CN103388017B

CN103388017B - 鱼皮胶原寡肽的制备工艺

Info

Publication number: CN103388017B
Application number: CN201310338921.4A
Authority: CN
Inventors: 郭洪辉; 洪专; 张怡评; 陈思谨
Original assignee: Third Institute of Oceanography SOA
Current assignee: Third Institute of Oceanography SOA
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: CN103388017A

Abstract

本发明公开了一种鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其步骤包括：首先用酸碱前处理鱼皮，除去脂肪和其它杂质，获得高纯度的胶原蛋白提取液，胶原蛋白的提取率大于85％；然后用两步酶解法酶解胶原蛋白提取液，酶解结束后，采用离心机协同多级膜分离系统纯化酶解液，得到鱼皮胶原寡肽溶液；最后喷雾干燥快速干燥鱼皮胶原寡肽溶液，得到纯度大于90％，分子量小于1000Da的胶原寡肽粉。采用上述工艺制备鱼皮胶原寡肽粉，成本低、产率高、纯度高，适合规模生产。

Description

鱼皮胶原寡肽的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种鱼皮胶原寡肽的制备工艺，属于生物技术领域。

背景技术

鱼皮是鱼类加工的副产物，其蛋白质含量很高，特别是胶原蛋白的含量占其蛋白质总量的一半还要多。利用蛋白酶水解胶原蛋白得到的小分子胶原寡肽具有独特的生理活性，如：促进皮肤胶原代谢、预防骨质疏松、抗肿瘤、提高免疫性、抑制ACE等，可以广泛应用于化妆品，医药，功能食品等多个领域。同时，由于近年来疯牛病、口蹄疫、禽流感等流行病的发生，考虑到原料的安全性和成本问题，采用鱼皮制备胶原寡肽更具有应用前景和价值。

近年来，随着胶原寡肽的应用价值越来越受到人们的重视，其相关研究也多有报道。用动物皮制备胶原寡肽的报道，如CN1434124A的发明专利，公开了用猪皮胶原为原料，利用碱性蛋白酶与酸性蛋白酶或和中性蛋白酶的协同水解作用得到寡肽的方法。鱼皮胶原寡肽的制备如CN103060414A 的发明专利申请，公开了一种生物酶法制备鱼皮胶原寡肽的方法，其步骤包括预处理、酶水解、脱异味、萃取剂再生、脱色浓缩、配物干燥等步骤，制得的胶原寡肽蛋白含量为50％～53％，水分5％～5.5％，平均分子量为250～750 Da。韩凤杰等（食品科技，2006，5：130-132）提供了一种用比目鱼皮制备寡肽的方法，比目鱼皮经预处理，酶解得到了分子量分布在0.6～1.8 kDa的小肽。上述制备胶原寡肽的方法安全简便，但制备的寡肽样品蛋白含量低，分子量分布较广，不易吸收利用。为获得高胶原蛋白含量、分子量集中的胶原寡肽，本发明建立了一种新的鱼皮胶原寡肽生产工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简单安全、易于操作、成本低、生产的产品纯度高的鱼皮胶原寡肽的制备工艺，以充分利用鱼类加工的副产物，变废为宝，开发具有广阔应用前景的鱼皮胶原寡肽。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）前处理：

将鱼皮用清水洗净后，投入反应釜中，加入鱼皮质量5～8倍的碱溶液，碱溶液的浓度为0.001～0.01Kg/L，搅拌1～3小时，水洗至中性；再加入鱼皮质量5～8倍的酸溶液，酸溶液的体积浓度为0.1～1％，搅拌1～3小时，水洗至中性；最后加入鱼皮质量1～2倍的水，于60℃，加热2～4小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液；

（2）两步酶解：

向上述鱼皮提取液中，加入相当于鱼皮质量1～30％的蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为30～60℃，酶解反应pH值控制在6～8，酶解3～12小时；酶解结束后升温至80～85℃，恒温10～20min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入相当于鱼皮质量1～30％的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为40～60℃，酶解反应pH值控制在3～6，酶解3～12小时；酶解结束后升温至80～85℃，恒温10～20min灭酶，得到二次酶解液；

（3）纯化浓缩：

用离心机除去二次酶解液的固体残渣；所得清液用分子量为1000 Da～8000Da的超滤膜去除少量大分子杂质，再用分子量为200 Da的纳滤膜去除无机盐和小分子杂质并浓缩，得到鱼皮胶原寡肽溶液；

（4）快速干燥：

喷雾干燥鱼皮胶原寡肽溶液，得到鱼皮胶原寡肽粉末。

所述步骤（1）前处理所使用的碱为碳酸氢钠或氢氧化钠，所用酸为盐酸。

所述步骤（2）中第一步酶解所用蛋白酶为胰蛋白酶、风味蛋白酶、鱼皮鱼鳞水解胶原蛋白酶（简称鱼皮鱼鳞蛋白酶）、海产品蛋白酶的一种或任意两种组合。

所述步骤（2）中调节pH所用碱为碳酸氢钠或氢氧化钠，所用酸为盐酸。

所述步骤（3）中离心机为10000～15000 rpm的离心机。

所述步骤（3）中所使用的超滤膜，膜压力为0.5～1MPa，工作温度为25～40℃；所使用的纳滤膜，膜压力为1～2 MPa，工作温度为25～40℃。

所述步骤（3）中使用纳滤膜时，浓缩二次酶解液直至原体积的5％～20％。

所述步骤（4）中喷雾干燥的出风温度为70～90℃，进风温度为140～180℃。

所述步骤（4）中鱼皮胶原寡肽粉末的纯度大于90％，分子量小于1000 Da，颜色为白色或淡黄色，无异味。

采用上述方案后，本发明具有如下有益效果：本工艺充分利用鱼类加工副产物鱼皮制备胶原寡肽，成本低廉，胶原提取率大于85％；采用离心协同多级膜分离系统纯化鱼皮胶原寡肽，除杂和浓缩效果好，适合规模化工业生产；制备的鱼皮胶原寡肽为白色或淡黄色粉末，纯度大于90％，分子量小于1000 Da，无异味。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。

实施例一：

1．前处理：以优质鱼皮为原料，可以是海洋类鱼皮，也可以是淡水鱼类鱼皮。将5 kg鱼皮用清水洗净后，投入反应釜中，加入30 L浓度为0.002 Kg/L的氢氧化钠水溶液，搅拌2小时后，水洗至中性；再加入30 L体积浓度为0.6％的盐酸水溶液，搅拌1小时后，水洗至中性；最后加入5 L的水，于60 ℃，加热4小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液；

2．酶解：向上述鱼皮胶原蛋白提取液中，加入0.05 kg的胰蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为40 ℃，用氢氧化钠溶液调节pH 7.0，酶解6小时，酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入0.05 kg的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为50℃，用盐酸溶液调节pH3.5，酶解6小时；酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到二次酶解液；

3．纯化浓缩：用10000 rpm的离心机除去二次酶解液的固体残渣。所得清液用分子量为2000 Da的超滤膜去除少量大分子杂质，膜压力为0.7 MPa，工作温度为35 ℃；再用分子量为200 Da的纳滤膜去除无机盐和小分子杂质，膜压力为1.5 MPa，工作温度为35℃，浓缩二次酶解液至3 L，得到纯度为95％，分子量小于1000 Da，平均分子量为600 Da的鱼皮胶原寡肽溶液；

4．快速干燥：喷雾干燥鱼皮胶原寡肽溶液，出风温度为80 ℃，进风温度为160 ℃，得到鱼皮胶原寡肽粉末。

实施例二：

1．前处理：以优质鱼皮为原料，可以是海洋类鱼皮，也可以是淡水鱼类鱼皮。将5 kg鱼皮用清水洗净后，投入反应釜中，加入30 L浓度为0.01 Kg/L的碳酸氢钠水溶液，搅拌2小时后，水洗至中性；再加入30 L体积浓度为0.8％的盐酸水溶液，搅拌1小时后，水洗至中性；最后加入5 L的水，于60 ℃，加热4小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液；

2．酶解：向上述鱼皮胶原蛋白提取液中，加入0.1 kg的鱼皮鱼鳞水解胶原蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为50 ℃，用氢氧化钠溶液调节pH 6.5，酶解4小时，酶解结束后升温至85 ℃，恒温15 min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入0.2 kg的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为50℃，用盐酸溶液调节pH3.0，酶解4小时；酶解结束后升温至85 ℃，恒温15 min灭酶，得到二次酶解液；

3．纯化浓缩：用13000 rpm的离心机除去二次酶解液的固体残渣。所得清液用分子量为3500 Da的超滤膜去除少量大分子杂质，膜压力为0.8 MPa，工作温度为30 ℃；再用分子量为200 Da的纳滤膜去除无机盐和小分子杂质，膜压力为1.5 MPa，工作温度为30℃，浓缩二次酶解液至3 L，得到纯度为90％，分子量小于1000 Da，平均分子量为800 Da的鱼皮胶原寡肽溶液；

4．快速干燥：喷雾干燥鱼皮胶原寡肽溶液，出风温度为70 ℃，进风温度为160 ℃，得到鱼皮胶原寡肽粉末。

实施例三：

1．前处理：以优质鱼皮为原料，可以是海洋类鱼皮，也可以是淡水鱼类鱼皮。将5 kg鱼皮用清水洗净后，投入反应釜中，加入40 L浓度为0.004 Kg/L的氢氧化钠水溶液，搅拌2小时后，水洗至中性；再加入40 L体积浓度为1％的盐酸水溶液，搅拌1小时后，水洗至中性；最后加入5 L的水，于60 ℃，加热2小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液；

2．酶解：向上述鱼皮胶原蛋白提取液中，加入0.5 kg的胰蛋白酶和0.5 kg的海产品蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为50 ℃，用氢氧化钠溶液调节pH 7.5，酶解10小时，酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入1 kg的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为50℃，用盐酸溶液调节pH5.0，酶解10小时；酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到二次酶解液；

3．纯化浓缩：用15000 rpm的离心机除去二次酶解液的固体残渣。所得清液用分子量为8000 Da的超滤膜去除少量大分子杂质，膜压力为0.6 MPa，工作温度为30 ℃；再用分子量为200 Da的纳滤膜去除无机盐和小分子杂质，膜压力为1.5 MPa，工作温度为30℃，浓缩二次酶解液至3 L，得到纯度为92％，分子量小于1000 Da，平均分子量为400 Da的鱼皮胶原寡肽溶液；

4．快速干燥：喷雾干燥鱼皮胶原寡肽溶液，出风温度为90 ℃，进风温度为180 ℃，得到鱼皮胶原寡肽粉末。

实施例四：

1．前处理：以优质鱼皮为原料，可以是海洋类鱼皮，也可以是淡水鱼类鱼皮。将10 kg鱼皮用清水洗净后，投入反应釜中，加入50 L浓度为0.008 Kg/L的碳酸氢钠水溶液，搅拌3小时后，水洗至中性；再加入50 L体积浓度为1％的盐酸水溶液，搅拌3小时后，水洗至中性；最后加入10 L的水，于60 ℃，加热2小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液；

2．酶解：向上述鱼皮胶原蛋白提取液中，加入0.2 kg的胰蛋白酶和0.2 kg的风味蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为50 ℃，用氢氧化钠溶液调节pH 7.0，酶解4小时，酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入0.5 kg的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为50℃，用盐酸溶液调节pH3.0，酶解4小时；酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到二次酶解液；

3．纯化浓缩：用13000 rpm的离心机除去二次酶解液的固体残渣。所得清液用分子量为5000 Da的超滤膜去除少量大分子杂质，膜压力为0.9 MPa，工作温度为35 ℃；再用分子量为200 Da的纳滤膜去除无机盐和小分子杂质，膜压力为1.5 MPa，工作温度为30℃，浓缩二次酶解液至5 L，得到纯度为91％，分子量小于1000 Da，平均分子量为500 Da的鱼皮胶原寡肽溶液；

4．快速干燥：喷雾干燥鱼皮胶原寡肽溶液，出风温度为80 ℃，进风温度为180 ℃，得到鱼皮胶原寡肽粉末。

实施例五：

1．前处理：以优质鱼皮为原料，可以是海洋类鱼皮，也可以是淡水鱼类鱼皮。将10 kg鱼皮用清水洗净后，投入反应釜中，加入80 L浓度为0.003 Kg/L的氢氧化钠水溶液，搅拌2小时后，水洗至中性；再加入80 L体积浓度为1％的盐酸水溶液，搅拌1小时后，水洗至中性；最后加入10 L的水，于60 ℃，加热2小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液；

2．酶解：向上述鱼皮胶原蛋白提取液中，加入2 kg的胰蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为50 ℃，用氢氧化钠溶液调节pH 7.0，酶解8小时，酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入1 kg的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为50℃，用盐酸溶液调节pH 6，酶解8小时；酶解结束后升温至80 ℃，恒温20 min灭酶，得到二次酶解液；

3．纯化浓缩：用10000 rpm的离心机除去二次酶解液的固体残渣。所得清液用分子量为1000 Da的超滤膜去除少量大分子杂质，膜压力为0.6 MPa，工作温度为35 ℃；再用分子量为200 Da的纳滤膜去除无机盐和小分子杂质，膜压力为1.5 MPa，工作温度为35℃，浓缩二次酶解液至6 L，得到纯度为92％，分子量小于1000 Da，平均分子量为600 Da的鱼皮胶原寡肽溶液；

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims

1.一种鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）前处理：

用酸碱前处理鱼皮，除去脂肪和其它杂质，获得胶原蛋白提取液，所使用的碱为碳酸氢钠或氢氧化钠，所用酸为盐酸；

（2）两步酶解：

向上述鱼皮胶原蛋白提取液中，加入相当于鱼皮质量1～30％的蛋白酶进行第一步酶解，酶解温度为30～60℃，酶解反应pH值控制在6～8，酶解3～12小时；酶解结束后升温至80～85℃，恒温10～20min灭酶，得到一次酶解液；再在一次酶解液中加入相当于鱼皮质量1～30％的酸性蛋白酶进行第二步酶解，酶解温度为40～60℃，酶解反应pH值控制在3～6，酶解3～12小时；酶解结束后升温至80～85℃，恒温10～20min灭酶，得到二次酶解液；第一步酶解所用蛋白酶为胰蛋白酶、风味蛋白酶、鱼皮鱼鳞水解胶原蛋白酶、海产品蛋白酶的一种或任意两种组合；

（3）纯化浓缩：

（4）快速干燥：

喷雾干燥鱼皮胶原寡肽溶液，得到鱼皮胶原寡肽粉末。

2.根据权利要求1所述鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）前处理具体过程为：将鱼皮投入反应釜中，加入鱼皮质量5～8倍的碱溶液，碱溶液的浓度为0.001～0.01 Kg/L，搅拌1～3小时，水洗至中性；再加入鱼皮质量5～8倍的酸溶液，酸溶液的体积浓度为0.1～1％，搅拌1～3小时，水洗至中性；最后加入鱼皮质量1～2倍的水，于60℃，加热2～4小时，得到鱼皮胶原蛋白提取液。

3.根据权利要求1所述鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于：所述步骤（2）中调节pH所用碱为碳酸氢钠或氢氧化钠，所用酸为盐酸。

4.根据权利要求1所述鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中离心机为10000～15000 rpm的离心机。

5.根据权利要求1所述鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中所使用的超滤膜，膜压力为0.5～1 MPa，工作温度为25～40℃；所使用的纳滤膜，膜压力为1～2 MPa，工作温度为25～40℃。

6.根据权利要求1所述鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中使用纳滤膜时，浓缩二次酶解液直至原体积的5％～20％。

7.根据权利要求1所述鱼皮胶原寡肽的制备工艺，其特征在于：所述步骤（4）中喷雾干燥的出风温度为70～90℃，进风温度为140～180℃。