[发明专利]一种深海鱼皮明胶的提取方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋生物提取技术领域，具体而言，涉及一种以深海鱼的鱼皮为原料提取明胶的方法。

背景技术

明胶是动物的骨、软骨、皮中胶原的降解产物。制备明胶的传统原料是猪和牛的皮与骨，然而近年来，由于疯牛病、口蹄疫等疾病在全球范围内的爆发，使人们对牲畜胶原制品安全性产生疑虑。另外，由于宗教和习俗等原因，有些地区也不能食用牲畜胶原蛋白制品。由此可见，寻找猪、牛皮以外的胶原蛋白原料成为当务之急，而水产加工废弃物尤其是鳕鱼皮是理想和现实的替代原料。来源于水产动物的胶原蛋白在一些方面明显优于猪、牛皮胶原蛋白，比如低抗原性、低过敏性、分子结构较脆弱导致酶解较容易等优点。因此，开发利用水产加工废弃物的胶原蛋白，将产生巨大的社会效益和经济效益，具有广阔的市场前景。

鱼皮由表皮层和真皮层组成，而胶原蛋白存在于真皮层中。传统酸碱法都是在强酸、强碱作用条件下表皮层发生降解，同时使胶原分子内和分子间的离子交联和氢键交联被打开，吸水膨胀通过熬胶得到明胶。目前，鱼皮预处理方法可分为酸法、碱法和酶法。

酸法：是将原料洗净浸泡在无机酸或有机酸溶液中，待原料充分酸化达到最大膨胀，然后除酸调节pH提胶。所用的无机酸分别为盐酸、亚硫酸、硫酸、磷酸以及它们的混合酸等；有机酸分别为醋酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸以及它们的混合酸等。酸法虽然相对反应迅速而彻底，所用的酸液是强酸性对设备腐蚀严重，还有一定操作危险性。另外，酸法工艺还存在一个膨胀率的问题，容易造成胶原蛋白溶化，导致产品的产率降低，且也容易导致其它物质析出如：脂肪和杂蛋白，影响了产品的纯度和质量、品质。另外该法也产生大量含有蛋白质和色素的废水，污水处理费用高等问题。

碱法：指用Ca(OH)₂或NaOH等碱性溶液水解胶原生产明胶的方法。碱液在水解胶原蛋白的同时，可以皂化脂肪、溶解并除去胶原材料中的可溶性杂蛋白，如弹性蛋白、白蛋白、球蛋白、黏蛋白等，使溶解的非胶原物质在清洗时随废液除去。但该法存在酸碱中和的步骤，会产生大量的酸碱盐废水，同时由于鱼皮的表皮层降解，产生大量含有蛋白质和色素等有机物的废水，环境污染重等问题。另外，该法人工操作，自动化程度低，且所用的强碱NaOH和强酸HCl存在一定的操作危险性。

酶法：即用酶处理使胶原溶解并经热变性而成为明胶的方法。酶法生产明胶，缩短了生产周期，改革了传统工艺，污染也小，是明胶生产的一个发展方向。目前，酶法制胶在实验室规模上取得了较好的明胶产品，但工业上酶法制胶仍得不到很好的推广，其原因在于酶解胶原工艺中控制水解程度较难，这样制取的明胶，其分子量分布偏宽，高分子量组份偏多，工艺上控制较难等，这些缺陷影响了明胶的质量。同时存在酶在明胶中的残留及可供选择的酶种较少等问题。

目前，明胶提取都是采用热水提取法。热水提取法是将原料经过除杂蛋白和脂肪等前处理之后，在一定温度条件下直接用热水提取已经变性了的胶原蛋白，使用的温度有40～100℃不等。然而，传统热水提取法存在以下两个问题：一是杂质析出问题：热水提取采取熬胶的方法，鱼皮溶化，鱼皮中的其他成分都溶在提取液中，导致产品杂质多和质量差。虽然原料经过前处理步骤：脱脂肪和脱杂蛋白，但鱼皮中含有几种杂蛋白，每种杂蛋白的理化性质都不一样，所以一种方法不可能把几种杂蛋白都脱除掉，况且鱼皮中还含有其他成分：色素、腥臭味物质等。另外在脱除杂质的步骤中要损失一部分胶原蛋白，导致产品出成率偏低。二是明胶的次级水解问题：在热水提取过程中，原胶原分子三股螺旋的次级键及部分肽键断裂，使原胶原分子降解成小分子单链、少量聚集体和单链断裂组分。发生上述问题的原因是对提取条件：提取温度、熬胶时间、提取介质的pH、料液比等因素没控制好，上述因素的任一个参数设定不合理都能导致发生明胶次级水解作用。

综上所述，酸碱作用条件下破坏胶原的化学键过度的问题，容易造成胶原蛋白溶化，导致产品的产率降低，同时强酸碱作用造成鱼皮的表皮层降解而产生大量的含有蛋白质废物和酸碱盐的废水、污染重、工艺繁琐和生产周期长等问题。