[发明专利]提取水产品下脚料的胶原蛋白并将其制成肠衣的生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于农副产品深加工技术领域，具体而言涉及在水产品下脚料鱼骨、鱼鳞、鱼皮中提取胶原蛋白并将其制成肠衣的工艺。

背景资料

我国是水产大国，水产品拥有广泛的国际市场，被农业部列为重点产业化开发项目。每年我国水产品总产量可达万吨，因此推动了水产品深加工技术的迅速发展，主要包括冷冻干制品、各种鱼糜制品、水产罐头及腌制品等。加工过程产生大量的下脚料，如鱼骨、鱼皮、鱼鳍及一些边角料，约占鱼体重量的30％～50％，其中废弃鱼骨在总废弃物中所占比例最高，约30％～60％。我国每年生产的鱼副产物中，下脚料大约可达到几十万吨，然而这些下脚料并没有得到很好的利用，每年约有万吨的下脚料作为废弃物被丢弃，这不仅造成了资源的浪费，也对环境造成了污染。因此对水产品下脚料的开发利用备受关注。

下脚料并不是废物，其中含有大量的蛋白质和钙盐，如骨骼中含有丰富的蛋白、多肽、氨基酸及钙、磷、镁、铁等物质；鱼鳞中富含胶原蛋白。其中蛋白质主要是胶原蛋白，约占20％-40％，同时，由于下脚料中脂质含量少，因此这样的化学组成比传统的皮类原料更适合于提取胶原蛋白。即可以有效的提高水产品加工的经济效益，同时也解决了口蹄疫、疯牛病可能带来的胶原蛋白安全问题。

胶原是细胞外基质的一种结构蛋白质，分布于机体的各个器官，是生物体内最多、最丰富的蛋白质，相对分子量约在300kDa，最普遍的结构特征是由3条α多肽链组成的三螺旋结构。单条α链上有1000多个氨基酸残基，含有数个“Gly-X-Y”重复序列的多肽片段，是胶原的基本单位。α多肽链自身为左手螺旋构型，而3条链又以右手螺旋的方式交错缠绕着，形成稳定的三螺旋结构。目前，胶原蛋白被广泛的运用于化妆品、保健品和医疗领域，此外，胶原蛋白还可以用于制作人工肠衣、肉类保鲜膜等。

发明内容

本发明的目的在于研究水产品下脚料鱼鳞、鱼骨、鱼皮中胶原蛋白的生物提取方法并将其加工成可食用性肠衣的中试工艺。

由于下脚料中鱼鳞和鱼骨的胶原纤维与羟基磷灰石紧密粘结，提取胶原蛋白前对其进行脱钙处理，可以有利于胶原蛋白的溶出，因此本发明开发了使用柠檬酸对鱼鳞和鱼骨进行脱钙的工艺。并且去除了其中的少量脂肪以及杂蛋白，提高了胶原蛋白的纯度。

本发明考察了柠檬酸浓度对脱钙率的影响，结果显示，脱钙率随着柠檬酸浓度的增加而提高。当柠檬酸质量浓度超过8％(W/W)后，脱钙率的提高幅度趋于平缓，因此选择柠檬酸的浓度为8％(W/W)。

本发明考察了振荡脱钙时间对脱钙率的影响，结果显示振荡脱钙时间对水产品下脚料脱钙率的影响。可以观察到，当柠檬酸质量浓度为8％时，脱钙率随着振荡脱钙时间的增加而升高。当振荡脱钙时间达到2h后，脱钙率的提高趋于平缓，因此选择的震荡脱钙时间为2h。

本发明考察了固液比对脱钙率的影响，准确称取1g鱼鳞，置于锥形瓶中，分别测定固液比为1∶4、1∶8、1∶12、1∶16、1∶20、1∶24、1∶28(W/V单位为g/ml)下的脱钙率，考察固液比对脱钙率的影响，结果显示当固液比为1∶4(W/V单位为g/ml)时，脱钙液与鱼鳞形成较为粘稠的液体，不利于钙离子的脱除，因此鱼鳞脱钙率较低。当脱钙液体积增加，使得鱼麟在脱钙液中更好地分散开，有利于钙离子从鱼鳞表面脱除，因此脱钙率迅速提高。当固液比超过1∶16(W/V单位为g/ml)时，进一步提高固液比不能提高脱钙率。因此固液比为1∶16W/V单位为g/ml较合适。

所以本发明优化后的脱钙工艺为：固液比1∶16(W/V单位为g/ml)，质量浓度为8％柠檬酸中，震荡脱钙2h，脱钙率可达78.6％。

由于本发明提取的胶原蛋白用于制作可食性肠衣，添加风味蛋白酶可以提高肠衣的口感，因此，我们在提取胶原蛋白的过程中添加风味蛋白酶。本发明主要研究中性蛋白酶复合蛋白酶浓度、温度、提取时间、固液比等因素对胶原蛋白提取率的影响。

中性蛋白酶水解时间的确定，将脱钙、除脂、粉碎后的水产品下脚料加水稀释到6％(W/V g/ml)，温度升至50℃，pH7.0的条件下，按酶与底物的质量比(E/S)4％加入中性蛋白酶，按酶与底物的质量比2％加入风味蛋白酶进行水解，每隔30min吸出2ml胶原蛋白提取液测定其中羟脯氨酸的含量，以确定最佳水解时间，结果显示反应初始阶段水解速度较快，羟脯氨酸的含量增长迅速，2h后水解度增长缓慢，3h后更慢，水解度变化不大。故选择水解时间3h。