CN108925741A - 一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蛋白粉加工技术领域。本发明公开了一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其包括鱿鱼预处理、超声处理、亚临界萃取、酶解、真空浓缩和后处理等步骤，本发明通过选用亚临界萃取技术和特异性工艺，使得鱿鱼蛋白粉的制备兼具目标产物产率高，附加产物可增值利用，无毒、无害、环保、无污染、非热加工等优点，并且通过超声波的“空化”作用，大大提高了萃取的效率，使其具有广泛的工业化前景和市场价值。
Description
技术领域
本发明涉及蛋白粉加工技术领域，尤其是涉及一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法。
背景技术
鱿鱼，也称“柔鱼”，在中国台湾也称为“枪乌贼”，可供鲜食或干制。鱿鱼营养价值很高，是海洋赐予人类的天然水产蛋白质。鱿鱼的营养价值很高，富含人体必需的多种氨基酸，且必需氨基酸组成接近全蛋白，是一种营养保健型且风味很好的水产品，其营养价值毫不逊色于牛肉和金枪鱼，每百克干品含有蛋白质66.7克、脂肪7.4克，并含有大量的碳水化合物和钙、磷、磺等无机盐。鱿鱼广泛分布于大西洋、印度洋和太平洋各海区。我国鱿鱼年捕获量在50万吨左右，是国内的主要远洋渔捞品种。也是目前远洋渔业中最具有开发潜力的品种之一。
亚临界萃取(Sub-critical fluid extraction technology) 是利用亚临界流体作为萃取剂，在密闭、无氧、低压的压力容器内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，达到固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取剂与目的产物分离，最终得到目的产物的一种新型萃取与分离技术。亚临界流体萃取相比其它分离方法有许多优点：无毒、无害、环保、无污染、非热加工、保留提取物的活性成分不破坏、不氧化，产能大、可工业化大规模生产，节能、运行成本低，易于和产物分离。
CN106234752A的专利申请公开了一种速溶银鱼蛋白粉的制备方法，本发明以银鱼为原料，经过原料预处理、粉碎、酶解、灭酶、离心、脱腥、浓缩和喷雾干燥工艺制备速溶银鱼蛋白粉，其中银鱼蛋白水解度达到49.10%，银鱼蛋白回收率达到98.00%，产品色泽乳白、携带方便、无鱼腥味、贮存期长、易溶易分散、具有功能性的鱼蛋白粉产品，为人类提供一种健康营养食品的同时提高银鱼的附加值。该工艺较简单、酶解时间短，适于产业化应用。本发明对进一步开发银鱼，拓展其深加工产品种类有积极影响。
CN103805339A的专利申请公开了一种大枣亚临界提取物的制备方法及在卷烟中的应用，所述提取方法包括下述步骤：a、将经过前处理的大枣，置于50~80℃条件下进行烘干，之后将其粉碎至10～100目；b、取步骤a所得大枣粉末，用亚临界萃取溶剂，在温度为0～50℃、萃取压力为0.5～3Mpa条件下进行亚临界萃取0.1～2h，萃取结束后，通过减压蒸发原理将萃取液分离后即得大枣亚临界提取物，其中乙醇溶液作为夹带剂，浓度浓度50～95%，用量为大枣粉料的1～5倍。将大枣亚临界提取物作为烟用料液加入到卷烟烟丝上，在卷烟燃烧时可产生特有的化学成分，明显改善或提高卷烟的质量品质。本发明不改变卷烟的原有性能，改善了卷烟的吸食品质，因此更具有实际生产的意义和价值。
CN105942530A的专利申请公开了一种鱿鱼蛋白粉，所述鱿鱼蛋白粉由以下重量份的原料组成：鱿鱼提取物150～220份、蔬菜粉80～100份、玉米糖浆80～100份、果粉20～30份、助剂10～20份与骨粉40～60份。本发明采用鱿鱼皮及内脏的下脚料，不仅能将鱿鱼的废料变废为宝，减少环境污染，而且还大大节省了生物酶解蛋白的生产成本，达到了一举两得的效果；产品中富含小分子蛋白质、活性肽、氨基酸、核苷酸、维生素及微量元素；产品可以制成营养保健品、休闲食品、调理品，提高了产品质量，开发出了鱿鱼皮及鱿鱼内脏的剩余价值；本发明的产品制备工艺简单，成本低，制作时间短，效率高。
上述现有蛋白粉的加工技术存在提取率低、功能成分受到破坏、有机溶剂残留等弊端，且存在加工技术较不完善，蛋白粉的浓度不高，营养成分较低等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种通过选用亚临界萃取技术和特异性工艺优化高效获得功能成分保留完整、无有害杂质残留鱿鱼蛋白粉的超声辅助亚临界萃取制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，包括以下步骤：
（1）鱿鱼预处理：将鱿鱼预处理制得鱿鱼碎屑；
（2）超声处理：向鱿鱼碎屑中加入脱色剂并超声脱色处理，接着加入固色剂进行超声固色处理，最后用水洗涤至pH值为6.5～7.5，过滤后在30～40℃下烘干并过60～100目筛制得鱿鱼粉；
（3）亚临界萃取：将鱿鱼粉置于萃取罐中，抽真空并向其中加入亚临界萃取溶剂萃取2～4次，萃取结束后分离固体得到蛋白提取物；
（4）酶解：向蛋白提取物中加入水和中性蛋白酶进行酶解，酶解结束后升温至90～100℃并保持5～15分钟灭活，制得酶解液；
（5）真空浓缩：将酶解液冷却至10～20℃后在6000～10000rpm转速下离心处理，离心处理后真空浓缩至7～13wt%制得鱿鱼蛋白提取物；
（6）后处理：后处理制得鱿鱼蛋白粉。
在亚临界萃取之前采用超声处理能够利用超声处理的空化效果辅助并增进亚临界萃取的效果，促进在亚临界萃取中有只的提取，这样通过亚临界萃取高效的脱除鱿鱼中的油脂能够得到高纯度的蛋白质，此外也可以针对在本发明亚临界萃取后得到未处理的萃取液进行相应的处理获得相应的油脂并进行增值利用。
作为优选，鱿鱼为活鱿鱼或冷冻不超过15天的新鲜鱿鱼。
作为优选，步骤（1）中鱿鱼预处理具体为，去除鱿鱼内脏和脊椎骨得到鱿鱼板，然后将鱿鱼板清洗后剁碎制得鱿鱼碎屑。
作为优选，步骤（2）中，脱色剂为0.01～0.05mol/L的氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，脱色剂的加入量为鱿鱼碎屑重量的10～50%。
脱色剂为0.01～0.05mol/L的氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，该浓度范围包括了其中的任何子区间范围，如0.01mol/L、0.025 mol/ L、0.03 mol/ L、0.045 mol/ L；脱色剂的加入量为鱿鱼碎屑重量的10～50%，该范围包括了其中的任何子区间范围，如11～17%、20～35%、27～47%等。
作为优选，步骤（2）中固色剂为质量百分含量为0.05～0.5wt%的氢氧化钙溶液，固色剂的加入量为鱿鱼碎屑重量的4～6%。
固色剂为0.05～0.5%的氢氧化钙溶液，该范围包括了其中的任何子区间范围，如0.07%-0.1%、0.05-0.3%、0.1-0.4%等；固色剂的加入量为鱿鱼碎屑重量的4～6%，该范围包括了其中的任何子区间范围，如4～5%、5～6%、4.5～5.5%、4～4.5%、5～5.5%等。
作为优选，步骤（2）中，超声脱色处理的功率为200～350W，温度为25～40℃，超声脱色处理时间为40～120分钟，超声固色处理时间为40～120分钟，烘干处理时间为44～52小时。
作为优选，步骤（3）中，亚临界萃取的次数为2～4次，萃取的时间为50～120分钟，温度为10～50℃，萃取溶剂与鱿鱼粉的重量比为2～12：1。
萃取溶剂选用丁醇。
亚临界萃取时间为50～120分钟，该范围包括了其中的任何子区间范围，如50～80分钟、90～110分钟、70～100分钟等；酶解时间为2～10小时，该范围包括了其中的任何子区间范围，如2～5小时、7～9小时、3～8小时等。
作为优选，步骤（4）中，酶解时间为2～10小时，酶解温度为55～65℃。
作为优选，步骤（6）后处理具体为，将鱿鱼蛋白提取物经200～240℃喷雾干燥制得鱿鱼蛋白粉。
作为优选，步骤（6）中，喷雾干燥后在85～95℃下紫外杀菌1～3分钟。
因此，本发明具有以下有益效果：本发明通过选用亚临界萃取技术和特异性工艺，使得鱿鱼蛋白粉的制备兼具目标产物产率高，附加产物可增值利用，无毒、无害、环保、无污染、非热加工等优点，并且通过超声波的“空化”作用，大大提高了萃取的效率，使其具有广泛的工业化前景和市场价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，若非特指，所有的设备和原料均可从市场上购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，包括以下步骤：
（1）鱿鱼预处理：将活鱿鱼去除鱿鱼内脏和脊椎骨得到鱿鱼板，然后将鱿鱼板清洗后剁碎制得鱿鱼碎屑；
（2）超声处理：向鱿鱼碎屑中加入鱿鱼碎屑重量10%的0.01mol/L氢氧化钾溶液并超声脱色处理，接着加入鱿鱼碎屑重量4%的质量百分含量为0.05wt%的氢氧化钙溶液进行超声固色处理，最后用水洗涤至pH值为6.5，过滤后在30℃下烘干并过60目筛制得鱿鱼粉；超声脱色处理的功率为200W，温度为25℃，超声脱色处理时间为40分钟，超声固色处理时间为40分钟，烘干处理时间为44小时；
（3）亚临界萃取：将鱿鱼粉置于萃取罐中，抽真空并向其中加入亚临界萃取溶剂萃取2次，萃取的时间为50分钟，温度为10℃，萃取溶剂与鱿鱼粉的重量比为2：1，萃取结束后分离固体得到蛋白提取物；
（4）酶解：向蛋白提取物中加入水和中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为2小时，酶解温度为55℃，酶解结束后升温至90℃并保持5分钟灭活，制得酶解液；
（5）真空浓缩：将酶解液冷却至10℃后在6000rpm转速下离心处理，离心处理后真空浓缩至7wt%制得鱿鱼蛋白提取物；
（6）后处理：将鱿鱼蛋白提取物经200℃喷雾干燥，喷雾干燥后在85℃下紫外杀菌1分钟制得鱿鱼蛋白粉。
实施例2
一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，包括以下步骤：
（1）鱿鱼预处理：将冷冻5天的新鲜鱿鱼去除鱿鱼内脏和脊椎骨得到鱿鱼板，然后将鱿鱼板清洗后剁碎制得鱿鱼碎屑；
（2）超声处理：向鱿鱼碎屑中加入鱿鱼碎屑重量30%的0.02mol/L氢氧化钾溶液并超声脱色处理，接着加入鱿鱼碎屑重量5%的质量百分含量为0.1wt%的氢氧化钙溶液进行超声固色处理，最后用水洗涤至pH值为7，过滤后在35℃下烘干并过80目筛制得鱿鱼粉；超声脱色处理的功率为250W，温度为30℃，超声脱色处理时间为60分钟，超声固色处理时间为80分钟，烘干处理时间为46小时；
（3）亚临界萃取：将鱿鱼粉置于萃取罐中，抽真空并向其中加入亚临界萃取溶剂萃取3次，萃取的时间为60分钟，温度为20℃，萃取溶剂与鱿鱼粉的重量比为6：1，萃取结束后分离固体得到蛋白提取物；
（4）酶解：向蛋白提取物中加入水和中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为6小时，酶解温度为60℃，酶解结束后升温至95℃并保持10分钟灭活，制得酶解液；
（5）真空浓缩：将酶解液冷却至15℃后在8000rpm转速下离心处理，离心处理后真空浓缩至10wt%制得鱿鱼蛋白提取物；
（6）后处理：将鱿鱼蛋白提取物经220℃喷雾干燥，喷雾干燥后在90℃下紫外杀菌2分钟制得鱿鱼蛋白粉。
实施例3
一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，包括以下步骤：
（1）鱿鱼预处理：将冷冻10天的新鲜鱿鱼去除鱿鱼内脏和脊椎骨得到鱿鱼板，然后将鱿鱼板清洗后剁碎制得鱿鱼碎屑；
（2）超声处理：向鱿鱼碎屑中加入鱿鱼碎屑重量20%的0.03mol/L氢氧化钠溶液并超声脱色处理，接着加入鱿鱼碎屑重量5%的质量百分含量为0.3wt%的氢氧化钙溶液进行超声固色处理，最后用水洗涤至pH值为7，过滤后在35℃下烘干并过80目筛制得鱿鱼粉；超声脱色处理的功率为300W，温度为35℃，超声脱色处理时间为100分钟，超声固色处理时间为80分钟，烘干处理时间为50小时；
（3）亚临界萃取：将鱿鱼粉置于萃取罐中，抽真空并向其中加入亚临界萃取溶剂萃取3次，萃取的时间为100分钟，温度为30℃，萃取溶剂与鱿鱼粉的重量比为10：1，萃取结束后分离固体得到蛋白提取物；
（4）酶解：向蛋白提取物中加入水和中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为8小时，酶解温度为60℃，酶解结束后升温至95℃并保持10分钟灭活，制得酶解液；
（5）真空浓缩：将酶解液冷却至15℃后在8000rpm转速下离心处理，离心处理后真空浓缩至10wt%制得鱿鱼蛋白提取物；
（6）后处理：将鱿鱼蛋白提取物经220℃喷雾干燥，喷雾干燥后在90℃下紫外杀菌2分钟制得鱿鱼蛋白粉。
实施例4
一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，包括以下步骤：
（1）鱿鱼预处理：将冷冻15天的新鲜鱿鱼去除鱿鱼内脏和脊椎骨得到鱿鱼板，然后将鱿鱼板清洗后剁碎制得鱿鱼碎屑；
（2）超声处理：向鱿鱼碎屑中加入鱿鱼碎屑重量50%的0.05mol/L氢氧化钠溶液并超声脱色处理，接着加入鱿鱼碎屑重量6%的质量百分含量为0.5wt%的氢氧化钙溶液进行超声固色处理，最后用水洗涤至pH值为7.5，过滤后在40℃下烘干并过100目筛制得鱿鱼粉；超声脱色处理的功率为350W，温度为40℃，超声脱色处理时间为120分钟，超声固色处理时间为120分钟，烘干处理时间为52小时；
（3）亚临界萃取：将鱿鱼粉置于萃取罐中，抽真空并向其中加入亚临界萃取溶剂萃取4次，萃取的时间为120分钟，温度为50℃，萃取溶剂与鱿鱼粉的重量比为12：1，萃取结束后分离固体得到蛋白提取物；
（4）酶解：向蛋白提取物中加入水和中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为10小时，酶解温度为65℃，酶解结束后升温至100℃并保持15分钟灭活，制得酶解液；
（5）真空浓缩：将酶解液冷却至20℃后在10000rpm转速下离心处理，离心处理后真空浓缩至13wt%制得鱿鱼蛋白提取物；
（6）后处理：将鱿鱼蛋白提取物经240℃喷雾干燥，喷雾干燥后在95℃下紫外杀菌3分钟制得鱿鱼蛋白粉。
蛋白质含量测定
利用三氯醋酸作蛋白质沉淀剂，将由上述实施例1～4制得的鱿鱼蛋白粉中的蛋白质和肽链较长的肽沉淀，测定各实施例获得的鱿鱼蛋白粉的蛋白质含量；
实施例1～4中制得的鱿鱼蛋白粉的蛋白质含量如下：
实施例1制得的鱿鱼蛋白粉的蛋白质含量为81.72wt%；
实施例2制得的鱿鱼蛋白粉的蛋白质含量为76.42wt%；
实施例3制得的鱿鱼蛋白粉的蛋白质含量为86.25wt%；
实施例4制得的鱿鱼蛋白粉的蛋白质含量为87.79wt%；
应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）鱿鱼预处理：将鱿鱼预处理制得鱿鱼碎屑；
（2）超声处理：向鱿鱼碎屑中加入稀碱溶液并超声脱色处理，接着加入固色剂进行超声固色处理，最后用水洗涤至pH值为6.5～7.5，过滤后在30～40℃下烘干并过60～100目筛制得鱿鱼粉；
（3）亚临界萃取：将鱿鱼粉置于萃取罐中，抽真空并向其中加入亚临界萃取溶剂萃取2～4次，萃取结束后分离固体得到蛋白提取物；
（4）酶解：向蛋白提取物中加入水和中性蛋白酶进行酶解，酶解结束后升温至90～100℃并保持5～15分钟灭活，制得酶解液；
（5）真空浓缩：将酶解液冷却至10～20℃后在6000～10000rpm转速下离心处理，离心处理后真空浓缩至7～13wt%制得鱿鱼蛋白提取物；
（6）后处理：后处理制得鱿鱼蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述的鱿鱼为活鱿鱼或冷冻不超过15天的新鲜鱿鱼。
3.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（1）中鱿鱼预处理具体为，去除由于内脏和脊椎骨得到鱿鱼板，然后将鱿鱼板清洗后剁碎制得鱿鱼碎屑。
4.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，稀碱溶液为0.01～0.05mol/L的氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，稀碱溶液的加入量为鱿鱼碎屑重量的10～50%。
5.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（2）中固色剂为质量百分含量为0.05～0.5wt%的氢氧化钙溶液，固色剂的加入量为鱿鱼碎屑重量的4～6%。
6.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，超声脱色处理的功率为200～350W，温度为25～40℃，超声脱色处理时间为40～120分钟，超声固色处理时间为40～120分钟，烘干处理时间为44～52小时。
7.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（3）中，亚临界萃取的次数为2～4次，萃取的时间为50～120分钟，温度为10～50℃，萃取溶剂与鱿鱼粉的重量比为2～12：1。
8.根据权利要求1所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（4）中，酶解时间为2～10小时，酶解温度为55～65℃。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（6）后处理具体为，将鱿鱼蛋白提取物经200～240℃喷雾干燥制得鱿鱼蛋白粉。
10.根据权利要求8所述的一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法，其特征在于：
所述步骤（6）中，喷雾干燥后在85～95℃下紫外杀菌1～3分钟。
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