CN112868879A - 一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法 - Google Patents

一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，包括以下步骤：S1、脱脂处理；S2、鱼蛋白胶母液制备；S3、一步脱腥脱色：向步骤S2获取的鱼蛋白胶母液中加入活性炭，然后搅拌过滤，达到脱腥脱色目的；S4、鱼蛋白胶‑还原糖体系制备；S5、超声波预处理；S6、二步脱腥。本发明采用上述过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，以乌鳢加工副产物鱼皮为原料，制备鱼蛋白胶，避免了资源浪费和环境污染，在此过程中利用超声结合复合有机酸提取鱼蛋白胶，绿色环保且大大缩短提取时间；同时在一步脱腥脱色的基础上，采用过热蒸汽促糖基化修饰鱼蛋白胶，不仅获得脱腥鱼蛋白胶，而且提高了鱼蛋白胶的乳化性和起泡性。

Description

一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法
技术领域
本发明涉及一种淡水鱼副产物加工技术，尤其涉及一种过热蒸汽促糖基 化制备脱腥鱼蛋白胶的方法。
背景技术
鱼蛋白胶是由鱼类加工副产物鱼鳞、鱼皮等经适度水解制备的不同分子 量多肽聚合物。鱼蛋白胶因其具有凝胶性、乳化性及成膜性等性质成为一种 良好的哺乳动物明胶替代品。然而鱼蛋白胶是由鱼类加工副产物制备而得的， 具有一定的鱼腥味，在某种程度上限制了其广泛应用。
乌鳢，俗称黑鱼，是一种富含蛋白质、肉质鲜美的淡水鱼类。在黑鱼的 加工过程中，会产生鱼皮、鱼鳞及鱼骨等加工副产物，这些副产物多作为饲 料或废物丢弃，没有达到高附加值利用的目的，且对环境造成了严重污染。 目前，关于黑鱼的研究多为对其养殖条件探索、保鲜条件优化及营养成分分 析，关于利用黑鱼鱼皮制备脱腥鱼蛋白胶没有相关报道。
本发明采用过热蒸汽促糖基化处理鱼蛋白胶-还原糖体系，以达到鱼蛋白 胶脱腥目的，且提高鱼蛋白胶的乳化性和起泡性，扩大了鱼蛋白胶在食品工 业的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法， 以乌鳢加工副产物鱼皮为原料，制备鱼蛋白胶，避免了资源浪费和环境污染， 在此过程中利用超声结合复合有机酸提取鱼蛋白胶，绿色环保且大大缩短提 取时间；同时在一步脱腥脱色的基础上，采用过热蒸汽促糖基化修饰鱼蛋白 胶，不仅获得脱腥鱼蛋白胶，而且提高了鱼蛋白胶的乳化性和起泡性。
为实现上述目的，本发明一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方 法，包括以下步骤：S1、脱脂处理
以乌鳢鱼皮为原料，剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，进行脱脂处理；
S2、鱼蛋白胶母液制备
将步骤S1脱脂的鱼皮加入到复合有机酸中，在超声处理下提取鱼蛋白胶， 抽滤获得鱼蛋白胶母液；
S3、一步脱腥脱色
向步骤S2获取的鱼蛋白胶母液中加入活性炭，然后搅拌过滤，达到脱腥 脱色目的；
S4、鱼蛋白胶-还原糖体系制备
按比例混合经步骤S3处理的鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗 坏血酸，以制备鱼蛋白胶-还原糖体系；
S5、超声波预处理
超声波处理经步骤S4获取的鱼蛋白胶-还原糖体系，利用超声的空化作 用展开鱼蛋白胶的分子结构，以促进鱼蛋白胶与葡萄糖、核糖之间的接触面 积，然后将冷冻干燥制成混合干粉；
S6、二步脱腥
过热蒸汽促糖基化处理步骤S5获取的混合干粉，利用糖基化修饰进行二 步脱腥，获得脱腥鱼蛋白胶。
优选的，步骤S1中在剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，还需沥干水分，裁剪 成片，再利用有机试剂萃取脱脂。
优选的，步骤S1中有机试剂为体积分数为10～30％的异丙醇溶液，乌 鳢鱼皮与异丙醇的料液比为1∶10～20g∶mL，萃取脱脂时间为24h，萃取脱 脂温度为4℃。
优选的，步骤S1中剪成2cm×2cm的片状。
优选的，步骤S2中复合有机酸为柠檬酸、醋酸及苹果酸，柠檬酸∶醋酸∶ 苹果酸为2∶2∶1，pH为4～6；
超声提取参数为：超声波功率密度为1500～3000W/m3，温度为50～60 ℃，超声时间为1～2h。
优选的，步骤S3中鱼蛋白胶母液与活性炭的加入比例为1∶1～5mL∶g。
优选的，步骤S4中鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗坏血酸加 入总量为100g，鱼蛋白胶∶葡萄糖∶核糖∶六偏磷酸钠∶抗坏血酸为95～96 g∶1～2g∶0.5～1g∶0.2～0.8g∶0.1～0.8g。
优选的，步骤S5利用超声波细胞破碎仪进行超声波处理。
优选的，步骤S5中超声波细胞破碎仪处理参数为：超声功率为100～300 W/m3，温度为4～20℃，超声时间为5～20min，脉冲工作时间为1～10 s，间歇时间为1～10s。
优选的，步骤S6中过热蒸汽处理温度为120～130℃，处理时间为 30～120s。
因此，本发明采用上述过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，以 乌鳢加工副产物鱼皮为原料，制备鱼蛋白胶，避免了资源浪费和环境污染， 在此过程中利用超声结合复合有机酸提取鱼蛋白胶，绿色环保且大大缩短提 取时间；同时在一步脱腥脱色的基础上，采用过热蒸汽促糖基化修饰鱼蛋白 胶，不仅获得脱腥鱼蛋白胶，而且提高了鱼蛋白胶的乳化性和起泡性。脱腥 鱼蛋白胶工艺简单，操作性强，这将为扩大鱼蛋白胶在食品工业中的运用打 下基础。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为实施例一脱腥前后鱼蛋白胶挥发性物质的GC-MS色谱图。
具体实施方式
以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术 方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围并不限于本实施例。
为进一步说明，本发明提供了四个实施例，
实施例一，图1为实施例一脱腥前后鱼蛋白胶挥发性物质的GC-MS色 谱图，如图1所示，包括以下步骤：S1、脱脂处理
以乌鳢鱼皮为原料，剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，进行脱脂处理；
优选的，步骤S1中在剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，还需沥干水分，裁剪 成片，步骤S1中剪成2cm×2cm的片状。再利用有机试剂萃取脱脂。步骤 S1中有机试剂为体积分数为10～30％的异丙醇溶液，乌鳢鱼皮与异丙醇的 料液比为1∶10g∶mL，萃取脱脂时间为24h，萃取脱脂温度为4℃。
S2、鱼蛋白胶母液制备
将步骤S1脱脂的鱼皮加入到复合有机酸中，在超声处理下提取鱼蛋白胶， 抽滤获得鱼蛋白胶母液；
优选的，步骤S2中复合有机酸为柠檬酸、醋酸及苹果酸，柠檬酸∶醋酸∶ 苹果酸为2∶2∶1，pH为5.5；超声提取参数为：超声波功率密度为2000 W/m3，温度为55℃，超声时间为1h。
S3、一步脱腥脱色
向步骤S2获取的鱼蛋白胶母液中加入活性炭，然后搅拌过滤，达到脱腥 脱色目的；
优选的，步骤S3中鱼蛋白胶母液与活性炭的加入比例为1∶5mL∶g。
S4、鱼蛋白胶-还原糖体系制备
按比例混合经步骤S3处理的鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗 坏血酸，以制备鱼蛋白胶-还原糖体系；
优选的，步骤S4中鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗坏血酸加 入总量为100g，鱼蛋白胶∶葡萄糖∶核糖∶六偏磷酸钠∶抗坏血酸为96.8 g∶2g∶0.5g∶0.5g∶0.2g。
S5、超声波预处理
超声波处理经步骤S4获取的鱼蛋白胶-还原糖体系，利用超声的空化作 用展开鱼蛋白胶的分子结构，以促进鱼蛋白胶与葡萄糖、核糖之间的接触面 积，然后将冷冻干燥制成混合干粉；
优选的，步骤S5利用超声波细胞破碎仪进行超声波处理。步骤S5中超 声波细胞破碎仪处理参数为：超声功率为120W/m3，温度为4～20℃，超 声时间为10min，脉冲工作时间为3s，间歇时间为3s。
S6、二步脱腥
过热蒸汽促糖基化处理步骤S5获取的混合干粉，利用糖基化修饰进行二 步脱腥，获得脱腥鱼蛋白胶。
优选的，步骤S6中过热蒸汽处理温度为130℃，处理时间为90s。
乳化性测定：称取实施例一制备的鱼蛋白胶加入去离子水制备成1 mg/mL的鱼蛋白胶溶液，加入玉米油，玉米油∶鱼蛋白胶溶液为4∶1，用 分散机分散5min，分散结束后立刻从溶液底部取100μL乳液加到10mL SDS溶液(0.1％，w/v)中，混匀后于波长为500nm处测定其吸光值 (OD0)。10min后从得到的溶液的底部取100μL乳液，并加入10mL SDS溶液(0.1％，w/v)，混匀后测定吸光值(OD10)。
且乳化活性指数(Emulsifying Ability Index，EAI)和乳化稳定性指数(Emulsifying Stability Index，ESI)的计算公式如下：
Figure BDA0002931202540000071
ESI/min＝(OD10×t)/(OD0-OD10)
其中，ρ为鱼蛋白胶的质量浓度(g/mL)，θ为乳液中油体积分数 (0.25)，t为10min。
起泡性测定：将50mL脱腥鱼蛋白胶溶液(1mg/mL)用分散机以9500 rpm的速度分散5min后，将溶液倒入量筒中，并记录此刻量筒中泡沫体积 (V0)，用于测定脱腥鱼蛋白胶的起泡能力(Foaming Capacity，FC)。静置 0.5h后，记录量筒中泡沫体积(V1)，用于测定脱腥鱼蛋白胶的起泡稳定性 (Foaming Stability，FS)。
起泡能力和起泡稳定性的计算公式如下：
FC(％)＝(V0-50)/50*100
FS＝V2/(V0-50)*100
实验结果表明，按照实施例一得到的脱腥鱼蛋白胶的乳化能力和乳化稳 定性分别为90m2/g和18min，起泡能力和起泡稳定性分别为155％和 87％。
表一为实施例一的脱腥前后鱼蛋白胶挥发性成分分析
Figure BDA0002931202540000081
Figure BDA0002931202540000091
通过图一和表一比较脱腥前后鱼蛋白胶挥发性成分可知，鱼蛋白胶中的 主要腥味挥发性物质包括醛类、酮类、醇类、芳香性族化合物和呋喃等，经 过脱腥处理后，部分醛类得到了挥发，如正戊醛、庚醛、反式-2，4-庚二烯 醛、2，4-癸二烯醛、壬醛等；酮类物质含量提升，可能是由于美拉德中间产 物产生了酮类物质；产生了部分醇类物质，如正戊醇、1-辛烯-3-醇、庚醇； 另外增加比较多的呋喃类物质，这些物质也是蛋白质美拉德反应的中间产物。 可见，鱼蛋白胶的过热蒸汽促糖基化脱腥技术的实质是鱼蛋白胶与还原糖发 生美拉德反应，产生大量中间芳香族物质，遮盖了腥味，另一方面，过热蒸 汽使某些醛类和醇类发生降解或促进其挥发，减少腥味。
表2为实施例一脱腥前后鱼蛋白胶上发生糖基化修饰的位点分析
Figure BDA0002931202540000111
通过上述分析可知，脱腥前后鱼蛋白胶上发生糖基化修饰的氨基酸位点 主要发现了15个，这15个糖基化修饰位点均位于赖氨酸上，可见，相比精 氨酸、天冬酰胺和氮末端氨基，赖氨酸更易在低还原糖、瞬时高温条件下发 生糖基化反应，产生更多芳香性物质，从而达到脱腥目的。
实施例二，包括以下步骤：S1、脱脂处理
以乌鳢鱼皮为原料，剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，进行脱脂处理；
优选的，步骤S1中在剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，还需沥干水分，裁剪 成片，步骤S1中剪成2cm×2cm的片状。再利用有机试剂萃取脱脂。步骤 S1中有机试剂为体积分数为10～30％的异丙醇溶液，乌鳢鱼皮与异丙醇的 料液比为1∶10g∶mL，萃取脱脂时间为24h，萃取脱脂温度为4℃。
S2、鱼蛋白胶母液制备
将步骤S1脱脂的鱼皮加入到复合有机酸中，在超声处理下提取鱼蛋白胶， 抽滤获得鱼蛋白胶母液；
优选的，步骤S2中复合有机酸为柠檬酸、醋酸及苹果酸，柠檬酸∶醋酸∶ 苹果酸为2∶2∶1，pH为5.5；超声提取参数为：超声波功率密度为2000 W/m3，温度为55℃，超声时间为1h。
S3、一步脱腥脱色
向步骤S2获取的鱼蛋白胶母液中加入活性炭，然后搅拌过滤，达到脱腥 脱色目的；
优选的，步骤S3中鱼蛋白胶母液与活性炭的加入比例为1∶5mL∶g。
S4、鱼蛋白胶-还原糖体系制备
按比例混合经步骤S3处理的鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗 坏血酸，以制备鱼蛋白胶-还原糖体系；
优选的，步骤S4中鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗坏血酸加 入总量为100g，鱼蛋白胶∶葡萄糖∶核糖∶六偏磷酸钠∶抗坏血酸为96.8 g∶2g∶0.5g∶0.5g∶0.2g。
S5、超声波预处理
超声波处理经步骤S4获取的鱼蛋白胶-还原糖体系，利用超声的空化作 用展开鱼蛋白胶的分子结构，以促进鱼蛋白胶与葡萄糖、核糖之间的接触面 积，然后将冷冻干燥制成混合干粉；
优选的，步骤S5利用超声波细胞破碎仪进行超声波处理。步骤S5中超 声波细胞破碎仪处理参数为：超声功率为120W/m3，温度为4～20℃，超 声时间为10min，脉冲工作时间为3s，间歇时间为3s。
S6、二步脱腥
过热蒸汽促糖基化处理步骤S5获取的混合干粉，利用糖基化修饰进行二 步脱腥，获得脱腥鱼蛋白胶。
优选的，步骤S6中过热蒸汽处理温度为130℃，处理时间为120s。
采用同实施例1所述的测定方法测定实施例二脱腥鱼蛋白胶乳化特性和 起泡特性，实验结果显示，鱼蛋白胶的乳化能力和乳化稳定性分别为81m2/g 和12min，起泡能力和起泡稳定性分别为125％和67％。
实施例三，本实施例与实施例1的区别在于：省略步骤S6中的过热蒸 汽促糖基化二步脱腥步骤，其余与实施例1相同。
采用同实施例1所述的测定方法测定脱蛋白胶乳化特性和起泡特性，实 验结果显示，鱼蛋白胶的乳化能力和乳化稳定性分别为72m2/g和9min， 起泡能力和起泡稳定性分别为101％和54％。
实施例四，本实施例与实施例1的区别在于：省略步骤S4和S5，即将 一步脱腥脱色后的鱼蛋白胶溶液直接冷冻干燥得到干粉，其余与实施例1相 同。
采用同实施例1所述的测定方法测定鱼蛋白胶乳化特性和起泡特性，实 验结果显示，鱼蛋白胶的乳化能力和乳化稳定性分别为68m2/g和7min， 起泡能力和起泡稳定性分别为100％和50％。
综上所述，相比于省略步骤S4和S5的实施例四以及省略步骤S6的实 施例三，本发明采用的实施例1或者2，乳化能力和乳化稳定性以及起泡能 力和起泡稳定性明显提高。
因此，本发明采用上述过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，以 乌鳢加工副产物鱼皮为原料，制备鱼蛋白胶，避免了资源浪费和环境污染， 在此过程中利用超声结合复合有机酸提取鱼蛋白胶，绿色环保且大大缩短提 取时间；同时在一步脱腥脱色的基础上，采用过热蒸汽促糖基化修饰鱼蛋白 胶，不仅获得脱腥鱼蛋白胶，而且提高了鱼蛋白胶的乳化性和起泡性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进 行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技 术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的 精神和范围。

Claims (10)

1.一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、脱脂处理
以乌鳢鱼皮为原料，剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，进行脱脂处理；
S2、鱼蛋白胶母液制备
将步骤S1脱脂的鱼皮加入到复合有机酸中，在超声处理下提取鱼蛋白胶，抽滤获得鱼蛋白胶母液；
S3、一步脱腥脱色
向步骤S2获取的鱼蛋白胶母液中加入活性炭，然后搅拌过滤，达到脱腥脱色目的；
S4、鱼蛋白胶-还原糖体系制备
按比例混合经步骤S3处理的鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗坏血酸，以制备鱼蛋白胶-还原糖体系；
S5、超声波预处理
超声波处理经步骤S4获取的鱼蛋白胶-还原糖体系，利用超声的空化作用展开鱼蛋白胶的分子结构，以促进鱼蛋白胶与葡萄糖、核糖之间的接触面积，然后冷冻干燥制成混合干粉；
S6、二步脱腥
过热蒸汽促糖基化处理步骤S5获取的混合干粉，利用糖基化修饰进行二步脱腥，获得脱腥鱼蛋白胶。
2.根据权利要求1所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S1中在剔除鱼皮表面鱼鳞和鱼肉后，还需沥干水分，裁剪成片，再利用有机试剂萃取脱脂。
3.根据权利要求2所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S1中有机试剂为体积分数为10～30％的异丙醇溶液，乌鳢鱼皮与异丙醇的料液比为1∶10～20g∶mL，萃取脱脂时间为24h，萃取脱脂温度为4℃。
4.根据权利要求2所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S1中剪成2cm×2cm的片状。
5.根据权利要求1所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S2中复合有机酸为柠檬酸、醋酸及苹果酸，柠檬酸∶醋酸∶苹果酸为2∶2∶1，pH为4～6；
超声提取参数为：超声波清洗器功率密度为1500～3000W/m3，温度为50～60℃，超声时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S3中鱼蛋白胶母液与活性炭的加入比例为1∶1～5mL∶g。
7.根据权利要求1所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S4中鱼蛋白胶、葡萄糖、核糖、六偏磷酸钠及抗坏血酸加入总量为100g，鱼蛋白胶∶葡萄糖∶核糖∶六偏磷酸钠∶抗坏血酸为95～96g∶1～2g∶0.5～1g∶0.2～0.8g∶0.1～0.8g。
8.根据权利要求1所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S5利用超声波细胞破碎仪进行超声波处理。
9.根据权利要求8所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S5中超声波细胞破碎仪处理参数为：超声功率为100～300W/m3，温度为4～20℃，超声时间为5～20min，脉冲工作时间为1～10s，间歇时间为1～10s。
10.根据权利要求1所述的一种过热蒸汽促糖基化制备脱腥鱼蛋白胶的方法，其特征在于：步骤S6中过热蒸汽处理温度为120～130℃，处理时间为30～120s。
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