CN114181988A - 一种南极磷虾肉蛋白肽及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于蛋白肽制备的技术领域，本发明提供了一种南极磷虾肉蛋白肽及其制备方法。本发明包括磨浆、酸洗、离心、酶解、过滤、冷冻干燥等几个步骤。通过本发明方法制备得到的产品中的蛋白质得率达到了63.4％，氟化物脱出率达到了97.8％，固形物中氟化物的含量为9.5mg/kg(dry)，符合美国FDA的规定，且基本不含脂肪。通过本发明方法制备得到的南极磷虾肉蛋白肽产品为淡黄色粉末，具有海产品独特的风味。

Description

一种南极磷虾肉蛋白肽及其制备方法
技术领域
本发明涉及蛋白肽制备的技术领域，尤其涉及一种南极磷虾肉蛋白肽及其制备方法。
背景技术
2017～2018年，武汉梁子湖水产品加工有限公司参与的“南极鳞虾蛋白肽小试及中试”项目，完成了其中的小试研究，该阶段研究了以南极磷虾虾糜为原料，制备蛋白肽的酶解及脱色工艺，获得了内源酶水解、外源酶水解和脱色工段的最佳工艺条件。至小试阶段研究结束，留下了3个问题：
1)未关注南极磷虾原料中氟对产品的影响。整个磷虾中的氟化物浓度为1102-1432mg/kg(干重)，磷虾外骨骼中氟化物浓度为3828-4278mg/kg(干重)，磷虾肉中氟化物浓度为178-285mg/kg(干重)。高水平的氟化物对人类健康是有毒的。饮用水中1.7μg/ml的氟化物的长期摄入可导致30-50％的人类牙齿出现斑驳，慢性氟中毒可导致骨质硬化、韧带和肌腱钙化、骨质疏松和肾结石。根据GB 2762-2005的要求，淡水鱼中氟化物含量最高限定值为2.00mg/kg(湿重)；
2)未关注南极磷虾原料中脂类物质对产品的影响。南极磷虾含有0.4～3.6％的脂类，磷脂占总脂类的40％，约65％的脂肪酸与磷脂相结合。鉴于磷脂的两相相亲性，蛋白中结合脂类物质的可能性极高，这势必会影响磷虾肽产品的口感；
3)未获得足够的样品进行感官评定。小试试验没有足够的原料处理量和相应的分离、纯化和干燥设备，无法得到可供感官评定的样品。
以上遗留的研究问题中，如何完成产品的除氟是研究的重点和难点。
根据目前的文献资料，比较主流的除氟方案是对磷虾中的蛋白进行碱溶酸沉，并对酸沉沉淀进行多次洗涤。但该方案存在2个问题：
1)蛋白得率低。碱溶酸沉法蛋白质的得率最高只有52.68％，因为南极磷虾蛋白质由酸沉淀蛋白、碱沉淀蛋白和不沉淀蛋白组成，其中38.44％的粗蛋白无法在pH为4.6时沉淀；
2)无法解决脂类物质对蛋白质的影响。在碱溶过程中，随着蛋白质结构的展开，其内部的疏水基团暴露出来，与磷脂及磷脂中夹杂的脂类物质相结合，这些脂类成分随着酸沉过程裹挟到蛋白质的内部无法排出，因此酸沉后的蛋白质中含有33％的脂类成分(干重)。因此，如何提供一种兼顾氟去除率和蛋白质得率且尽可能去除肽产品中的脂类成分的南极磷虾肉蛋白肽的制备工艺是目前急需解决的问题。
发明内容
为克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种兼顾氟去除率和蛋白质得率且有效去除肽产品中的脂类成分的南极磷虾肉蛋白肽及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：
(1)将南极磷虾肉与水混合进行磨浆，得南极磷虾肉糜；
(2)将步骤(1)所得南极磷虾肉糜与水混合，调节pH值为3～5，搅拌，得第一酸洗液；
(3)对所述第一酸洗液进行离心，得第一轻相和第一重相；
(4)将所述第一重相与水混合，调节pH值为3～5，搅拌，得第二酸洗液；
(5)对所述第二酸洗液进行离心，得第二轻相和第二重相；
(6)将所述第一轻相与第二轻相混合，离心，得清液；
(7)对所述清液进行超滤，得第一浓缩液；
(8)将所述第一浓缩液与第二重相混合后，用水调节料液中的蛋白质的浓度为8～12％，得第一混合液；
(9)对所述第一混合液依次进行内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，得第二混合液；
(10)对所述第二混合液依次进行压滤、微滤和纳滤，得第二浓缩液；
(11)对所述第二浓缩液进行冷冻干燥，得南极磷虾肉蛋白肽。
优选的，步骤(1)中所述南极磷虾肉与水的质量比为1:1～3；
步骤(2)中所述南极磷虾肉糜与水的质量比为1:0.5～1.5；
步骤(2)中所述调节pH值的物质为盐酸；
步骤(2)中所述搅拌的温度为3～5℃，所述搅拌的时间为55～65min。
优选的，步骤(3)中所述离心的转速为4000～5000转/min，所述离心的时间为8～12min。
优选的，步骤(4)中所述第一重相与水的质量比为1:0.5～1.5；
所述调节pH值的物质为盐酸；
所述搅拌的温度为3～5℃，所述搅拌的时间为55～65min。
优选的，步骤(5)中所述离心的转速为4000～5000转/min，所述离心的时间为8～12min。
优选的，步骤(6)中所述离心的转速为10000～13000转/min；
步骤(7)所述超滤过程中，超滤膜截留的分子量为4×104～6×104Dal。
优选的，步骤(9)中所述内源酶水解的温度为55～65℃，所述内源酶水解的初始pH值为8.5～9.5，所述内源酶水解的时间为3～5h；
所述外源酶水解采用的外源酶包括金属内切蛋白酶、枯草芽孢杆菌内切蛋白酶、链霉菌属碱性蛋白酶、半胱氨酸内肽酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶和风味酶中的一种或几种，所述半胱氨酸内肽酶包括木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶，所述中性蛋白酶包括链霉菌中性蛋白酶或曲霉中性蛋白酶，所述酸性蛋白酶包括胃蛋白酶或米曲霉酸性蛋白酶，所述外源酶的用量为蛋白质含量的1～5％，所述外源酶水解的温度为40～70℃，所述外源酶水解的初始pH值为6～8，所述外源酶水解的时间为4～6h；
所述活性炭脱色采用的活性炭包括木质活性炭、果壳活性炭和椰壳活性炭中的一种，所述活性炭的目数为60～150目，所述活性炭的质量为蛋白质含量的5～20％。
优选的，步骤(10)中所述压滤包括板框压滤，所述板框压滤的压力为0.5～1Mpa，所述板框压滤的滤布目数为120～300目；
所述微滤的材料为聚四氟乙烯滤芯，所述聚四氟乙烯滤芯的孔径为0.2～0.8μm；
所述纳滤膜截留的分子量为450～550dal，所述纳滤膜的工作条件为：进口压力1～2MPa，出口压力1～1.5MPa，料液温度45～55℃。
优选的，步骤(11)所述冷冻干燥过程中冷冻的温度为-40～-30℃，冷冻的时间为6～10h；
所述冷冻干燥过程中干燥的温度为35～45℃，干燥的时间为10～14h。
本发明还提供了一种南极磷虾肉蛋白肽。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明中的“磨浆”工艺是为使虾肉组织尽可能的破碎，增加虾肉蛋白质与液体的接触面积，以增加氟化物的溶出率。
本发明中的“酸洗”工艺是通过减少氟和蛋白质之间的结合能力，并利用氟和蛋白质的溶解性差异，实现氟和蛋白质分离的目的。脱氟机制主要有以下几点：第一，自由状态的氟被化学物质溶解。磷虾肉中的大部分氟是从壳中转移出来的，它可以以游离状态存在，所以氟很容易通过化学物质的电离作用被去除。第二，氟与蛋白质之间的结合力可以被削弱。蛋白质作为一种两性物质，当pH值低于等电点时，带有正电荷；当pH值高于等电点时，带有负电荷。因此，当pH值等于等电点时，会削弱氟离子和蛋白质之间的结合力。而且在酸性条件下也会增加磷脂等脂类物质的亲水性、消弱蛋白质与磷脂之间的亲和性，从而帮助蛋白质与脂类物质的分离。另外，在除氟过程中，需要关注磷虾内源酶的影响。有研究表明，从冷冻的南极磷虾中提取的粗酶在pH值为8-11时具有较高的蛋白酶活性。因此在碱性条件下，虽然此时蛋白质带负电荷，不能与氟化物离子反应，但是易发生磷虾蛋白质的自溶解。而且碱性条件下，脂类物质必然发生皂化反应，不仅引发了溶液乳化的问题，也会造成脂类物质的损失。因此，本发明选在磷虾蛋白质的等电点进行“酸洗”，是除氟较理想的方案，能够达到理想的除氟效果。
本发明在酸洗后离心的目的是为实现固液分离，此时酸不溶蛋白质主要分布在重相中，而氟化物主要分布在轻相中，从而实现磷虾肉中氟化物的分离去除。
本发明进行酸洗轻相离心的原因在于南极磷虾中无法在pH 4.6时沉淀的碱沉淀蛋白和不沉淀蛋白，均在酸洗后的轻相中，为减少蛋白质的损失，必须将其从酸液中回收出来。但酸洗轻相中，除蛋白质外，还有磷虾蛋白中大部分的氟化物和脂类物质。故首先选择通过离心实现脂类物质与酸洗轻相的分离，以提升后续酸洗轻相中蛋白质与氟化物分离的效率。
本发明进行滤芯过滤的原因在于经板框压滤所得蛋白肽溶液，如直接进行干燥，所得产品容易在溶解过程中出现浑浊现象，这是因为板框过滤的精度不够，产品中存在不易溶解的杂质。因此需要滤芯过滤手段进行进一步纯化。
纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，又称为低压反渗透，允许一些无机盐和某些溶剂透过膜，从而达到分离的效果。本发明经前述工艺处理后，所得磷虾肽溶液的浓度偏低，经纳滤进行浓缩后便于后续的干燥。
本发明中的冷冻干燥是将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。该干燥方法可最大限度地保存本发明产品的颜色、气味和味道。
本发明采用合理的制备方法及工艺参数，使最终得到的产品中的蛋白质得率达到了63.4％，氟化物脱出率达到了97.8％，固形物中氟化物的含量为9.5mg/kg(dry)，符合美国FDA的规定，且基本不含脂肪。通过本发明方法制备得到的南极磷虾肉蛋白肽产品为淡黄色粉末，具有海产品独特的风味。
附图说明
图1为本发明实施例2南极鳞虾肉蛋白肽的制备工艺路线图；
图2为本发明实施例2超滤膜的通量状态图；
图3为本发明实施例2纳滤膜的通量状态图；
图4为本发明实施例2所得的南极磷虾肉蛋白肽产品图。
具体实施方式
本发明提供了一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，包括如下步骤：
(1)将南极磷虾肉与水混合进行磨浆，得南极磷虾肉糜；
(2)将步骤(1)所得南极磷虾肉糜与水混合，调节pH值为3～5，搅拌，得第一酸洗液；
(3)对所述第一酸洗液进行离心，得第一轻相和第一重相；
(4)将所述第一重相与水混合，调节pH值为3～5，搅拌，得第二酸洗液；
(5)对所述第二酸洗液进行离心，得第二轻相和第二重相；
(6)将所述第一轻相与第二轻相混合，离心，得清液；
(7)对所述清液进行超滤，得第一浓缩液；
(8)将所述第一浓缩液与第二重相混合后，用水调节料液中的蛋白质的浓度为8～12％，得第一混合液；
(9)对所述第一混合液依次进行内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，得第二混合液；
(10)对所述第二混合液依次进行压滤、微滤和纳滤，得第二浓缩液；
(11)对所述第二浓缩液进行冷冻干燥，得南极磷虾肉蛋白肽。
在本发明中，步骤(1)中所述南极磷虾肉与水的质量比优选为1:1～3，进一步优选为1:2；
步骤(2)中所述南极磷虾肉糜与水的质量比优选为1:0.5～1.5，进一步优选为1:1；
步骤(2)中所述调节pH值的物质优选为盐酸，调节pH值为3～5，进一步优选调节pH值为4；
步骤(2)中所述搅拌的温度优选为3～5℃，进一步优选为4℃，所述搅拌的时间优选为55～65min，进一步优选为60min。
在本发明中，步骤(3)中所述离心的转速优选为4000～5000转/min，进一步优选为4500转/min，所述离心的时间优选为8～12min，进一步优选为10min。
在本发明中，步骤(4)中所述第一重相与水的质量比优选为1:0.5～1.5，进一步优选为1:1；
所述调节pH值的物质优选为盐酸，调节pH值为3～5，进一步优选调节pH值为4；
所述搅拌的温度优选为3～5℃，进一步优选为4℃，所述搅拌的时间优选为55～65min，进一步优选为60min。
在本发明中，步骤(5)中所述离心的转速优选为4000～5000转/min，进一步优选为4500转/min，所述离心的时间优选为8～12min，进一步优选为10min。
在本发明中，步骤(6)中所述离心的转速优选为10000～13000转/min，进一步优选为12000转/min；
步骤(7)所述超滤过程中，超滤膜截留的分子量优选为4×104～6×104Dal，进一步优选为5×104Dal。
在本发明中，步骤(9)中所述内源酶水解的温度优选为55～65℃，进一步优选为60℃，所述内源酶水解的初始pH值优选为8.5～9.5，进一步优选为9，所述内源酶水解的时间优选为3～5h，进一步优选为4h；
所述外源酶水解采用的外源酶优选包括金属内切蛋白酶、枯草芽孢杆菌内切蛋白酶、链霉菌属碱性蛋白酶、半胱氨酸内肽酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶和风味酶中的一种或几种，进一步优选为半胱氨酸内肽酶、中性蛋白酶和风味酶的组合，所述组合中，半胱氨酸内肽酶与中性蛋白酶的质量比优选为1～5:1，进一步优选为1:1，半胱氨酸内肽酶与中性蛋白酶的总和与风味酶的质量比优选为15～25:1，进一步优选为20:1，所述半胱氨酸内肽酶优选包括木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶，进一步优选为木瓜蛋白酶，所述中性蛋白酶优选包括链霉菌中性蛋白酶或曲霉中性蛋白酶，进一步优选为曲霉中性蛋白酶，所述酸性蛋白酶优选包括胃蛋白酶或米曲霉酸性蛋白酶，进一步优选为米曲霉酸性蛋白酶，所述外源酶的用量优选为蛋白质含量的1～5％，进一步优选为蛋白质含量的3.15％，所述外源酶水解的温度优选为40～70℃，进一步优选为50～60℃，更进一步优选为55℃，所述外源酶水解的初始pH值优选为6～8，进一步优选为7，所述外源酶水解的时间优选为4～6h，进一步优选为5h；
所述活性炭脱色采用的活性炭优选包括木质活性炭、果壳活性炭和椰壳活性炭中的一种，进一步优选为木质活性炭，所述活性炭的目数优选为60～150目，进一步优选为90～120目，更进一步优选为110目，所述活性炭的质量优选为蛋白质含量的5～20％，进一步优选为蛋白质含量的10～15％，更进一步优选为蛋白质含量的13％。
在本发明中，步骤(10)中所述压滤优选包括板框压滤，所述板框压滤的压力优选为0.5～1Mpa，进一步优选为0.6Mpa，所述板框压滤的滤布目数优选为120～300目，进一步优选为180～240目，更进一步优选为210目；
所述微滤的材料优选为聚四氟乙烯滤芯，所述聚四氟乙烯滤芯的孔径优选为0.2～0.8μm，进一步优选为0.45μm；
所述纳滤膜截留的分子量优选为450～550dal，进一步优选为500dal，所述纳滤膜的工作条件优选为：进口压力1～2MPa，出口压力1～1.5MPa，料液温度45～55℃，进一步优选为：进口压力1.5MPa，出口压力1.3MPa，料液温度50℃。
在本发明中，步骤(11)所述冷冻干燥过程中冷冻的温度优选为-40～-30℃，进一步优选为-38℃，冷冻的时间优选为6～10h，进一步优选为8h；
所述冷冻干燥过程中干燥的温度优选为35～45℃，进一步优选为40℃，干燥的时间优选为10～14h，进一步优选为12h。
本发明还提供了一种南极磷虾肉蛋白肽。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)取10kg储存在-18℃条件下的机械脱壳南极磷虾肉，加入10kg水浸泡，待冰融化后，快速使用胶体磨进行磨浆，磨至磷虾肉呈现细腻的肉糜状为止，得南极磷虾肉糜；
(2)将步骤(1)所得南极磷虾肉糜与10kg水混合，使用分析级盐酸调节pH值为3，于3℃的条件下搅拌55min，得第一酸洗液；
(3)将所述第一酸洗液于4000转/min的条件下使用碟片离心机离心8min，得第一轻相和以酸不溶蛋白质为主的第一重相；
(4)将所述第一重相与10kg水混合，使用分析级盐酸调节pH值为3，于3℃的条件下搅拌55min，得第二酸洗液；
(5)将所述第二酸洗液于4000转/min的条件下使用碟片离心机离心8min，得第二轻相和以酸不溶蛋白质为主的第二重相；
(6)将所述第一轻相与第二轻相混合，于10000转/min的条件下使用碟片离心机离心，得清液；
(7)选择截留分子量为4×104Dal的超滤膜作为拦截介质对所述清液进行纯化处理，得第一浓缩液；
(8)将第一浓缩液与第二重相混合后，用水调节料液中的蛋白质的浓度为8％，得第一混合液；
(9)对所述第一混合液依次进行内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，得第二混合液，所述内源酶水解的温度为55℃，所述内源酶水解的初始pH值为8.5，所述内源酶水解的时间为3h；
所述外源酶水解采用的外源酶为菠萝蛋白酶，所述外源酶的用量为蛋白质含量的1％，所述外源酶水解的温度为40℃，所述外源酶水解的初始pH值为6，所述外源酶水解的时间为4h；
所述活性炭脱色采用的活性炭为果壳活性炭，所述活性炭的目数为60目，所述活性炭的质量为蛋白质含量的5％；
(10)将所述第二混合液于压力为0.5Mpa的条件下进行板框压滤，所述板框压滤的滤布目数为120目，为减少设备中的腔体损失，压滤结束前添加少量水顶出设备中的残留液；将经过板框压滤得到上清液，使用0.45μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤，收集滤液进行下一步的纯化浓缩，为减少设备中的腔体损失，过滤结束前添加少量水顶出设备中的残留液；将经过0.45μm滤芯过滤得到滤液，选择拦截分子量为450dal的纳滤膜进行处理，可以去除0.45μm滤芯滤液中的盐分和水分。纳滤膜的工作条件为进口压力1MPa，出口压力1MPa，料液温度45℃。收集第二浓缩液进行下一步操作；
(11)将所述第二浓缩液先于-40℃的条件下冷冻6h，再于35℃的条件下干燥10h，得南极磷虾肉蛋白肽。
实施例2
(1)取10kg储存在-18℃条件下的机械脱壳南极磷虾肉，加入20kg水浸泡，待冰融化后，快速使用胶体磨进行磨浆，磨至磷虾肉呈现细腻的肉糜状为止，得南极磷虾肉糜；
(2)将步骤(1)所得南极磷虾肉糜与30kg水混合，使用分析级盐酸调节pH值为4，于4℃的条件下搅拌60min，得第一酸洗液；
(3)将所述第一酸洗液于4500转/min的条件下使用碟片离心机离心10min，得第一轻相和以酸不溶蛋白质为主的第一重相；
(4)将所述第一重相与30kg水混合，使用分析级盐酸调节pH值为4，于4℃的条件下搅拌60min，得第二酸洗液；
(5)将所述第二酸洗液于4500转/min的条件下使用碟片离心机离心10min，得第二轻相和以酸不溶蛋白质为主的第二重相；
(6)将所述第一轻相与第二轻相混合，于12000转/min的条件下使用碟片离心机离心，得清液；
(7)选择截留分子量为5×104Dal的超滤膜作为拦截介质对所述清液进行纯化处理，得第一浓缩液；
(8)将所述第一浓缩液与第二重相混合后，用水调节料液中的蛋白质的浓度为10％，得第一混合液；
(9)对所述第一混合液依次进行内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，得第二混合液，所述内源酶水解的温度为60℃，所述内源酶水解的初始pH值为9，所述内源酶水解的时间为4h；
所述外源酶水解采用的外源酶为木瓜蛋白酶、曲霉中性蛋白酶和风味酶的组合，其中，木瓜蛋白酶、曲霉中性蛋白酶和风味酶的用量分别为蛋白质含量的1.5％、1.5％和0.15％，所述外源酶水解的温度为55℃，所述外源酶水解的初始pH值为7，所述外源酶水解的时间为5h；
所述活性炭脱色采用的活性炭为木质活性炭，所述活性炭的目数为110目，所述活性炭的质量为蛋白质含量的13％；
(10)将所述第二混合液于压力为0.6Mpa的条件下进行板框压滤，所述板框压滤的滤布目数为210目，为减少设备中的腔体损失，压滤结束前添加少量水顶出设备中的残留液；将经过板框压滤得到上清液，使用0.45μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤，收集滤液进行下一步的纯化浓缩，为减少设备中的腔体损失，过滤结束前添加少量水顶出设备中的残留液；将经过0.45μm滤芯过滤得到滤液，选择拦截分子量为500dal的纳滤膜进行处理，可以去除0.45μm滤芯滤液中的盐分和水分。纳滤膜的工作条件为进口压力1.5MPa，出口压力1.3MPa，料液温度50℃。收集第二浓缩液进行下一步操作；
(11)将所述第二浓缩液先于-38℃的条件下冷冻8h，再于40℃的条件下干燥12h，得南极磷虾肉蛋白肽。
实施例3
(1)取10kg储存在-18℃条件下的机械脱壳南极磷虾肉，加入30kg水浸泡，待冰融化后，快速使用胶体磨进行磨浆，磨至磷虾肉呈现细腻的肉糜状为止，得南极磷虾肉糜；
(2)将步骤(1)所得南极磷虾肉糜与60kg水混合，使用分析级盐酸调节pH值为5，于5℃的条件下搅拌65min，得第一酸洗液；
(3)将所述第一酸洗液于5000转/min的条件下使用碟片离心机离心12min，得第一轻相和以酸不溶蛋白质为主的第一重相；
(4)将所述第一重相与60kg水混合，使用分析级盐酸调节pH值为3，于5℃的条件下搅拌65min，得第二酸洗液；
(5)将所述第二酸洗液于5000转/min的条件下使用碟片离心机离心12min，得第二轻相和以酸不溶蛋白质为主的第二重相；
(6)将所述第一轻相与第二轻相混合，于13000转/min的条件下使用碟片离心机离心，得清液；
(7)选择截留分子量为6×104Dal的超滤膜作为拦截介质对所述清液进行纯化处理，得第一浓缩液；
(8)将所述第一浓缩液与第二重相混合后，用水调节料液中的蛋白质的浓度为12％，得第一混合液；
(9)对所述第一混合液依次进行内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，得第二混合液，所述内源酶水解的温度为60℃，所述内源酶水解的初始pH值为9.5，所述内源酶水解的时间为5h；
所述外源酶水解采用的外源酶为枯草芽孢杆菌内切蛋白酶，所述外源酶的用量为蛋白质含量的5％，所述外源酶水解的温度为60℃，所述外源酶水解的初始pH值为8，所述外源酶水解的时间为6h；
所述活性炭脱色采用的活性炭为椰壳活性炭，所述活性炭的目数为150目，所述活性炭的质量为蛋白质含量的20％；
(10)将所述第二混合液于压力为1Mpa的条件下进行板框压滤，所述板框压滤的滤布目数为300目，为减少设备中的腔体损失，压滤结束前添加少量水顶出设备中的残留液；将经过板框压滤得到上清液，使用0.45μm的聚四氟乙烯滤芯进行过滤，收集滤液进行下一步的纯化浓缩，为减少设备中的腔体损失，过滤结束前添加少量水顶出设备中的残留液；将经过0.45μm滤芯过滤得到滤液，选择拦截分子量为550dal的纳滤膜进行处理，可以去除0.45μm滤芯滤液中的盐分和水分。纳滤膜的工作条件为进口压力2MPa，出口压力1.5MPa，料液温度55℃。收集第二浓缩液进行下一步操作；
(11)将所述第二浓缩液先于-30℃的条件下冷冻10h，再于45℃的条件下干燥14h，得南极磷虾肉蛋白肽。
实验例1
以实施例2为例，对其工艺步骤进行如下实验分析：
(1)“酸洗”的结果分析：
10kg机械脱壳后的南极磷虾肉，经加水磨浆、2次酸洗并离心分离后，得到约7.8kg的重相和合计83.5kg的轻相，具体的数据如表1所示。
表1酸洗对南极磷虾肉的影响
Figure BDA0003430075720000121
由表1可知，南极磷虾肉中的蛋白质有40.4％溶解在酸性液体中，无法在PH4.6条件下形成沉淀，这是必须设法回收的损失。同时通过两次酸洗，80.6％的脂类物质和95.4％的氟化物被从蛋白质中洗出，对于提升蛋白肽的口感和安全性具有明显的正面影响。
(2)“酸洗轻相离心”的结果分析：
对两次酸洗离心后的合并轻相共计83.5kg，使用碟片离心机进行离心处理，分别得到乳化液3.6kg和清液81.9kg，具体的数据如表2所示。
表2碟片离心对酸洗上清液的影响
Figure BDA0003430075720000122
Figure BDA0003430075720000131
由表2可知，两次酸洗离心后的合并轻相经碟片离心后，基本上所有的脂类物质都转移到了乳化液中，同时乳化液也造成了蛋白质约6.1％的损失，此时在清液中的氟化物为南极磷虾肉中氟化物的92.9％。因此要回收清液中的蛋白质，必须去除其中氟化物的影响。
(3)“超滤”的结果分析：
对碟片离心机所得的清液相81.9kg，使用截留分子量为5×104Dal的超滤膜作为拦截介质进行纯化处理，并于浓缩液中补加入10kg纯净水进一步水洗浓缩，如是操作2次。最终得到超滤膜浓缩液5.8kg，超滤膜滤液96.1kg。具体的数据如表3所示。
表3超滤对碟片离心清液的影响
Figure BDA0003430075720000132
由表3可知，超滤将碟片离心清液中98.6％的氟化物转移到了其滤液中，此时其浓缩液中拦截了碟片离心清液中93.9％的蛋白质，对蛋白质的除氟效果相当明显。
此时超滤膜的通量状态如图2所示，其平均通量为330.3kg/(m2·h)。
将超滤膜的浓缩液与南极磷虾肉酸洗后离心得到的重相混合，作为酶解的原料，经计算其基本参数如表4所示。
表4超滤膜浓缩液与重相混合物的基本参数
Figure BDA0003430075720000133
(4)“板框压滤”的结果分析：
将上述的混合物按照实施例2中的条件完成内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，最终所得板框滤液用于后续的滤膜过滤。混合物和板框滤液的具体数据如表5所示。
表5板框压滤对产品质量的影响
Figure BDA0003430075720000141
由表5可知，混合物经酶解、吸附过滤后，所得到的滤液中基本没有脂类物质，过滤后蛋白质的损失滤为24.6％，氟化物去除率为43.4％，最终计算固形物中氟化物的含量为10.9mg/kg(dry)。
(5)“0.45μm滤芯过滤”的结果分析：
将上述板框滤液15.6kg，经0.45μm滤芯过滤后得到滤液16.7kg。具体数据如表6所示。
表6 0.45μm滤芯过滤对产品质量的影响
Figure BDA0003430075720000142
由表6可知，经0.45μm滤芯过滤后，造成了板框滤液8.65％的蛋白质损失，同时进一步去除了其中18.4％的氟化物，此时计算固形物中氟化物的含量为9.3mg/kg(dry)。
(6)“纳滤膜浓缩”的结果分析：
将上述0.45μm滤芯滤液16.7kg，经拦截分子量为500Dal的纳滤膜浓缩后得到浓缩液7.5kg。具体数据如表7所示。
表7纳滤对产品质量的影响
Figure BDA0003430075720000143
Figure BDA0003430075720000151
由表7可知，经纳滤膜浓缩后，造成了0.45μm滤芯滤液6.3％的蛋白质损失，此时蛋白质的纯度由0.45μm滤芯滤液中的86.4％提升到了92.7％，这主要是通过纳滤膜的脱盐效果产生的，同时纳滤膜进一步去除了0.45μm滤芯滤液中11.8％的氟化物，此时计算固形物中氟化物的含量为9.4mg/kg(dry)。
此时纳滤膜的通量状态如图3所示，其平均通量为17.3kg/(m2·h)。
(7)“冷冻干燥”及“感官评定”的结果分析：
将上述纳滤膜浓缩液7.5kg使用冷冻干燥进行干燥得到最终产品1.0kg。具体数据如表8所示。
表8产品质量
Figure BDA0003430075720000152
对表1和表8中的数据进行如下计算：
依据如下公式计算产品的蛋白质得率：
Figure BDA0003430075720000153
依据如下公式计算产品的氟脱出率：
Figure BDA0003430075720000154
依据如下公式计算产品固形物中氟化物含量：
Figure BDA0003430075720000155
由计算结果可知，与南极磷虾肉中的蛋白质相比较，经冷冻干燥后，产品中的蛋白质得率达到了63.4％，无法检测出脂类物质，且氟化物脱出率达到了97.8％，此时计算固形物中氟化物的含量为9.5mg/kg(dry)。按照美国FDA的规定描述，瓶装水和饮料中氟含量在2.4μg/ml以下都是可以接受的，因此本发明实施例2所得到的产品是可以用于食品工业加工的。
本发明还对最终所得到的南极磷虾肉蛋白肽进行了感官评定，显示该产品为淡黄色粉末，具有海产品独特的风味。
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)

1.一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将南极磷虾肉与水混合进行磨浆，得南极磷虾肉糜；
(2)将步骤(1)所得南极磷虾肉糜与水混合，调节pH值为3～5，搅拌，得第一酸洗液；
(3)对所述第一酸洗液进行离心，得第一轻相和第一重相；
(4)将所述第一重相与水混合，调节pH值为3～5，搅拌，得第二酸洗液；
(5)对所述第二酸洗液进行离心，得第二轻相和第二重相；
(6)将所述第一轻相与第二轻相混合，离心，得清液；
(7)对所述清液进行超滤，得第一浓缩液；
(8)将所述第一浓缩液与第二重相混合后，用水调节料液中的蛋白质的浓度为8～12％，得第一混合液；
(9)对所述第一混合液依次进行内源酶水解、外源酶水解和活性炭脱色，得第二混合液；
(10)对所述第二混合液依次进行压滤、微滤和纳滤，得第二浓缩液；
(11)对所述第二浓缩液进行冷冻干燥，得南极磷虾肉蛋白肽。
2.根据权利要求1所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述南极磷虾肉与水的质量比为1:1～3；
步骤(2)中所述南极磷虾肉糜与水的质量比为1:0.5～1.5；
步骤(2)中所述调节pH值的物质为盐酸；
步骤(2)中所述搅拌的温度为3～5℃，所述搅拌的时间为55～65min。
3.根据权利要求1或2所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述离心的转速为4000～5000转/min，所述离心的时间为8～12min。
4.根据权利要求3所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述第一重相与水的质量比为1:0.5～1.5；
所述调节pH值的物质为盐酸；
所述搅拌的温度为3～5℃，所述搅拌的时间为55～65min。
5.根据权利要求4所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述离心的转速为4000～5000转/min，所述离心的时间为8～12min。
6.根据权利要求5所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述离心的转速为10000～13000转/min；
步骤(7)所述超滤过程中，超滤膜截留的分子量为4×104～6×104Dal。
7.根据权利要求6所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(9)中所述内源酶水解的温度为55～65℃，所述内源酶水解的初始pH值为8.5～9.5，所述内源酶水解的时间为3～5h；
所述外源酶水解采用的外源酶包括金属内切蛋白酶、枯草芽孢杆菌内切蛋白酶、链霉菌属碱性蛋白酶、半胱氨酸内肽酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶和风味酶中的一种或几种，所述半胱氨酸内肽酶包括木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶，所述中性蛋白酶包括链霉菌中性蛋白酶或曲霉中性蛋白酶，所述酸性蛋白酶包括胃蛋白酶或米曲霉酸性蛋白酶，所述外源酶的用量为蛋白质含量的1～5％，所述外源酶水解的温度为40～70℃，所述外源酶水解的初始pH值为6～8，所述外源酶水解的时间为4～6h；
所述活性炭脱色采用的活性炭包括木质活性炭、果壳活性炭和椰壳活性炭中的一种，所述活性炭的目数为60～150目，所述活性炭的质量为蛋白质含量的5～20％。
8.根据权利要求7所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(10)中所述压滤包括板框压滤，所述板框压滤的压力为0.5～1Mpa，所述板框压滤的滤布目数为120～300目；
所述微滤的材料为聚四氟乙烯滤芯，所述聚四氟乙烯滤芯的孔径为0.2～0.8μm；
所述纳滤膜截留的分子量为450～550dal，所述纳滤膜的工作条件为：进口压力1～2MPa，出口压力1～1.5MPa，料液温度45～55℃。
9.根据权利要求8所述的一种南极磷虾肉蛋白肽的制备方法，其特征在于，步骤(11)所述冷冻干燥过程中冷冻的温度为-40～-30℃，冷冻的时间为6～10h；
所述冷冻干燥过程中干燥的温度为35～45℃，干燥的时间为10～14h。
10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制得的南极磷虾肉蛋白肽。
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