专利名称：利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法
技术领域：
本发明涉及水产品加工技术，特别是利用鱼加工的下脚料制备胶原蛋白肽的方法。本发明属于水产品加工及其下脚料综合利用技术领域。
背景技术：
我国鱼资源分布广，种类多，产量大，但深加工技术水平较低，多以作坊式的手工加工为主，加工品种仍以低价值冷冻和冰鲜水产品为主，初级加工产品多，深加工产品少； 产品技术含量和附加值均很低，高附加值的产品少，下脚料综合利用水平不高，甚至将其抛弃。其实，鱼类下脚料经过加工、综合利用，既可以变废为宝，又可以避免污染环境，也是企业增效、渔农增收的有效途径。人们在加工或食用鱼时，下脚料所占的比重相当大，以匙吻鲟为例，去头、去皮、带尾重量是鱼体总重的47. 3%，鱼片占体重的33. 5%，比条纹鲈 00.0%)、鱿鱼7%)、虹鳟鱼(57.5%)低。产量低的主要原因在于其占全长40.0% 的匙吻，内脏占9.0%，鱼皮占1.5%。再如，以真鲷鱼加工成寿司鱼片，产品率通常仅为 25. 0% -35. 0%，下脚料占大部分。目前国内对鱼类下脚料利用主要是将其加工成饲料或直接丢弃，利用价值不是很高，同时也给环境带来了污染。而发达国家能充分利用其下脚料， 创造出良好的经济效益和综合社会效益。由于鱼皮中含有大量的蛋白质，其中含量最多的是I型胶原蛋白，最高可超过其蛋白质总量的80.0%，另外鱼鳞、鱼内脏中胶原蛋白含量也较丰富，其分子有着独一无二的三螺旋结构，如果对其不进行有效的处理，不仅污染环境，还浪费了大量营养物质。胶原蛋白是人体内含量最丰富的蛋白质，占全身总蛋白质的三分之一。胶原蛋白来源丰富，一些含胶质的食物，如牛蹄筋、猪蹄、鱼皮等都含有胶原蛋白。但由于疯牛病、口蹄疫等缘故，以陆生为原料制备胶原蛋白肽受到很大限制，原料转向以水生动物为主，鱼类的组成结构与人体最接近，是最为人体组织所辨识吸收的胶原蛋白来源。胶原蛋白分子量一般为50000 lOOOOODalton，人体不能有效的吸收利用，只有将其酶解成胶原蛋白肽(分子量< 3000DaltOn)，才可以被人体主动且无障碍吸收，无需消化，供身体组织充分利用，发挥其功能。胶原蛋白肽可促进骨的形成，增强低钙水平下的骨胶原结构，从而提高了骨强度，即达到了预防骨质疏松症的作用；另外胶原蛋白肽还具有其它许多特殊的生理功能，如保护胃粘膜和抗溃疡作用、抗过敏作用等，特别需要提出的是， 胶原蛋白肽在美容方面的功效，及时补充胶原蛋白肽，对于改善肌肤问题，延缓衰老，有非常好的功效。本发明利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽，将超声波技术应用于中性蛋白酶、风味蛋白酶的酶解及其产物的超滤分离过程，采用不同膜分离技术生产系列胶原蛋白肽产品。本发明的优点在于酶解时间短，生产效率高，加酶量少，超滤膜通量大，且得到的系列产品无异味，色泽浅，可广泛用于医药、保健品、食品等行业。本发明的实施不仅会减少或避免鱼下脚料废弃所导致的环境污染及大量营养物质的浪费，而且会变废为宝，开发高附加值产品， 带动水产品加工业及相关产业的发展，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。
发明内容
本发明涉及水产品加工技术，特别是利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法。本发明是以鱼皮、鱼鳞、鱼内脏为原料，分别处理后混合得到鱼下脚料混合物，采用超声波促进分步酶解，加热灭酶，活性炭脱色，得到初级产品。然后采用膜分离技术进行分离纯化，依次选用超声波强化膜分离、纳滤技术、冷冻干燥制得不同分子量的胶原蛋白肽产品。利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其具体操作步骤如下1.鱼下脚料混合物的制备首先将鱼皮、鱼鳞、鱼内脏分别进行处理，以取出杂蛋白，利于胶原蛋白的溶出。鱼皮经解冻、清洗、剪碎、质量为其20倍的0. Imol/LNaOH浸泡池、清洗备用；鱼鳞经解冻、清洗、质量为其20倍的0. 4mol/LHCL浸泡池、质量为其20倍的 0. Imol/LNaOH浸泡池、清洗备用；鱼内脏经解冻、清洗、绞碎备用；然后将分别处理后的鱼下脚料混合得到鱼下脚料混合物混勻备用。2.超声波促进中性蛋白酶酶解称取适量的鱼下脚料混合物，加入去离子水，使固液比为1 2。超声波频率为20kHz 40kHz，功率为100W 400W，调节起始pH值为7.0 7. 5，加酶量为0. 01% 0. 15%，酶解温度为45 55°C，酶解时间为30min lOOmin。3.超声波促进风味酶酶解经中性蛋白酶酶解后，再加入适量的风味酶进行进一步酶解。调节起始PH值为6. 0 6. 5，加酶量为0. 01 % 0. 15%，酶解温度为45 55°C，酶解时间为30min lOOmin。超声波参数不变。4.灭酶分步酶解结束后，将酶解液加热至85 90°C，维持IOmin 20min，进行加热灭酶。5.离心分离灭酶后进行离心分离，去除下层物质，收集上层清液。离心机采用螺旋式离心机,转速为转速3500 4000r/min，离心时间IOmin 15min。6.活性炭脱色将离心分离得到的上清液加入适量的活性炭进行脱色处理。所采用的活性炭粒径为Imm 2mm，添加量为溶剂体积的0. 1 % 5%，脱色温度为55 85°C，脱色时间为30min 50min。7.过滤将脱色后的上清液用200目 400目滤材进行过滤，去除活性炭。设备采用板框过滤机或真空过滤机。8.超声波强化膜分离将上述胶原蛋白肽液采用超滤膜进行分离纯化，膜分离过程中用超声波强化。其超声波频率为20kHz 100kHz，功率为200W 800W，依次选用截留分子量为10000Dalton、3000Dalton、1000Dalton的超滤膜进行超滤，得到3000 lOOOODaltonUOOO 3000Dalton、IOOODalton以下3种分子质量范围的胶原蛋白肽产物。9.纳滤将lOOODalton以下的胶原蛋白肽产物再进一步进行膜分离，采用纳滤膜分离技术。依次采用截留分子量为800Dalton、600Dalton、400Dalton的纳滤膜进行纳滤， 得到 800 lOOODalton,600 800Dalton、400 600Dalton、400Dalton 以下 4 种小分子质量范围的胶原蛋白肽产物。10.冷冻干燥将膜分离技术得到的不同分子质量范围的胶原蛋白肽产物进行冷冻干燥，得到系列产品。
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式例一1.鱼下脚料混合物的制备首先将鱼皮、鱼鳞、鱼内脏分别进行处理，以取出杂蛋白，利于胶原蛋白的溶出。鱼皮经解冻、清洗、剪碎、质量为其20倍的0. Imol/LNaOH浸泡池、清洗备用；鱼鳞经解冻、清洗、质量为其20倍的0. 4mol/LHCL浸泡池、质量为其20倍的 0. Imol/LNaOH浸泡池、清洗备用；鱼内脏经解冻、清洗、绞碎备用；然后将分别处理后的鱼下脚料混合得到鱼下脚料混合物混勻备用。2.超声波促进中性蛋白酶酶解称取20g处理后的鱼下脚料混合物，加入40mL去离子水。超声波频率为选择40kHz，功率为200W，调节起始pH值为7. 0，加酶量为0. 05%，酶解温度为50°C，酶解时间为60min。3.超声波促进风味酶酶解将经过中性蛋白酶酶解后的酶解物中加入适量的风味酶进行进一步酶解。调节起始PH值为6. 5，加酶量为0. 05%，酶解温度为50°C，酶解时间为 60mino超声波参数保持不变。4.灭酶分步酶解结束后，进行水浴灭酶。水浴温度选用90°C，灭酶时间为15min。5.离心分离灭酶后进行离心分离，去除下层物质，收集上层清液。离心机采用螺旋式离心机，转速为转速3500r/min，离心时间15min，离心完毕后，收集上层清液备用。6.活性炭脱色将离心分离得到的上清液加入适量的活性炭进行脱色处理。所采用的活性炭粒径为1mm，添加量为溶剂体积的1. 0%，脱色温度为75°C，脱色时间为30min。7.过滤将脱色后的上清液用400目滤材进行过滤，去除活性炭。设备采用板框过滤机。8.超声波强化膜分离将上述胶原蛋白肽液采用超滤膜进行分离纯化，膜分离过程中用超声波强化。其超声波频率为20kHz，功率为400W，依次选用截留分子量为 10000Dalton、3000Dalton、IOOODalton 的超滤膜进行超滤，得到 3000 IOOOODalton, 1000 3000Dalton、IOOODalton以下3种分子质量范围的胶原蛋白肽产物。9.纳滤将lOOODalton以下的胶原蛋白肽产物再进一步进行膜分离，采用纳滤膜分离技术。采用截留分子量为800Dalton纳滤膜分离，得到800 1000Dalton、800Dalton 以下2种小分子质量范围的胶原蛋白肽产物。10.冷冻干燥将膜分离技术得到的不同分子质量范围的胶原蛋白肽产物进行冷冻干燥，得到产品。例二1.鱼下脚料混合物的制备首先将鱼皮、鱼鳞、鱼内脏分别进行处理，以取出杂蛋白，利于胶原蛋白的溶出。鱼皮经解冻、清洗、剪碎、质量为其20倍的0. Imol/LNaOH浸泡池、清洗备用；鱼鳞经解冻、清洗、质量为其20倍的0. 4mol/LHCL浸泡池、质量为其20倍的 0. Imol/LNaOH浸泡池、清洗备用；鱼内脏经解冻、清洗、绞碎备用；然后将分别处理后的鱼下脚料混合得到鱼下脚料混合物混勻备用。2.超声波促进中性蛋白酶酶解称取20g处理后的鱼下脚料混合物，加入40ml去离子水。超声波频率为选择40kHz，功率为400W，调节起始pH值为7.0，加酶量为0. 1%，酶解温度为^°C，酶解时间为IOOmin。3.超声波促进风味酶酶解经中性蛋白酶酶解后的加入适量的风味酶进行进一步酶解。调节起始PH值为6. 5，加酶量为0. 1 %，酶解温度为55°C，酶解时间为IOOmin。超声波参数不变。4.灭酶分步酶解结束后，进行水浴灭酶。水浴温度选用85°C，灭酶时间为20min。5.离心分离灭酶后进行离心分离，去除下层物质，收集上层清液。离心机采用螺旋式离心机，转速为转速4000r/min，离心时间15min。6.活性炭脱色将离心分离得到的上清液加入适量的活性炭进行脱色处理。所采用的活性炭粒径为2mm，添加量为溶剂体积的1. 5%，脱色温度为55°C，脱色时间为50min。7.过滤将脱色后的上清液用200目滤材进行过滤，去除活性炭。设备采用板框过滤机。8.超声波强化膜分离将上述胶原蛋白肽液采用超滤膜进行分离纯化，膜分离过程中用超声波强化。其超声波频率为20kHz功率为800W，依次选用截留分子量为 10000Dalton、3000Dalton、IOOODalton 的超滤膜进行超滤，得到 3000 IOOOODalton, 1000 3000Dalton、IOOODalton以下3种较大分子质量范围的胶原蛋白肽产物。9.纳滤将lOOODalton以下的胶原蛋白肽产物再进一步进行膜分离，采用纳滤膜分离技术。依次采用截留分子量为800Dalton、600Dalton、400Dalton的纳滤膜进行纳滤， 得到 800 lOOODalton,600 800Dalton、400 600Dalton、400Dalton 以下 4 种小分子质量范围的胶原蛋白肽产物。10.冷冻干燥将膜分离技术得到的不同分子质量范围的胶原蛋白肽产物进行冷冻干燥，得到产品。
权利要求
1.利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，首先分别处理鱼皮、鱼鳞、鱼内脏，而后将其混合得到鱼下脚料混合物，然后按照以下工艺过程制成产品超声波促进中性蛋白酶酶解、 超声波促进风味酶酶解、灭酶、离心分离、活性炭脱色、过滤、超声波强化膜分离、纳滤、冷冻干燥。
2.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于上述鱼下脚料混合物是以鱼皮、鱼鳞、鱼内脏为原料，根据其特性，分别进行处理后混合制成；鱼皮通过解冻、清洗、剪碎、碱处理、清洗备用；鱼鳞通过解冻、清洗、酸处理、碱处理、清洗备用；鱼内脏通过解冻、清洗、绞碎备用。
3.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于所述的超声波促进中性蛋白酶酶解，其超声波频率为20kHz 40kHz，功率为100W 400W，加酶量为物料总重的0. 01 % 0. 15%，酶解时pH为7. 0 7. 5，酶解温度为45 55°C，酶解时间为 30min IOOmin0
4.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于所述的超声波促进风味酶酶解，其超声波频率为20kHz 40kHz，功率为100W 400W，加酶量为物料总重的0. 01% 0. 15%，酶解时pH为6. 0 6. 5，酶解时温度为45 55°C，酶解时间为 30min IOOmin0
5.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于所述的灭酶采用加热灭酶，灭酶温度为85 90°C，灭酶时间为IOmin 20min。
6.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于所述的脱色是采用活性炭脱色，选用的活性炭粒径为Imm 2mm，添加量为溶剂体积的0. 5%， 脱色温度为55 85°C，脱色时间为30min 50min。
7.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于所述的超声波强化膜分离，其超声波频率为20kHz 100kHz，功率为200W 800W，膜的截留分子量分别为 lOOODaltonUOOO 3000Dalton、3000 lOOOODalton，得到 3000 IOOOODalton, 1000 3000Dalton、IOOODalton以下3种分子质量范围的胶原蛋白肽产物。
8.如权利要求1所述的利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，其特征在于所述的纳滤，其膜的截留分子量分别为800Dalton、600Dalton、400Dalton，可得到800 IOOODalton,600 800Dalton、400 600Dalton、400Dalton 以下 4 种小分子质量范围的胶原蛋白肽产物。
全文摘要
本发明是利用鱼下脚料加工胶原蛋白肽的方法，属于水产品加工及其下脚料综合利用技术领域。本发明以鱼下脚料鱼皮、鱼鳞、鱼内脏为原料进行高值化开发利用，首先进行分别处理，混和得到鱼下脚料混合物，然后通过超声波促进分步酶解、灭酶、离心分离、脱色、过滤、超声波强化膜分离、纳滤、冷冻干燥得到不同分子量的胶原蛋白肽。本发明通过超声波促进酶解和膜分离过程，加酶量少，酶解时间短，生产效率高，制得的不同分子量的产品无异味、色浅，可用于医药、保健品、食品等行业。
文档编号C07K1/34GK102242176SQ20111013003
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者刘雪, 胡爱军, 郑捷 申请人:天津科技大学