取鲟鱼鱼皮明胶溶液5 mL，加入重铬酸钾试液与稀盐酸溶液（4:1）的混合溶液数滴，出现桔黄色絮状沉淀物；

2）取所配置的鲟鱼鱼皮明胶溶液1 mL，加水100 mL进行稀释，摇匀后，加入鞣酸试液数滴，即发生浑浊现象；

3）取鲟鱼鱼皮明胶溶液5 mL，加碱石灰后，加热反应，即散发出氨臭气味。

经过以上三步骤的鉴别，可以定性判断所提取的确是鲟鱼鱼皮明胶。

实施例

鲟鱼鱼皮明胶的酸度测定:

取鲟鱼鱼皮明胶样品0.5g，加入50 mL热水中，充分振摇使溶解，放冷至35℃，测得pH值为7，溶液呈中性。

实施例

鲟鱼鱼皮明胶的透光度测定：

称取适量干燥的鱼皮明胶，用去离子水准确的配置成6.67%（w/v）的明胶溶液。用紫外分光光度计检测浓度为6.67%的鱼皮明胶溶液在660nm 处的透光度为73%。

实施例

鲟鱼鱼皮明胶灰分的测定：

取该品1.0g，置炽灼至恒重的坩锅中，精密称定，缓缓炽灼至完全炭化时，逐渐升高温度至600～700℃，使完全灰化并恒重，遗留灰分约有0.67%，小于食用明胶标准规定的2.0%。与其他明胶相比较，所提取的鲟鱼鱼皮明胶灰分值较小，表示其胶冻性能相对较好。

实施例

鲟鱼鱼皮明胶干燥失重的测定：

取该鲟鱼鱼皮明胶约1g，置经105 ℃干燥至恒重的不锈钢或铝制器皿（直径约75mm）中，精密称定，加水10 mL，放置，使膨胀后，置水浴上加热溶解，蒸干，在105 ℃干燥至恒重，测得干燥失重为7.0%；符合食用明胶所规定的小于16.0%。

实施例

鲟鱼鱼皮明胶动力学粘度特性

称取1g干燥的鲟鱼鱼皮明胶粉末，用去离子水准确的配置成6.67%（w/v）的明胶溶液。在60℃下加热30min。分别经冷却（40～5℃）和加热（5～40℃）两个阶段，扫描速率为0.5℃/min，频率1Hz，振荡应力为3.0Pa。结果如图1、图2。

明胶的动力学粘度分为在0.5℃/min的速率下分为冷却过程（40～5℃）和加热过程（5～40℃）两个阶段来完成。储存模量（G’）可以表明在明胶的结构中储存的弹性能量。损耗模量(G ”)表明能量的损耗。相角（δ）衡量明胶在不同相变的过程中体现的应力和张力的变化。图1和图2表明了鲟鱼鱼皮明胶的相角的变化。从图1中可以看出，在冷却过程中鱼皮明胶在7℃时形成胶。图2中可以看出在加热阶段，由于G’的骤减，鱼明胶在14℃时溶解。

实施例7：鲟鱼鱼皮明胶凝胶强度的测定：

凝胶强度与明胶中亚氨基酸（脯氨酸和经脯氨酸）的含量相关，亚氨基酸含量低时，形成的凝胶强度弱。

称取适量干燥的鲟鱼鱼皮明胶粉末，用去离子水配置成6.67%（w/v）的明胶溶液。置于60℃的恒温振荡水浴中加热30 min使之凝胶化。之后将样品转入直径3 cm、高度4.5cm的烧杯中，在7～8℃的恒温环境中放置18小时后，使用TA．XT2i食品质构仪测定其凝胶强度。

将预处理好的明胶凝胶，经TA．XT2i食品质构仪测定，检测到其凝胶强度为434g。凝胶强度与明胶中亚氨基酸（脯氨酸和经脯氨酸）的含量相关，亚氨基酸含量低时，形成的凝胶强度弱。所检测的凝胶强度为434g，较一般明胶，其凝胶强度较强，性质较好。

Claims (5)

1.一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）称取一定量的鲟鱼鱼皮，称重后用料液比1∶10～15的蒸馏水在2～6℃下浸泡2～3小时，再超声2～3小时，使鱼皮充分溶胀；

2）用纱布包裹步骤1）的鲟鱼鱼皮，滤出水后剪碎，配制NaOH溶液在2～6℃下浸泡3～5小时，之后，将鲟鱼鱼皮水洗至中性后，再加入HCl溶液在2～6℃下浸泡3～5小时；

3）将步骤2）的鱼皮水洗至中性，在粗提液中加入适量的PEG4000， Na2SO4，KCl 组成双水相体系, 充分振荡使成相物质溶解, 同时完成了鲟鱼鱼皮蛋白在双水相系统中的分配过程，此双水相系统静置一定时间, 当两相达到相分离，分离得到上相混悬液；

4）将步骤3）得到的上相混悬液，进行50～70℃水浴熬胶5～9小时，水浴熬胶结束，进行真空抽滤，所得滤渣加入蒸馏水浸泡后在60～80℃下继续水浴熬胶3～6小时，取两次滤液进行离心，并取上清液进行旋转蒸发浓缩，再经过真空冷冻干燥后即得成品。

2.根据权利要求1所述的一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，其特征在于，所述的步骤1）的浸泡后再超声2小时，超声频率20-40 KHz。

3.根据权利要求1所述的一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，其特征在于，所述的步骤2）中加入的碱水为浓度为2.0%NaOH溶液，鲟鱼鱼皮和NaOH溶液的料液比为1:15之后，将鲟鱼鱼皮水洗至中性后，再加入的HCl溶液浓度为0.1～0.5%。

4.根据权利要求1所述的一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，其特征在于，所述的步骤3）中使用了双水相萃取法，具体为10～12 % PEG4000 ，14～16% Na₂ SO₄，1%KCl 的双水相体系。

5.根据权利要求3所述的一种鲟鱼鱼皮明胶的制备方法，其特征在于，鲟鱼鱼皮和NaOH溶液的料液比1∶10～15。