CN102533914A - 一种高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽及制备方法。该方法包括步骤：将鱼皮洗净后切块、绞碎，NaCl溶液搅拌处理，离心脱脂去异蛋白，加水调节初始浆液pH值至8.0～8.5，碱性蛋白酶和中性蛋白酶组合梯度酶解，酶解结束后灭酶、活性炭吸附脱色，再经粗滤和精滤、蒸发浓缩、喷雾干燥制得产品。本发明工艺简单，易于工业化生产，生产中充分去除腥异味和非胶原蛋白，采用低温生物酶解技术，不添加其他物质，提高了产品品质，获得的鱼胶原蛋白肽粉特征氨基酸羟脯氨酸含量≥9％，平均分子量低于1000Dal；无腥异味，在酸性条件下加热处理也不会产生明显腥味、异味，可以作为绿色功能性配料广泛应用于各类食品加工和化妆品中。

Description

一种高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽及其制备方法

技术领域

本发明涉及水产品废弃物高附加值加工利用技术领域，具体涉及到将罗非鱼加工废弃物—鱼皮预处理、复合酶梯度酶解、精制制备出高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽，该肽在酸性条件下加热处理也不会产生腥异味，可广泛用作保健食品、普通食品和化妆品的原料。 

背景技术

胶原蛋白是人体皮肤、骨骼、***最重要组织成分。科学证明，成人每天自然流失胶原蛋白约3～5克左右。如不及时补给，一方面会导致组织细胞得不到合成蛋白质的原料，另一方面营养物质维生素、微量元素等因缺乏载体不易到达相应细胞和器官使细胞得不到营养支持，造成体内抗体减少，免疫***功能降低，内分泌***紊乱，因此国内外医学专家认为：胶原缺乏症，最终导致衰老及身体多病齐发。胶原蛋白因其显著的抗氧化、防衰老、补钙护钙促进骨骼发育、提高人体免疫力、促进皮肤细胞再生等优越功能，被广泛应用于保健食品、美容化妆品和医疗保健品等领域。欧美、日本和韩国近7成的女性，台湾地区近5成的女性常年口服或外用胶原蛋白产品来美容和保健。 

传统的胶原蛋白一般以猪和牛等动物的皮和骨为原料。由于从畜禽动物提取的胶原蛋白在吸收率(研究显示胶原蛋白肠道和皮肤吸收率仅为2～4％)方面有一定的局限性，并且随着对疯牛病、***和禽流感等高致病性传染病的恐惧，从海水或淡水鱼体废弃物--鱼皮和鱼鳞中提取安全性高、吸收率高、生物活性更强的胶原蛋白肽已成为胶原蛋白产品行业发展的主流。研究利用鱼皮、鱼鳞提取胶原蛋白肽已成为国内外研发的热点。 

现有鱼胶原蛋白肽加工方法主要有以下几点问题：(1)传统的胶原蛋白肽提取方法采用酸或碱降解胶原蛋白提取，这些方法会在降解过程当中导致部分氨基酸破坏，产品安全性差，生物活性损失；(2)采用生物酶解技术制备鱼胶原蛋白肽，酶组合选择不理想，生产效率低，产品分子量偏高，酶解过程中加入大量工业级盐酸、氢氧化钠调节pH值，影响产品品质，且增加了产品精 制难度和生产成本；(3)由于原料处理不及时或生产工序脱腥去异味不到位，开发出来的鱼胶原蛋白产品腥异味重，限制了其在下游产品中的应用；或脱腥去异味精制工艺非常复杂，如中国专利200810138406.0公开了一种鱼胶原蛋白肽离子交换层析脱腥工艺，采用将鱼胶原蛋白肽预处理、转型、上羧甲基纤维素交换柱、纯水洗脱、脱盐，再浓缩干燥成脱腥味的肽粉；中国专利200810106710.7公开了一种利用脱灰、脱脂的干鱼鳞为原料加工鱼胶原低聚肽的方法，其精制采用硅藻土过滤、大孔吸附树脂吸附、阳离子交换树脂吸附、阴离子交换树脂吸附、洗脱液洗脱、多层过滤膜过滤方法；中国专利200610078017.4公开了一种利用鱼皮、鱼骨为原料制取鱼胶原肽的工业化生产方法，其精制包括离心分离去渣、油水离心分离机脱油去腥、微滤超滤澄清、5％粉末活性碳脱色、过滤过程；这些方法工艺复杂，操作过程繁琐，不利于工业化生产。 

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种低温控制酶解技术制备高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽的方法。 

本发明的又一目的在于提供一种上述方法制备的鱼胶原蛋白肽。 

本发明是通过下述技术方案来实现的：一种高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽的制备方法，包括以下操作步骤： 

(1)鱼皮准备：将新鲜的鱼皮用水洗净备用，或将新鲜的鱼皮急冻排酸，加工前用水洗净解冻备用； 

(2)脱脂、去异蛋白：将备用的鱼皮切块、绞碎，加入4～8倍鱼皮重量的质量百分比浓度为2～4％的NaCl溶液搅拌处理8～12h，以4000～6000r/min转速离心10～20min，去废液，将沉淀部分加入2～3倍沉淀部分重量的50～60℃的水搅拌25～35min，再以4000～6000r/min转速离心10～20min，去废液，取沉淀备用； 

(3)酶解：将沉淀加入50～55℃水搅拌均匀，得到鱼皮浆；保证鱼皮浆中蛋白质质量百分含量为8％～15％，控制恒温50～52℃，调节鱼皮浆浆液pH值至8.0～8.5，加入鱼皮浆中蛋白质质量0.05～0.3％的碱性蛋白酶A搅拌水解1～3h后，再加入鱼皮浆中蛋白质质量0.1～0.3％的中性蛋白酶B搅拌水解2～5h； 

(4)灭酶、脱色：酶解结束后升温至80～85℃，加入鱼皮浆浆液中鱼皮重量2～4％的活性碳粉末搅拌混匀，在80～85℃恒温条件下，以30～60r/min搅拌20～40min，实现灭酶和吸附脱色一步完成； 

(5)粗滤、精滤：将灭酶和吸附脱色后的含活性碳的浆液泵入板框式硅藻土过滤机粗滤，压滤后的清液再经板框式纸板过滤机精滤，去除活性碳残余细粒和大分子蛋白(肽)，得到澄清透明的鱼胶原蛋白肽透过液； 

(6)蒸发浓缩：将鱼胶原蛋白肽透过液通过双效降膜蒸发浓缩器浓缩至固形物质量含量为35～45％的浓缩液； 

(7)喷雾干燥：浓缩液经干燥塔干燥，进口温度控制为160～170℃，出口温度控制为80～90℃，干燥结束，即得到鱼皮胶原蛋白肽粉成品。 

步骤(1)所述新鲜的鱼皮为绿色无公害养殖的新鲜罗非鱼经剥皮去鳞后的鱼皮；所述急冻排酸是在零下38℃条件下进行急冻排酸。 

步骤(1)～(3)所述水为去离子水。 

步骤(2)所述离心是采用离心分离机进行离心；步骤(5)所述板框式纸板过滤机的过滤精度为0.1um。 

步骤(3)所述碱性蛋白酶A和中性蛋白酶B为市售的从植物、动物或微生物提取的食品级蛋白酶，两种酶组合梯度使用，可显著提高产品得率和改善产品风味。所述碱性蛋白酶A优选为碱性蛋白酶Alcalase、碱性蛋白酶Protex-6L或庞博食品级碱性蛋白酶；所述中性蛋白酶B优选为中性蛋白酶Neutrase、中性蛋白酶Protex.7L、庞博食品级中性蛋白酶、木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶。 

步骤(4)所述活性碳为复合型活性碳；所述活性碳粉末的细度为200～300目。 

步骤(4)所述干燥塔采用离心式喷雾干燥塔，喷雾干燥后可直接进入造粒机获得不同比重和颗粒大小的鱼胶原蛋白肽粉产品。 

步骤(7)所述鱼胶原蛋白肽粉以干基计：蛋白质质量含量≥90％(换算系数5.79)，特征氨基酸羟脯氨酸质量含量≥9％，平均分子量低于1000Dal。 

一种根据上述方法制备得到的鱼胶原蛋白肽粉。该鱼胶原蛋白肽粉无腥异味，在酸性条件下加热处理也不会产生明显腥味、异味，可以作为绿色功能性配料广泛应用于各类食品加工和化妆品中。 

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 

(1)本发明采用新鲜鱼皮或急冻解冻后的鱼皮为原料，在酶解前通过绞 碎鱼皮，NaCl溶液搅拌处理，离心去除脂肪、脂肪衍生物以及非胶原蛋白工艺，一方面尽可能地减少脂肪及其衍生物对产品风味及后续制备工艺的影响，因脂肪衍生物(醛、酮、三甲胺等)具有不良气味，且脂肪残留在浆液中，会影响后续过滤工艺，造成产品品质下降；另一方面非胶原蛋白的去除有利于提高酶解原料胶原蛋白的纯度，促使终产品鱼胶原蛋白肽的纯度提高，保障了产品的高生物活性；同时不采用碱液、酸液、有机溶剂处理也充分地避免产品中活性成分的破坏和有害物质的残留；本发明获得的鱼皮胶原蛋白肽产品特征氨基酸羟脯氨酸含量不低于9％，甚至达到10％以上，远高于市面上鱼皮胶原蛋白肽产品羟脯氨酸含量6～7％水平。 

(2)本发明酶解工艺中采用调节初始浆液pH值至8.0～8.5、碱性蛋白酶和中性蛋白酶组合梯度酶解，可充分发挥酶组合的作用优势，提高酶解效率和产品得率，且避免引入过多的酸液、碱液，改善产品风味；若完全不调节pH值，酶高效作用优势不能充分发挥，若全过程调节pH值，会明显增加产品的精制难度和生产成本。 

(3)本发明通过脱色吸附、粗滤、精滤进一步精制提纯鱼皮胶原蛋白肽，控制产品分子量大小，提高产品品质，其中精滤采用板框式纸板过滤机，通过控制过滤精度实现控制透过液分子量大小，操作方便，易于工业化。 

(4)本发明获得的鱼皮胶原蛋白肽产品纯度高，风味良好，无腥异味，在酸性条件下加热处理也不会产生明显腥味、异味，可以作为优质基料广泛应用于各类食品、化妆品中，不影响终产品特性。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 

实施例1 

(1)鱼皮准备：将新鲜罗非鱼剥皮去鳞后的鱼皮用去离子水洗净后备用； 

(2)脱脂、去异蛋白：将备用的鱼皮切块、绞碎，加入4倍鱼皮重量的质量百分浓度4％的NaCl溶液搅拌处理12h，采用离心分离机以6000r/min转速离心10min，去废液；将沉淀部分加入2倍沉淀部分重量的60℃的去离子水搅拌30min，再以4000r/min转速离心20min，去废液，取沉淀备用； 

(3)酶解：将沉淀加入53℃去离子水搅拌均匀，得到鱼皮浆；保证鱼皮 浆中蛋白质质量含量为8％，控制恒温50℃，调节鱼皮浆浆液pH值至8.0，加入鱼皮浆中蛋白质质量0.05％的碱性蛋白酶Alcalase搅拌水解3h后，再加入鱼皮浆中蛋白质质量0.3％中性蛋白酶Neutrase搅拌水解2h； 

(4)灭酶、脱色：酶解结束后升温至80℃，加入鱼皮浆浆液中鱼皮重量2％活性碳粉末(细度为200目)搅拌混匀，于80℃恒温条件下，以30r/min搅拌30min，实现灭酶和吸附脱色一步完成； 

(5)粗滤、精滤：将灭酶、吸附脱色后含活性碳浆液泵入板框式硅藻土过滤机粗滤，压滤后的清液再经板框式纸板过滤机(过滤精度0.1um)精滤，去除活性碳残余细粒和大分子蛋白(肽)，得到澄清透明的鱼胶原蛋白肽透过液； 

(6)蒸发浓缩：将鱼胶原蛋白肽透过液通过双效降膜蒸发浓缩器浓缩至固形物含量为35％的浓缩液； 

(7)喷雾干燥：浓缩液经干燥塔干燥，进口温度控制为160℃，出口温度控制为80℃，干燥结束，即得到鱼皮胶原蛋白肽粉成品。 

实施例2 

(1)鱼皮准备：将新鲜罗非鱼剥皮去鳞后的鱼皮用去离子水洗净后备用； 

(2)脱脂、去异蛋白：将备用的鱼皮切块、绞碎，加入8倍鱼皮重量的质量百分浓度为2％的NaCl溶液搅拌处理8h，采用离心分离机以4000r/min转速离心10min，去废液；将沉淀部分加入3倍沉淀部分重量的50℃的去离子水搅拌30min，再以6000r/min转速离心10min，去废液，取沉淀备用； 

(3)酶解：将沉淀加入55℃去离子水搅拌均匀，得到鱼皮浆；保证鱼皮浆中蛋白质质量含量为15％，控制恒温52℃，调节鱼皮浆浆液pH值至8.5，加入鱼皮浆中蛋白质质量含量0.3％的碱性蛋白酶Protex-6L搅拌水解1h后，再加入鱼皮浆中蛋白质含量0.1％中性蛋白酶Protex.7L搅拌水解5h； 

(4)灭酶、脱色：酶解结束后升温至85℃，加入鱼皮浆浆液中鱼皮重量4％活性碳粉末(细度为200目)搅拌混匀，于85℃恒温条件下，以60r/min搅拌20min，实现灭酶和吸附脱色一步完成； 

(5)粗滤、精滤：将灭酶、吸附脱色后含活性碳浆液泵入板框式硅藻土过滤机粗滤，压滤后的清液再经板框式纸板过滤机(过滤精度0.1um)精滤，去除活性碳残余细粒和大分子蛋白(肽)，得到澄清透明的鱼胶原蛋白肽透过 液； 

(6)蒸发浓缩：将鱼胶原蛋白肽透过液通过双效降膜蒸发浓缩器浓缩至固形物含量为45％的浓缩液； 

(7)喷雾干燥：浓缩液经干燥塔干燥，进口温度控制为170℃，出口温度控制为90℃，干燥结束，即得到鱼皮胶原蛋白肽粉成品。 

实施例3 

(1)鱼皮准备：将新鲜罗非鱼剥皮去鳞后的鱼皮于零下38℃急冻排酸，加工前用去离子水洗净解冻备用； 

(2)脱脂、去异蛋白：将备用的鱼皮切块、绞碎，加入6倍鱼皮重量的质量百分浓度为3％的NaCl溶液搅拌处理10h，采用离心分离机以5000r/min转速离心15min，去废液，将沉淀部分加入3倍沉淀部分重量的55℃去离子水搅拌30min，再以5000r/min转速离心15min，去废液，取沉淀备用； 

(3)酶解：将沉淀加入53℃去离子水搅拌均匀，得到鱼皮浆；保证鱼皮浆中蛋白质质量含量为10％，控制恒温50℃，调节鱼皮浆浆液pH值至8.0，加入鱼皮浆中蛋白质质量0.15％的庞博食品级碱性蛋白酶(地衣芽孢杆菌2709)搅拌水解2h后，再加入鱼皮浆中蛋白质质量0.2％的庞博食品级中性蛋白酶搅拌水解3h； 

(4)灭酶、脱色：酶解结束后升温至80℃，加入鱼皮浆浆液中鱼皮重量3％活性碳粉末(细度为300目)搅拌混匀，于80℃恒温条件下，以40r/min搅拌40min，实现灭酶和吸附脱色一步完成； 

(5)粗滤、精滤：将灭酶、吸附脱色后含活性碳浆液泵入板框式硅藻土过滤机粗滤，压滤后的清液再经板框式纸板过滤机(过滤精度0.1um)精滤，去除活性碳残余细粒和大分子蛋白(肽)，得到澄清透明的鱼胶原蛋白肽透过液； 

(6)蒸发浓缩：将鱼胶原蛋白肽透过液通过双效降膜蒸发浓缩器浓缩至固形物含量为40％的浓缩液； 

(7)喷雾干燥：浓缩液经干燥塔干燥，进口温度控制为165℃，出口温度控制为85℃，干燥结束，即得到鱼皮胶原蛋白肽粉成品。 

实施例4 

(1)鱼皮准备：将新鲜罗非鱼剥皮去鳞后的鱼皮于零下38℃急冻排酸，加工前用去离子水洗净解冻备用； 

(2)脱脂、去异蛋白：将备用的鱼皮切块、绞碎，加入7倍鱼皮重量的质量百分比浓度为3％的NaCl溶液搅拌处理9h，采用离心分离机以5000r/min转速离心20min，去废液，将沉淀部分加入3倍沉淀部分重量的55℃的去离子水搅拌35min，再以5000r/min转速离心20min，去废液，取沉淀备用； 

(3)酶解：将沉淀加入55℃去离子水搅拌均匀，得到鱼皮浆；保证鱼皮浆中蛋白质质量含量为13％，控制恒温50℃，调节鱼皮浆浆液pH值至8.3，加入鱼皮浆中蛋白质质量含量0.15％的碱性蛋白酶Alcalase搅拌水解2h后，再加入鱼皮浆中蛋白质质量含量0.2％的木瓜蛋白酶搅拌水解3h； 

(4)灭酶、脱色：酶解结束后升温至82℃，加入鱼皮浆浆液中鱼皮重量3％活性碳粉末(细度为200目)搅拌混匀，于82℃恒温条件下，以50r/min搅拌30min，实现灭酶和吸附脱色一步完成； 

(5)粗滤、精滤：灭酶、吸附脱色后含活性碳浆液泵入板框式硅藻土过滤机粗滤，压滤后的清液再经板框式纸板过滤机(过滤精度0.1um)精滤，去除活性碳残余细粒和大分子蛋白(肽)，得到澄清透明的鱼胶原蛋白肽透过液； 

(6)蒸发浓缩：将鱼胶原蛋白肽透过液通过双效降膜蒸发浓缩器浓缩至固形物含量为42％的浓缩液； 

(7)喷雾干燥：浓缩液经干燥塔干燥，进口温度控制为165℃，出口温度控制为85℃，干燥结束，即得到鱼皮胶原蛋白肽粉成品。 

采用GB/T 5009.5规定的方法测定实施例1～4制得的鱼皮胶原蛋白肽粉总氮含量，乘以蛋白质换算系数5.79折算成蛋白质含量；采用GB/T 9695.23-2008《肉与肉制品羟脯氨酸含量测定》分析实施例1～4制得的鱼皮胶原蛋白肽粉羟脯氨酸含量；采用GB/T 22729-2008附录A高效凝胶过滤色谱法分析实施例1～4制得的鱼皮胶原蛋白肽粉平均分子量，结果见表1。 

表1实施例1～4制得的鱼皮胶原蛋白肽粉分析检测结果 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种高纯度无腥异味的鱼胶原蛋白肽的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)鱼皮准备：将新鲜的鱼皮用水洗净备用，或将新鲜的鱼皮急冻排酸，加工前用水洗净解冻备用；

(2)脱脂、去异蛋白：将备用的鱼皮切块、绞碎，加入4～8倍鱼皮重量的质量百分比浓度为2～4％的NaCl溶液搅拌处理8～12h，以4000～6000r/min转速离心10～20min，去废液，将沉淀部分加入2～3倍沉淀部分重量的50～60℃的水搅拌25～35min，再以4000～6000r/min转速离心10～20min，去废液，取沉淀备用；

(3)酶解：将沉淀加入50～55℃水搅拌均匀，得到鱼皮浆；保证鱼皮浆中蛋白质质量百分含量为8％～15％，控制恒温50～52℃，调节鱼皮浆浆液pH值至8.0～8.5，加入鱼皮浆中蛋白质质量0.05～0.3％的碱性蛋白酶A搅拌水解1～3h后，再加入鱼皮浆中蛋白质质量0.1～0.3％的中性蛋白酶B搅拌水解2～5h；

(4)灭酶、脱色：酶解结束后升温至80～85℃，加入鱼皮浆浆液中鱼皮重量2～4％的活性碳粉末搅拌混匀，在80～85℃恒温条件下，以30～60r/min搅拌20～40min，实现灭酶和吸附脱色一步完成；

(5)粗滤、精滤：将灭酶和吸附脱色后的含活性碳的浆液泵入板框式硅藻土过滤机粗滤，压滤后的清液再经板框式纸板过滤机精滤，得到澄清透明的鱼胶原蛋白肽透过液；

(6)蒸发浓缩：将鱼胶原蛋白肽透过液通过双效降膜蒸发浓缩器浓缩至固形物质量含量为35～45％的浓缩液；

(7)喷雾干燥：浓缩液经干燥塔干燥，进口温度控制为160～170℃，出口温度控制为80～90℃，干燥结束，即得到鱼皮胶原蛋白肽粉成品。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述新鲜的鱼皮为绿色无公害养殖的新鲜罗非鱼经剥皮去鳞后的鱼皮；所述急冻排酸是在零下38℃条件下进行急冻排酸。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)～(3)所述水为去离子水。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述离心是采用离心分离机进行离心；步骤(5)所述板框式纸板过滤机的过滤精度为0.1um。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述碱性蛋白酶A为碱性蛋白酶Alcalase、碱性蛋白酶Protex-6L或庞博食品级碱性蛋白酶；所述中性蛋白酶B为中性蛋白酶Neutrase、中性蛋白酶Protex.7L、庞博食品级中性蛋白酶、木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述活性碳为复合型活性碳；所述活性碳粉末的细度为200～300目。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述干燥塔采用离心式喷雾干燥塔。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(7)所述鱼胶原蛋白肽粉以干基计：蛋白质质量含量≥90％，羟脯氨酸质量含量≥9％，平均分子量低于1000Dal。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述方法制备得到的鱼胶原蛋白肽粉。