CN112899335A - 一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，属于海洋胶原肽制备技术领域。本发明将鱼皮依次经碱溶液和酸溶液浸泡预处理后，进行水提，将鱼皮中的有效成分转移至浸提液中，得到明胶浸提液；对所述明胶浸提液进行酶解，将大分子蛋白质有效酶解成肽类物质，得到酶解液；过滤去除酶解液中的原料渣与悬浮物；酶解液滤液经超滤分离其中分子量为7000～8000Da的胶原蛋白肽；超滤液脱色后进行纳滤脱盐，截留分子量为200～1000Da的胶原蛋白肽，得到鱼皮胶原蛋白肽。本发明的制备方法在多个环节对不同分子大小的杂质进行分步去除，能够有效减少胶原蛋白肽中的杂质。
Description
技术领域
本发明涉及海洋胶原肽制备技术领域，尤其涉及一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法。
背景技术
胶原是一种由3条肽链彼此缠绕而形成螺旋结构的蛋白质，广泛存在于动物体内当中。胶原蛋白肽是水产胶原蛋白在酶、微生物、化学作用下发生肽键断裂后形成的介于氨基酸和蛋白质之间的产物。
鱼体下脚料中含有大量胶原蛋白，鱼皮中的胶原蛋白含量占总蛋白量80％以上，较鱼体其他部位高出许多。因此使用鱼皮作为原料提取胶原蛋白肽，能够充分利用资源，并且能够提高鱼类加工的附加值。
目前常见的鱼皮胶原蛋白肽提取方法为碱性蛋白酶水解提取法，而大部分碱性蛋白酶水解提取法多集中在对酶解条件的优化以及提取率的提高，例如张寒俊等人研究了碱性蛋白酶水解罗非鱼皮提取胶原蛋白肽的最佳条件，获得了提取率最高的酶解体系(参见【张寒俊,杨国燕,张蕾.碱性蛋白酶水解罗非鱼皮提取胶原蛋白肽的最佳条件研究[J].食品研究与开发,2008(09):27-30】)。但是现有技术获得的鱼皮胶原蛋白肽中含有的盐、原料渣、悬浮物等杂质较多，其纯度有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，本发明的制备方法得到的胶原蛋白肽纯度高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
1)将鱼皮依次经碱溶液和酸溶液浸泡，得到预处理鱼皮；将所述预处理鱼皮进行水提，得到明胶浸提液；
2)将所述明胶浸提液和蛋白酶混合进行酶解，灭酶得到酶解液；
3)对所述酶解液进行过滤，得到滤液；所述过滤的筛孔孔径为1μm；
4)对所述滤液进行超滤，收集超滤液；所述超滤的截留分子量为7000～8000Da；
5)对所述超滤液进行脱色，得到脱色液；
6)对所述脱色液进行纳滤，收集纳滤液；所述纳滤液中含有鱼皮胶原蛋白肽；所述纳滤截留分子量为200～1000Da。
优选的，步骤1)中所述碱溶液包括NaOH水溶液；所述碱溶液的浓度为0.03～0.08mol/L；
所述酸溶液包括H2SO4水溶液；所述H2SO4水溶液的体积浓度为0.1％～0.3％；
所述鱼皮在碱溶液和酸溶液中浸泡的时间独立为2～4h。
优选的，所述浸提的温度为48～52℃；所述浸提的时间为5～7h；所述鱼皮和水的质量比为1：(15～25)。
优选的，步骤2)中所述蛋白酶包括碱性蛋白酶。
优选的，步骤2)中所述所述蛋白酶的添加量为3600u/mL。
优选的，步骤2)中所述酶解的pH值为7.8～8.2。
优选的，步骤2)中所述酶解的温度为48～52℃；所述酶解的时间为1.5～2.5h。
优选的，步骤4)中所述超滤采用的超滤膜包括陶瓷超滤膜。
优选的，步骤6)中所述纳滤的截留分子量为450Da。
优选的，在步骤6)收集纳滤液后，还包括对所纳滤液进行浓缩和干燥，得到鱼皮胶原蛋白肽的干制品。
本发明提供了一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法。本发明将鱼皮依次经碱溶液和酸溶液浸泡预处理后，进行水提，将鱼皮中的有效成分转移至浸提液中，得到明胶浸提液；对所述明胶浸提液进行酶解，将大分子蛋白质有效酶解成肽类物质，得到酶解液；过滤去除酶解液中的原料渣与悬浮物；酶解液滤液经超滤分离其中分子量为7000～8000Da的胶原蛋白肽；超滤液脱色后进行纳滤脱盐，截留分子量为200～1000Da的胶原蛋白肽，得到鱼皮胶原蛋白肽。经过超滤处理能够去除酶解液滤液中的酶、大分子量的多肽、酶解未完全的蛋白以及酶解过程形成的聚集物。本发明通过对脱色液进行纳滤以去除其中的盐分。本发明的制备方法在多个环节对不同分子大小的杂质进行分步去除，能够有效减少胶原蛋白肽中的杂质。本发明的制备方法能够科学合理利用鱼皮中的胶原蛋白源，将鱼皮变废为宝，解决了鱼下脚料资源浪费等问题，同时提高了鱼产品加工的经济附加价值。
具体实施方式
本发明提供了一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
1)将鱼皮依次经碱溶液和酸溶液浸泡，得到预处理鱼皮；将所述预处理鱼皮进行水提，得到明胶浸提液；
2)将所述明胶浸提液和蛋白酶混合进行酶解，灭酶得到酶解液；
3)对所述酶解液进行过滤，得到滤液；所述过滤的筛孔孔径为1μm；
4)对所述滤液进行超滤，收集超滤液；所述超滤的截留分子量为7000～8000Da；
5)对所述超滤液进行脱色，得到脱色液；
6)对所述脱色液进行纳滤，收集纳滤液；所述纳滤液中含有鱼皮胶原蛋白肽；所述纳滤截留分子量为200～1000Da。
本发明首先将鱼皮依次经碱溶液和酸溶液浸泡，得到预处理鱼皮；将所述预处理鱼皮进行水提，得到明胶浸提液。在本发明中，所述鱼皮优选的包括罗非鱼皮；所述罗非鱼皮优选的经过剪碎处理。
在本发明中，所述碱溶液优选的包括NaOH水溶液；所述NaOH水溶液的浓度优选为0.03～0.08mol/L，进一步优选为0.05mol/L；所述酸溶液优选的包括H2SO4水溶液；所述H2SO4水溶液的体积浓度优选为0.1％～0.3％，进一步优选为0.2％；所述鱼皮的体积和碱溶液的质量比优选为1g：10～20mL，进一步优选为1g：15mL；所述鱼皮的体积和酸溶液的质量比优选为1g：10～20mL，进一步优选为1g：15mL；所述鱼皮在碱溶液和酸溶液中分别浸泡的时间优选为2～4h，进一步优选为3h。
在本发明中，所述浸提的温度优选为48～52℃，进一步优选为50℃；所述浸提的时间优选为5～7h，进一步优选为6h；所述鱼皮的体积和水的质量比优选为1g：15～25mL，进一步优选为1g：20mL。
得到明胶浸提液后，本发明将所述明胶浸提液和蛋白酶混合，进行酶解，灭酶，得到酶解液。
在本发明中，所述蛋白酶优选的包括碱性蛋白酶；所述酶解的温度优选为48～52℃，进一步优选为50℃；所述蛋白酶的添加量优选为3600u/mL；所述酶解的pH值优选为7.8～8.2，进一步优选为8.0；所述酶解的时间优选为1.5～2.5h，进一步优选为2h。碱性蛋白酶相对于其他蛋白酶具有水解效果较好、提取率高的优势。
在本发明中，所述灭酶的方式优选为高温灭酶；所述灭酶的温度优选为90～100℃；所述灭酶的时间优选为10min。
得到酶解液后，本发明对所述酶解液进行过滤，得到滤液；所述过滤的筛孔孔径为1μm。在本发明中，所述过滤的方式优选的包括板框式过滤，采用的设备优选为板框式压滤机。
得到滤液后，本发明对所述滤液进行超滤，收集超滤液；所述超滤的截留分子量为7000～8000Da。在本发明中，所述超滤采用的膜元件优选为无极陶瓷膜，更优选为德兰梅勒陶瓷超滤膜，德兰梅勒陶瓷超滤膜具有使用寿命长，机械强度高的优点；所述超滤的模式优选为错流过滤模式；所述超滤的运行压力优选为8～10bar；经过超滤处理能够去除酶解液滤液中的酶、大分子量的多肽、酶解未完全的蛋白以及酶解过程形成的聚集物。
得到超滤液后，本发明对所述超滤液进行脱色，得到脱色液。在本发明中，优选的采用活性炭对所述超滤液进行吸附脱色。
在本发明中，所述活性炭的质量和超滤液的体积的比例优选为3g：90～110mL，更优选为3g：100mL。
本发明通过活性炭对超滤液进行脱色、去除腥味。
在本发明中，所述活性炭优选为粉状活性炭，所述粉状活性炭的粒径优选为300目筛的筛下组分。
在本发明中，所述吸附的温度优选为70～90℃，进一步优选为80℃；所述吸附的时间优选为50～70min，进一步优选为60min。
得到脱色液后，本发明对所述脱色液进行纳滤，收集纳滤液；所述纳滤液中含有鱼皮胶原蛋白肽；所述纳滤的精度为5μm。在本发明中，所述纳滤的截留分子量优选为200～1000Da，更优选为450Da；所述纳滤的运行压力优选为15～20bar；所述纳滤采用的纳滤膜优选的包括德兰梅尔陶瓷纳滤膜。本发明通过对脱色液进行纳滤以去除其中的盐分。
在收集纳滤液后，本发明优选的还包括对所纳滤液进行浓缩和干燥，得到鱼皮胶原蛋白肽的干制品。
在本发明中，所述浓缩的方式优选的包括蒸发浓缩；所述蒸发浓缩优选的采用多级蒸发系统进行；所述浓缩的作用是进一步减少纳滤液体积。
在本发明中，所述干燥的方式优选的包括喷雾干燥。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1)将400kg罗非鱼皮剪碎，投入酸碱池中，在酸碱池中加入6t 0.05mol/LNaOH水溶液，连续浸泡3h。添加6t体积浓度为0.2％的H2SO4水溶液，浸泡3h，每一小时更换一次酸液。添加8t清水，调节温度至50℃，浸泡6h。
2)预处理后，将明胶浸提液加入酶解罐，添加2kg碱性蛋白酶，调节pH 8.0，温度50℃，酶解2h，搅拌待酶解结束后提升温度至100℃，高温灭活10min。
3)将酶解液使用板框式压滤机进行过滤，去除尺寸大于1μm的物质，得到滤液。
4)滤液进入无机陶瓷膜超滤系统，超滤的截留分子量为7000～8000Da，系统过滤膜面积为10m2，运行压力8～10bar，浓缩倍数为10倍，得到超滤液。
5)经超滤处理后，超滤液进入吸附罐，活性炭粉添加量为24kg，温度80℃，吸附时间为60min。
6)经去腥脱色后，进入纳滤系统，纳滤的截留分子量为200～1000Da，浓缩液为脱盐胶原蛋白肽料液。
7)其后进入多效蒸发器进一步浓缩，最后进入喷雾干燥塔喷粉，得到胶原蛋白肽产品，其胶原蛋白肽含量为97％。
实施例2
1)将400kg罗非鱼皮剪碎，投入酸碱池中，在酸碱池中加入6t 0.06mol/L NaOH水溶液，连续浸泡3.5h。添加6t体积浓度为0.3％的H2SO4水溶液，浸泡3.5h，每一小时更换一次酸液。添加8t清水，调节温度至50℃，浸泡6h。
2)预处理后，将明胶浸提液加入酶解罐，添加2kg碱性蛋白酶，调节pH 8.0，温度50℃，酶解2h，搅拌待酶解结束后提升温度至100℃，高温灭活10min。
3)将酶解液使用板框式压滤机进行过滤，去除尺寸大于1μm的物质，得到滤液。
4)滤液进入无机陶瓷膜超滤系统，超滤的截留分子量为7000～8000Da，系统过滤膜面积为10m2，运行压力10bar，浓缩倍数为10倍，得到超滤液。
5)经超滤处理后，超滤液进入吸附罐，活性炭粉添加量为24kg，温度80℃，吸附时间为60min。
6)经去腥脱色后，进入纳滤系统，纳滤的截留分子量为200～1000Da，浓缩液为脱盐胶原蛋白肽料液。
7)其后进入多效蒸发器进一步浓缩，最后进入喷雾干燥塔喷粉，得到胶原蛋白肽产品，其胶原蛋白肽含量为97％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种鱼皮胶原蛋白肽的制备方法，包括以下步骤：
1)将鱼皮依次经碱溶液和酸溶液浸泡，得到预处理鱼皮；将所述预处理鱼皮进行水提，得到明胶浸提液；
2)将所述明胶浸提液和蛋白酶混合进行酶解，灭酶得到酶解液；
3)对所述酶解液进行过滤，得到滤液；所述过滤的筛孔孔径为1μm；
4)对所述滤液进行超滤，收集超滤液；所述超滤的截留分子量为7000～8000Da；
5)对所述超滤液进行脱色，得到脱色液；
6)对所述脱色液进行纳滤，收集纳滤液；所述纳滤液中含有鱼皮胶原蛋白肽；所述纳滤截留分子量为200～1000Da。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述碱溶液包括NaOH水溶液；所述碱溶液的浓度为0.03～0.08mol/L；
所述酸溶液包括H2SO4水溶液；所述H2SO4水溶液的体积浓度为0.1％～0.3％；
所述鱼皮在碱溶液和酸溶液中浸泡的时间独立为2～4h。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述浸提的温度为48～52℃；所述浸提的时间为5～7h；所述鱼皮和水的质量比为1：(15～25)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述蛋白酶包括碱性蛋白酶。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述所述蛋白酶的添加量为3600u/mL。
6.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述酶解的pH值为7.8～8.2。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述酶解的温度为48～52℃；所述酶解的时间为1.5～2.5h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述超滤采用的超滤膜包括陶瓷超滤膜。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6)中所述纳滤的截留分子量为450Da。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤6)收集纳滤液后，还包括对所纳滤液进行浓缩和干燥，得到鱼皮胶原蛋白肽的干制品。
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