CN108477619A - 一种复合氨基酸螯合钙的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，采用扇贝加工的下脚料扇贝裙边和扇贝贝壳为原料，充分利用扇贝裙边的粗蛋白含量高和扇贝贝壳中碳酸钙含量高的特点，将扇贝裙边经过熟制、脱脂、酶解以及与钙盐螯合等过程，制备成富含多种氨基酸螯合钙的有机钙产品，不仅充分利用了扇贝加工废料，降低了生产成本，而且制备的复合氨基酸螯合钙具有很高的营养价值和鲜美味感，从而带来巨大的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，更具体的说是涉及一种以扇贝裙边和贝壳为原料制备复合氨基酸螯合钙的方法。
背景技术
众所周知，对牙齿、骨骼正常生长和体内生理调节来说，钙元素是一种非常重要矿物元素，但是，一方面，中国人的饮食结构以植物性食物为主，不能满足人体对钙的需求，另一方面，即使膳食钙摄入量足够，由于钙离子在肠道碱性环境内溶解度较小，无法被小肠完全吸收，因而生物利用率较低。因此，普通居民除正常膳食外还需要进行补钙。目前，市面上的补钙剂主要有无机钙、有机钙和氨基酸钙：无机钙，如磷酸钙、碳酸钙等，这类补钙剂溶解性差，吸收率低，有些对胃有一定刺激作用；有机钙，如葡萄糖酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙等，这类补钙剂钙含量低，总体利用率不高；氨基酸钙，如甘氨酸钙、谷氨酸钙等，这类补钙剂钙吸收率显著高于前两类。因此，氨基酸钙类补钙剂具有广阔的应用前景。
而氨基酸钙中氨基酸的来源有很多，包括牛奶酪蛋白，乳清蛋白、鸡蛋蛋白，罗非鱼肉蛋白，阿拉斯加鳕鱼皮蛋白，虾肉蛋白，小球藻蛋白，牛血清蛋白，小麦胚芽蛋白。目前对蛋白质一般采用盐酸水解工艺制备复合氨基酸，但盐酸可破坏某些氨基酸(如色氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺等)，且容易腐蚀设备、污染环境，因而该法在实际应用时受到一定限制。利用复合蛋白酶酶解得到复合氨基酸，则是一种更好的水解方式。
扇贝是我国主要的贝类养殖品种之一。目前，扇贝的传统加工方法主要是将其闭壳肌加工成干贝、冷冻扇贝柱和扇贝罐头，然而对其加工废弃物—扇贝裙边和扇贝壳，尚无令人满意的利用方法。由于扇贝裙边中粗蛋白含量高达70％，扇贝壳中碳酸钙含量高达95％，因而扇贝加工废弃物是待深度开发利用的大宗海洋生物资源。故如何提供一种采用扇贝加工废料为原料制备氨基酸钙的方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种复合氨基酸螯合钙的制备方法,采用扇贝加工下脚料扇贝裙边及扇贝贝壳为原料，充分发挥其价值，并且制得的复合氨基酸螯合钙具有很高的营养价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种以扇贝加工废弃物为原料制备复合氨基酸螯合钙的方法，包括以下步骤：
一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原材料预处理：将扇贝裙边清洗干净后熟制，然后烘干粉碎至60～80目，得扇贝裙边粉；
(2)脱脂：将所述步骤(1)中得到的扇贝裙边粉中加入乙醇溶液进行抽提，之后过滤、晾干之后再烘干，得脱脂扇贝裙边粉；
(3)酶解：
第一阶段：将脱脂扇贝裙边粉加入到蒸馏水中分散，调整pH＝7.5～8.5，之后加入胰蛋白酶酶解；
第二阶段：调整pH＝6.5～7.5，之后加入中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白复合水解酶的混合物酶解；
第三阶段：调整pH＝1.5～2.5，加入酸性蛋白酶酶解；
第四阶段：酶解液加热灭酶，然后离心取上清液，即得复合氨基酸液；
(4)钙离子螯合：将钙盐添加至所述步骤(3)中得到的复合氨基酸液中，调pH＝7.5～8.5，35～45℃反应40～45min，之后再经减压浓缩后加入乙醇至乙醇浓度80～90％，离心取沉淀，先经晾干，然后再经低温干燥，即得复合氨基酸螯合钙。
优选的，所述步骤(1)中熟制采用沸水加热5～10min，使扇贝裙边得到充分的熟制同时控制熟制时间，保证扇贝中的营养物质不会由于长时间高温遭到破坏。
优选的，所述步骤(2)中采用质量分数为95％的乙醇溶液，且扇贝裙边粉与乙醇溶液的质量比为1:9～1:10，反应条件为60～65℃下抽提1～1.5h之后抽滤，反复进行1～3次，使熟制的扇贝裙边充分脱脂，同时乙醇不会破坏扇贝裙边中的营养物质。
优选的，所述步骤(3)中质量比脱脂扇贝裙边粉：蒸馏水＝1:15～1:20。
优选的，所述步骤(3)中，第一阶段中加入的胰蛋白酶质量为脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％；第二阶段中加入的中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白复合水解酶的混合物质量为脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％；第三阶段中加入的酸性蛋白酶质量为脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％，每个阶段加入与扇贝裙边粉适量比例的酶，保证扇贝裙边粉被充分酶解。
优选的，所述步骤(3)中第一阶段酶解反应条件为35～45℃下反应2～7h；第二阶段酶解反应条件为50～62℃反应2～7h；第三阶段酶解反应条件为55～62℃反应2～7h，控制合理的反应温度及时间，保证酶反应活性的同时保证扇贝裙边粉被充分酶解。
优选的，所述步骤(3)中第四阶段中采用100℃加热10～15min，之后10000～12000r/min离心10～15min，取上清液，保证氨基酸液中的酶充分灭活并不会破坏氨基酸结构。
优选的，所述扇贝裙边可换为其他富含蛋白质的水产动物加工废料，进一步拓宽了原料的来源范围；所述步骤(4)中加入的钙盐为食品级氯化钙或采用贝壳转化制备的氯化钙，所述的贝壳包括扇贝壳、蛤蜊壳、牡蛎壳、鲍鱼壳、贻贝壳，采用贝壳转化制备氯化钙的具体方法为贝壳洗净后烘干、粉碎，过80～100目筛，水飞法处理去掉密度大的壳粉后，将余粉以适量盐酸转化处理获得氯化钙溶液，再经蒸发浓缩、干燥即得贝壳源氯化钙。
优选的，所述步骤(4)中加入的钙盐质量为所述步骤(3)中所取的脱脂扇贝裙边粉质量的10～12％。
一种复合氨基酸螯合钙，其特征在于，采用权利要求1-9的方法制得。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
(1)采用扇贝加工的废料即扇贝裙边和扇贝贝壳为加工原料，制备成本低；
(2)加工过程中首先将扇贝裙边熟制并用乙醇处理，脱去扇贝裙边中的脂肪，避免了脂肪对后续酶解反应的不利影响，增加酶解率，同时去除了扇贝存在的腥味；
(3)酶解采用三阶段酶解，用多种酶进行复合酶解，多种蛋白酶各有其独特的作用位点，共同作用可断裂扇贝裙边蛋白中多种肽键，获得更多游离氨基酸，其中：
胰蛋白酶属于丝氨酸蛋白酶，主要作用位点在赖氨酸或精氨酸的羧基端；
木瓜蛋白酶属于巯基蛋白酶，主要作用位点arg、lys、gly，长期孵育具有广泛作用位点；
风味蛋白酶是利用米曲霉发酵得来的复合酶，含有氨肽酶，羧肽酶，通过末端水解多肽，从而产生游离氨基酸，具有广泛作用位点；
中性蛋白酶又称为沙雷肽酶，是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的，属于一种内切酶，几乎没有序列特异性，具有广泛作用位点；
动物蛋白水解酶由多种水解度较高的蛋白酶进行复配而来，使蛋白质中的某些肽键断裂，有效地降解蛋白质，动物蛋白水解酶几乎没有序列特异性，具有广泛作用位点；
酸性蛋白酶主要由黑曲霉发酵的来的复合酶，通过末端水解多肽，从而产生游离氨基酸，具有广泛作用位点；
本发明为了获取氨基酸螯合钙，所需直接原料为游离氨基酸和钙源，由于钙源充足，那么酶解物中游离氨基酸含量就直接决定了反应产率，采用六种蛋白酶进行分步复合水解，每一步均已优化条件，六种蛋白酶既有专一酶切位点，也有非特异酶切位点，既有相同酶切位点，也有不同酶切位点，六种蛋白酶相辅相成，联合使用达到最佳水解效果，酶解物中游离氨基酸含量最高，采用复合酶进行酶解，使得本发明中氨基酸转化率高达77％；
(4)制得的复合氨基酸螯合钙具有高的氨基酸含量以及钙含量，具有很高的营养价值、鲜美的味感及经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明一种复合氨基酸螯合钙的制备流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如附图1的流程所示，一种以扇贝裙边和贝壳为原料制备复合氨基酸螯合钙的方法，包括以下步骤：
一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)原材料预处理：将扇贝裙边清洗干净后采用沸水加热5-10min熟制，然后烘干粉碎至60～80目，得扇贝裙边粉；扇贝壳洗净后烘干、粉碎，过80～100目筛，水飞法处理去掉密度大的壳粉后，将余粉以适量盐酸转化处理获得氯化钙溶液，再经蒸发浓缩、干燥即得贝壳源氯化钙；
(2)脱脂：将步骤(1)中得到的扇贝裙边粉中加入扇贝裙边粉与95％乙醇的质量比为1:9～1:10的乙醇溶液在60～65℃下抽提1～1.5h之后抽滤，重复三次，之后过滤、晾干之后再烘干，得脱脂扇贝裙边粉；
(3)酶解：
第一阶段：将质量比脱脂扇贝裙边粉：蒸馏水＝1:15～1:20的脱脂扇贝裙边粉加入到蒸馏水中分散，调整pH＝7.5～8.5，之后加入脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％的胰蛋白酶在35～45℃下反应2～7h酶解；
第二阶段：调整pH＝6.5～7.5，之后加入脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％的中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白复合水解酶的混合物50～62℃反应2～7h酶解；
第三阶段：调整pH＝1.5～2.5，加入脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％的酸性蛋白酶55～62℃反应2～7h酶解；
第四阶段：100℃加热10～15min灭酶，10000～12000r/min离心取上清液，得复合氨基酸液；
(4)钙离子螯合：将脱脂扇贝裙边粉质量的10～15％的分析纯氯化钙或采用扇贝贝壳转化制备的氯化钙添加至步骤(3)中得到的复合氨基酸水解液中，调pH＝7.5～8.5，35～45℃反应40～45min，经减压浓缩后，加入乙醇至乙醇浓度80～90％，离心取沉淀再经晾干后低温干燥，即得复合氨基酸螯合钙。
对比例1
采用单种酶解，其余与实施例1相同。
对比例2
将实施例1中的酶解液换为适宜浓度的盐酸水解液，其余反应条件相同。
对比例3
将实施例1中的扇贝不进行熟制直接进行酶解，其余反应条件相同。
对比例4
将实施例1中的扇贝不进行脱脂直接进行酶解，其余反应条件相同。
实验效果：
1.对实施例1和对比例1，胰蛋白酶单酶氨基酸转化率为15.2％，中性蛋白酶单酶氨基酸转化率为19.9％，木瓜蛋白酶单酶氨基酸转化率为17.6％，风味蛋白酶单酶氨基酸转化率为22.5％，动物蛋白酶单酶氨基酸转化率为27.0％，酸性蛋白酶单酶氨基酸转化率为23.6％，实施例1中六种蛋白酶复合水解之后氨基酸转化率高达77％，远远高于单种酶氨基酸转化率以及目前公开文献中所报道的55～60％。
2.对对比例2，采用盐酸水解工艺制备的复合氨基酸,破坏了某些氨基酸的结构(如色氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等)，且腐蚀被设备、污染环境。
3.对对比例3，对未经熟制烘干粉碎的扇贝裙边进行复合酶解，氨基酸转化率仅为53％，远低于实施例1。
4.对对比例4，对未经脱脂的裙边粉末进行复合酶解，氨基酸转化率仅为60％，远低于实施例1脱脂后的扇贝裙边粉末。
5.实施例1中的复合氨基酸和钙经过螯合，钙离子的螯合率高达90％，产物的钙含量为25％，螯合率和钙含量均高于目前所报道的复合氨基酸螯合钙。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，采用扇贝加工废弃物为原料，包括以下步骤：
(1)原材料预处理：将扇贝裙边清洗干净后熟制，然后烘干粉碎至60～80目，得扇贝裙边粉；
(2)脱脂：将所述步骤(1)中得到的扇贝裙边粉中加入乙醇溶液进行抽提，之后过滤、晾干后再烘干，得脱脂扇贝裙边粉；
(3)酶解：
第一阶段：将所述步骤(2)中得到的脱脂扇贝裙边粉加入到蒸馏水中分散，调整pH＝7.5～8.5，之后加入胰蛋白酶酶解；
第二阶段：调整pH＝6.5～7.5，之后加入中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白复合水解酶的混合物酶解；
第三阶段：调整pH＝1.5～2.5，加入酸性蛋白酶酶解；
第四阶段：酶解液加热灭酶，然后离心取上清液，得复合氨基酸液；
(4)钙离子螯合：将钙盐添加至所述步骤(3)中得到的复合氨基酸液中，调pH＝7.5～8.5，35～45℃反应40～45min，之后再经减压浓缩，加入乙醇至乙醇浓度80～90％，离心取沉淀，先经晾干，然后再经低温干燥，即得复合氨基酸螯合钙产品。
2.根据权利要求1所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熟制采用沸水加热5～10min。
3.根据权利要求1所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用质量分数为95％的乙醇溶液，且扇贝裙边粉与乙醇溶液的质量比为1:9～1:10，在60～65℃下抽提1～1.5h之后抽滤，反复进行1～3次。
4.根据权利要求1所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中质量比脱脂扇贝裙边粉：蒸馏水＝1:15～1:20。
5.根据权利要求1所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第一阶段中加入的胰蛋白酶质量为脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％；第二阶段中加入的中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白复合水解酶的混合物质量为脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％；第三阶段中加入的酸性蛋白酶质量为脱脂扇贝裙边粉质量的2～2.5％。
6.根据权利要求1或5所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中第一阶段酶解反应条件为35～45℃下反应2～7h；第二阶段酶解反应条件为50～62℃反应2～7h；第三阶段酶解反应条件为55～62℃反应2～7h。
7.根据权利要求1所述的一种一扇贝裙边为原料制备复合氨基酸螯合钙的方法，其特征在于，所述步骤(3)中第四阶段中采用100℃加热10～15min，之后10000～12000r/min离心10～15min，取上清液。
8.根据权利要求1所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述扇贝裙边可换为其他富含蛋白质的水产动物加工废料，所述步骤(4)中加入的钙盐为食品级氯化钙或采用贝壳转化制备的氯化钙，所述的贝壳包括扇贝壳、蛤蜊壳、牡蛎壳、鲍鱼壳、贻贝壳。
9.根据权利要求1所述的一种复合氨基酸螯合钙的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中加入的钙盐质量为所述步骤(3)中所取的脱脂扇贝裙边粉质量的10～12％。
10.一种复合氨基酸螯合钙，其特征在于，采用权利要求1-9的方法制得。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180904 |
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