TW201404308A - 結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法，該方法包含：對動物組織進行前處理步驟而獲得粗萃取物；以及將酵素加入粗萃取物中，並於0.2～400MPa之壓力下進行水解，進而取得水解萃取物。

Description

結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法

本發明係有關於一種結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法，特別係有關於一種將動物組織置於特定壓力下以酵素水解而萃取得動物性成份水解物之方法。

動物性成份的水解物常廣泛的應用於各種不同生技產品中，例如具有動物性萃取物之食品、保健產品、化妝保養品、動物萃取堆肥等等。因此，如何有效的製備品質良好且濃度高的動物性成份水解物也成為此產業領域中研發的重點。

 舉例來說，現今常被稱為美容聖品之膠原蛋白，即屬動物性成份水解物的一種。其中，膠原蛋白是一種非水溶性、纖維狀含醣蛋白質，其占人體蛋白總量的1/3，主要分布於結締組織中，是構成骨骼、軟骨、血管、皮膚等的基質。由於膠原蛋白具有相當多的功效，因此，膠原蛋白原料常見於口服營養品或保養化妝品中，起初其大都從牛、豬、羊、禽鳥類等動物組織萃取。但是這些動物可能具有狂牛症、口蹄疫及禽流感等疾病，因此，魚皮和魚鱗膠原胜肽也逐漸被應用於機能性保健食品中。

習用技術利用魚鱗萃取膠原蛋白時，會先對魚鱗原料進行水洗，後續再經過酸浸泡、酵素水解等流程。由於魚鱗不易水解，因此某些習知技術還會在酸浸泡之前、後對魚鱗進行100~121℃之高溫蒸煮30分鐘，以利使魚鱗原料產生水解。然而，魚鱗原料經過高溫蒸煮後，不僅會造成萃取物之營養價值流失，亦可能產生口感不佳等問題。

另外，傳統的萃取方法常需要較長的時間以及大量的人力，且有機溶液的使用亦會造成環保問題。況且，傳統萃取方法也具有萃取效率低、萃取物之營養價值不高之缺點。因此，研發出可針對各種動物組織且具有高萃取效率以及萃取濃度之萃取方法必定可為相關產品的開發帶來裨益。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法，其包含：對動物組織進行前處理步驟而獲得粗萃取物；以及將酵素加入粗萃取物中，並於0.2～400MPa之壓力下進行水解，進而取得水解萃取物。其中動物組織可包含動物表皮組織或肉品組織。

較佳地，在本發明所揭示之萃取方法中，前處理步驟可更包含以預設濃度的食鹽水對動物組織進行清洗；利用除腥劑對動物組織進行除腥處理；以及對動物組織進行酸洗，進而取得粗萃取物。

最適地，水解步驟可包含將粗萃取物以1：3～1：200之比例加入溶液中，並置於10～70℃之水解溫度下水解2～48小時。其中，溶液可為醋溶液或水。

最適地，酵素可包含複合蛋白酶(protamex)、鹼性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、風味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、鳳梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、綜合蛋白酶、膠原蛋白酶、醣類分解酶、半乳糖酶、澱粉酶、雙醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、或幾丁質酶。其中，酵素濃度可為0.001～10％w/v。

本發明所揭示之萃取方法可更包含高壓殺菌或高溫殺菌之殺菌步驟。高壓殺菌可於200～800MPa之壓力下進行殺菌1分鐘～30分鐘，而高溫殺菌可於60～150℃之溫度下進行1秒～2小時。

最適地，在本發明所揭示之萃取方法中，動物表皮組織可包含取自於鱸魚、吳郭魚、虱目魚、鯖魚、鰹魚。

最適地，本發明所揭示之萃取方法可更包含使用助濾劑對水解萃取物進行過濾處理。

承上所述，依本發明之結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之方法係為於高壓下使用酵素水解動物組織之物理與化學性並行之方法，藉此可提高水解萃取物中活性物質的濃度。

(2)本發明之方法可針對不同的動物組織以不同的壓力搭配酵素進行水解，因而可廣泛地用於不同種類的動物組織萃取，進而應用於各種保健食品或化妝保養品的研發。

(3)本發明之方法所使用之溶劑為水或醋溶液，相較於傳統使用有機溶劑的方法係更為環保。

(4)本發明之方法不需使用高溫處理，因此可避免萃取物之營養價值流失或口感不佳等問題。

S1~S3、S11~S17、S31~S33．．．步驟

第1圖係為根據本發明之一實施例之結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法的流程圖。
第2圖係為本發明之方法中之前處理步驟的流程圖。
第3圖係為本發明之方法中藉由萃取高壓對粗萃取物進行酵素水解步驟的流程圖。

本發明將藉由下列較佳實施例及其配合之圖式，作進一步之詳細說明。需注意的是，以下各實施例所揭示之實驗數據，係為便於解釋本案技術特徵，並非用以限制其可實施之態樣。

第1圖係為根據本發明實施例之結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法的流程圖，以下將參閱第1圖而詳細描述本發明之實施例。

請參閱第1圖，本發明之萃取方法係先對動物組織進行前處理步驟而獲得粗萃取物(步驟S1)。其中，動物組織可包含動物表皮組織，例如魚皮、雞皮、豬皮或其類似組織；或肉品組織，其可取自於雞、鴨、豬、牛、羊、甲魚、魚類等。然本發明並不限於此。

接著將酵素加入粗萃取物中，並於0.2～400MPa之壓力下進行水解，進而取得水解萃取物(步驟S3)。於此可根據所欲萃取之活性物質而調整所使用之酵素種類，例如酵素可包含複合蛋白酶(protamex)、鹼性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、風味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、鳳梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、綜合蛋白酶、膠原蛋白酶、醣類分解酶、半乳糖酶、澱粉酶、雙醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、或幾丁質酶，且酵素濃度可為0.001～10％w/v。然，本發明並不限於此。

另在步驟S3之水解步驟中，更包含將粗萃取物以1：3～1：200之比例加入一溶液中，並置於10～70℃之水解溫度下水解2～48小時。於此，溶液可包含水或醋溶液。

在本發明之萃取方法中，更可包含利用高壓殺菌處理或高溫殺菌對水解萃取物進行殺菌處理。其中，高壓殺菌可於200～800MPa之壓力下進行殺菌1分鐘～30分鐘。而高溫殺菌係於60～150℃之溫度下進行1秒～2小時。

另外，在本發明之萃取方法中，更可包含以助濾劑(例如：矽藻土)對水解萃取物進行過濾處理。

參閱第2圖，其係為本發明之萃取方法中之前處理步驟的流程圖。於此，將以萃取魚皮中之膠原蛋白作為範例而詳細說明本實施例。然，本發明並不限於此。其中，魚皮可取自於各種魚類，例如：鱸魚、吳郭魚、虱目魚、鯖魚、鰹魚等。此外，可用於萃取膠原蛋白之魚皮泛指魚類的表皮、真皮及其衍生物。因此，俗稱的魚皮或魚鱗均屬於此處的魚皮。

在前處理步驟中，本發明之萃取方法係先以清水對魚皮進行水洗(步驟S11)，例如，以自來水對魚皮水洗約15至30分鐘。接著，以預設濃度的食鹽水對魚皮進行水洗(步驟S13)。預設濃度的食鹽水為百分比濃度介於2%至6%的食鹽水。利用食鹽水對魚皮進行水洗時，動物組織與食鹽水之間的比率約為1:2至1:20(W/V)之間。此外，以食鹽水沖洗的次數可為複數次數，且沖洗期間也可能不同。例如：利用食鹽水沖洗魚皮兩次，每次沖洗的期間約5至15分鐘。

接著以除腥劑浸漬魚皮約1～20小時(步驟S15)，其浸漬的次數可為1～3次，而後經清水沖洗後再進行酸洗而獲得粗萃取物(步驟S17)。

根據本發明之較佳實施例，對魚皮進行酸洗處理時，可以利用濃度為2%～30%的醋、檸檬酸、蘋果酸等酸性物質，浸泡魚皮約0.1～4小時。待酸洗步驟完成後，以清水再度沖洗魚皮，以去除含腥味的溶液。

之後，再將溶液(例如：醋或清水)加入承裝除腥後魚皮的容器中，使其在低溫下(0～25℃)浸漬約0.1～24小時。其中，除腥後魚皮與溶液的比率約為1：3～1：200，並調整酸鹼值(pH值)至1～4或5～9之間。

接著，再對浸漬後的魚皮進行後續的均質處理，也就是將魚皮打成泥狀或使其乳化成為粗萃取物。其中，進行均質處理的時間約為1～30分鐘。

請參見第3圖，其係藉由萃取高壓對粗萃取物進行酵素水解，並據此而產生水解萃取物之步驟的流程。亦即，針對第1圖中所示之步驟S3，再做進一步說明。於此，係使用萃取魚皮中之膠原蛋白作為範例而詳述。然，本發明並不限於此。

如第3圖所示，將酵素加入經由前處理步驟所獲得之粗萃取物中，以獲得一混和物(步驟S31)。於此，粗萃取物係為已經由醋浸泡的魚鱗，由於已有一部分膠原蛋白因酸處理而萃出，故其即為酸粗萃取膠原蛋白；接著將混和物置於真空袋中封口，並施予高壓處理以獲得膠原蛋白水解萃取物，也就是膠原蛋白胜肽(步驟S33)。

在步驟S33中，高壓處理之壓力係介於0.2～400MPa之間，並於10～70℃之溫度下進行2~48小時。

另外，在本發明之萃取方法中，亦可選擇性的採用除腥劑和助濾劑(例如：矽藻土)去除魚皮的腥味。例如：利用助濾劑而對膠原蛋白水解萃取物進行過濾處理，連帶地去除膠原蛋白水解萃取物的腥味。

相較於在常壓狀態下進行水解的習用技術，在水解過程中採用萃取高壓時，產生的膠原蛋白水解萃取物不會有異味，口感較佳。

此外，藉由結合酵素與高壓的萃取方法，即使是質地較為堅硬的魚鱗，其保護層也將被破壞。根據實驗證明，採用習用技術方式而對魚皮萃取膠原蛋白時，只能萃取出1%的可溶性固形物(Brix)含量。然而，根據本發明所揭示之結合酵素與壓力之萃取方法所萃取之水解萃取物，則可萃取出2.2%之可溶性固形物。也就是說，透過本發明之酵素結合高壓之萃取方式，可以自魚皮中多萃取出2倍以上的可溶性固形物。

由此可知，根據本發明之實施例可使魚皮被水解的程度較高，因而能夠萃取出較為完整的膠原蛋白成分。且本發明之實施例的萃取率高，而所獲得的小分子胜肽的量也較多。

由於膠原蛋白胜肽的分子量大小會影響經腸道與皮膚吸收的速率，當膠原蛋白胜肽的分子量越小時，腸道吸收進入血液代謝及穿越皮膚屏障的速率越快，越能活化真皮層的纖維母細胞，進而促進膠原蛋白的生合成。採用本發明的構想時，自魚皮所萃取出的膠原蛋白經由酵素水解可提高其水溶性且其分子量變得較小而亦能增加腸道吸收的速率。

再者，根據本發明之實施例，還可以搭配高壓殺菌的處理流程，使得膠原蛋白的萃取流程完全不需要使用高溫，因此可應用於生產高生物利用性的未變性膠原蛋白，此萃取技術更可提升整體的營養與健康的價值。

在另一實施例中，將以甲魚做為動物組織之範例進行萃取。在本實施例中，將整隻甲魚經切塊或破碎後加入適當的水(比例：1：0～1：200)，接著加入酵素後，裝袋封口而獲得一混合物再置於0.2～600MPa之壓力及1～80℃下的水浴槽中進行水解反應。

接著，加熱以使上述酵素失活，經由冷卻槽冷卻後進行過濾。於此，可使用助濾劑，如矽藻土、或一般濾紙進行過濾。其次，再於高壓或高溫下進行殺菌，高壓殺菌可於1～1000MPa之壓力下於1～100℃之溫度進行1秒～24小時，而高溫殺菌係於60～150℃之溫度下進行1秒～2小時。藉此以獲得甲魚水解萃取物。

將以上述方法所萃取出之甲魚水解萃取物與市售鼈精中的可溶性固形物與胜肽含量進行比較，其比較結果如表一所示：

表一

由表一可得知，藉由本發明之萃取方法所萃取之甲魚水解萃取物之可溶性固形物約為一般市售鱉精的2倍以上，另外胜肽含量更高達19倍以上。

由上述可知，根據本發明之結合酵素與壓力萃取動物性成分水解物之方法可使動物組織被水解的程度較高，因而能獲得較高的萃取率。再者，根據本發明之方法可搭配高壓殺菌的處理流程，使得萃取流程不需要使用高溫，因此不會造成對熱敏感蛋白的傷害，可提升整體的營養與健康的價值，故可有廣泛的應用。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S1~S3．．．步驟

Claims (13)

1. 一種結合壓力與酵素萃取動物性成份水解物之方法，其包含：
   對一動物組織進行一前處理步驟而獲得一粗萃取物；以及
   將一酵素加入該粗萃取物中，並於5～400MPa之壓力下進行水解，進而取得一水解萃取物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該動物組織包含一動物表皮組織或一肉品組織。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該前處理步驟包含下列步驟：
   以一預設濃度的食鹽水對該動物組織進行清洗；
   利用一除腥劑對該動物組織進行除腥處理；以及
   對該動物組織進行酸洗，進而取得該粗萃取物。
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該水解步驟更包含將該粗萃取物以1：3～1：200之比例加入一溶液中，並置於10～70℃之水解溫度下水解2～48小時。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該溶液為醋溶液或水。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該酵素包含複合蛋白酶(protamex)、鹼性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、風味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、鳳梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、綜合蛋白酶、膠原蛋白酶、醣類分解酶、半乳糖酶、澱粉酶、雙醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、或幾丁質酶。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該酵素之濃度為0.001～10％w/v。
8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含一殺菌步驟。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該殺菌步驟包含高壓殺菌或高溫殺菌。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該高壓殺菌係於200～800MPa之壓力下進行殺菌1分鐘～30分鐘。
11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，，其中該高溫殺菌係於60～150℃之溫度下進行1秒～2小時。
12. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該動物表皮組織係包含取自於鱸魚、吳郭魚、虱目魚、鯖魚、或鰹魚。
13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含使用一助濾劑對該水解萃取物進行過濾處理。