一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，属于生物【技术领域】。制备蛋白胨所用原料为鱼加工下脚料，原料经绞碎、脱脂得到鱼糜浆，加入一定量蛋白酶，应用分子筛高效液相色谱法（SEC-HPLC）控制蛋白酶酶解程序，进一步用膜分离进行脱盐和浓缩，喷雾干燥后的粉末即鱼蛋白胨。采用此方法制备高品质鱼蛋白胨，可以充分利用鱼加工下脚料，具有氨基酸组成保留完整、氨基氮含量高、蛋白质分子量小、灰分低等优点，生产的产品可以作为保健食品、营养强化剂、食品添加剂、饲料添加剂和发酵工业培养基等。
【专利说明】-种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物【技术领域】，具体涉及一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法。
【背景技术】
[0002] 蛋白胨为蛋白质经酶、酸或碱水解而得到的一种由月示、胨、肽和氨基酸组成的水 溶性混合物，是培养大多数微生物的主要营养氮源。传统制备蛋白胨的原料有很多种，如畜 血、畜骨、鱼粉和胶渣等。目前研究表明，不同原料制备的蛋白胨产品中，鱼类蛋白资源的酶 解产物具有蛋白质含量高、水溶性好、多肽和游离氨基酸丰富等特点，因此鱼蛋白胨可以作 为发酵工业和实验室中微生物培养所选用的最佳蛋白胨。我国的渔业发展迅速，但是对于 鱼加工下脚料的开发利用较少，大部分用于加工饲料、鱼粉或被当做废弃物丢弃，附加值较 低且污染环境。开发利用鱼加工下脚料中的蛋白，不仅可以提高鱼业加工的附加价值，扩大 蛋白胨的原料来源；而且可以有效地解决环保问题，具有很好的经济效益和社会效益。
[0003] 传统制备蛋白胨的方法有酸水解法、碱水解法和酶水解法。酸水解法一般采用盐 酸、硫酸和磷酸等酸性试剂作为水解剂。酸水解对设备管路要求高；易破坏色氨酸，产品颜 色较深、分子量分布广、灰分含量高；工艺上需考虑去酸、脱色问题。碱水解法通常采用稀 NaOH、氨水、碳酸铵和石灰水等碱性试剂作为水解剂。许多氨基酸都受到不同程度的破坏， 产物发生消旋化，其产物是D-型和L-型氨基酸的混合物。酶水解法条件温和，不破坏氨基 酸，不发生消旋化。
[0004] 中国专利 CN1418562A、CN1086965A、CN1379019、CN1043934 和 CN101538601A 等专 利介绍了酶法制备蛋白胨的方法。这些方法均未涉及原料一鱼加工下脚料。蛋白酶水解 工艺复杂，原料来源、蛋白酶种类和浓度、酶解条件(温度、时间和pH)等均会影响最终蛋白 胨产品的质量，上述工艺无法进行过程的精密控制，从而导致产品分子量分布不稳定、氨氮 含量不高。目前，绝大多数酶解方法未涉及脱盐程序，从而导致产品灰分较高；另外，有些方 法采用高温浓缩，导致蛋白质热变性，影响最终产品质量。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种鱼加工下脚料制备高品质蛋白胨的方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，以鱼加工下脚料为原料，原料经绞碎、脱脂 得到鱼糜浆，加入蛋白酶酶解，应用分子筛高效液相色谱法SEC-HPLC进行检测分析，酶解 终点控制蛋白质分子量分布，3000Da以下蛋白质分子含量高于90%，进一步用膜分离进行 脱盐和浓缩，喷雾干燥后的粉末即蛋白胨。
[0007] 所述的鱼加工下脚料来源于包括加工鱼糜、鱼片和鱼罐头的生产线产生的下脚 料。包括小杂鱼、鱼头、鱼皮、鱼骨、鱼筋和鱼尾。
[0008] 所述的蛋白酶酶解采用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶或组织 蛋白酶酶解；采用一步法进行酶解，或采用二步法进行酶解。
[0009] 所述一步法进行酶解，酶的添加量占鱼糜浆重量比为0. 2-3. 0%，调节pH值至 1. 5?8. 0,反应温度为20?55°C，酶解时间6 - 24小时；所述二步法进行酶解，第一步酶 解采用胃蛋白酶或木瓜蛋白酶，酶的添加量占鱼糜浆重量比〇. 1-2. 0%，调节pH值至1. 5? 5. 0,反应温度为20?55°C，酶解时间3 - 12小时；第二步酶解采用胰蛋白酶或枯草杆菌蛋 白酶，酶的添加量占鱼糜浆重量比为0. 01-2. 0%，调节pH值至1. 5?8. 0,反应温度为20? 55°C，酶解时间5 - 12小时。
[0010] 应用分子筛高效液相色谱法SEC-HPLC进行检测分析：酶解过程中每30-60min 取样进行SEC-HPLC分析，采用SEC-120凝胶柱进行分析，流动相：PBS缓冲液；检测波长： 220nm ;流速：0. 35mL/min，等度洗脱，进样体积10 μ L，酶解终点控制蛋白质分子量分布， 3000Da以下蛋白质分子含量高于90%。
[0011] 所述PBS缓冲液为0· IM PBS缓冲液，ρΗ6· 98。
[0012] 所述的膜分离是采用截留量为IOO-IOOODa的膜组件。
[0013] 采用本发明的方法制备鱼蛋白胨可以充分利用鱼加工下脚料，具有氨基酸组成保 留完整、氨基氮含量高、蛋白质分子量小、灰分低等优点，生产的产品可以作为保健食品、营 养强化剂、食品添加剂、饲料添加剂和发酵工业培养基等。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为鱼蛋白胨MFZUOl和鱼蛋白胨MFZU02的分子量分布：（A)鱼蛋白胨FZUOl 分子量分布（SEC-HPLC谱图）；（B )鱼蛋白胨FZU02分子量分布（SEC-HPLC谱图）。
【具体实施方式】
[0015] 鱼加工下脚料(包括小杂鱼、鱼头、鱼皮、鱼骨、鱼筋和鱼尾等)，经过绞碎、脱脂预 处理得到鱼糜浆。
[0016] 加入一定量蛋白酶进行水解，采用一步法进行酶水解，或采用二步法进行酶水解， 分子筛高效液相色谱法（SEC-HPLC)控制蛋白酶酶解程序，酶解过程中每30-60min取样进 行SEC-HPLC分析，采用SEC-120凝胶柱进行分析。流动相：PBS缓冲液（0. 1M，pH6. 98);检 测波长：220nm ;流速：0. 35mL/min，等度洗脱，进样体积10 μ L。酶解终点控制蛋白质分子量 分布，3000Da以下蛋白质分子含量高于90% (SEC-HPLC分析谱图如图1所示，分子量分布 结果如表1所示)。一步法进行酶水解，酶的添加量占鱼糜浆重量比为0. 2-3. 0%，调节pH值 至1. 5?8. 0,反应温度为20?55°C，酶解时间6 - 24小时；二步法进行酶解，第一步酶解 采用胃蛋白酶，酶的添加量占鱼糜浆重量比〇. 1-2. 0%，调节pH值至1. 5?5. 0,反应温度为 20?55°C，酶解时间3 - 12小时；第二步酶解采用胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶，酶的添加 量占鱼糜浆重量比为〇. 01-2. 0%，调节pH值至1. 5?8. 0,反应温度为20?55°C，酶解时间 5 - 12小时。
[0017] 采用截留量为IOO-IOOODa的膜组件进行脱盐和浓缩，喷雾干燥后的粉末即鱼蛋 白胨。
[0018] 通过下面给出的本发明的几个具体实施例，进一步描述本发明，但是它们不是对 本发明的限定： 实施例1 取小杂鱼100公斤，用绞肉机进行绞碎，加入300升60号溶剂油脱脂处理3次，得到脱 脂鱼糜浆。加入400L水，用10%的醋酸溶液调节pH，使最终pH达到3. 5。采用二步酶解工 艺。第一步酶解采用木瓜蛋白酶，酶的添加量为〇. 8%，调节pH值至3. 0,反应温度为40°C，酶 解时间8小时；第二步酶解采用胰蛋白酶，酶的添加量为0. 7%，调节pH值至4. 5,反应温度 为40°C，酶解时间12小时。酶解液经SEC-HPLC检测，蛋白质分子量90%以上低于3000Kda (SEC-HPLC分析谱图如图IA所示，分子量分布结果如表1鱼蛋白胨FZUOl所示)，终止酶反 应。酶解产物经高速连续离心机离心分离，收集上清液，即鱼水解蛋白胨溶液。采用膜分离 装置（250Da膜)处理上述物料，RO水水洗800L，鱼水解蛋白胨溶液最终浓缩至200L用于喷 雾干燥。收集的鱼蛋白胨粉参照《中国生物制品主要原辅材料质控标准》进行分析，氨基氮 5. 2%，含氮量 14. 7%，灰分 1. 6%。
[0019] 实施例2 取鱼糜加工下脚料100公斤(含鱼头、鱼皮、鱼骨、鱼筋和鱼尾等)，用绞肉机进行绞碎， 加入300升60号溶剂油脱脂处理3次，得到脱脂鱼糜浆。加入400L水，用IN盐酸溶液调 节pH，使最终pH达到3. 5。加入1. 0%的蛋白酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆 菌蛋白酶或组织蛋白酶等)，35°C，在充分搅拌条件下，酶解6h。酶解液经SEC-HPLC检测，蛋 白质分子量90%以上低于3000Kda (SEC-HPLC分析谱图如图IB所示，分子量分布结果如表 1鱼蛋白胨FZU02所示)，终止酶反应。酶解产物经高速连续离心机离心分离，收集上清液， 即鱼水解蛋白胨溶液。采用膜分离装置（250Da膜）处理上述物料，RO水水洗800L，鱼水解 蛋白胨溶液最终浓缩至200L用于喷雾干燥。收集的鱼蛋白胨粉参照《中国生物制品主要原 辅材料质控标准》进行分析，氨基氮5. 8%，含氮量14. 6%，灰分1. 9%。
[0020] 表1蛋白胨分子量分布数据
【权利要求】
1. 一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述方法以鱼加工下脚 料为原料，原料经绞碎、脱脂得到鱼糜浆，加入蛋白酶酶解，应用分子筛高效液相色谱法 SEC-HPLC进行检测分析，酶解终点控制蛋白质分子量分布，3000Da以下蛋白质分子含量高 于90%，进一步用膜分离进行脱盐和浓缩，喷雾干燥后的粉末即蛋白胨。
2. 根据权利要求1所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述 的鱼加工下脚料来源于包括加工鱼糜、鱼片和鱼罐头的生产线产生的下脚料。
3. 根据权利要求2所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述 下脚料包括小杂鱼、鱼头、鱼皮、鱼骨、鱼筋和鱼尾。
4. 根据权利要求1所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述 的蛋白酶酶解采用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶或组织蛋白酶酶解； 采用一步法进行酶解，或采用二步法进行酶解。
5. 根据权利要求4所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述 一步法进行酶解，酶的添加量占鱼糜浆重量比为〇. 2-3. 0%，调节pH值至1. 5?8. 0,反应 温度为20?55°C，酶解时间6 - 24小时；所述二步法进行酶解，第一步酶解采用胃蛋白酶 或木瓜蛋白酶，酶的添加量占鱼糜浆重量比〇. 1-2. 0%，调节pH值至1. 5?5. 0,反应温度为 20?55°C，酶解时间3 - 12小时；第二步酶解采用胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶，酶的添加 量占鱼糜浆重量比为〇. 01-2. 0%，调节pH值至1. 5?8. 0,反应温度为20?55°C，酶解时间 5 - 12小时。
6. 根据权利要求1所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：应 用分子筛高效液相色谱法SEC-HPLC进行检测分析：酶解过程中每30-60min取样进行 SEC-HPLC分析，采用SEC-120凝胶柱进行分析，流动相：PBS缓冲液；检测波长：220nm ;流 速：0. 35mL/min，等度洗脱，进样体积IOii L，酶解终点控制蛋白质分子量分布，3000Da以下 蛋白质分子含量商于90%。
7. 根据权利要求6所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述 PBS缓冲液为0. IM PBS缓冲液，pH6. 98。
8. 根据权利要求1所述一种利用鱼加工下脚料制备蛋白胨的方法，其特征在于：所述 的膜分离是采用截留量为IOO-IOOODa的膜组件。
【文档编号】C12P21/06GK104313093SQ201410549672
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】郑允权, 郭养浩, 石贤爱 申请人:福州大学