CN107541539A - 一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，包括预处理、脱脂、脱腥、酶解、超滤、脱色并脱盐和冷冻干燥。利用嗜热菌蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解位点的互补作用和协同作用可提高海鱼下脚料匀浆蛋白的水解程度、酶解反应速度和改变端基的类型，水解出生物活性强的蛋白质。有益效果为：得到的蛋白粉中的活性成分不会被肠蛋白酶水解，直接作用于体内受体，可促进胰岛素和胰高血糖素的分泌和延长食物在肠道中的运转时间。同时，其可抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，使激肽释放酶‑激肽系统（KKS）处于激活状态，产生具有降低血压作用的舒缓激肽。

Description

一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法

技术领域

本发明涉及生物蛋白粉制备技术领域，具体是一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法。

背景技术

随着人口数量的不断增加，蛋白质已成为世界营养问题中的主要限制性因素，人们特别关注蛋白质的新来源。淡水鱼类营养丰富，可提供的蛋白质占世界动物蛋白的 16%以上。它不仅单位蛋白质含量高，而且品质极好，所含氨基酸的组成与人体肌肉成分极为接近，并易于被人体摄入吸收且利用率很高，因而鱼蛋白水解和分离产物特别引起了研究人员的兴趣，被誉为是解决人类蛋白质缺乏的有效途径之一。鱼蛋白酶解液是一种高蛋白、低脂肪的蛋白水解制品，但是不易贮存和加工，将酶解之后酶解液进行喷雾干燥得到水解蛋白粉，不仅利于贮存和运输，而且为酶解液的后续利用提供了便利，既可以作为一种安全的食品配料，也可以直接冲调饮用。氨基酸分析也显示鱼水解蛋白粉的氨基酸组成与人体肌肉成分极为接近，易于被人体摄入吸收且利用率很高，是良好的蛋白质强化剂。

现有技术如授权公告号为号CN102154422B的中国发明专利，公开了一种从低值海鱼中提取功能小肽的工业生产方法，是采用酶解方法，首先对低值海鱼下脚料原料进行预处理，然后加入复合酶酶解、分离、蒸发浓缩和干燥的工业化生产工艺，最后得到功能小肽产品。其复合酶是将木瓜蛋白酶和胰蛋白酶按酶活力1∶0.8～1的比例配制成，按酶解工艺对低值海鱼下脚料进行酶解，得到功能小肽含量达40.68mg/mL，蛋白质利用率达40％以上。但得到的功能小肽腥味重，颜色偏黄，脂质含量偏高，产品质量有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鱼下脚料蛋白粉的制备方法，制备得到的蛋白粉呈白色，无腥味，脂质含量极低，具有优良的降血压效果。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，包括预处理、脱脂、脱腥、酶解、超滤、脱色并脱盐和冷冻干燥。得到的蛋白粉中的活性成分不会被肠蛋白酶水解，直接作用于体内受体，可促进胰岛素和胰高血糖素的分泌和延长食物在肠道中的运转时间。同时，其可抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，使激肽释放酶-激肽系统（KKS）处于激活状态，产生具有降低血压作用的舒缓激肽。其中，脱脂步骤为：在预处理后的海鱼下脚料中加入2~4‰壳聚糖固定化脂肪酶，加入8~15倍体积的蒸馏水，于25~50℃下恒温酶解0.8~2.5h，酶解结束后灭酶，过滤得到脱脂海鱼下脚料。脂肪酶可将海鱼下脚料中的脂肪逐步水解成甘油和脂肪酸。固定化后的脂肪酶，其稳定性、酶活性、耐热性均有明显提高，并可重复使用。

壳聚糖固定化脂肪酶的制备步骤为：用干燥壳聚糖粉末， 用pH6.0~6.8的60~80mmol/L磷酸盐缓冲液浸泡过夜，然后加入壳聚糖粉末质量0.7~1.2％的1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺活化0.5~0.9h，再加入壳聚糖粉末1~2倍体积的戊二醛偶联反应1~1.8h，用蒸馏水清洗5~8次，加入0.7~2.0mg/mL脂肪酶溶液和0.1~0.3‰活性短肽，于冰浴中缓慢搅拌0.5~1.5h ，然后放置冰箱中过夜，次日用蒸馏水彻底冲洗，过滤干燥得到壳聚糖固定化脂肪酶。1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺对壳聚糖进行化学改性，有效活化了壳聚糖表面羟基基团。活化后的壳聚糖表面氨基与戊二醛偶联得到优良的脂肪酶固定化载体。脂肪酶吸附在载体上形成壳聚糖固定化脂肪酶。

活性短肽的氨基酸序列为SCASRCKSRCRSVCASRKGYICKCFRC。上述活性短肽可明显增强脂肪酶和脂肪酶固定化载体之间的物理和化学吸附作用力，提高固定化脂肪酶转化率，并且提高壳聚糖固定化脂肪酶可重复使用次数。

预处理步骤为：将海鱼下脚料用清水清洗2~4次，收集鳃、肺泡、鱼肉和鱼皮，切成小块，用1~2%的NaCl溶液浸泡1~30h。上述预处理操作，对海鱼下脚料起到初步的杀菌、去腥的作用。

脱腥步骤为：将脱脂海鱼下脚料浸于脱腥液中0.4~0.8h，浸泡温度为0~4℃；脱腥液成分及其重量份为茶多酚3~8份、纯水10~20份和葡萄籽提取物0.2~0.8份。上述脱腥液中成分协同作用，具有多种生物学活性，可以消除甲基硫醇化合物，并可以与氨基酸结合，具有一定的钝化酶类和杀菌作用，且成分天然，绿色安全。

酶解步骤为：将脱腥海鱼下脚料打浆成匀浆，加入2~4倍体积的蒸馏水，加入0.1~0.3%的嗜热菌蛋白酶和0.2~0.5%胰凝乳蛋白酶，于27~40℃，自然pH值下酶解1.5~3.0h，灭酶后加入4~8‰风味蛋白酶，于45~55℃，pH6.0~6.8条件下酶解0.5~1.0h，过滤取滤液。利用嗜热菌蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解位点的互补作用和协同作用可提高海鱼下脚料匀浆蛋白的水解程度、酶解反应速度和改变端基的类型，水解出生物活性强的蛋白质。风味蛋白酶是肽链外切酶，可水解肽链两端氨基酸所形成的肽键（苦味肽），将苦肽彻底降解为氨基酸。同时，酶解产物和氨基酸一起与风味酶中的还原糖发生美拉德反应，产生天然香味，因此酶解液具有独特的风味并显著减少水解造成的苦味。

超滤步骤为：先采用截留相对分子质量40~60kD的膜超滤，再采用截留相对分子质量10~15kD的膜超滤。为了防止膜孔堵塞或膜损害，先采用大孔超滤膜进行超滤，再采用小孔超滤膜超滤，有效去除分子量大于10~15kD的杂质。

脱色并脱盐步骤为：在超滤液中加入0.5~1.5%活性炭，在60~70℃，转速100~200r/min条件下脱色0.4~0.8h，过滤取滤液，最后将滤液进行纳滤除盐。活性炭具有致密的孔状结构，对色素和腥味物质具有优良的吸附性，使最后得到的蛋白粉冻干粉呈白色，无腥味。500 道尔顿以下的部分由寡肽和氨基酸组成，这部分组分的生物活性较差，且大部分是苦味肽。纳滤可有效除去500道尔顿以下的杂质和溶液中的无机盐，对海鱼下脚料蛋白质作进一步纯化。

冷冻干燥步骤为：将纳滤除盐后的酶解液冷冻干燥得到海鱼下脚料蛋白粉。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.得到的蛋白粉中的活性成分不会被肠蛋白酶水解，直接作用于体内受体，可促进胰岛素和胰高血糖素的分泌和延长食物在肠道中的运转时间。同时，其可抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，使激肽释放酶-激肽系统（KKS）处于激活状态，产生具有降低血压作用的舒缓激肽；

2.采用1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺活化壳聚糖，并与戊二醛偶联形成脂肪酶固定化载体，再利用氨基酸序列为SCASRCKSRCRSVCASRKGYICKCFRC的活性短肽来提高载体与脂肪酶之间的物理和化学吸附力，提高脂肪酶的稳定性、酶活性、耐热性和使用次数；

3. 利用嗜热菌蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解位点的互补作用和协同作用可提高海鱼下脚料匀浆蛋白的水解程度、酶解反应速度和改变端基的类型，水解出生物活性强的蛋白质。风味蛋白酶是肽链外切酶，可水解肽链两端氨基酸所形成的肽键（苦味肽），将苦肽彻底降解为氨基酸。同时，酶解产物和氨基酸一起与风味酶中的还原糖发生美拉德反应，产生天然香味，因此酶解液具有独特的风味并显著减少水解造成的苦味。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，包括以下步骤：

1）预处理：将海鱼下脚料用清水清洗2~4次，收集鳃、肺泡、鱼肉和鱼皮，切成小块，用1~2%的NaCl溶液浸泡1~30h；

2）脱脂：在预处理后的海鱼下脚料中加入2~4‰壳聚糖固定化脂肪酶，加入8~15倍体积的蒸馏水，于25~50℃下恒温酶解0.8~2.5h，酶解结束后灭酶，过滤得到脱脂海鱼下脚料。壳聚糖固定化脂肪酶的制备步骤为：用干燥壳聚糖粉末，用pH6.0~6.8的60~80mmol/L磷酸盐缓冲液浸泡过夜，然后加入壳聚糖粉末质量0.7~1.2％的1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺活化0.5~0.9h，再加入壳聚糖粉末1~2倍体积的戊二醛偶联反应1~1.8h，用蒸馏水清洗5~8次，加入0.7~2.0mg/mL脂肪酶溶液和0.1~0.3‰活性短肽，于冰浴中缓慢搅拌0.5~1.5h，然后放置冰箱中过夜，次日用蒸馏水彻底冲洗，过滤干燥得到壳聚糖固定化脂肪酶。活性短肽的氨基酸序列为SCASRCKSRCRSVCASRKGYICKCFRC；

3）脱腥：将脱脂海鱼下脚料浸于脱腥液中0.4~0.8h，浸泡温度为0~4℃；脱腥液成分及其重量份为茶多酚3~8份、纯水10~20份和葡萄籽提取物0.2~0.8份；

4）酶解：将脱腥海鱼下脚料打浆成匀浆，加入2~4倍体积的蒸馏水，加入0.1~0.3%的嗜热菌蛋白酶和0.2~0.5%胰凝乳蛋白酶，于27~40℃，自然pH值下酶解1.5~3.0h，灭酶后加入4~8‰风味蛋白酶，于45~55℃，pH6.0~6.8条件下酶解0.5~1.0h，过滤取滤液；

5）超滤：先采用截留相对分子质量40~60kD的膜超滤，再采用截留相对分子质量10~15kD的膜超滤；

6）脱色并脱盐：在超滤液中加入0.5~1.5%活性炭，在60~70℃，转速100~200r/min条件下脱色0.4~0.8h，过滤取滤液，最后将滤液进行纳滤除盐；

7）冷冻干燥：将纳滤除盐后的酶解液冷冻干燥得到海鱼下脚料蛋白粉。得到的蛋白粉中的活性成分不会被肠蛋白酶水解，直接作用于体内受体，可促进胰岛素和胰高血糖素的分泌和延长食物在肠道中的运转时间。同时，其可抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，使激肽释放酶-激肽系统（KKS）处于激活状态，产生具有降低血压作用的舒缓激肽。

实施例2：

一种海鱼下脚料蛋白粉的最优选制备方法，包括以下步骤：

1）预处理：将海鱼下脚料用清水清洗3次，收集鳃、肺泡、鱼肉和鱼皮，切成小块，用1.5%的NaCl溶液浸泡3h；

2）脱脂：在预处理后的海鱼下脚料中加入3‰壳聚糖固定化脂肪酶，加入12倍体积的蒸馏水，于28℃下恒温酶解1.4h，酶解结束后灭酶，过滤得到脱脂海鱼下脚料。壳聚糖固定化脂肪酶的制备步骤为：用干燥壳聚糖粉末，用pH6.5的70mmol/L磷酸盐缓冲液浸泡过夜，然后加入壳聚糖粉末质量1.1％的1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺活化0.7h，再加入壳聚糖粉末1.5倍体积的戊二醛偶联反应1.5h，用蒸馏水清洗6次，加入1.2mg/mL脂肪酶溶液和0.2‰活性短肽，于冰浴中缓慢搅拌1.0h ，然后放置冰箱中过夜，次日用蒸馏水彻底冲洗，过滤干燥得到壳聚糖固定化脂肪酶。活性短肽的氨基酸序列为SCASRCKSRCRSVCASRKGYICKCFRC；

3）脱腥：将脱脂海鱼下脚料浸于脱腥液中0.6h，浸泡温度为4℃；脱腥液成分及其重量份为茶多酚6份、纯水15份和葡萄籽提取物0.6份；

4）酶解：将脱腥海鱼下脚料打浆成匀浆，加入3倍体积的蒸馏水，加入0.2%的嗜热菌蛋白酶和0.4%胰凝乳蛋白酶，于32℃，自然pH值下酶解1.9h，灭酶后加入6‰风味蛋白酶，于50℃，pH6.5条件下酶解0.8h，过滤取滤液；

5）超滤：先采用截留相对分子质量50kD的膜超滤，再采用截留相对分子质量12kD的膜超滤；

6）脱色并脱盐：在超滤液中加入1.2%活性炭，在65℃，转速150r/min条件下脱色0.5h，过滤取滤液，最后将滤液进行纳滤除盐；

7）冷冻干燥：将纳滤除盐后的酶解液冷冻干燥得到海鱼下脚料蛋白粉。得到的蛋白粉中的活性成分不会被肠蛋白酶水解，直接作用于体内受体，可促进胰岛素和胰高血糖素的分泌和延长食物在肠道中的运转时间。同时，其可抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，使激肽释放酶-激肽系统（KKS）处于激活状态，产生具有降低血压作用的舒缓激肽。

实施例3：

一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，包括以下步骤：

1）预处理：将海鱼下脚料用清水清洗4次，收集鳃、肺泡、鱼肉和鱼皮，切成小块，用2%的NaCl溶液浸泡5h；

2）脱脂：在预处理后的海鱼下脚料中加入2‰壳聚糖固定化脂肪酶，加入8倍体积的蒸馏水，于30℃下恒温酶解1.5h，酶解结束后灭酶，过滤得到脱脂海鱼下脚料。壳聚糖固定化脂肪酶的制备步骤为：用干燥壳聚糖粉末，用pH6.5的60~80mmol/L磷酸盐缓冲液浸泡过夜，然后加入壳聚糖粉末质量0.9％的1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺活化0.6h，再加入壳聚糖粉末1.5倍体积的戊二醛偶联反应1h，用蒸馏水清洗7次，加入1.5mg/mL脂肪酶溶液和0.2‰活性短肽，于冰浴中缓慢搅拌1.5h ，然后放置冰箱中过夜，次日用蒸馏水彻底冲洗，过滤干燥得到壳聚糖固定化脂肪酶。活性短肽的氨基酸序列为SCASRCKSRCRSVCASRKGYICKCFRC；

3）脱腥：将脱脂海鱼下脚料浸于脱腥液中0.6h，浸泡温度为2℃；脱腥液成分及其重量份为茶多酚6份、纯水18份和葡萄籽提取物0.6份；

4）酶解：将脱腥海鱼下脚料打浆成匀浆，加入4倍体积的蒸馏水，加入0.1%的嗜热菌蛋白酶和0.5%胰凝乳蛋白酶，于32℃，自然pH值下酶解2.0h，灭酶后加入7‰风味蛋白酶，于50℃，pH6.5条件下酶解0.8h，过滤取滤液；

5）超滤：先采用截留相对分子质量50kD的膜超滤，再采用截留相对分子质量10kD的膜超滤；

6）脱色并脱盐：在超滤液中加入1.0%活性炭，在65℃，转速160r/min条件下脱色0.6h，过滤取滤液，最后将滤液进行纳滤除盐；

7）冷冻干燥：将纳滤除盐后的酶解液冷冻干燥得到海鱼下脚料蛋白粉。得到的蛋白粉中的活性成分不会被肠蛋白酶水解，直接作用于体内受体，可促进胰岛素和胰高血糖素的分泌和延长食物在肠道中的运转时间。同时，其可抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，使激肽释放酶-激肽系统（KKS）处于激活状态，产生具有降低血压作用的舒缓激肽。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

序列表

<110> 浦江县欧立生物技术有限公司

<120> 一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法

<160> 1

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 2

<211> 27

<212> PRT

<213> 人工合成(Mytilus coruscus)

<400> 2

Ser Cys Ala Ser Arg Cys Lys Ser Arg Cys Arg Ser Val Cys Ala Ser

1 5 10 15

Arg Lys Gly Tyr Ile Cys Lys Cys Phe Arg Cys

20 25

Claims (8)

1.一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，包括预处理、脱脂、脱腥、酶解、超滤、脱色并脱盐和冷冻干燥，其特征在于：所述的脱脂步骤为：在预处理后的海鱼下脚料中加入2~4‰壳聚糖固定化脂肪酶，加入8~15倍体积的蒸馏水，于25~50℃下恒温酶解0.8~2.5h，酶解结束后灭酶，过滤得到脱脂海鱼下脚料。

2.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的壳聚糖固定化脂肪酶的制备步骤为：用干燥壳聚糖粉末， 用pH6.0~6.8的60~80mmol/L磷酸盐缓冲液浸泡过夜，然后加入壳聚糖粉末质量0.7~1.2％的1-乙基-3-（3-甲基氨基）丙基碳二亚胺活化0.5~0.9h，再加入壳聚糖粉末1~2倍体积的戊二醛偶联反应1~1.8h，用蒸馏水清洗5~8次，加入0.7~2.0mg/mL脂肪酶溶液和0.1~0.3‰活性短肽，于冰浴中缓慢搅拌0.5~1.5h ，然后放置冰箱中过夜，次日用蒸馏水彻底冲洗，过滤干燥得到壳聚糖固定化脂肪酶。

3.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的活性短肽的氨基酸序列为SCASRCKSRCRSVCASRKGYICKCFRC。

4.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的预处理步骤为：将海鱼下脚料用清水清洗2~4次，收集鳃、肺泡、鱼肉和鱼皮，切成小块，用1~2%的NaCl溶液浸泡1~30h。

5.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的脱腥步骤为：将脱脂海鱼下脚料浸于脱腥液中0.4~0.8h，浸泡温度为0~4℃；所述脱腥液成分及其重量份为茶多酚3~8份、纯水10~20份和葡萄籽提取物0.2~0.8份。

6.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的酶解步骤为：将脱腥海鱼下脚料打浆成匀浆，加入2~4倍体积的蒸馏水，加入0.1~0.3%的嗜热菌蛋白酶和0.2~0.5%胰凝乳蛋白酶，于27~40℃，自然pH值下酶解1.5~3.0h，灭酶后加入4~8‰风味蛋白酶，于45~55℃，pH6.0~6.8条件下酶解0.5~1.0h，过滤取滤液。

7.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的超滤步骤为：先采用截留相对分子质量40~60kD的膜超滤，再采用截留相对分子质量10~15kD的膜超滤。

8.根据权利要求1所述的一种海鱼下脚料蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述的脱色并脱盐步骤为：在超滤液中加入0.5~1.5%活性炭，在60~70℃，转速100~200r/min条件下脱色0.4~0.8h，过滤取滤液，最后将滤液进行纳滤除盐。