專利名稱：一種魚類廢棄物提取魚皮膠原多肽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用鱈魚、三文魚或羅非魚等魚類的廢棄物為原 料，經(jīng)過高值化、清潔化工藝步驟，實(shí)現(xiàn)魚類加工廢棄物綜合利用的 魚類廢棄物提取魚皮膠原多肽的方法。
背景技術(shù)：
我國水產(chǎn)品資源豐富，占到了世界水產(chǎn)品總量的36%。國內(nèi)現(xiàn)有 7000多家水產(chǎn)加工企業(yè)，但大多數(shù)只是初級加工，魚肉出口后余留 下約57%廢棄物，且廢棄物僅簡單地作為飼料或肥料，卻缺少綜合利 用。然而，人們對從海產(chǎn)品中獲取高價(jià)值增強(qiáng)健康的產(chǎn)品越來越感興 趣。水產(chǎn)加工業(yè)每年產(chǎn)生大量的海洋魚類下腳料，如魚骨、皮、鰭和 鱗，盡管這些廢棄物具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，但只有部分工廠從中提取 出魚油用作保健食品和藥物，以及制成魚粉用作水產(chǎn)詞料，雖然近年 也有多個(gè)工廠從魚皮提取膠原蛋白，其它廢棄物制作魚粉，但大多數(shù) 工廠采用掩埋丟棄的方法，不僅造成了資源的浪費(fèi)，且直接導(dǎo)致環(huán)境 污染。因此，對水產(chǎn)加工業(yè)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行高附加值利用，使其變 廢為寶，同時(shí)對保護(hù)環(huán)境也有重大意義。膠原蛋白是動(dòng)物體內(nèi)含量最多、分布最廣、具有免疫學(xué)性質(zhì)的蛋 白質(zhì)，廣泛存在于動(dòng)物的皮膚、骨、牙齒、肌腱韌帶和血管中，占哺 乳動(dòng)物體內(nèi)總蛋白量的30%，是結(jié)締組織極其重要的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，起 著支撐器官、保護(hù)肌體的功能，在制藥業(yè)、生物醫(yī)學(xué)原料和食品工業(yè)、 影像業(yè)等有廣泛的應(yīng)用。最近，國外研究表明，膠原水解所得的膠原 多肽不僅具有很好的消化特性，而且還具有許多生理活性功能，已引 起研究人員的廣泛興趣。膠原多肽具有明顯改善與老化相關(guān)的膠原合 成低下作用，此多肽具有促進(jìn)膠原合成效果，可促進(jìn)皮膚膠原代謝作 用。這一切，都需要成品水解膠原蛋白滿足無味，無嗅，高度的穩(wěn)定 性，具有非常好的質(zhì)量、適宜的分子量以及顏色等質(zhì)量特點(diǎn)，滿足高 層次使用要求。因此，對膠原蛋白的高值化深加工是今后該行業(yè)的發(fā)展趨勢。另外，雖然傳統(tǒng)上商業(yè)應(yīng)用的膠原蛋白98%均來自動(dòng)物皮和 骨，但因瘋牛病、口蹄疫等疾病的爆發(fā)，使人們對牲畜膠原制品安全 性產(chǎn)生疑慮。由于宗教和習(xí)俗等原因，有些地區(qū)也不能食用牲畜膠原 蛋白制品。因此，尋找膠原蛋白的新來源顯得愈來愈迫切。眾所周知， 水產(chǎn)動(dòng)物蛋白質(zhì)具很高營養(yǎng)價(jià)值。利用海洋水產(chǎn)資源，應(yīng)用生物酶工 程技術(shù)分離，提取、純化的海洋膠原蛋白肽，在安全性、功能性以及 宗教文化方面的融合性，都為膠原蛋白肽的應(yīng)用開辟了一個(gè)新天地。 但是，由于采用常規(guī)酶解工藝從魚皮中提取的膠原蛋白同樣存在著濃 烈的腥臭味、色澤深、鹽份高、分子量分布不均、影響消化率和具有 很差的感官性等缺點(diǎn)。此外，傳統(tǒng)的寵物食品，以畜禽精瘦肉為原料，制作成股骨頭 形狀或編制成寵物玩具模樣形狀，寵物食品營養(yǎng)價(jià)值要高，外觀新穎美觀，可有效刺激寵物的食欲；增加食量，有利于寵物健壯骨骼 和增強(qiáng)體質(zhì)，更要從營養(yǎng)、口感、外觀三個(gè)方面來滿足寵物對營養(yǎng) 平衡的需要。很顯然，如此制作的寵物食品成本肯定高。所以，利 用魚頭、魚骨、魚內(nèi)臟中蛋白質(zhì)、脂類、礦物質(zhì)(尤其是鈣質(zhì))豐 富的特點(diǎn)，制備一種畜禽精瘦肉的替代品，作為寵物食品，綜合利 用魚類廢棄物已成為目前研究和應(yīng)用的熱門項(xiàng)目。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種能綜合 利用鱈魚、三文魚或羅非魚等加工廢棄物，并清潔化地把魚皮加工成 無色、無味、無脂、低鹽且分子量均一的魚皮膠原多肽，使之適用于 新型的美容抗衰老材料以及高檔的化妝品、保健食品等；同時(shí)可將魚 排上的魚肉分離出來并加工成水解蛋白，使之適用于蛋白質(zhì)營養(yǎng)強(qiáng)化 劑和調(diào)味料等；同時(shí)將魚頭、魚內(nèi)臟和魚骨加工成寵物食品主原料。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體工藝包括單螺旋膠原蛋白的提 取、脫腥脫臭、酶切、脫色、脫鹽和噴干工藝步驟，其中單螺旋膠原蛋白的提取將含有三股螺旋緊密結(jié)構(gòu)的天然膠原蛋
白的魚皮，洗凈、瀝干后按重量比h 8加入軟化水，經(jīng)在pH值為4.7、溫度92'C條件下提取4小時(shí)即轉(zhuǎn)變?yōu)閱喂陕菪艹觯譃V。調(diào) 節(jié)粗濾液pH值為8.3，加高嶺土于65"C精過濾，濾液即為單螺旋魚 皮膠原蛋白；脫腥脫臭選有機(jī)溶劑為正己烷、石油醚或乙醚；將精濾液減壓 濃縮至l/3體積時(shí)，按精濾液有機(jī)溶劑=1: 0.3的重量比混合攪拌 l小時(shí)，靜置萃取6-8小時(shí)；上層液用于回收溶劑，將下層溶液調(diào)pH 值為6.8,調(diào)溫51 53'C，用于酶切處理；酶切由于酶催化作用具有專一性特點(diǎn)，同時(shí)考慮到魚皮膠原蛋白的獨(dú)特氨基酸組成和排列順序，選用高效酶合劑一步法將魚皮單螺旋膠原蛋白鏈進(jìn)行定向酶切，可獲得分子量在2-5KD范圍的魚皮膠原 多肽；按鮮魚皮酶合劑=1: 0. 002的重量比將脫腥脫臭后的溶液進(jìn) 行酶切3-5小時(shí)，同時(shí)連續(xù)攪拌；脫色由于魚皮膠原蛋白提取液以及后續(xù)處理過程中溶液狀態(tài)均 為膠懸液，顏色深且高度不透明，為了得到澄清透明的魚皮膠原多肽 溶液，同時(shí)為了減少高溫處理對水解膠原蛋白品質(zhì)的影響以及單一脫 色劑對蛋白質(zhì)的強(qiáng)吸附損失，酶切完畢不需高溫鈍化酶，而是直接加 復(fù)合脫色劑脫色后一同過濾除去；再按鮮魚皮脫色劑=1: O.OS的重 量比例加入復(fù)合脫色劑，控溫60 65X:攪拌脫色0.5小時(shí)并過濾，完 成脫色；脫鹽由于經(jīng)上述處理步驟得到的魚皮膠原多肽溶液仍含大量鹽 分，不適于作為高檔保健品、化妝品的原料，必須脫除至膠原多肽粉 含鹽在O. 5%以下；考慮到柱層析效率較低以及魚皮膠原多肽液粘度較 小的特點(diǎn)，使用納濾膜脫鹽，生產(chǎn)效率高且脫鹽效果好；將脫色后的 濾液經(jīng)過納濾膜脫鹽后進(jìn)行真空濃縮得粗產(chǎn)品；噴干對粗產(chǎn)品控制進(jìn)風(fēng)溫度在18(TC條件下進(jìn)行噴霧干燥，得 無脂、無腥、無臭、低鹽白色魚皮膠原多肽粉產(chǎn)品，其分子量為2-5KD。本發(fā)明的附屬技術(shù)是魚肉水解蛋白的制備將魚排上的魚肉回 收，并將其采用生物酶水解，經(jīng)脫臭處理制得魚肉水解蛋白粉，可用　于食品中蛋白質(zhì)強(qiáng)化劑或調(diào)味料；本發(fā)明對魚頭、魚骨、魚內(nèi)臟的加 工是將魚頭、魚骨、魚內(nèi)臟經(jīng)烘干、粉碎等加工處理，可作為寵物食 品的主要原料使用；其附屬技術(shù)實(shí)現(xiàn)魚類廢棄物的綜合利用。本發(fā)明 與現(xiàn)有技術(shù)相比，其工藝簡單，操控方便，魚類廢棄物利用率高，產(chǎn) 品質(zhì)量好，可有效地綜合利用多種魚類的廢棄物或下腳料。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述實(shí)例1:先將魚皮洗凈、瀝干后加入8倍軟化水(w/w)，調(diào)pH4. 7 在92'C間歇攪拌提取4小時(shí)，粗濾；調(diào)節(jié)pH值為8.3，加高嶺土于 65'C精過濾，精濾液即為單螺旋魚皮膠原蛋白；將精濾液減壓濃縮至1/3時(shí)，按溶液正己烷或石油醚=1: 0.3 (W/W)的比例加入正己烷或石油醚或乙醚，攪拌1小時(shí),靜置萃取6-8小時(shí);將下層溶液調(diào)p朋.8， 調(diào)節(jié)溫度為51 53。C;按鮮魚皮高效酶合劑-1:0.002 (W/W)的比 例加入高效酶合劑一步法酶切3-5小時(shí)，同時(shí)不斷加以攪拌；酶切完畢，按鮮魚皮復(fù)合脫色劑=1: 0.08 (W/W)的比例加入復(fù)合脫色劑，60 65'C攪拌脫色0.5小時(shí)，過濾，將濾液經(jīng)納濾膜脫鹽后真空濃縮、 噴霧干燥即得無色、無味、無脂、低鹽且分子量均一(7l^^2-5KD)的 魚皮膠原多肽粉產(chǎn)品。實(shí)施例2:將魚排先用骨肉分離機(jī)分離出魚肉，魚肉再加軟化 水，調(diào)節(jié)溫度50°C,按新鮮魚肉中性蛋白酶=1: 0.002 (w/w)加入木瓜蛋白酶，在不斷攪拌下酶解3小時(shí)；酶解液經(jīng)脫腥處理、噴霧 干燥，得魚肉水解蛋白粉；其魚骨轉(zhuǎn)入魚頭、魚內(nèi)臟處理工序即實(shí)施 例3。實(shí)施例3:將魚頭、魚內(nèi)臟連同實(shí)施例2中分離出的魚骨一起在 95 10(TC下烘干，粉碎，過40目篩得寵物食品主原料，用于根據(jù)復(fù) 配成寵物食物。實(shí)例4:步驟與方法同實(shí)例1至實(shí)施例3，原料選取三文魚或羅 非魚加工廢棄物，其制備魚皮膠原多肽粉產(chǎn)品的質(zhì)量與鱈魚原料相 同。
權(quán)利要求
1、一種魚類廢棄物提取魚皮膠原多肽的方法，主體工藝包括單螺旋膠原蛋白的提取、脫腥脫臭、酶切、脫色、脫鹽和噴干工藝步驟，其特征在于單螺旋膠原蛋白的提取將含有三股螺旋緊密結(jié)構(gòu)的天然膠原蛋白的魚皮，洗凈、瀝干后按重量比1∶8加入軟化水，經(jīng)在pH值為4.7、溫度92℃條件下提取4小時(shí)即轉(zhuǎn)變?yōu)閱喂陕菪艹?，粗濾，調(diào)節(jié)pH值為8.3，加高嶺土于65℃精過濾，精濾液即為單螺旋魚皮膠原蛋白；脫腥脫臭將精濾液減壓濃縮至1/3體積時(shí)，按精濾液有機(jī)溶劑＝1∶0.3的重量比混合攪拌1小時(shí)，靜置萃取6-8小時(shí)，將下層溶液調(diào)pH值為6.8，調(diào)溫51～53℃，用于酶切處理；酶切按鮮魚皮高效酶合劑＝1∶0.002的重量比將脫腥脫臭后的溶液進(jìn)行酶切3-5小時(shí)，同時(shí)連續(xù)攪拌；脫色再按鮮魚皮∶脫色劑＝1∶0.08的重量比例加入復(fù)合脫色劑，控溫60～65℃攪拌脫色0.5小時(shí)并過濾，完成脫色；脫鹽將脫色后的濾液經(jīng)過納濾膜脫鹽后進(jìn)行真空濃縮得粗產(chǎn)品；噴干對粗產(chǎn)品控制進(jìn)風(fēng)溫度在180℃條件下進(jìn)行噴霧干燥，得無脂、無腥、無臭、低鹽白色魚皮膠原多肽粉產(chǎn)品，其分子量為2-5KD.
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種魚類廢棄物提取魚皮膠原多肽的方法，其特征在于有機(jī)溶劑為正已烷、石油醚或乙醚。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種魚類廢棄物提取魚皮膠原多肽的方法，其特征在于其附屬技術(shù)是魚肉水解蛋白的制備將魚排上的魚肉 回收，并將其采用生物酶水解，經(jīng)脫臭處理制得魚肉水解蛋白粉；對魚頭、魚骨、魚內(nèi)臟的加工是將魚頭、魚骨、魚內(nèi)臟經(jīng)烘干、粉碎處理，制成寵物食品原料；其附屬技術(shù)實(shí)現(xiàn)魚類廢棄物的綜合利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鱈魚、三文魚或羅非魚等魚類的廢棄物為原料提取魚皮膠原多肽的方法，包括單螺旋膠原蛋白的提取、脫腥脫臭、酶切、脫色、脫鹽和噴干工藝步驟；將含有三股螺旋緊密結(jié)構(gòu)的天然膠原蛋白的魚皮，洗凈、瀝干后加入軟化水，經(jīng)控制pH值、溫度條件下提取3小時(shí)，再調(diào)節(jié)pH值并加硅藻土粗過濾，粗濾液即為單螺旋魚皮膠原蛋白；再將粗濾液減壓濃縮加有機(jī)溶劑混合攪拌1小時(shí)，靜置萃取，進(jìn)行脫腥脫臭處理；再加酶合劑將溶液進(jìn)行酶切和加脫色劑，控溫?cái)嚢杳撋?.5小時(shí)并過濾；最后進(jìn)行脫鹽和噴干得白色魚皮膠原多肽粉產(chǎn)品，其工藝過程簡單，操作控制方便，利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。
文檔編號C07K1/00GK101397581SQ200810157829
公開日2009年4月1日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者曹榮軍, 魏玉西 申請人:青島貝爾特生物科技有限公司