CN102669401A - 一种鱼蛋白水解螯合物制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，以低值海水鱼如带鱼下脚料为原料，经过前处理、加入复合酶水解、多肽螯合修饰制备同时具有抗菌、抗氧化和铁强化作用的鱼蛋白水解螯合物，产品具有纯天然的特点，具有良好的抗氧化能力，对大肠杆菌，枯草牙孢杆菌，金黄色葡萄球菌，沙门氏菌有显著的抗菌效果。生产过程中的无水乙醇可以回收利用，生产成本低，可以实现水产品高值化开发与高度利用。

Description

一种鱼蛋白水解螯合物制备方法

技术领域

本发明涉及一种水解螯合物的制备方法，尤其涉及一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法。

背景技术

    蛋白质水解物中的小分子多肽可由肠道直接吸收消化，可作为肠道营养剂或以流质食物形式提供给需要人群，因此蛋白质水解物在医药、保健食品中有广泛的应用。因此，也一直都是营养研究的重要课题。蛋白质经酶催化等方法水解得到的产物称为水解蛋白或蛋白水解物（Protein hydrolysate）。

前一个时期对蛋白水解物的开发研究主要停留在乳蛋白、大豆蛋白、蛋清蛋白等种类，其中以乳蛋白水解物和活性肽的研究开发最为深入。近年来，有关动物源性水解蛋白和活性肽的产品研究和开发日益受到重视，如畜血、水产蛋白等方面文章不断有报道。因为我国海洋生物资源蕴藏量十分丰富，其中海洋蛋白资源种类尤其繁多，由于海洋环境不同于陆地环境，为适应某些极端生存环境，构成海洋生物的蛋白无论在氨基酸组成成分上还是在氨基酸排列顺序上都与陆生动植物源蛋白有很大不同。因而向海洋进军，索取海洋药物食物、功能蛋白和特殊活性物质，已成为世界各沿海国家海洋开发的一项重要内容。

长期以来，带鱼(产量在100万吨以上)由于市场价格低、加工技术水平和回收手段落后，其中很大一部分被直接切碎，只是用于简单加工的养殖饵料鱼粉，造成产品价值利用率低，经济效益不高，资源浪费严重等现象，同时由于优质蛋白质、氨基酸、活性矿物质等大量营养成分流失，更造成了环境的污染。近年来，鱼类资源的匮乏越来越引起人们的关注，而大量的鱼类下脚料因加工性能差而被抛弃，浪费了大量的蛋白源。同时海洋鱼类蛋白质产生于特殊的地理环境，所含氨基酸比值与人的肌肉成分又极为接近，对于人体吸收利用而言其品位极高，因而开发鱼蛋白水解物和分离物引起了人们的广泛兴趣。因此，必须开展鱼类资源特别是带鱼的精深加工，为提高其利用价值和经济价值寻找新的途径。

中国专利公告号CN 1883289A,公开日2006年12月27日，发明名称为淡水鱼蛋白活性多肽水解液的制备方法，该申请案公开了一种淡水鱼蛋白活性多肽水解液的制备方法，通过添加动物蛋白复合酶、风味酶进行水解，加入酵母菌和乳酸菌发酵等五次去腥工艺流程，既可以彻底祛除水解液的腥味、苦味，又使该水解液具备了普通鱼蛋白水解液没有的特殊香味和口感。其不足之处为，适用于淡水鱼，制的的水解液抗氧化性，抗菌低。

发明内容

本发明为了解决现有技术中对于海水鱼下脚料利用少，水解液抗氧化性，抗菌低的缺陷，以提供了一种同时具有抗氧化性、抗菌和铁强化作用的鱼蛋白水解螯合物的制备方法。

本发明主要是通过下述技术方案得以解决上述技术问题的：

一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，所述的制备方法步骤如下：

a）原料处理：带鱼下脚料，去头、去尾、去骨，留取鱼肉以作备用；

b）前处理：用清水将步骤a所得的鱼肉洗净，沥干水分，切碎后室温条件下匀浆，冷冻贮藏；

c）复合酶水解：将步骤b所得鱼肉浆按2-5倍重量比加入去离子水，调节pH为6-7，加入复合酶，温度40-50℃水解，复合酶的重量百分比为鱼肉浆的0.2%-0.8%，水解1.5-6小时，水解结束后于沸水中保持8-15min灭酶，冷却后抽滤，再离心过滤，最后超滤膜过滤水解液去除分子量低于10kDa的水解产物，收集超滤水解液于4℃条件下储存；

d）多肽螯合物制备：将步骤c所得超滤水解液调整pH7-8.3，按重量向40-50份超滤水解液中缓慢加入1份质量分数为1%-3%的FeCl2溶液，在温度20-30℃，螯合反应20-30分钟，螯合反应结束后，对螯合物进行过滤，得到初级螯合沉淀物与初级滤液，之后对初级滤液进行无水乙醇分级梯度沉淀得到次级螯合沉淀物，将以上无水乙醇分级梯度沉淀所得的螯合沉淀物与第一次沉淀所得的初级螯合沉淀物合并40-60℃下干燥3-5h，得到鱼蛋白水解螯合物。

作为优选，所述复合酶由风味酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶两种以上组成，风味酶的酶活力为40万U/克，木瓜蛋白酶的酶活力为200万U/克，中性蛋白酶的酶活力为10万U/克。

作为优选，所述复合酶中风味酶、木瓜蛋白酶酶、中性蛋白酶重量比为1：3：2。

作为优选，步骤b中匀浆所用仪器转速为2000 -3000r/min。

作为优选，所述步骤d中无水乙醇分级梯度沉淀分为3级，乙醇的质量百分浓度分别为60%、80%、95%。

该制备工艺为：

原料→前处理→酶解→按比例加入金属→搅拌→调节pH→震荡合成→离心分离→无水乙醇洗涤→分级沉淀→抽滤→鼓风干燥→多肽-Fe²⁺螯合物成品。

其中，步骤c中抽滤是为了去除水解产物中碎鱼骨和鱼刺，离心过滤是为了去除鱼油和未水解的鱼肉。

步骤d，将步骤c所得超滤水解液调整pH7-8.3，按重量比向45份超滤水解液中缓慢加入1份质量分数为1%-4%的FeCl2溶液，在温度20-30℃，20-30分钟进行螯合反应，螯合反应结束后，对螯合物进行过滤，得到初级螯合沉淀物A和初级滤液，之后对初级滤液进行乙醇分级梯度沉底，在室温下加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到60%，沉淀后离心10 min获得2级螯合物沉淀B和次级滤液；向次级滤液中继续加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到80%，离心10 min获得3级螯合物沉淀C和三级滤液；最后向三级滤出液中继续添加无水乙醇，使得其质量百分浓度达到95%以上，室温下静置20 min，产生悬浮物和沉淀，对此体系进行旋转蒸发减压浓缩，可得4级螯合物沉淀D；将以上1—4级螯合物沉淀于真空条件下（0.1 MPa）45℃烘干4h后，置于硅胶干燥器保存备用。

其中，风味酶是外切酶，具有消除苦味的作用，能水解酪蛋白，弹性蛋白，胶原蛋白，类粘蛋白和粘蛋白等；木瓜蛋白酶是蛋白内切酶，水解能力强，作用时间长，且价格低；中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的，属于一种内切酶，可用于各种蛋白质水解处理，在一定温度、PH值下，能将大分子蛋白质水解为氨基酸等产物，可广泛应用于动植物蛋白的水解，价格适中，水解度高。

其中，按照标准方法测定原料的各成分：

水分：常压直接干燥法

总灰分：总灰分测定方法

粗脂肪：索氏抽提法

粗蛋白：微量凯氏定氮法

非蛋白氮：微量凯氏定氮法

总糖：蒽酮比色法

铁含量：邻两氮菲法

钙含量：EDTA滴定法

α-氨基氮：电位滴定法。

亚铁离子多肽螯合物的抗氧化、抗菌活性测定：

多肽螯合物的抗氧化测定——TBA法：

以维生素C、生育酚为对比，亚铁离子螯合物具有良好的抗氧化能力，其抗氧化作用与其相当；  

多肽螯合物的抗菌活性测定——牛津杯双层平板法：

亚铁离子螯合物对大肠杆菌，枯草牙孢杆菌，金黄色葡萄球菌，绿脓杆菌进行实验，结构表明对革兰氏阳性菌有较好的抗菌效果。

本发明的有益效果是：

（1）以海洋低值鱼带鱼加工后下脚料为原料，制备同时具有抗菌、抗氧化和铁强化作用的鱼蛋白水解螯合物，生产过程中的无水乙醇可以回收利用，生产成本低，可以实现水产品高值化开发与高度利用；

（2）生产工艺技术对设备要求不高，设备投资少，一般水产加工企业都具备开发的条件和能力；

（3）产品具有纯天然的特点，具有良好的抗氧化能力，对大肠杆菌，枯草牙孢杆菌，金黄色葡萄球菌，沙门氏菌有显著的抗菌效果。

附图说明

图1是本发明抗氧化活性示意图。

图中，A:一级螯合物沉淀；B：二级螯合物沉淀；C：三级螯合物沉淀；D：四级螯合物沉淀；E：Vit.E。

具体实施方式

实施例一：

a）原料处理：带鱼下脚料，去头、去尾、去骨，留取鱼肉以作备用；

b）前处理：用清水将步骤a所得的鱼肉洗净，沥干水分，切碎后室温条件下匀浆，冷冻贮藏；

c）复合酶水解：将步骤b所得鱼肉浆按3倍重量比加入去离子水，调节pH为6.8，加入复合酶，温度45℃水解，复合酶的重量为鱼肉浆的0.5%，复合酶由风味酶与木瓜蛋白酶组成，风味酶与木瓜蛋白酶的重量比为1：3，水解时间为4小时，水解结束后于沸水中保持10 min灭酶，冷却后抽滤，再离心过滤，最后超滤膜过滤去除分子量低于10kDa的水解产物，收集超滤水解液于4℃条件下储存；

d）多肽螯合物制备：将步骤c所得超滤水解液调整pH7.3，按重量比向45份超滤水解液中缓慢加入1份质量分数为1%的FeCl2溶液，在温度24℃，螯合反应30分钟，螯合反应结束后，对螯合物进行过滤，得到初级螯合沉淀物A和初级滤液，之后对初级滤液进行无水乙醇分级梯度沉底，在室温下加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到60%，沉淀后离心10 min获得2级螯合物沉淀B和次级滤液；向次级滤液继续加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到80%，离心10 min获得3级螯合物沉淀C和三级滤液；最后向三级滤出液中继续添加无水乙醇，使得其浓度达到95%以上，室温下静置20 min，产生悬浮物和沉淀，对此体系进行旋转蒸发减压浓缩，可得4级螯合物沉淀D；将以上1—4级螯合物沉淀于真空条件下（0.1 MPa）45℃烘干4h后，置于硅胶干燥器保存备用。

实施例二：

a）原料处理：带鱼下脚料，去头、去尾、去骨，留取鱼肉以作备用；

b）前处理：用清水将步骤a所得的鱼肉洗净，沥干水分，切碎后室温条件下匀浆，冷冻贮藏；

c）复合酶水解：将步骤b所得鱼肉浆按2倍重量比加入去离子水，调节pH为6.0，加入复合酶，温度40℃水解，复合酶的重量为鱼肉浆的0.2%，复合酶由风味酶、木瓜蛋白酶与中性蛋白酶组成，风味酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶的重量比为1：3：2，水解时间为1.5小时，水解结束后于沸水中保持8 min灭酶，冷却后抽滤，再离心过滤，最后超滤膜过滤去除分子量低于10kDa的水解产物，收集超滤水解液于4℃条件下储存；

d）多肽螯合物制备：将步骤c所得超滤水解液调整pH7.0，按重量比向40份超滤水解液中缓慢加入1份质量分数为2%的FeCl2溶液，在温度20℃，螯合反应20分钟，螯合反应结束后，对螯合物进行过滤，得到初级螯合沉淀物A和初级滤液，之后对初级滤液进行无水乙醇分级梯度沉底，在室温下加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到60%，沉淀后离心10 min获得2级螯合物沉淀B和次级滤液；向次级滤液继续加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到80%，离心10 min获得3级螯合物沉淀C和三级滤液；最后向三级滤出液中继续添加无水乙醇，使得其浓度达到95%以上，室温下静置20 min，产生悬浮物和沉淀，对此体系进行旋转蒸发减压浓缩，可得4级螯合物沉淀D；将以上1—4级螯合物沉淀于真空条件下（0.1 MPa）40℃烘干3h后，置于硅胶干燥器保存备用。

实施例三

a）原料处理：带鱼下脚料，去头、去尾、去骨，留取鱼肉以作备用；

b）前处理：用清水将步骤a所得的鱼肉洗净，沥干水分，切碎后室温条件下匀浆，冷冻贮藏；

c）复合酶水解：将步骤b所得鱼肉浆按5倍重量比加入去离子水，调节pH为7.0，加入复合酶，温度50℃水解，复合酶的重量为鱼肉浆的0.8%，复合酶由木瓜蛋白酶与中性蛋白酶组成，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶的重量比为3：2，水解时间为6小时，水解结束后于沸水中保持15 min灭酶，冷却后抽滤，再离心过滤，最后超滤膜过滤去除分子量低于10kDa的水解产物，收集超滤水解液于4℃条件下储存；

d）多肽螯合物制备：将步骤c所得超滤水解液调整pH8.3，按重量比向50份超滤水解液中缓慢加入1份质量分数为3%的FeCl2溶液，在温度30℃，螯合反应25分钟，螯合反应结束后，对螯合物进行过滤，得到初级螯合沉淀物A和初级滤液，之后对初级滤液进行无水乙醇分级梯度沉底，在室温下加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到60%，沉淀后离心10 min获得2级螯合物沉淀B和次级滤液；向次级滤液继续加入无水乙醇，使其质量百分浓度达到80%，离心10 min获得3级螯合物沉淀C和三级滤液；最后向三级滤出液中继续添加无水乙醇，使得其浓度达到95%以上，室温下静置20 min，产生悬浮物和沉淀，对此体系进行旋转蒸发减压浓缩，可得4级螯合物沉淀D；将以上1—4级螯合物沉淀于真空条件下（0.1 MPa）50℃烘干5h后，置于硅胶干燥器保存备用。

 实施例四，通过上述实施例制的产物，测定其抗氧化性，采用TBA法即硫代巴比妥酸法，其抗氧化性能效果见图1：

B的抗氧化活性最高，其氧化活性Vit.E抗氧化活性的92%。A和B疏水性更强，原因是它们富含组氨酸，且它们的螯合环增强了组氨酸咪唑环的抗氧化能力，因此A和B可以用作天然抗氧化剂。同A和B相比，C和D具有较好的亲水性，在水环境中可溶，这些提示C和D可能主要由亲水氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸、氨基乙酸、丙氨酸、苏氨酸和丝氨酸等组成，仅含有少量组氨酸，所以C和D可以作为亲水性的天然抗氧化剂。

通过上述实施例的产物，测定其抗菌性，采用牛津杯双层平板法，其应用效果如下：

A对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和枯草芽胞杆菌无任何抗菌活性；而B对金黄色葡萄球菌具有较弱的抗菌活性；C对上述4种细菌也具有微弱抗菌活性；D对4种细菌的抗菌活性为最高，这种活性取决于螯合组分的亲水性，所以在食品工业中，D可以用作亲水性的天然抗菌剂。

Claims (5)

1. 一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤如下：

a）原料处理：带鱼下脚料，去头、去尾、去骨，留取鱼肉以作备用；

b）前处理：用清水将步骤a所得的鱼肉洗净，沥干水分，切碎后室温条件下匀浆，冷冻贮藏；

c）复合酶水解：将步骤b所得鱼肉浆按2-5倍重量比加入去离子水，调节pH为6-7，加入复合酶，温度40-50℃水解，复合酶的重量百分比为鱼肉浆的0.2%-0.8%，水解1.5-6小时，水解结束后于沸水中保持8-15min灭酶，冷却后抽滤，再离心过滤，最后超滤膜过滤水解液去除分子量低于10kDa的水解产物，收集超滤水解液于4℃条件下储存；

d）多肽螯合物制备：将步骤c所得超滤水解液调整pH7-8.3，按重量向40-50份超滤水解液中缓慢加入1份质量分数为1%-3%的FeCl2溶液，在温度20-30℃，螯合反应20-30分钟，螯合反应结束后，对螯合物进行过滤，得到初级螯合沉淀物与初级滤液，之后对初级滤液进行无水乙醇分级梯度沉淀得到次级螯合沉淀物，将以上无水乙醇分级梯度沉淀所得的螯合沉淀物与第一次沉淀所得的初级螯合沉淀物合并40-60℃下干燥3-5h，得到鱼蛋白水解螯合物。

2.根据权利要求1所述的一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，其特征在于，所述复合酶由风味酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶两种以上组成，风味酶的酶活力为40万U/克，木瓜蛋白酶的酶活力为200万U/克，中性蛋白酶的酶活力为10万U/克。

3.根据权利要求2所述的一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，其特征在于，所述复合酶中风味酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶重量比为1：3：2。

4.根据权利要求1或2所述的一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，其特征在于，步骤b中匀浆所用仪器转速为2000 -3000r/min。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种鱼蛋白水解螯合物的制备方法，其特征在于，所述步骤d中无水乙醇分级梯度沉淀分为3级，乙醇的质量百分浓度分别为60%、80%、95%。

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