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Abstract

本发明提供一种高溶解性鳕鱼蛋白的，是以鳕鱼肉为原料，利用等电点沉淀技术提取鳕鱼分离蛋白，并通过真空冷冻干燥，得到鳕鱼分离蛋白粉。将鳕鱼分离蛋白粉溶于水中配成鳕鱼蛋白分散液，用碱性溶液调节pH到7.0‑10.0，然后加入蛋白酶水解得到鳕鱼分离蛋白水解液。将鳕鱼蛋白水解液于85～100℃水浴灭活蛋白酶5～15分钟，冷却至室温后，在2000～5000r/min转速下离心5～15分钟，取上清液进行减压蒸发浓缩和真空冷冻干燥，得到高溶解性鳕鱼蛋白粉。通过上述工艺获得的鳕鱼蛋白粉溶解性从11.22％提高到80.35％，且具有良好的乳化性和起泡性。

Description

一种高溶解性的鳕鱼蛋白
技术领域
本发明属于食品领域中的食品蛋白改性技术领域，具体涉及一种高溶解性的鳕鱼蛋白。
背景技术
鳕鱼是一种世界范围内重要的经济鱼类，年捕获量可达1000万吨，约占海洋渔业总产量的12％。鳕鱼含有丰富的蛋白质，含量高达18.2％，含有人体所需所有氨基酸，且氨基酸配比与人体需求比值极为接近，被公认为是世界范围内重要的优质食用蛋白质来源。然而，鱼蛋白质难溶于水的问题一直是制约其蛋白加工利用的重要因素，这些蛋白的疏水特性不仅给蛋白产品的多元化开发带来了很大困难，也不利于人体吸收，降低了其作为营养素的利用率及应用价值。只有改善鱼蛋白在水中的溶解性，才能使其在食品中的应用更广泛。因此，如何提供一种溶解性高，且具有较好营养价值及功能特性的鳕鱼蛋白制品，成为目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高溶解性的鳕鱼蛋白，所提供的鳕鱼蛋白产物的溶解度从处理前的11.22％提高到80.35％，并具有安全性高、乳化性、起泡性好以及氨基酸配比合理等特点。
本发明首先提供鳕鱼蛋白，其在25℃下，水溶液的溶解度不小于80％；
本发明所提供的高溶解性鳕鱼蛋白，其制备方法如下：
1)鳕鱼分离蛋白制备：将鳕鱼鱼肉加水匀浆后用碱性溶液调节pH至10.0-12.0，离心收集上清后，用酸性溶液调节pH至4.5-5.5，离心，收集沉淀，将沉淀加水复溶后用碱性溶液调节pH至中性，真空冷冻干燥冻干，得到鳕鱼分离蛋白；
2)酶法改性：将鳕鱼分离蛋白按照1％-5％(w/v)比例溶于水中配成鳕鱼蛋白分散液，用碱性溶液调节pH到7.0-10.0，然后加入蛋白酶2000-5000U/g，在30-70℃恒温水浴中震荡水解1-8小时，使水解度达到7.8-25.5％时停止酶解，得到鳕鱼分离蛋白水解液；将鳕鱼蛋白水解液于85-100℃水浴灭活蛋白酶5-15分钟，冷却至室温后，得到分子量分布于112Da-6511Da之间的鳕鱼蛋白水解液；
将水解液进行减压蒸发浓缩和真空冷冻干燥，得到高溶解性鳕鱼蛋白。
上述步骤2)使用的蛋白酶为中性蛋白酶。
所述的处理过程中的碱性溶液为氢氧化钠溶液，酸性溶液为盐酸溶液。
作为优选，所述的步骤1)中碱性溶液调节pH至11.0，酸性溶液调节pH至5.0。
本发明制备的具有高溶解性的鳕鱼分离蛋白酶解产物具有安全性高、以及氨基酸配比合理等特点，在食品领域有着广阔的市场前景。所提供的制备方法工艺简单、反应温度低，能提高鳕鱼分离蛋白的溶解性能，所得到的鳕鱼蛋白产物的溶解度从处理前的11.22％提高到80.35％，并且本方法制得的高溶解性鳕鱼蛋白产物具有安全性高、乳化性、起泡性好以及氨基酸配比合理等特点。可作为食品、医药等行业提供优质的蛋白原料。
附图说明
图1：高溶解性分离蛋白的SDS-PAGE分析图谱。
图2：高溶解性分离蛋白的HPLC分子量分析图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述
实施例1：
一种高溶解性鳕鱼蛋白的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：
A)鳕鱼分离蛋白制备：以鳕鱼为原料，除头、去皮，清理内脏，冰水洗净后剔取鳕鱼鱼肉，加水匀浆后用氢氧化钠溶液调节pH至11.0，离心收集上清后，用盐酸溶液调节pH至5.0，离心，收集沉淀，加水复溶后用氢氧化钠溶液调节pH至中性，真空冷冻干燥冻干，得到鳕鱼分离蛋白。
B)酶法改性：将鳕鱼分离蛋白按照4％(w/v)比例溶于水中配成鳕鱼蛋白分散液，用氢氧化钠溶液调节pH到7.8，然后加入中性蛋白酶3100U/g，在50℃恒温水浴中震荡水解5小时，得到鳕鱼分离蛋白水解液。反应结束后，将鳕鱼蛋白水解液于95℃水浴灭活蛋白酶10分钟，冷却至室温后，在4000r/min转速下离心5分钟，取上清液进行减压蒸发浓缩和真空冷冻干燥，得到高溶解性鳕鱼蛋白。溶解性的检测方法为：将100mg冷冻干燥的样品以4000r/min分散在10mL蒸馏水中30秒后，在25℃下保持60分钟，然后以13000r/min离心15分钟。用凯氏定氮法(N×6.25)测量水相中的蛋白和总蛋白。蛋白质溶解度以水相中蛋白含量与总蛋白质含量的百分比计算。经过三次平行实验，其溶解度从11.22％达到了80.35％。
高溶解性鳕鱼蛋白和鳕鱼分离蛋白的化学组成如表1所示，获得的鳕鱼分离蛋白中，脂质，糖和水的含量与鳕鱼肉相比显著降低，而鳕鱼分离蛋白含量则显著增高，从18.8％增加到了91.3％，表明上述的处理可以分离脂质并去除不适合人类消费的材料，获得更高纯度的蛋白质。并且通过酶解制备高溶解性鳕鱼蛋白过程中，通过离心进一步除去了脂质，使脂肪含量低至3％，并且由于调节系统pH值使用了酸碱液，使其灰分含量提高，最后获得高溶解性鳕鱼蛋白的蛋白质含量为80.2％。
表1：鳕鱼分离蛋白及高溶解性鳕鱼蛋白的化学组成成分
如图1所示，通过SDS-PAGE研究了鳕鱼分离蛋白和高溶解性鳕鱼蛋白的分子量分布。在电泳图谱上观察到鳕鱼分离蛋白条带广泛分布于约7-170kDa的范围内。而通过酶水解，大于10kDa的多肽的完全降解，使高溶解性鳕鱼肽的分子量小于10kDa。
图2显示了高溶解性鳕鱼蛋白的高效液相色谱(HPLC)图，通过GPC软件分析了其相对分子质量分布，其分子量分布在112Da-6511Da之间，平均分子量为1415Da,1000-3000Da的肽含量占总蛋白的52.47％小于1000Da的肽含量占41.06％。
高溶解性鳕鱼蛋白和鳕鱼分离蛋白的氨基酸组成如表2所示，表格中还给出了2-5岁儿童和成人的粮农组织/世卫组织(2007)必需氨基酸的推荐配比。根据粮农组织/世卫组织建议的蛋白质最佳配比，除了儿童苯丙氨酸以外，该蛋白中所有氨基酸的分数均超过1.0(FAO/WHO，2007)，并且高溶解性鳕鱼蛋白的总必需氨基酸含量(56.90g/100g蛋白质)高于鳕鱼分离蛋白的总必需氨基酸含量(56.19g/100g蛋白质)。其总必需氨基酸含量远高于婴儿推荐值39％，更高于儿童的26％和成人的11％，因此其具有高水平的必需氨基酸品种和营养可接受的氨基酸谱，可被认为是理想的蛋白质食物。
同时，高溶解性鳕鱼蛋白的物理性质如表3所示，蛋白质的乳化活性(EA)和乳液稳定性指数(ESI)的检测方法如下：将冷冻干燥的样品溶于0.02mol的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)中，将终浓度调节至10mg/ml。将25ml植物油和75ml上述蛋白质溶液组成的混合物在10000r/min下匀浆2分钟。然后取50μL该乳液溶于10mL 0.1％的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中。在0分钟(A0)和10分钟(A10)下测量500nm处的稀释样品的吸光度。EA和ESI计算如下：
A0:0分钟时在500nm处的吸光值；A10:10分钟时在500nm处的吸光值；Φ:油相的体积分数,0.25；c:制备乳液前水解液的浓度(mg/ml)；L：比色皿的光径长度。
发泡能力(FC)的检测方法为：将蛋白质样品溶于10mL的pH 7的0.1mol/L磷酸盐缓冲液中，配成浓度为0.3％(w/v)的溶液，然后在10000r/min下均质1min后测试溶液的体积。FC表示为混合前后体积增加的百分比。起泡沫稳定性(FS)表示为室温下静置10分钟后剩余体积的百分比。如表3所示，高溶解性鳕鱼蛋白的乳化活性和起泡能力显著高于(P<0.05)鳕鱼分离蛋白。鳕鱼分离蛋白与高溶解性鳕鱼蛋白的乳液稳定性差异无统计学意义(P>0.05)。因此，与鳕鱼分离蛋白相比，高溶解性鳕鱼蛋白不仅具有更好的溶解度，而且具有更好的乳化活性和起泡能力。
表2：鳕鱼分离蛋白及高溶解性鳕鱼蛋白的氨基酸组成(g/100g).
PPI:鳕鱼分离蛋白；PPIH:高溶解性鳕鱼蛋白；TEAA:总必需氨基酸含量,CSA:基于成人数据的化学评分；CSC:基于儿童数据的化学评分.
表3：鳕鱼分离蛋白及高溶解性鳕鱼蛋白的功能特性
平均(n＝3)±标准偏差。
在同一行中具有不同字母表示两组数据存在显著差异(P<0.05)。
实施例2：
一种高溶解性鳕鱼蛋白的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：
A)鳕鱼分离蛋白制备：以鳕鱼为原料，除头、去皮，清理内脏，冰水洗净后剔取鳕鱼鱼肉，加水匀浆后用氢氧化钠溶液调节pH至11.0，离心收集上清后，用盐酸溶液调节pH至5.0，离心，收集沉淀，加水复溶后用氢氧化钠溶液调节pH至中性，真空冷冻干燥冻干，得到鳕鱼分离蛋白。
B)酶法改性：将鳕鱼分离蛋白按照4％(w/v)比例溶于水中配成鳕鱼蛋白分散液，用氢氧化钠溶液调节pH到8.0，然后加入中性蛋白酶3000U/g，在50℃恒温水浴中震荡水解4.5小时，得到鳕鱼分离蛋白水解液。反应结束后，将鳕鱼蛋白水解液于95℃水浴灭活蛋白酶10分钟，冷却至室温后，在3000r/min转速下离心10分钟，取上清液进行减压蒸发浓缩和真空冷冻干燥，得到高溶解性鳕鱼蛋白。
按照实施例1所记载的方法剂型检测，本实施例所制得的鳕鱼分离蛋白酶解产物蛋白含量为80.1％，分子量分布在112Da-6511Da之间，溶解度为79.6％，比等电点沉淀法得到的鳕鱼分离蛋白溶解度增加7.09倍。

Claims (7)

1.一种鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的鳕鱼蛋白，在25℃下，该蛋白的水溶液的溶解度不小于80％。
2.如权利要求1所述的鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的鳕鱼蛋白的制备方法包括如下的步骤：
1)鳕鱼分离蛋白制备：将鳕鱼鱼肉加水匀浆后用碱性溶液调节pH至10.0-12.0，离心收集上清后，用酸性溶液调节pH至4.5-5.5，离心，收集沉淀，将沉淀加水复溶后用碱性溶液调节pH至中性，真空冷冻干燥冻干，得到鳕鱼分离蛋白；
2)酶法改性：将鳕鱼分离蛋白按溶于水中配成鳕鱼蛋白分散液，用碱性溶液调节pH到7.0-10.0，然后加入蛋白酶进行水解，使水解度达到7.8-25.5％时停止酶解，得到鳕鱼分离蛋白水解液；将鳕鱼蛋白水解液于85-100℃水浴灭活蛋白酶5-15分钟，冷却至室温后，得到分子量分布于112Da-6511Da之间的鳕鱼蛋白水解液；取水解液进行减压蒸发浓缩和真空冷冻干燥，得到高溶解性鳕鱼蛋白。
3.如权利要求2所述的鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的步骤1)中用碱性溶液调节pH至11.0。
4.如权利要求2所述的鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的步骤1)中用酸性溶液调节pH至5.0。
5.如权利要求2所述的鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的步骤2)使用的蛋白酶为中性蛋白酶。
6.权利要求2所述的鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液。
7.权利要求2所述的鳕鱼蛋白，其特征在于，所述的酸性溶液为盐酸溶液。
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