CN110506838A - 一种酶解鱼溶浆生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酶解鱼溶浆生产工艺，涉及鱼溶浆的技术领域，包括以下步骤：S1：将经过鱼油提取后的鱼液收集浸缓存罐中；S2：对缓存罐中的鱼液进行二效浓缩；S3：将经过二效浓缩后的鱼液中加入复合酶制剂进行酶解；S4：将酶解后的鱼液再通入反应罐中进行真空低温浓缩；S5：将浓缩后的鱼液打入缓存贮存罐中；通过上述5个步骤得到酶解鱼溶浆。本发明的制备方法具有提高鱼溶浆中蛋白质酶解效率，降低生产成本的优点。

Description

一种酶解鱼溶浆生产工艺
技术领域
本发明涉及鱼溶浆的技术领域，尤其是涉及一种酶解鱼溶浆生产工艺。
背景技术
鱼溶浆是鱼粉生产过程中产生的压榨废水，其中含有丰富的优质蛋白以及各类多肽和氨基酸，具有广泛的用途，可以应用于功能食品、配方奶粉、动物饲料等各种产品。
早期蛋白采用盐酸水解，水解度很高，但是某些氨基酸如色氨酸破坏严重，有严重的酸化味，同时产生致癌物质1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇等。随着蛋白酶解技术逐步成熟，利用动植物蛋白原料酶解生产蛋白水解物代替酸水解物已成为趋势。 动物蛋白即肉类蛋白酶解生产的多肽、氨基酸水解物已得到广泛的应用。
现有的鱼溶浆原料也可以通过酶解的方式得到鱼溶浆酶解液，通常采用先将鱼溶浆原料稀释，然后分步添加不同的蛋白酶以及蛋白酶激活剂进行酶解，接着再通过过滤和浓缩得到酶解鱼溶浆。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的鱼溶浆工艺在进行生产酶解鱼溶浆的过程中，先对稀释后的鱼溶浆原料液进行酶解，会使得酶解的效率降低，提高生产成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种酶解鱼溶浆生产工艺，通过对酶解鱼溶浆的声场工艺步骤进行调整并添加特制复合酶制剂进行酶解，提高酶解效率，降低生产成本。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种酶解鱼溶浆生产工艺，包括以下步骤：
S1：将经过鱼油提取后的鱼液收集浸缓存罐中；
S2：对缓存罐中的鱼液进行二效浓缩；
S3：将经过二效浓缩后的鱼液中加入复合酶制剂进行酶解；
S4：将酶解后的鱼液再通入反应罐中进行真空低温浓缩；
S5：将浓缩后的鱼液打入缓存贮存罐中；
通过上述5个步骤得到酶解鱼溶浆。
通过采用上述技术方案，酶解鱼溶浆的生产工艺中和现有技术不同的是先对鱼溶浆进行二效浓缩，然后再进行添加特制的复合酶制剂进行酶解得到酶解鱼溶浆。这与现有技术中先进行对鱼溶浆的稀释，再进行酶解和浓缩的工艺相比，酶解的效率得到大大提高，因为在较高浓度下的鱼液中，蛋白酶与鱼液中的鱼蛋白接触的机会和时间更长，从而使得形成分解的几率大幅度增加，进而提高了酶解的效率。同时在提高鱼溶浆中的鱼蛋白酶解的同时，与分步酶解相比较，酶解过程所使用的设备数量减少，降低了工艺的生产成本。
本发明进一步设置为：所述步骤S2中的二效浓缩具体步骤如下：所述缓存罐中温度控制在60～75℃，真空度保持在-0.085MPa～-0.1MPa，然后将鱼液中的水分脱除一半后备用。
通过采用上述技术方案，二效浓缩过程中的温度控制在60～75℃可有效减少蛋白质高温下的变性作用，同时提高浓缩效率。若控制温度低于60℃，则鱼溶浆原料液中的水分脱除效率过低，若控制温度高于75℃，则蛋白质容易发生变性，使得鱼液的蛋白品质下降。二效浓缩过程中的真空度维持在0.085MPa～0.1MPa时，可以降低水的沸点，有效提高水分的脱除效率，同时进一步使得在达到高水分脱除效率的温度下，鱼液中的蛋白质可以保持活性，不易变性，保证原有蛋白及其营养成分。
本发明进一步设置为：所述缓存罐中的温度通过鱼粉和鱼油加工过程中产生的高温废气进行加热。
通过采用上述技术方案，利用鱼粉和鱼油加工过程中产生的高温废气的热量，对鱼溶浆原料液进行脱水浓缩，提高能源的回收利用，符合可持续发展的理念。而且鱼粉和鱼油加工过程中产生的高温废气通常温度和湿度都较高，这样的废气是不能直接排放的，需要通过除臭处理达到国家排放标准后才能进行排放。而高温高湿度的废气处理难度很大，处理成本很高，而通过二效浓缩对废气的热量加以利用后，废气的温度下降至50℃以下，若同时进行汽、水分离可以将废气中的相对湿度下降至55%以下，从而废气由高温高湿转变为低温低湿，使得后期的除臭处理更加容易，降低除臭成本消耗。
本发明进一步设置为：所述步骤S3过程中使用的复合酶制剂用量为鱼液加入量的0.2～0.5%，酶解温度控制在55～62℃，酶解时间控制在4～6小时。
通过采用上述技术方案，复合酶制剂加入量低于0.2%时，鱼液中的复合酶制剂含量过低，会使得鱼液中的鱼蛋白酶解效率降低，影响生产效率。复合酶制剂的加入量高于0.5%时，复合酶制剂中的蛋白酶之间会形成一定的遮蔽效应，反而会影响费解的效率。酶解的温度在55～62℃下，复合酶制剂中的各类蛋白酶的活性较高，提高对鱼液中的蛋白酶解效率。酶解时间低于4小时时，酶解时间过短会使得鱼液中的蛋白质酶解不充分，影响鱼溶浆的质量；酶解时间大于6小时，酶解时间过长会减少鱼液中的小肽含量，影响鱼溶浆的质量。
本发明进一步设置为：所述步骤S4中低温真空浓缩具体包括如下步骤：
在密封状态下将反应罐抽真空，真空度控制在0.08MPa～0.1 MPa，保证鱼液在70～75℃下可以沸腾后，边将酶解后的鱼液通入反应罐中边进行浓缩，直至反应罐中的鱼液中的固型物含量上升至55%～60%，水分含量控制在40%～45%，然后停止进鱼液，完成低温真空浓缩。
通过采用上述技术方案，真空下，鱼液中的水分沸点降低，使得鱼液可以在70～75℃之间进行沸腾。沸腾的温度高于75℃时，温度过高会使得鱼液中的小肽变性，破坏氨基酸的结构，使得得到鱼溶浆的质量下降。浓缩过程一边通入鱼液一边进行浓缩，鱼液得到补充的同时可以缓解局部的沸腾剧烈程度，同时提高浓缩的均匀性，避免局部水分流失过快而使得鱼液中的小肽团聚。鱼液中的固型物含量低于55%时，鱼液中的水分含量较高，鱼溶浆不够浓缩。而鱼液中的固型物含量高于60%时，鱼液中的小肽容易发生团聚而使得鱼溶浆的质量降低，流动性变差。
本发明进一步设置为：所述复合酶制剂包括以下重量百分比的组分：
中性蛋白酶 40～50%；
胰蛋白酶 20～30%；
蛋白酶激活剂 20～30%。
通过采用上述技术方案，中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的一种内切酶，可广泛用于蛋白质的水解处理。胰蛋白酶是肽链内切酶，它能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羧基侧切断。它不仅起消化酶的作用，而且还能限制分解糜蛋白酶原、羧肽酶原、磷脂酶原等其它酶的前体，起活化作用。两种蛋白酶在蛋白酶激活剂的促进下，酶活性提高，同时两种酶之间具有一定的协同促进作用，可以提高酶解效率。
本发明进一步设置为：所述蛋白酶激活剂包括以下重量百分比的组分：
EDTA 10～30%；
氯化钙 20～30%；
ICH2COOH 10～20%；
氯化钠 20～50%。
通过采用上述技术方案，EDTA、钙离子、氯离子以及ICH2COOH都是蛋白酶激活剂，对于促进蛋白酶的酶解作用具有一定的促进效果。其中ICH2COOH对于中性蛋白酶具有异常优良的激活作用，可以很好地促进中性蛋白酶对蛋白质的分解作用。
本发明进一步设置为：所述复合酶制剂中还添加有0.5%～2%的抗氧化剂，所述抗氧化剂包括以下重量百分比的组分：
花青素 30～50%；
维生素C 20～30%；
双乙酸钠 10～20%；
酵母提取物 10～20%；
纳他霉素 0.5～1%。
通过采用上述技术方案，花青素和维生素C具有抗氧化能力，当花青素与维生素C加入鱼液后，可以降低鱼液中的小肽和氨基酸被氧化的概率，起到保护它们免受氧化消耗的作用。双乙酸钠和纳他霉素为食物防腐剂，微量添加入鱼液中可以对鱼液起到抗菌防腐的作用。酵母提取物中含有各种氨基酸、B族维生素、多肽以及各种微量元素等，可以起到一定的抗氧化能力以及给鱼液提供一定的营养成分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过对鱼溶浆原料液先进行浓缩再用复合酶制剂进行酶解，极大地提高了酶解效率，减少了酶解设备的使用，降低了生产成本；
2、通过在复合酶制剂中添加酶激活剂以及抗氧化剂提高复合酶制剂的酶解效率，同时提高得到的鱼溶浆产品的抗氧化能力。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
本发明公开的一种酶解鱼溶浆生产工艺，包括以下步骤：
S1：将经过鱼油提取后的鱼液收集浸缓存罐中；
S2：对缓存罐中的鱼液进行二效浓缩，缓存罐中的温度通过鱼粉和鱼油加工过程中产生的高温废气进行加热，缓存罐中温度控制在70℃，真空度保持在0.085MPa，将鱼液中的水分脱除一半后备用；
S3：将经过二效浓缩后的鱼液中加入复合酶制剂进行酶解，复合酶制剂用量为鱼液加入量的0.2%，酶解温度控制在55℃，酶解时间控制在4小时；
复合酶制剂包括以下重量百分比的组分：
中性蛋白酶 40%；
胰蛋白酶 30%；
蛋白酶激活剂 28%；
抗氧化剂 2%。
其中，蛋白酶激活剂包括以下重量百分比的组分：
辅酶Q10 30%；
氯化钙 30%；
ICH2COOH 20%；
氯化钠 20%。
其中，抗氧化剂包括以下重量百分比的组分：
花青素 50%；
维生素C 29%；
双乙酸钠 10%；
酵母提取物 10%；
纳他霉素 1%。
S4：将酶解后的鱼液再通入反应罐中进行真空低温浓缩，在密封状态下将反应罐抽真空，真空度控制在0.08MPa，保证鱼液在70℃下可以沸腾后，边将酶解后的鱼液通入反应罐中边进行浓缩，直至反应罐中的鱼液中的固型物含量上升至55%，水分含量控制在45%，然后停止进鱼液，完成低温真空浓缩；
S5：将浓缩后的鱼液打入缓存贮存罐中；
通过上述5个步骤得到酶解鱼溶浆。
实施例2～9与实施例1的区别在于复合酶制剂中各组分按重量百分比计为下表。
实施例 中性蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白酶激活剂 抗氧化剂
实施例2 42.5 27.5 28.4 1.6
实施例3 45 25 28.7 1.3
实施例4 47.5 22.5 29.2 0.8
实施例5 50 20 29.5 0.5
实施例6 40.5 30 27.5 2
实施例7 43 30 25 2
实施例8 45.5 30 22.5 2
实施例9 48 30 20 2
实施例10～14与实施例1的区别在于蛋白酶激活剂中各组分按重量百分比计为下表。
实施例 EDTA 氯化钙 ICH<sub>2</sub>COOH 氯化钠
实施例10 25 27.5 17.5 30
实施例11 20 25 15 40
实施例12 15 22.5 12.5 50
实施例13 10 30 10 50
实施例14 20 20 20 40
实施例15～22与实施例1的区别在于抗氧化剂中各组分按重量百分比计为下表。
实施例 花青素 维生素C 双乙酸钠 酵母提取物 纳他霉素
实施例15 40 27.5 17.5 14.125 0.875
实施例16 40 25 15 19.25 0.75
实施例17 50 22.5 12.5 14.375 0.625
实施例18 50 20 10 19.5 0.5
实施例19 35 30 20 14 1
实施例20 30 30 20 19 1
实施例21 37 30 20 12 1
实施例22 39 30 20 10 1
实施例23～26与实施例1的区别在于步骤S2中各工艺参数调整为下表。
实施例 温度 真空度
实施例23 63.75 0.31
实施例24 67.5 0.54
实施例25 71.25 0.77
实施例26 75 1
实施例27～30与实施例1的区别在于步骤S3中各工艺参数调整为下表。
实施例 酶制剂加入量 酶解温度 酶解时间
实施例27 0.275 56.75 4.5
实施例28 0.35 58.5 5
实施例29 0.425 60.25 5.5
实施例30 0.5 62 6
实施例31～34与实施例1的区别在于步骤S4中各工艺参数调整为下表。
实施例 真空度 沸腾温度 固型物含量 水分含量
实施例31 0.31 71.25 56.25 43.75
实施例32 0.54 72.5 57.5 42.5
实施例33 0.77 73.75 58.75 41.25
实施例34 1 75 60 40
对比例
对比例1与实施例1的区别在于：步骤S2改为对缓存罐中的鱼液加入相同量的纯化水进行稀释；
对比例2与实施例1的区别在于：步骤S3中酶解反应采用分批添加蛋白酶，先加入中性蛋白酶和蛋白酶激活剂进行酶解，然后用沸水浴灭活中性蛋白酶后再加入胰蛋白酶和蛋白酶激活剂进行酶解，再用沸水浴灭活胰蛋白酶。
对比例3与实施例1的区别在于：复合酶试剂中未添加蛋白酶激活剂；
对比例4与实施例1的区别在于：复合酶试剂中未添加抗氧化试剂。
检测方法
酶解效率检测
茚三酮比色法：准确吸取200μg/ml的氨基酸标准溶液0.0ml、0.5ml、1.0ml、1.5ml等，分别置于25ml比色管中，加水至容积为4.0ml，然后加入2%茚三酮溶液和pH为8.04的磷酸盐缓冲液各1ml，混合均匀后于水浴上加热15min，取出迅速冷却至室温，定容，摇匀。静置15min后，在570nm波长下，以试剂空白为参比液测定各溶液的吸光度A值。以氨基酸的微克数为横坐标，吸光度A值为纵坐标，绘制标准曲线。
然后分别取实施例1、对比例1～3中的鱼溶浆1ml于锥形瓶中，然后加入99ml纯化水，混合均匀。然后在锥形瓶中取0.5ml溶液于比色管中，加水定容至4.0ml，然后然后加入2%茚三酮溶液和pH为8.04的磷酸盐缓冲液各1ml，混合均匀后于水浴上加热15min，取出迅速冷却至室温，定容，摇匀。静置15min后，在570nm波长下，测定各溶液的吸光度A1值。然后将A1值与标准曲线相对照后得到的氨基酸浓度再乘以100得到鱼溶浆中的氨基酸浓度。氨基酸浓度越高，证明酶解的效率越高。
结果如下表：
实施例 吸光度A<sub>1</sub> 氨基酸浓度%
实施例1 166 34%
对比例1 98 22%
对比例2 94 21%
对比例3 88 19%
对比例4 130 27%
结论：通过上表可以得出，对比例1的吸光度值小于实施例1，通过与标准曲线对比最后得到的酶解鱼溶浆中的氨基酸浓度也是低于实施例1，说明浓度更低的鱼溶浆原料液进行酶解时的酶解效率更低。对比例2的吸光度值小于实施例1，对比例2与对比例1的吸光度值相接近，这说明酶解后的鱼溶浆液中氨基酸浓度对比例2小于实施例1，说明传统分步酶解的效率比本发明中浓缩酶解的效率低。再通过对比例3和对比例4与实施例1对比可以得出，蛋白酶激活剂的添加以及抗氧化试剂的添加可以使得酶解后的鱼溶浆液中的氨基酸浓度升高，前者的添加提高了酶活性，提高了酶解效率，后者的添加使得在生产过程中可以减少氨基酸的氧化，从而间接地提高了产物中的氨基酸浓度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述步骤S2中的二效浓缩具体步骤如下：所述缓存罐中温度控制在60～75℃，真空度保持在0.085MPa～0.1MPa，然后将鱼液中的水分脱除一半后备用。
2.根据权利要求1所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述步骤S2中的二效浓缩具体步骤如下：所述缓存罐中温度控制在60～75℃，真空度保持在0.085MPa～0.1MPa，然后将鱼液中的水分脱除一半后备用。
3.根据权利要求2所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述缓存罐中的温度通过鱼粉和鱼油加工过程中产生的高温废气进行加热。
4.根据权利要求1所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述步骤S3过程中使用的复合酶制剂用量为鱼液加入量的0.2～0.5%，酶解温度控制在55～62℃，酶解时间控制在4～6小时。
5.根据权利要求1所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述步骤S4中低温真空浓缩具体包括如下步骤：在密封状态下将反应罐抽真空，真空度控制在0.08 MPa～0.1MPa，保证鱼液在70～75℃下可以沸腾后，边将酶解后的鱼液通入反应罐中边进行浓缩，直至反应罐中的鱼液中的固型物含量上升至55%～60%，水分含量控制在40%～45%，然后停止进鱼液，完成低温真空浓缩。
6.根据权利要求1所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述复合酶制剂包括以下重量百分比的组分：
中性蛋白酶 40～50%；
胰蛋白酶 20～30%；
蛋白酶激活剂 20～30%。
7.根据权利要求6所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于： 所述蛋白酶激活剂包括以下重量百分比的组分：
EDTA 10～30%；
氯化钙 20～30%；
ICH2COOH 10～20%；
氯化钠 20～50%。
8.根据权利要求1所述的一种酶解鱼溶浆生产工艺，其特征在于：所述复合酶制剂中还添加有0.5%～2%的抗氧化剂，所述抗氧化剂包括以下重量百分比的组分：
花青素 30～50%；
维生素C 20～30%；
双乙酸钠 10～20%；
酵母提取物 10～20%；
纳他霉素 0.5～1%。
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