專利名稱：一種從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膠原蛋白肽制備領(lǐng)域，具體涉及一種從魚鱗制備膠原蛋白肽的方法。
背景技術(shù)：
膠原蛋白廣泛存在于動(dòng)物體內(nèi)，約占動(dòng)物體內(nèi)總蛋白的30%，對于組織和器官的機(jī)械性保護(hù)與細(xì)胞微環(huán)境的調(diào)節(jié)有極為重要的作用。膠原蛋白的類型比較復(fù)雜，已報(bào)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(yīng)用價(jià)值。I型膠原蛋白在食品加工與包裝、生物醫(yī)學(xué)材料、制藥、皮革、造紙、影像、生物合成和美容護(hù)膚品等領(lǐng)域中都有十分廣泛的應(yīng)用，特別是在美容護(hù)膚和生物醫(yī)學(xué)材料方面的應(yīng)用發(fā)展迅 速。魚鱗占魚體重量的1_5%，含豐富的蛋白質(zhì)、卵鱗脂和多種礦物質(zhì)；其中有機(jī)物占41% 55%，而蛋白質(zhì)占總有機(jī)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(jī)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(yōu)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(zhì)層。我國是世界上最大的淡水魚生產(chǎn)國，據(jù)估計(jì)每年產(chǎn)生的魚鱗約達(dá)5萬噸，目前大部分只作為生活垃圾對待，生產(chǎn)魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品既能有效地解決環(huán)境污染問題，又能充分利用生物資源。同時(shí)，BSE、TSE、FMD等的爆發(fā)使傳統(tǒng)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(fā)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(lián)合提取法等。酸堿提取法為傳統(tǒng)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(chǎn)周期長，對環(huán)境造成污染，因此酶提取法受到重視。魚鱗骨質(zhì)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(shí)需首先破壞骨質(zhì)層灰分，一般都用鹽酸分解法。為減少鹽酸對環(huán)境的污染，也有報(bào)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(yè)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(yīng)用，而膠原蛋白肽的脫苦是比較困難的。對酶解產(chǎn)物進(jìn)行濃縮，以提高膠原蛋白肽的純度也是一個(gè)有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)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(diǎn)為用鹽酸對魚鱗進(jìn)行一次性短時(shí)間的浸泡脫鈣預(yù)處理；用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶混合一步提取魚鱗膠原蛋白肽，不僅降低提取時(shí)間、提高膠原蛋白肽提取率，而且解決苦味等風(fēng)味問題；用膜濃縮酶提取液以提高魚鱗膠原蛋白肽產(chǎn)品的肽含量和純度。本發(fā)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(yīng)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(jié)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(fēng)味蛋白酶的混合物；
3)步驟2)得到的酶解液進(jìn)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(yōu)選技術(shù)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(shí)間5 20 h。更優(yōu)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(shí)間5h。作為優(yōu)選技術(shù)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(fēng)味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的O. 25 2% ;酶解時(shí)間9 20 h ;酶解溫度35 50°C、pH 6. 5 7· 5。更優(yōu)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(yōu)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(fēng)味蛋白酶為 20 U/mg。進(jìn)一步優(yōu)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(fēng)味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的1%。作為優(yōu)選技術(shù)方案，滅酶步驟為將酶解液加熱到90°C以上。作為優(yōu)選技術(shù)方案，步驟3)中上清液進(jìn)行二級膜濃縮上清液在組合膜設(shè)備中進(jìn)行濃縮，一級膜選用分子量2000Da的卷式膜，在常溫、I. (Tl. 5Mpa下進(jìn)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(jìn)行濃縮。優(yōu)選地，所述魚鱗為淡水魚鱗。本發(fā)明的能夠達(dá)到以下效果用鹽酸一次性短時(shí)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(fēng)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(shí)間(酶解時(shí)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(fēng)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(chǎn)品的肽含量和純度，產(chǎn)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(jìn)程。圖2是本發(fā)明的混合酶提取魚鱗膠原蛋白肽進(jìn)程。圖3是中性蛋白酶提取魚鱗膠原蛋白肽進(jìn)程。圖4是木瓜蛋白酶提取魚鱗膠原蛋白肽進(jìn)程。圖5是風(fēng)味蛋白酶提取魚鱗膠原蛋白肽進(jìn)程。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。實(shí)施例一魚鱗預(yù)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(jìn)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(jī)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(shí)間(浸泡液中鈣濃度趨于穩(wěn)定的時(shí)間)，鈣濃度采用EDTA滴定法測定。不同實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表I :
表I不同實(shí)驗(yàn)條件下魚鱗脫鈣實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)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(yīng)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(jié)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(fēng)味蛋白酶的混合物； 3)步驟2)得到的酶解液進(jìn)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(jù)權(quán)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(shí)間5^20 ho
3.根據(jù)權(quán)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(shí)間5h。
4.根據(jù)權(quán)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(fēng)味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的O. 25 2% ;酶解時(shí)間擴(kuò)20 h ;酶解溫度35 50°C、pH 6. 5 7· 5。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(fēng)味蛋白酶為20 U/mg。
7.根據(jù)權(quán)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(fēng)味蛋白酶為脫鈣干燥粉碎后的魚鱗重量的1%。
8.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jìn)行ニ級膜濃縮上清液在組合膜設(shè)備中進(jìn)行濃縮，一級膜選用分子量2000Da的卷式膜，在常溫、I. (Tl. 5Mpa下進(jìn)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(jìn)行濃縮。
10.根據(jù)權(quán)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(fā)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(yīng)器中，再加入水和混合蛋白酶以提取膠原蛋白肽，提取結(jié)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(fēng)味蛋白酶的混合物；3)步驟2)得到的酶解液進(jìn)行膜濃縮，濃縮液冷凍干燥后得到魚鱗膠原蛋白肽粉。本發(fā)明用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風(fēng)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(shí)間(酶解時(shí)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(fēng)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(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者周茂洪, 趙肖為 申請人:溫州大學(xué)