專利名稱：一種從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法
技術領域：
本發明屬于膠原蛋白肽制備領域，具體涉及一種從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法。
背景技術：
膠原蛋白廣泛存在于動物體內，約占動物體內總蛋白的30%，對于組織和器官的機械性保護與細胞微環境的調節有極為重要的作用。膠原蛋白的類型比較復雜，已報道的就有27種左右，較為常見的有I型、II型、III型、IV型、V型，其中I型膠原蛋白最有應用價值。I型膠原蛋白在食品加工與包裝、生物醫學材料、制藥、皮革、造紙、影像、生物合成和美容護膚品等領域中都有十分廣泛的應用，特別是在美容護膚和生物醫學材料方面的應用發展迅 速。魚鱗占魚體重量的1_5%，含豐富的蛋白質、卵鱗脂和多種礦物質；其中有機物占41% 55%，而蛋白質占總有機物的70%，主要為膠原蛋白和魚鱗角蛋白，其中膠原蛋白以I型膠原蛋白為主，其在免疫原性、生物相容性、機械性能、生物可降解性、消化吸收性、保濕性、抗菌性、抗氧性、安全性等方面的性狀優良；魚鱗灰分含量約30%，主要成分是羥基磷灰石，絕大部分集中在骨質層。我國是世界上最大的淡水魚生產國，據估計每年產生的魚鱗約達5萬噸，目前大部分只作為生活垃圾對待，生產魚鱗膠原蛋白產品既能有效地解決環境污染問題，又能充分利用生物資源。同時，BSE、TSE、FMD等的爆發使傳統上從牛皮、豬皮中提取的膠原蛋白的安全性受到威脅。因此從魚鱗中提取膠原蛋白變得更有發展前景。提取魚鱗膠原蛋白的主要方法有酸提取法、堿提取法、酶提取法、聯合提取法等。酸堿提取法為傳統方法，日本于1993年最早公開的專利就是酸法提取魚鱗膠原蛋白(JP5155900)。但因其生產周期長，對環境造成污染，因此酶提取法受到重視。魚鱗骨質層含有主要以羥基磷灰石形式存在的灰分，用酶法提取膠原蛋白肽時需首先破壞骨質層灰分，一般都用鹽酸分解法。為減少鹽酸對環境的污染，也有報道直接用蛋白酶提取，但存在提取效率低或所用蛋白酶不是常用的蛋白酶而難以工業化的問題。提取魚鱗膠原蛋白肽一般都用堿處理魚鱗的油脂和雜蛋白。用蛋白酶提取的魚鱗膠原蛋白肽一般都有苦味，限制了其在諸如食品等方面的應用，而膠原蛋白肽的脫苦是比較困難的。對酶解產物進行濃縮，以提高膠原蛋白肽的純度也是一個有待解決的問題。

發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供一種從淡水魚鱗制備膠原蛋白肽的新方法，其主要特點為用鹽酸對魚鱗進行一次性短時間的浸泡脫鈣預處理；用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶混合一步提取魚鱗膠原蛋白肽，不僅降低提取時間、提高膠原蛋白肽提取率，而且解決苦味等風味問題；用膜濃縮酶提取液以提高魚鱗膠原蛋白肽產品的肽含量和純度。本發明提供的從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，包括如下步驟I)取魚鱗，用鹽酸浸泡脫鈣后，清洗至中性，干燥粉碎；
2)取步驟I)得到的脫鈣干燥粉碎后的魚鱗加入酶反應器中，再加入水和混合蛋白酶以酶解提取膠原蛋白肽，提取結束后，滅酶，離心，得酶解液，其中混合蛋白酶為中性蛋白酶、木瓜蛋白酶 和風味蛋白酶的混合物；
3)步驟2)得到的酶解液進行膜濃縮，濃縮液冷凍干燥后得到魚鱗膠原蛋白肽粉。作為優選技術方案，步驟I)中魚鱗用濃度O. 3^1 mol · Γ1的鹽酸浸泡脫鈣，魚鱗與鹽酸的比為10:100^40:100 g/mL，脫鈣時間5 20 h。更優選地，步驟I)中魚鱗用濃度O. 5 mol · Γ1的鹽酸浸泡脫鈣，魚鱗與鹽酸的比為1:5 g/mL,脫I丐時間5h。作為優選技術方案，步驟2)中所述脫鈣干燥粉碎后的魚鱗與水的比例為1:100^4:100 g/mL;混合蛋白酶中中性蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的1 6%，木瓜蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的O. 5>/o,風味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的O. 25 2% ;酶解時間9 20 h ;酶解溫度35 50°C、pH 6. 5 7· 5。更優選地，步驟2)中所述脫鈣干燥粉碎后的魚鱗與水的比例為3:100 g/mL。更優選地，所述中性蛋白酶20萬U/g，所述木瓜蛋白酶為98萬U/g，所述風味蛋白酶為 20 U/mg。進一步優選地，所述中性蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的4%，所述木瓜蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的2%，所述風味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的1%。作為優選技術方案，滅酶步驟為將酶解液加熱到90°C以上。作為優選技術方案，步驟3)中上清液進行二級膜濃縮上清液在組合膜設備中進行濃縮，一級膜選用分子量2000Da的卷式膜，在常溫、I. (Tl. 5Mpa下進行濃縮，二級膜選用分子量400Da的卷式膜，在常溫、2. 5-3. OMpa下進行濃縮。優選地，所述魚鱗為淡水魚鱗。本發明的能夠達到以下效果用鹽酸一次性短時間處理(O. 5moL · T1HCL浸泡5h)魚鱗脫鈣，省略了魚鱗的脫脂與脫雜蛋白工藝；用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶一次性酶法提取魚鱗膠原蛋白肽，不僅降低酶解時間(酶解時間9 h)、提高膠原蛋白肽提取率(72. 72%)，而且解決膠原蛋白肽的苦味等風味問題；用兩級膜分離濃縮膠原蛋白肽以提高膠原蛋白肽產品的肽含量和純度，產品的肽含量> 96%、分子量為400-1000Da肽含量為73. 5%。


圖I是魚鱗的鹽酸脫鈣進程。圖2是本發明的混合酶提取魚鱗膠原蛋白肽進程。圖3是中性蛋白酶提取魚鱗膠原蛋白肽進程。圖4是木瓜蛋白酶提取魚鱗膠原蛋白肽進程。圖5是風味蛋白酶提取魚鱗膠原蛋白肽進程。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。實施例一魚鱗預處理
魚鱗為收集自菜市場的以鯽魚魚鱗為主的淡水混合魚鱗，用自來水清洗干凈后用鹽酸進行浸泡脫鈣，脫鈣后用自來水洗滌至中性，然后在60°C下干燥(2Γ48 h)后用粉碎機粉碎。通過檢測浸泡液鈣濃度分析鹽酸脫鈣的適宜料液比、鹽酸濃度和脫鈣時間(浸泡液中鈣濃度趨于穩定的時間)，鈣濃度采用EDTA滴定法測定。不同實驗條件下實驗結果如下表I :
表I不同實驗條件下魚鱗脫鈣實驗結果
權利要求
1.ー種從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，包括如下步驟 I)取魚鱗，用鹽酸浸泡脫鈣后，清洗至中性，干燥粉碎； 2)取步驟I)得到的脫鈣干燥粉碎后的魚鱗加入酶反應器中，再加入水和混合蛋白酶以酶解提取膠原蛋白肽，提取結束后，滅酶，離心，得酶解液，其中混合蛋白酶為中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶的混合物； 3)步驟2)得到的酶解液進行膜濃縮，濃縮液冷凍干燥后得到魚鱗膠原蛋白肽粉。
2.根據權利要求I所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，步驟I)中魚鱗用濃度O. 3 I mo I ·じ1的鹽酸浸泡脫鈣，魚鱗與鹽酸的比為10:100^40:100 g/mL,脫鈣時間5^20 ho
3.根據權利要求2所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，步驟I)中魚鱗用濃度O. 5 mo I ·じ1的鹽酸浸泡脫鈣，魚鱗與鹽酸的比為1:5 g/mL，脫鈣時間5h。
4.根據權利要求I所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，步驟2)中所述脫鈣干燥粉碎后的魚鱗與水的比例為1:10(T4:100 g/mL;混合蛋白酶中中性蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的1飛％，木瓜蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的O. 5>/o,風味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的O. 25 2% ;酶解時間擴20 h ;酶解溫度35 50°C、pH 6. 5 7· 5。
5.根據權利要求4所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，步驟2)中所述脫鈣干燥粉碎后的魚鱗與水的比例為3:100 g/mL。
6.根據權利要求4所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，所述中性蛋白酶20萬U/g，所述木瓜蛋白酶為98萬U/g，所述風味蛋白酶為20 U/mg。
7.根據權利要求5所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，所述中性蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的4%，所述木瓜蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的2%，所述風味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的1%。
8.根據權利要求I所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，滅酶步驟為將酶解液加熱到90°C以上。
9.根據權利要求I所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，步驟3)中上清液進行ニ級膜濃縮上清液在組合膜設備中進行濃縮，一級膜選用分子量2000Da的卷式膜，在常溫、I. (Tl. 5Mpa下進行濃縮，ニ級膜選用分子量400Da的卷式膜，在常溫、2. 5-3. OMpa下進行濃縮。
10.根據權利要求I所述的魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，所述魚鱗為淡水魚鱗。
全文摘要
本發明公開了一種從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法，其特征在于，包括如下步驟1)取魚鱗，用鹽酸浸泡脫鈣后，清洗至中性，干燥粉碎；2)取步驟1)得到的脫鈣干燥粉碎后的魚鱗加入酶反應器中，再加入水和混合蛋白酶以提取膠原蛋白肽，提取結束后，滅酶，離心，得酶解液，其中混合蛋白酶為中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶的混合物；3)步驟2)得到的酶解液進行膜濃縮，濃縮液冷凍干燥后得到魚鱗膠原蛋白肽粉。本發明用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶一次性酶法提取魚鱗膠原蛋白肽，不僅降低酶解時間(酶解時間9h)、提高膠原蛋白肽提取率(72.72%)，而且解決膠原蛋白肽的苦味等風味問題。
文檔編號C12P21/06GK102839207SQ20121034340
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者周茂洪, 趙肖為 申請人:溫州大學