CN1247791C - 通过酶解鱼子外皮获得氨基酸成分的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于从各种鱼子的鱼子外皮酶解其组成蛋白，由此提取氨基酸成分并有效利用。在室温以下用臭氧水处理经冷水洗净过的鱼子外皮，用芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌)产生的蛋白分解酶使其分解，或进一步用丝状真菌(米曲霉)产生的蛋白分解酶进行处理，使鱼子外皮中肌原纤维蛋白(收缩蛋白：肌球蛋白)分解后，将分解液浓缩、干燥，由鱼子外皮制备能用作食品营养增强剂的氨基酸和肽。

Description

通过酶解鱼子外皮获得氨基酸成分的方法
技术领域
本发明涉及氨基酸成分的制备方法，该氨基酸成分从鳕鱼、鲱鱼、鲑鱼、鲣鱼等的鱼卵外皮——鱼子外皮中制得，能作为生理活性物质或食品营养增强剂。
背景技术
目前，水产加工时产生的废鱼肉、鱼皮、鱼骨等用来加工鱼粉、鱼油、畜产饲料和农用肥料等，但鱼子加工和水产加工产生的鱼子外皮几乎都作为废物处理。
但是，在鱼贝类的利用方法中，将鱼贝类高温处理，使其所含的自身分解酶失活后，利用枯草芽孢杆菌产生的蛋白分解酶和曲霉菌产生的蛋白分解酶将成分中的蛋白质分解成肽氨基酸和游离氨基酸，所得鱼贝类提取物有抗溃疡作用、胰岛素样作用和高脂血治愈作用等疗效(特公平1-14885号公报)。
另外，目前正在考虑下述方法作为鱼皮、鱼骨和鱼鳞等的利用方法：(1)将鱼皮、鱼骨通过蛋白酶处理等所得的动物胶作为食品原材料(特开平10-276680号公报)；(2)从鱼鳞(特开平5-93000号公报)、鱼皮(特开2000-50811号公报)中提取的胶原蛋白作为医用生物材料或化妆品材料等。
另一方面，最近提出了将明太鱼鱼子的卵巢膜干燥作为菜肴或下酒菜的辣味干燥食品的方案(特开平10-57016号公报)，但是，从几乎由纤维蛋白构成的卵巢膜的性状方面考虑，其作为干燥食品的商业价值方面尚有疑问。
本发明人提出了通过将腌汁进行酶解处理生产明太鱼鱼子风味的食品调料，以有效利用先前大量产生的明太鱼鱼子腌汁的方案(特愿2001-390691号)。该调料中，腌汁含有由残留的明太鱼鱼子及其外皮中的蛋白分解产生的低分子肽和氨基酸成分，还含有为调味而添加的各种主要天然调料，有望作为明太鱼鱼子风味的调料。
然而，在各种鱼子产生的鱼子外皮的自身利用方面，外皮几乎全部由肌原纤维蛋白——收缩蛋白(肌球蛋白)构成，但尚没有提出其有效利用的方案。
附图说明
图1为实施例1、比较例和鲅鱼提取物的氨基酸组成柱状图。
发明内容
本发明的目的在于：从鳕鱼、鲱鱼、鲑鱼等的鱼卵外皮——鱼子外皮酶解其组成蛋白——肌原纤维蛋白(收缩蛋白：肌球蛋白)，提取可用作生理活性物质或食品营养增强剂等的肽和氨基酸，有效利用目前作为废物处理的鱼子外皮。
为了达到上述目的，本发明人就鱼子外皮的有效利用进行研究，用臭氧水将鱼子外皮进行预处理后，通过酶解其组成蛋白——肌原纤维蛋白，成功提取出可用作生理活性物质或食品营养增强剂等的氨基酸成分。
即本发明提供下述氨基酸和肽的制备方法：
(1)鱼子外皮酶解产生氨基酸和肽的制备方法，其特征在于：用臭氧水处理鱼子外皮后，用芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis))产生的蛋白分解酶酶解构成鱼子外皮的肌原纤维蛋白(收缩蛋白)，由此提取氨基酸成分。
(2)鱼子外皮酶解产生氨基酸和肽的制备方法，其特征在于：用臭氧水处理鱼子外皮后，用芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis))产生的蛋白分解酶和丝状真菌(米曲霉(Aspergillus oryzae))产生的蛋白分解酶酶解构成鱼子外皮的肌原纤维蛋白(收缩蛋白)，由此提取氨基酸成分。
具体实施方式
本发明通过鱼子外皮酶解产生氨基酸和肽(本说明书中将两者并称为氨基酸成分)的制备方法中，用冷水洗净鱼子外皮后，用室温以下的臭氧水进行处理这一步很重要。通过低温臭氧水的处理，除去已粘附的细菌并脱脂，还防止组成蛋白——肌原纤维蛋白(收缩蛋白：肌球蛋白)的变质。其结果是后续步骤中的酶解反应充分进行，含有高营养价值氨基酸成分的溶液在浓缩、干燥后，无需特别精制即可得到能作为食品营养增强剂等的氨基酸成分的粉末。
臭氧水处理方法如下：将洗净、脱水后的鱼子外皮放入冷水槽中，在室温以下从臭氧发生装置通入0.2～10ppm/L浓度的臭氧，搅拌5～30分钟。鱼子外皮以分散状态存在于臭氧处理液中，为了除去溶解在该处理液中的臭氧，搅拌加热至酶反应温度35～50℃附近。除去臭氧后，用芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌)产生的蛋白分解酶酶解收缩蛋白(肌球蛋白)。将分解液直接加热至80℃以上，或者将分解液中的酶加热至80℃以上，搅拌15分钟以上使酶失活后，用丝状真菌(米曲霉)产生的蛋白分解酶酶解处理成低分子和酶解处理其它种类的鱼子蛋白产生的苦味或氨基酸臭味等。上述两种酶处理的条件大致相同，酶相对鱼子外皮的用量为0.02～0.2％重量，在搅拌和35～55℃下处理2～5小时。
酶处理完毕后，使处理液中的酶失活，用800目的滤网离心分离除去固体物，再用超滤法除去胶体杂质。根据用途，可以将所得的含有氨基酸成分的滤液保持原状态，或浓缩到适当浓度后在液体状态下使用。当需要获得氨基酸成分的粉末形式时，将滤液用常压干燥、减压干燥、喷雾干燥或冷冻干燥等方法干燥，从尽量避免成分分解的角度出发，优选迅速除去水分。减压干燥法或喷雾干燥法较为合适，干燥温度优选130℃以下，高于该温度则引起有效成分的分解和质量下降，更优选70～130℃。
由通过上述减压干燥或喷雾干燥所得的氨基酸成分组成的粉末含有肽和各种氨基酸，当蛋白分解酶特别是芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌)产生的蛋白分解酶用量少(0.05％重量以下)时，能得到含肽较多的氨基酸成分。这样所得的氨基酸成分能作为健康辅助食品等使用，能用作为各种食品营养增强剂的辅助添加剂。另外，含肽较多的氨基酸成分具有ACE(AngiotensinConverting Enzyme)抑制活性。
另外，可以往本发明的氨基酸成分中加入对人体无害的糊精等稳定剂或维生素、矿物质等，提高营养价值。根据需要，也可以加入公知的食品造粒剂制成颗粒等。
下面列举实施例详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
实施例
实施例1
将5kg除去卵粒的明太鱼鱼子外皮在洗涤槽中用20L冷水洗涤3次，用笼型离心脱水装置脱水。将1.5kg脱水鱼子外皮和4.5L冷水加入到酶解槽(5L)中，在搅拌条件下从臭氧发生装置((株)ジャ-ル·400型)通入0.5ppm/L浓度的臭氧，在10℃左右的臭氧水中处理10分钟后，为除去溶在其中的臭氧，搅拌加热至酶反应温度附近。然后，为了在45℃左右分解肌原纤维蛋白——收缩蛋白(肌球蛋白)，往上述处理液中加入芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌)产生的蛋白分解酶(YAKULT药品·アロア-ゼAP-10)，添加量为干燥鱼子外皮的0.2％重量，搅拌处理约2.5小时，分解收缩蛋白(肌球蛋白)。
进一步地，往上述分解液中加入丝状真菌(米曲霉)产生的蛋白分解酶(YAKULT药品·アロア-ゼNP-2)，添加量为干燥鱼子外皮的0.2％重量，在相同温度下搅拌处理相同时间，分解除去鱼子外皮所带有的由鱼肉蛋白等产生的苦味成分或氨基酸臭味等，处理成低分子。
用上述两种蛋白分解酶进行酶解后，将处理液加热至液温为80℃，使残留的酶失活并进行灭菌处理。
每隔一段时间用计量泵往喷雾干燥装置中加入200mL经失活处理的分解液(液温60℃)，在干燥入口热风温度为130℃、干燥出口热风温度为70℃的条件下干燥，得含水量低于7％的由来自干燥鱼子外皮的各种氨基酸成分组成的粉末。
参考例
用75℃的温水进行15分钟预处理，以此代替实施例中的臭氧处理，其它与实施例1同样进行酶处理，得含水量低于7％的含有来自鱼子外皮的各种氨基酸的粉末。
上述实施例和参考例中所得氨基酸成分和特公平1-14885号公报中记载的鲅鱼提取物中的氨基酸组成分析结果如表1所示，作图如图1所示。
                                        表1
  Arg  *Lys   His  *Phe   Tyr  *Leu  *Ile  *Met  *Val   Ala   Gly   Pro   Glu   Ser  *Thr   Asp   Cys   合计
  实施例   1.34   9.75   2.34   3.57   0.73   10.2   6.88   2.62   6.9   8.09   8.05   4.54   16.5   2.71   5.12   11.2   0.43   101.02
  参考例   1.94   4.43   1.16   1.19   0.44   4.86   3.19   1   3.18   4   3.91   2.93   8.49   3.61   2.44   5.65   0   53.14
  鲅鱼提取物   3.4   4.37   2.76   1.44   1.27   3.31   1.7   1.23   2.38   3.62   4.37   2.53   7.46   2.24   2.14   4.43   0.27   49.23
注：*为必需氨基酸。
由表1和图1可知，实施例1所得的氨基酸成分由17种氨基酸组成，特别是必需氨基酸(7种)的含量明显高于参考例和鲅鱼提取物。必需氨基酸的含量高表明：通过臭氧处理抑制了蛋白质的变质或分解，而且蛋白质在酶的作用下几乎完全分解。相反，参考例和鲅鱼提取物中氨基酸的含量低可能是因70℃以上的热处理导致蛋白质变质而引起的。
实施例2
将40kg鱼子外皮水洗、干燥后，用臭氧冷却水(水温：10℃，臭氧浓度：5ppm)进行杀菌处理，按实施例1记载的方法加入芽孢杆菌属细菌(枯草芽孢杆菌)产生的鱼肉蛋白分解酶(YAKULT药品·アロア-ゼAP-10)，添加量为干燥鱼子外皮的0.03％重量，搅拌处理3小时以分解肌原纤维蛋白(肌球蛋白、肌纤蛋白)。将分解液在85℃处理15分钟使酶失活。
进一步地，为了进行低分子化和分解其它种类的鱼子蛋白产生的苦味或氨基酸臭味，按实施例1记载的方法，往上述酶失活分解液中加入丝状真菌(米曲霉)产生的蛋白分解酶(YAKULT药品·アロア-ゼNP-2)，添加量为干燥鱼子外皮的0.03％重量，分解处理3小时后同样进行酶失活处理，得含有鱼子外皮肽的氨基酸成分提取分解溶液100L。
用超速离心机((株)KOKUSAN·シャ-プレスS·NO6型·15000rpm)除去上述提取分解溶液中的微粒子后，用超滤膜((株)日东电工·NTU-3250)过滤，得到含有氨基酸成分的溶液，该氨基酸成分含有分子量低于6000的肽。在65℃用真空减压浓缩装置将上述溶液浓缩至40L。
用喷雾干燥器((株)坂本技研·DA2SW)干燥浓缩液，得到含水量约为4％的干燥物约3.6kg(平均粒度为50μ)。过滤原液和超滤液的氨基酸成分分析结果如表2所示。
                    表2
  氨基酸   过滤原液   超滤·SD
  Arg   2.28   2.96
 *Lys   2.5   3.42
  His   0.86   0.7
 *Phe   1.42   1.86
  Tyr   1.8   2.25
 *Leu   3.39   4.4
 *Ile   1.61   2.06
 *Met   1.19   1.57
 *Val   1.49   1.92
  Ala   1.22   1.67
  Gly   0.27   0.4
  Pro   0.61   0.81
  Glu   1.25   1.63
  Ser   0.04   0.19
 *Thr   0.4   0.53
  Asp   0   0.09
  Cys   3.96   4.74
  肽   75.71   68.8
  合计   100   100
测定(Lieberman变法)含有来自上述鱼子外皮的肽和氨基酸的过滤原液和超滤液的ACE抑制活性，结果表明：其ACE抑制活性与来自沙丁鱼的血管紧张素I转化酶抑制肽(文献：日本食品工业学会誌第40卷第11号)大致相同。
(ACE抑制活性)
文献值：0.754(mg蛋白质/mL)
过滤原液：0.87(mg蛋白质/mL)(M.W.＜6000)
超滤液：1.17(mg蛋白质/mL)
发明效果
如上述说明，含有本发明氨基酸成分的鱼子外皮酶解液或从该分解液所得的鱼子外皮粉是由氨基酸成分组成的物质，特别是必需氨基酸的含量较高，这对用作机能性营养辅助食品尤为有利。另外，发现含肽较多的氨基酸成分有ACE抑制活性。
因此，本发明有效利用目前作为产业废弃物处理的鱼子外皮，这对减少环境污染也极为有利。

Claims (2)

1.氨基酸和肽的制备方法，其特征在于，先用枯草芽孢杆菌产生的蛋白分解酶，然后用米曲霉产生的蛋白分解酶依次处理经室温以下的臭氧水处理的鱼子外皮来酶解构成鱼子外皮的收缩蛋白。
2.如权利要求1所述氨基酸和肽的制备方法，臭氧水的臭氧浓度为0.2-10ppm。
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