CN108822206A - 一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽，胶原蛋白肽中分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上。本发明胶原蛋白肽的制备方法为：将鱼皮蒸煮后加水和阿拉伯糖匀浆，灭菌得发酵培养基；将混合菌种活化，接种于液体培养基中，培养得种子液，备用；将种子液接入发酵培养基，培养，离心上清液浓缩，然后加入β‑环糊精进行超高压处理，过滤，滤液冷冻干燥，即得胶原蛋白肽。有益效果为：本发明胶原蛋白肽的分子量较小，对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子的清除作用清除能力较强，无苦腥味，分子量分布均匀，感官接受度、得率和品质较高的具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽。
Description
技术领域
本发明涉及生物活性成分技术领域，特别涉及一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽。
背景技术
近几年来，随着生活水平的提高，人们对水产资源需求的多样性及实用性逐渐提高，从而促进我国水产加工业的飞速发展。但是，在水产加工业高速发展的同时会产生大量的鱼下脚料，例如鱼皮、鱼鳞、内脏、鱼头等，这些下脚料约占原料鱼的40-50%，除了少量用来生产鱼粉和鱼饲料，大部分都被丢弃，不仅造成了资源极大的浪费，而且还会造成环境污染。因此，如何能够高效利用鱼下脚料中的营养活性物质已经引起国内外科研工作者的高度重视，其中主要的废弃物鱼皮中的胶原含量相当丰富，胶原蛋白可以占到蛋白质总含量的60-80%，而占鱼皮湿重的18%，将其作为新型的胶原蛋白资源，具有很高的开发和利用价值。胶原蛋白是动物细胞合成的一种天然生物高分子，作为细胞外基质中的重要成分几乎存在于所有组织内，约占动物总蛋白的30%，胶原蛋白具有高度抗延伸能力，使得皮肤等结缔组织得以维持一定的结构并具有特殊的机械力学性质以实现支撑和保护细胞、组织和机体功能，对细胞和组织的结构与性能等方面十分关键。
胶原蛋白肽是指以胶原组织为原料，通过深度水解获得的具有特殊功能的低分子量的生物活性肽，分子量小，与胶原蛋白相比，胶原蛋白肽更易被人体吸收，吸收率约95%以上，而胶原蛋白的吸收率只有25%。胶原蛋白肽的亲水基团较多，因此水溶性更好，利用降解手段切断胶原蛋白的肽键，使功能性的片断显露出来，使得胶原蛋白肽中存在大量的生物活性组分，包括具有抗氧化、抑制ACE活性、抗溃疡、抑制关节炎、提高免疫力、增强骨密度以及预防骨质疏松等生物活性的肽，因此可被广泛应用于化妆品、保健食品和医药制品等领域中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分子量较小，对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子的清除作用清除能力较强，无苦腥味，分子量分布均匀，感官接受度、得率和品质较高的具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽。
本发明针对上述技术中提到的问题，采取的技术方案为：
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽，胶原蛋白肽中分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上。胶原蛋白肽的分子量越小，其对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子的清除作用清除能力越强，该胶原蛋白肽对自由基的清除效果远远好于VC，具有良好的应用前景。
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，具体包括如下步骤：
培养基制备：将鱼皮蒸煮后加水和阿拉伯糖匀浆，匀浆中鱼皮和水的固液比为1:10-15，灭菌得发酵培养基；
种子液制备：将混合菌种活化，接种于液体培养基中，在35-40℃、150-250r/min下摇床培养30-40h得种子液，备用；
发酵：按7-10%接种量将种子液接入发酵培养基，在25-35℃、150-250r/min下培养20-25h，离心上清液浓缩，然后加入鱼皮重量5-8%的β-环糊精，在温度为60-70℃、超高压为300-400MPa的条件下超高压处理10-20min，过滤，滤液冷冻干燥，即得胶原蛋白肽，该发酵过程中混合菌种会代谢出胞外蛋白酶等多种酶，对胶原蛋白进行酶解，进而提取活性多肽，同时还能吸附腥味物质，将腥臭物质转化为无腥臭物质，腥臭物质如醛、酮等大分子物质被细胞聚积，脱除腥味，然后再利用β-环状糊精的包埋作用除去残留的酵母发酵味和发酵酸及残留的腥味，达到更优的除腥效果，提高目标产物的感官接受度，得到的活性多肽具有溶解性高、苦腥味小、受热不凝固等优良特性。
作为优选，培养基制备步骤中阿拉伯糖的添加量为鱼皮重量0.1-0.3%。阿拉伯糖的存在能够为混合菌种提供能耗，提高醇脱氢酶和醛脱氢酶的代谢量，将腥味物质E-2-癸烯醛转化成E-2-癸烯醇和E-2-癸烯酸，提高脱腥效果和目标产物的品质，同时能避免活性干酵母消耗胶原蛋白和胶原蛋白肽，提高目标产物的产量。
进一步优选，培养基制备步骤中阿拉伯糖中含有4.3-4.6%的D-阿拉伯糖。阿拉伯糖中D-阿拉伯糖的特殊存在，使得不同结构的胶原蛋白均对力均很敏感，使胶原蛋白分子的构造发生改变，发生变性，使得内部的酶切位点暴露，易于被蛋白酶酶切，且可以影响混合菌种的发酵，使苦味肽与其他短肽之间间发生移接或重排，避免苦味肽的形成，提高胶原蛋白肽的得率和品质，且能使得胶原蛋白肽的分子量分布均匀。
作为优选，种子液制备步骤中混合菌种为重量比为1:1-2的枯草芽孢杆菌和酵母菌。混合菌种发酵利用枯草芽孢杆菌和酵母菌之间的共生作用或营养作用，分泌的酶系统更加复杂多样，使水解与发酵能够同时进行，同时混菌发酵能利用不同菌株作用效果的差异，使酶活大大提高，酶系比例协调，达到水解鱼皮胶原蛋白和脱除腥味的双重目标。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1）本发明胶原蛋白肽的分子量较小，对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子的清除作用清除能力较强，效果远远好于VC，具有良好的应用前景；2）本发明胶原蛋白肽具有溶解性高、苦腥味小、受热不凝固等优良特性，分子量分布均匀，感官接受度和品质较高；3）本发明胶原蛋白肽的制备方法酶解效率高，能使苦味肽与其他短肽之间间发生移接或重排，避免苦味肽的形成，提高胶原蛋白肽的得率和品质，且脱腥效果好。
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：
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽，胶原蛋白肽中分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上。胶原蛋白肽的分子量越小，其对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子的清除作用清除能力越强，该胶原蛋白肽对自由基的清除效果远远好于VC，具有良好的应用前景。
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，具体包括如下步骤：
1）培养基制备：将鱼皮蒸煮后加水和阿拉伯糖匀浆，匀浆中鱼皮和水的固液比为1:15，灭菌得发酵培养基；
2）种子液制备：将混合菌种活化，接种于液体培养基中，在35℃、250r/min下摇床培养30h得种子液，备用；
3）发酵：按10%接种量将种子液接入发酵培养基，在25℃、250r/min下培养20h，离心上清液浓缩，然后加入鱼皮重量8%的β-环糊精，在温度为60℃、超高压为400MPa的条件下超高压处理10min，过滤，滤液冷冻干燥，即得胶原蛋白肽，该发酵过程中混合菌种会代谢出胞外蛋白酶等多种酶，对胶原蛋白进行酶解，进而提取活性多肽，同时还能吸附腥味物质，将腥臭物质转化为无腥臭物质，腥臭物质如醛、酮等大分子物质被细胞聚积，脱除腥味，然后再利用β-环状糊精的包埋作用除去残留的酵母发酵味和发酵酸及残留的腥味，达到更优的除腥效果，提高目标产物的感官接受度，得到的活性多肽具有溶解性高、苦腥味小、受热不凝固等优良特性。
培养基制备步骤中阿拉伯糖的添加量为鱼皮重量0.3%。阿拉伯糖的存在能够为混合菌种提供能耗，提高醇脱氢酶和醛脱氢酶的代谢量，将腥味物质E-2-癸烯醛转化成E-2-癸烯醇和E-2-癸烯酸，提高脱腥效果和目标产物的品质，同时能避免活性干酵母消耗胶原蛋白和胶原蛋白肽，提高目标产物的产量。
培养基制备步骤中阿拉伯糖中含有4.3%的D-阿拉伯糖。阿拉伯糖中D-阿拉伯糖的特殊存在，使得不同结构的胶原蛋白均对力均很敏感，使胶原蛋白分子的构造发生改变，发生变性，使得内部的酶切位点暴露，易于被蛋白酶酶切，且可以影响混合菌种的发酵，使苦味肽与其他短肽之间间发生移接或重排，避免苦味肽的形成，提高胶原蛋白肽的得率和品质，且能使得胶原蛋白肽的分子量分布均匀。
种子液制备步骤中混合菌种为重量比为1:2的枯草芽孢杆菌和酵母菌。混合菌种发酵利用枯草芽孢杆菌和酵母菌之间的共生作用或营养作用，分泌的酶系统更加复杂多样，使水解与发酵能够同时进行，同时混菌发酵能利用不同菌株作用效果的差异，使酶活大大提高，酶系比例协调，达到水解鱼皮胶原蛋白和脱除腥味的双重目标。
实施例2：
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽，胶原蛋白肽中分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上。
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，具体包括如下步骤：
1）培养基制备：将鱼皮蒸煮后加水和阿拉伯糖匀浆，匀浆中鱼皮和水的固液比为1:12，灭菌得发酵培养基；
2）种子液制备：将混合菌种活化，接种于液体培养基中，在37℃、200r/min下摇床培养36h得种子液，备用；
3）发酵：按8%接种量将种子液接入发酵培养基，在30℃、200r/min下培养24h，离心上清液浓缩，然后加入鱼皮重量5-8%的β-环糊精，在温度为60-70℃、超高压为350MPa的条件下超高压处理15min，过滤，滤液冷冻干燥，即得胶原蛋白肽。
培养基制备步骤中阿拉伯糖的添加量为鱼皮重量0.2%，阿拉伯糖中含有4.5%的D-阿拉伯糖；种子液制备步骤中混合菌种为重量比为1:1.5的枯草芽孢杆菌和酵母菌。
实施例3：
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽，胶原蛋白肽中分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上。
一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，具体包括如下步骤：
1）培养基制备：将鱼皮蒸煮后加水和阿拉伯糖匀浆，匀浆中鱼皮和水的固液比为1:10，灭菌得发酵培养基；
2）种子液制备：将混合菌种活化，接种于液体培养基中，在40℃、150r/min下摇床培养40h得种子液，备用；
3）发酵：按7%接种量将种子液接入发酵培养基，在35℃、150r/min下培养25h，离心上清液浓缩，然后加入鱼皮重量5%的β-环糊精，在温度为70℃、超高压为300MPa的条件下超高压处理20min，过滤，滤液冷冻干燥，即得胶原蛋白肽。
培养基制备步骤中阿拉伯糖的添加量为鱼皮重量0.1%，阿拉伯糖中含有4.6%的D-阿拉伯糖；种子液制备步骤中混合菌种为重量比为1:1的枯草芽孢杆菌和酵母菌。
胶原蛋白肽的分子量分布：
分别对实施例1、实施例2、实施例3所制备的胶原蛋白肽的分子量进行测试，具体结果如表1。
表1 燕麦多肽的分子量分布表
由表1可知，实施例1、实施例2和实施例3中获得的胶原蛋白肽分子量主要集中在2000-3000Kda，分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上，说明得到的胶原蛋白肽的分子量分布均匀。
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。
Claims (9)
1.一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽，其特征在于：所述胶原蛋白肽中分子量≤3kDa的肽占到总胶原肽的90%以上。
2.一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体包括如下步骤：
1）培养基制备：将鱼皮蒸煮后加水和阿拉伯糖匀浆，灭菌得发酵培养基；
2）种子液制备：将混合菌种活化，接种于液体培养基中，培养得种子液，备用；
3）发酵：将种子液接入发酵培养基，培养，离心上清液浓缩，然后加入β-环糊精进行超高压处理，过滤，滤液冷冻干燥，即得胶原蛋白肽。
3.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤1中匀浆中鱼皮和水的固液比为1:10-15。
4.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤1中阿拉伯糖的添加量为鱼皮重量0.1-0.3%。
5.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤1中阿拉伯糖中含有4.3-4.6%的D-阿拉伯糖。
6.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤2中混合菌种为重量比为1:1-2的枯草芽孢杆菌和酵母菌。
7.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤2中培养温度为35-40℃、转速为150-250r/min、时间为30-40h。
8.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤3中接种量为7-10%，培养温度为35-40℃、转速为150-250r/min、时间为20-25h。
9.根据权利要求2所述的一种具有生物活性的鳕鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于：所述步骤3中β-环糊精的添加量为鱼皮重量5-8%，超高压处理温度为60-70℃、超高压为300-400Mpa、时间为10-20min。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114015739A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-02-08 | 南宁东恒华道生物科技有限责任公司 | 一种用罗非鱼鱼皮制备液体胶原蛋白肽的方法 |
| CN114539388A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-27 | 大连民族大学 | 一种采用微生物发酵法制备鲑鱼皮胶原蛋白的方法 |
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