CN102732592A - 酶法制备淡水鱼骨明胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，包括依次进行的酶解鱼肉制备鱼骨、浸酸除盐、酶解、水洗、提胶、离心与过滤、浓缩与干燥工序。与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)利用酶法替代传统工艺中的浸灰工艺，大大节约了生产周期，减少了工业废水的产生；(2)采用蛋白酶水解法脱肉，去肉效率高、彻底，得到的鱼骨光洁；(3)采用木瓜蛋白酶预处理骨素，pH值在中性附近，且为胶原的等电点，减少了胶原损失，亦不会产生难处理的酸解液，产生的胶原更为安全可靠；(4)制取的鱼骨明胶粘度大可达到3.5mPa.s，是制取药用胶囊的优质原料；(5)利用鱼骨制取的明胶比动物明胶更安全，并可以提高鱼类产品的加工附加值。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，属于明胶制备领域。
背景技术
明胶是动物的皮或骨结缔组织中的结构蛋白胶原经部分降解的产物，由于其优良的理化性质广范应用在食品、医药、工业等领域。随着应用范围的不断扩大明胶需求量也逐年递增，目前世界的明胶年产量已经达到大约326,000吨。
明胶工业传统的原料是猪和牛的皮与骨，近年来由于牛、猪等动物所携带传播的各种传染病如疯牛病、口蹄疫在全球范围内肆虐，有不少国家减少或禁止了牛、猪来源的明胶的生产、使用和进口，陆生动物胶原蛋白的应用受到限制。水产明胶被公认为是无病毒感染危险，而且可以被伊斯兰教、犹太教等特殊群体消费者所接受，因此，人们开始寻求从水产动物如鱼类组织中提取胶原蛋白。
我国是水产养殖大国，罗非鱼和斑点叉尾鮰等养殖量大。目前我国大多将原料鱼做成鱼片大量出口，而加工鱼片时产生的大量下脚料中鱼骨占很大比例，一般将鱼下脚料干燥做成饲料，但该饲料适口性差、消化率低，资源得不到充分利用，利用鱼骨提取明胶有望大幅度提高其经济效益。然而鱼源明胶还处于起步阶段仅仅占明胶年产量的1％，鱼源性明胶有很大的发展前景。传统制备明胶有酸法和碱法，但由于生产工艺周期长、卫生条件难以控制、设备改进困难以及对环境造成污染等原因，难以满足日益增长的明胶市场的需求，迫切需要改进，而且酸碱切断胶原分子随机性大，导致明胶凝冻强度低，质量较差。故而，酶法生产明胶到目前为止还没有大规模应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其能使水产品加工的主要下脚料鱼骨得到充分利用，同时生产出高品质明胶，降低环境污染，增加经济效益，并具有生产周期短、设备易于控制及环境污染少等优势，从而克服了现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明提供的酶法制备淡水鱼骨明胶的方法包括依次进行的如下工序：
(1)水解：利用碱性蛋白酶进行水解，水解条件为：温度30-70℃，pH值7-12，液料比0.5-10mL/g，时间0.5h以上，加酶量100-10000U/g，水解结束后于100℃灭酶，其后分离出鱼骨清洗、烘干，获得洁净鱼骨备用；
(2)浸酸除盐：在室温条件下，采用传统盐酸浸泡法去除洁净鱼骨中的矿物质，盐酸浓度为0.1-2.0mol/L；
(3)酶处理：利用木瓜蛋白酶预处理经除盐处理的鱼骨，酶解条件为：温度30-80℃，pH值5.0-9.0，时间0.5h以上，加酶量500-20000U/g，液料比1-30mL/g，酶解完成后于100℃灭酶，过滤；
(4)提胶：提胶条件为：pH值2.0-6.0，温度50-90℃，每道胶提取时间0.5h以上，液料比1-30mL/g；
(5)浓缩：将提取到的胶液过滤，并浓缩至原体积的1/2以下，干燥，获得目标产物。
优选的，在水解工序中是以水清洗灭酶后的鱼骨，再风干或低温(一般在50℃以下)烘干。
优选的，在酶处理工序中酶解时间在0.5-5h。
优选的，在提胶工序中每道提胶时间在0.5-5h。
优选的，步骤(5)具体为：采用板框压滤机过滤提取得到的胶液，而后利用多效蒸发器浓缩至明胶浓度达到25wt％-45wt％，蒸汽灭菌，凝胶成型，干燥后粉碎，获得鱼骨明胶。
进一步的，步骤(5)中进一步还包括将过滤后的明胶液过离子柱脱盐，再进行浓缩的工序。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明用酶法替代传统工艺中的浸灰工艺，大大节约了生产周期(缩短至数小时)，减少了工业废水的产生。
(2)本发明脱肉采用蛋白酶水解法，条件温和，去肉效率高、彻底，得到的鱼骨光洁，而传统骨肉分离法多采用高压蒸煮和酸碱处理，不仅能耗高，污染大，去肉效果不理想，且若应用于处理鱼排，则不仅会破坏鱼骨，并且使鱼肉利用价值降低。。
(3)本发明采用木瓜蛋白酶预处理骨素，与CN 101107974 B等文献中所记载的利用酸性蛋白酶(胃蛋白酶或组织蛋白酶)处理骨料的方法相比，pH值在中性附近，此pH值为胶原的等电点，减少了胶原损失，且不会产生难处理的酸解液，产生的胶原更为安全可靠。
(4)本发明所制取的鱼骨明胶粘度大可达到3.5mPa.s，高于CN101107974 B和CN 1106758C等文献中利用猪、牛骨所提取的明胶(最高3.4mPa.s和3.0mPa.s的粘度)，是制取药用胶囊的优质原料。
(5)本发明利用鱼骨制取明胶，得到的鱼明胶比动物明胶更安全，并可以提高鱼类产品的加工附加值。
具体实施方式
概括的讲，本发明采用蛋白酶预处理淡水鱼骨制备明胶的工艺路线如下：
冷冻罗非鱼→酶解鱼肉制备鱼骨→浸酸除盐→酶解→水洗→提胶→离心、过滤→浓缩、干燥。
进一步的讲，作为优选的实施方案，本发明的工艺包括如下步骤：
(1)水解脱残肉
冷冻带肉鱼排在室温下解冻后利用碱性蛋白酶水解鱼肉条件为：30-70℃，pH值7-12，液料比0.5-10mL/g，时间0.5-5h，加酶量100-10000U/g。水解结束后100℃灭酶10min，过滤并用自来水冲洗至得到洁净鱼骨，风干或低温烘干。
(2)浸酸除盐
在室温条件下，采用传统盐酸浸泡法去除鱼骨中的矿物质，盐酸浓度为0.1-2.0mol/L。
(3)酶处理骨素
利用木瓜蛋白酶预处理脱盐骨素。酶解条件统一为温度30-80℃、pH值5.0-9.0、时间0.5-5h、加酶量500-20000U/g，液料比1-30mL/g。酶解完成后沸水浴10min灭酶，过滤。
(4)提胶
pH值2.0-6.0，温度50-90℃，每道胶提取时间0.5-5h，液料比1-30mL/g。
(5)过滤、浓缩、干燥
提取得到的胶液过滤，浓缩至原体积的1/2以下，干燥。
以下结合若干优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1本实施例制取明胶的工艺为：
(1)水解脱残肉
冷冻带肉鱼排在室温下解冻后利用碱性蛋白酶水解鱼肉条件为：30℃，pH值12，液料比0.5mL/g，时间5h，加酶量10000U/g。水解结束后100℃灭酶10min，过滤并用自来水冲洗至得到洁净鱼骨，风干或低温烘干。
(2)浸酸除盐
在室温条件下，采用传统盐酸浸泡法去除鱼骨中的矿物质，盐酸浓度为2.0mol/L。
(3)酶处理骨素
利用木瓜蛋白酶预处理脱盐骨素。酶解条件统一为温度80℃、pH值5.0、时间0.5h、加酶量20000U/g，液料比1mL/g。酶解完成后沸水浴10min灭酶，过滤。
(4)提胶
pH值3.0，温度50℃，每道胶提取时间0.5h，液料比30mL/g。
(5)采用板框压滤机过滤提取得到的胶液，且还可根据实际要求进一步对过滤后的明胶液过离子柱脱盐，之后利用多效蒸发器浓缩至明胶浓度达到25％-45％(约在原体积的1/2以下)，蒸汽灭菌，凝胶成型，干燥后粉碎，获得鱼骨明胶，但明胶凝胶强度稍弱，在150勃朗姆以下。
实施例2本实施例制取明胶的工艺为：
(1)水解脱残肉
冷冻带肉鱼排在室温下解冻后利用碱性蛋白酶水解鱼肉条件为：70℃，pH值7，液料比0.5-10mL/g，时间0.5-5h，加酶量100-10000U/g。水解结束后100℃灭酶10min，过滤并用自来水冲洗至得到洁净鱼骨，风干或低温烘干。
(2)浸酸除盐
在室温条件下，采用传统盐酸浸泡法去除鱼骨中的矿物质，盐酸浓度为0.1-2.0mol/L。
(3)酶处理骨素
利用木瓜蛋白酶预处理脱盐骨素。酶解条件统一为温度30-80℃、pH值5.0-9.0、时间0.5-5h、加酶量500-20000U/g，液料比1-30mL/g。酶解完成后沸水浴10min灭酶，过滤。
(4)提胶
pH值2.0-6.0，温度50-90℃，每道胶提取时间0.5-5h，液料比1-30mL/g。
(5)采用板框压滤机过滤提取得到的胶液，且还可根据实际要求进一步对过滤后的明胶液过离子柱脱盐，之后利用多效蒸发器浓缩至明胶浓度达到25％-45％(约在原体积的1/2以下)，蒸汽灭菌，凝胶成型，干燥后粉碎，获得鱼骨明胶，但明胶凝胶强度稍弱，在150勃朗姆以下。
实施例3本实施例制取明胶的工艺为：
(1)水解脱残肉
冷冻带肉鱼排在室温下解冻后利用碱性蛋白酶水解鱼肉条件为：30-70℃，pH值7-12，液料比5mL/g，时间3h，加酶量5000U/g。水解结束后100℃灭酶10min，过滤并用自来水冲洗至得到洁净鱼骨，风干或低温烘干。
(2)浸酸除盐
在室温条件下，采用传统盐酸浸泡法去除鱼骨中的矿物质，盐酸浓度为1.5mol/L。
(3)酶处理骨素
利用木瓜蛋白酶预处理脱盐骨素。酶解条件统一为温度50℃、pH值7.0、时间35h、加酶量10000U/g，液料比20mL/g。酶解完成后沸水浴10min灭酶，过滤。
(4)提胶
pH值4.0，温度70℃，每道胶提取时间3h，液料比20mL/g。
(5)采用板框压滤机过滤提取得到的胶液，且还可根据实际要求进一步对过滤后的明胶液过离子柱脱盐，之后利用多效蒸发器浓缩至明胶浓度达到25％-45％(约在原体积的1/2以下)，蒸汽灭菌，凝胶成型，干燥后粉碎，获得鱼骨明胶，但明胶凝胶强度稍弱，在150勃朗姆以下。
以上实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式，但凡本领域技术人员因本发明所涉及之技术启示，而采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其特征在于，它包括依次进行的如下工序：
(1)水解：利用碱性蛋白酶进行水解，水解条件为：温度30-70℃，pH值7-12，液料比0.5-10mL/g，时间0.5h以上，加酶量100-10000U/g，水解结束后于100℃灭酶，其后分离出鱼骨清洗、烘干，获得洁净鱼骨备用；
(2)浸酸除盐：在室温条件下，采用传统盐酸浸泡法去除洁净鱼骨中的矿物质，盐酸浓度为0.1-2.0mol/L；
(3)酶处理：利用木瓜蛋白酶预处理经除盐处理的鱼骨，酶解条件为：温度30-80℃，pH值5.0-9.0，时间0.5h以上，加酶量500-20000U/g，液料比1-30mL/g，酶解完成后于100℃灭酶，过滤；
(4)提胶：提胶条件为：pH值2.0-6.0，温度50-90℃，每道胶提取时间0.5h以上，液料比1-30mL/g；
(5)浓缩：将提取到的胶液过滤，并浓缩至原体积的1/2以下，干燥，获得目标产物。
2.根据权利要求1所述的酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其特征在于，在水解工序中是以水清洗灭酶后的鱼骨，再风干或于50℃以下烘干。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其特征在于，在酶处理工序中酶解时间在0.5-5h。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其特征在于，在提胶工序中每道提胶时间在0.5-5h。
5.根据权利要求1所述的酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其特征在于，步骤(5)具体为：采用板框压滤机过滤提取得到的胶液，而后利用多效蒸发器浓缩至明胶浓度达到25wt％-45wt％，蒸汽灭菌，凝胶成型，干燥后粉碎，获得鱼骨明胶。
6.根据权利要求1或5所述的酶法制备淡水鱼骨明胶的方法，其特征在于，步骤(5)中进一步还包括将过滤后的明胶液过离子柱脱盐，再进行浓缩的工序。
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