CN109680028A - 一种改善水产蛋白溶解性的方法 - Google Patents

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洪鹏志
刘唤明
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Abstract

本发明一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括制备水产蛋白粉、均质、灭菌、超生提取、透析、冷冻干燥等步骤，先将水产品动植物原料通过酶解、离心、超滤、干燥等步骤制成蛋白粉，通过酶解后一部分蛋白质被彻底水解成氨基酸，而更多的被降解为分子量更小的蛋白质或多肽类产物，从而有效的提高了水产蛋白的溶解性；超声提取能够促进蛋白质分子结构舒展，提高分子结构之间的碰撞几率，从而进一步提高水产蛋白的溶解性；在超生提取过程中加入酸性溶液进行处理，通过酸性溶液的作用来改变蛋白质电荷分布状态、减弱分子间静电作用、降低分子间的聚集，使蛋白质分子空间结构得到伸展，改善其疏水性，最终增大蛋白质的溶解性。

Description

一种改善水产蛋白溶解性的方法
技术领域
本发明涉及水产品深加工技术领域，具体是一种改善水产蛋白溶解性的方法。
背景技术
水产品是海洋和淡水渔业生产的水产动植物产品及其加工产品的总称。包括：捕捞和养殖生产的鱼、虾、蟹、贝、藻类、海兽等鲜活品；经过冷冻、腌制、干制、熏制、熟制、罐装和综合利用的加工产品。水产食品营养丰富，风味各异。低值鱼类和加工废弃物等制成的鱼粉、浓鱼汁等是重要的蛋白质饲料。利用水产动植物制成的蛋白质水鲜产品，如油脂、胶类、维生素、激素和其他制品，是有多种用途的化工、医药用品。
目前蛋白质水产品越来越受消费者的欢迎，但是其溶解分散性较差，尤其在酸性、中性环境，溶解度下，易产生沉淀的特性，制约其在各行各业中的应用。为拓宽水产蛋白的使用范围，有必要对水产蛋白进行处理，以提高其溶解性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善水产蛋白溶解性的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括以下步骤：
S1、取水产品原料制备水产蛋白粉；
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值，置入均质机中均质10-20min，在102-105℃温度下灭菌15-20min得到蛋白水溶液；
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在40-55℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌过程中加入蛋白粉质量10-15％的酸性溶液，超声提取50-120min后，获得蛋白提取液；
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，取上清液，将上清液在去离子水中透析，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
进一步的：所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入6-8倍量的盐酸溶液，加热到35-45℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入10-12倍量的氢氧化钠溶液，加热至35-45℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液；
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量5-10％的蛋白酶，调节浆液pH为6.5-7.5，酶解一定时间得到酶解液；
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
进一步的：所述步骤S12中，蛋白酶为胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合风味蛋白酶中的一种或几种的混合物。
进一步的：所述步骤S12中，酶解过程中控制温度为55-65℃，酶解时间为6h。
进一步的：所述步骤S13中，超滤膜的截留分子量为6000-10000Da。
进一步的：所述步骤S2中，调节pH值为6.5-7.0。
进一步的：所述步骤S3中，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为10-15min；所述步骤S3中，超声提取的超声波频率为40-70kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声10-20s后暂停5-10s；超声波强度为150-300W/kg料液。
进一步的：所述步骤S3中，酸性溶液为柠檬酸溶液、酒石酸溶液、草酸溶液、苹果酸溶液、醋酸中的一种或多种的混合溶液。
进一步的：所述步骤S4中，离心机的转速为8000-10000r/min，离心时间为20-30min。
进一步的：所述步骤S4中，透析过程中保证温度为5-8℃，透析时间为24-48h，每6h换一次透析液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明包括制备水产蛋白粉、均质、灭菌、超生提取、透析、冷冻干燥等步骤，先将水产品动植物原料通过酶解、离心、超滤、干燥等步骤制成蛋白粉，通过酶解后一部分蛋白质被彻底水解成氨基酸，而更多的被降解为分子量更小的蛋白质或多肽类产物，从而有效的提高了水产蛋白的溶解性；经过酶解后的蛋白质粉进行超声波提取，超声波提取是利用超声波的机械效应、空化效应和热效应，来增大蛋白质分子的分散程度，促进蛋白质分子结构舒展，提高分子结构之间的碰撞几率，从而进一步提高水产蛋白的溶解性；在超生提取过程中加入酸性溶液进行处理，通过酸性溶液的作用来改变蛋白质电荷分布状态、减弱分子间静电作用、降低分子间的聚集，使蛋白质分子空间结构得到伸展，改善其疏水性，最终增大蛋白质的溶解性；超声提取结束后进行透析，对水产蛋白进行回收分离，提高了处理效率。
水产蛋白经过本方法的处理后，能够显著的提高溶解性，在酸性、中性条件下，仍能较好溶解，拓展了水产蛋白的应用，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括以下步骤：
S1、取水产品原料制备水产蛋白粉。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入6倍量的盐酸溶液，加热到35℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入10倍量的氢氧化钠溶液，加热至35℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液。
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量5％的蛋白酶，调节浆液pH为6.5，酶解一定时间得到酶解液；蛋白酶为胰蛋白酶和组织蛋白酶按质量比1:1配比的混合物；酶解过程中控制温度为55℃，酶解时间为6h。
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；其中超滤膜的截留分子量为6000Da。
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值为6.5，置入均质机中均质10min，在102℃温度下灭菌15min得到蛋白水溶液。
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在40℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌转速为600r/min，搅拌时间为10min，搅拌过程中加入蛋白粉质量10％的酸性溶液，超声提取50min后，获得蛋白提取液；其中酸性溶液为柠檬酸溶液和酒石酸溶液按体积比1:1配比的混合溶液；超声提取的超声波频率为40kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声10s后暂停5s；超声波强度为150W/kg料液。
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，离心机的转速为8000r/min，离心时间为20min，离心结束后取上清液，将上清液在去离子水中透析，透析过程中保证温度为5℃，透析时间为24h，每6h换一次透析液，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
实施例2
一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括以下步骤：
S1、取水产品原料制备水产蛋白粉。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入6.5倍量的盐酸溶液，加热到37℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入10.5倍量的氢氧化钠溶液，加热至37℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液。
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量5-10％的蛋白酶，调节浆液pH为6.7，酶解一定时间得到酶解液；蛋白酶为胰蛋白酶；酶解过程中控制温度为58℃，酶解时间为6h。
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；其中超滤膜的截留分子量为7000Da。
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值为6.6，置入均质机中均质12min，在103℃温度下灭菌16min得到蛋白水溶液。
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在43℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌转速为650r/min，搅拌时间为11min，搅拌过程中加入蛋白粉质量11％的酸性溶液，超声提取70min后，获得蛋白提取液；其中酸性溶液为苹果酸溶液和醋酸按体积比1：1配比的混合溶液；超声提取的超声波频率为50kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声12s后暂停6s；超声波强度为180W/kg料液。
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，离心机的转速为8500r/min，离心时间为22min，离心结束后取上清液，将上清液在去离子水中透析，透析过程中保证温度为6℃，透析时间为24h，每6h换一次透析液，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
实施例3
一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括以下步骤：
S1、取水产品原料制备水产蛋白粉。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入7倍量的盐酸溶液，加热到40℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入10-12倍量的氢氧化钠溶液，加热至40℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液。
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量7.5％的蛋白酶，调节浆液pH为7.0，酶解一定时间得到酶解液；蛋白酶为胰蛋白酶、组织蛋白酶和碱性蛋白酶按质量比2:1:1配比的混合物；酶解过程中控制温度为60℃，酶解时间为6h。
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；其中超滤膜的截留分子量为8000Da。
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值为6.8，置入均质机中均质15min，在104℃温度下灭菌20min得到蛋白水溶液。
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在50℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌转速为700r/min，搅拌时间为13min，搅拌过程中加入蛋白粉质量13％的酸性溶液，超声提取90min后，获得蛋白提取液；其中酸性溶液为酒石酸溶液和草酸溶液按体积比1:2混合的混合溶液；超声提取的超声波频率为55kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声15s后暂停8s；超声波强度为250W/kg料液。
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，离心机的转速为9000r/min，离心时间为25min，离心结束后取上清液，将上清液在去离子水中透析，透析过程中保证温度为7℃，透析时间为36h，每6h换一次透析液，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
实施例4
一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括以下步骤：
S1、取水产品原料制备水产蛋白粉。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入7.5倍量的盐酸溶液，加热到42℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入11.5倍量的氢氧化钠溶液，加热至42℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液。
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量5-10％的蛋白酶，调节浆液pH为7.2，酶解一定时间得到酶解液；蛋白酶为中性蛋白酶和复合风味蛋白酶按质量比1:2混合的混合物；酶解过程中控制温度为62℃，酶解时间为6h。
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；其中超滤膜的截留分子量为9000Da。
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值为6.9，置入均质机中均质18min，在105℃温度下灭菌20min得到蛋白水溶液。
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在55℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌转速为750r/min，搅拌时间为15min，搅拌过程中加入蛋白粉质量15％的酸性溶液，超声提取110min后，获得蛋白提取液；其中酸性溶液为醋酸；超声提取的超声波频率为60kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声18s后暂停8s；超声波强度为280W/kg料液。
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，离心机的转速为9500r/min，离心时间为30min，离心结束后取上清液，将上清液在去离子水中透析，透析过程中保证温度为8℃，透析时间为42h，每6h换一次透析液，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
实施例5
一种改善水产蛋白溶解性的方法，包括以下步骤：
S1、取水产品原料制备水产蛋白粉。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入8倍量的盐酸溶液，加热到45℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入12倍量的氢氧化钠溶液，加热至45℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液。
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量10％的蛋白酶，调节浆液pH为7.5，酶解一定时间得到酶解液；蛋白酶为组织蛋白酶、中性蛋白酶和复合风味蛋白酶按质量比1:3:1混合的混合物；酶解过程中控制温度为65℃，酶解时间为6h。
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；其中超滤膜的截留分子量为10000Da。
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值为7.0，置入均质机中均质20min，在105℃温度下灭菌20min得到蛋白水溶液。
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在55℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌转速为800r/min，搅拌时间为15min，搅拌过程中加入蛋白粉质量15％的酸性溶液，超声提取120min后，获得蛋白提取液；其中草酸溶液、苹果酸溶液和醋酸按体积比3:2:1.5混合的混合溶液；超声提取的超声波频率为70kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声20s后暂停10s；超声波强度为300W/kg料液。
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，离心机的转速为10000r/min，离心时间为30min，离心结束后取上清液，将上清液在去离子水中透析，透析过程中保证温度为8℃，透析时间为8h，每6h换一次透析液，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
本发明包括制备水产蛋白粉、均质、灭菌、超生提取、透析、冷冻干燥等步骤，先将水产品动植物原料通过酶解、离心、超滤、干燥等步骤制成蛋白粉，通过酶解后一部分蛋白质被彻底水解成氨基酸，而更多的被降解为分子量更小的蛋白质或多肽类产物，从而有效的提高了水产蛋白的溶解性；经过酶解后的蛋白质粉进行超声波提取，超声波提取是利用超声波的机械效应、空化效应和热效应，来增大蛋白质分子的分散程度，促进蛋白质分子结构舒展，提高分子结构之间的碰撞几率，从而进一步提高水产蛋白的溶解性；在超生提取过程中加入酸性溶液进行处理，通过酸性溶液的作用来改变蛋白质电荷分布状态、减弱分子间静电作用、降低分子间的聚集，使蛋白质分子空间结构得到伸展，改善其疏水性，最终增大蛋白质的溶解性；超声提取结束后进行透析，对水产蛋白进行回收分离，提高了处理效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取水产品动植物原料制备水产蛋白粉；
S2、取适量水产蛋白粉，以蒸馏水稀释水产蛋白粉并调节pH值，置入均质机中均质10-20min，在102-105℃温度下灭菌15-20min得到蛋白水溶液；
S3、将蛋白水溶液置入超声波提取仪中，在40-55℃的温度下对蛋白水溶液进行搅拌，搅拌过程中加入蛋白粉质量10-15％的酸性溶液，超声提取50-120min后，获得蛋白提取液；
S4、将蛋白提取液置入离心机中离心，取上清液，将上清液在去离子水中透析，得到蛋白透析液；
S5、将蛋白透析液冷冻干燥，得到粉末状的高溶解性水产蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、取水产品动植物原料，除杂洗净切碎后加入6-8倍量的盐酸溶液，加热到35-45℃，搅拌2h，清水洗至中性，加入10-12倍量的氢氧化钠溶液，加热至35-45℃，搅拌2h，清水洗至中性，兑水匀浆得到浆液；
S12、往步骤S11中得到的浆液中加入浆液质量5-10％的蛋白酶，调节浆液pH为6.5-7.5，酶解一定时间得到酶解液；
S13、将步骤S12得到的酶解液置入离心机内离心，滤去固体残渣得到上清液，将上清液利用超滤膜进行过滤，得到水产蛋白溶液；
S14、将步骤S13得到的水产蛋白溶液进行冷冻干燥，得到水产蛋白粉。
3.根据权利要求2所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S12中，蛋白酶为胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合风味蛋白酶中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S12中，酶解过程中控制温度为55-65℃，酶解时间为6h。
5.根据权利要求2所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S13中，超滤膜的截留分子量为6000-10000Da。
6.根据权利要求1所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S2中，调节pH值为6.5-7.0。
7.根据权利要求1所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S3中，搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为10-15min；所述步骤S3中，超声提取的超声波频率为40-70kHZ；超声提取方式为间歇式，具体为每超声10-20s后暂停5-10s；超声波强度为150-300W/kg料液。
8.根据权利要求1所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S3中，酸性溶液为柠檬酸溶液、酒石酸溶液、草酸溶液、苹果酸溶液、醋酸中的一种或多种的混合溶液。
9.根据权利要求1所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S4中，离心机的转速为8000-10000r/min，离心时间为20-30min。
10.根据权利要求1所述的一种改善水产蛋白溶解性的方法，其特征在于，所述步骤S4中，透析过程中保证温度为5-8℃，透析时间为24-48h，每6h换一次透析液。
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