一种高得率低排污的酸溶提取鱼肉蛋白的方法及其鱼糜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水产品加工技术领域，特别涉及一种高得率低排污的酸溶提取鱼肉蛋白的方法及其鱼糜和应用，该方法具有较高得率同时具有较低废水排放，特别适用于提取罗非鱼肉蛋白。
【背景技术】
[0002]鱼糜制品是一种传统的利用鱼类蛋白资源的方式，也是我国最大的水产加工制品之一。传统的鱼糜生产工艺中，鱼肉的采集和漂洗是两个关键的工艺环节，主要是利用采肉机将鱼肉与鱼骨、头、皮等杂质分离，并把鱼肉中的血、脂肪等杂质冲洗走。随着地球人口剧增，资源逐渐枯竭，这种方法逐渐暴露出许多技术缺陷，如采肉环节会导致蛋白分离不彻底，采肉机对原料鱼体尺寸要求较高。而漂洗的过程则会使大量的肌浆蛋白流失，耗费大量的水资源，并排放含有较高有机质的废水，污染环境。1999年，一种新型的酸/碱溶解(又称为PH调节法)提取鱼肉分离蛋白的技术发明，这种技术无需采肉环节，直接将预处理后的原料鱼与水均质匀浆，再将鱼肉匀浆调节至较为极端的酸性或者碱性，使鱼肉蛋白溶解，实现与杂质分离，分离后的蛋白利用等电点进行沉淀和分离。相对于传统鱼糜生产方法，PH调节法省去了采肉环节，拓宽了原料鱼的来源，提高了蛋白得率。虽然PH调节法具有许多优于传统鱼糜生产方法的优势，但是也具有一定的缺点，包括:1、目前从低值水产原料(如鱼骨、鱼皮等下脚料)的提取效果不理想；2、为使蛋白充分溶解，需要使用较多的酸液和碱液，对环境不利；3、仍有相当一部分蛋白无法提取，与杂质混杂在一起；4、废水中仍含有较高有机质。目前我国也有许多学者从事这方面研宄，如周春霞等采用较为极端的碱性PH值(PH12.0)提取罗非鱼分离蛋白并研宄了 pH值对提取率的影响；孙月娥和付晋湘分别研宄了 PH调节法提取鲢鱼分离蛋白以及其凝胶特性；刘俊荣等人研宄了不同pH值对罗非鱼分离蛋白的分离效果。但上述研宄大多没有对PH调节法存在的缺陷提出较好的解决方法。
[0003]超声波是一种公认的绿色物理处理技术，用于食品加工中无污染、无残留。超声波的应用分为两种，一种为功率超声(频率〈100kHz)，这种超声可以传递较大能量，能够对传递介质产生较大的物理化学作用，常用于辅助加工；另一种为检测超声(频率0.1?1MHz)，对介质本身不产生影响，但可以检测介质的物理特性，常用于侦测物体内部结构。张峑等人将超声波应用于鱼糜制品凝胶化的辅助过程，但针对的是鱼糜的后续加工过程，未能对鱼糜(分离蛋白)的前期提取过程改进，且所用频率为100kHz，随着频率的减小，振幅增大，引起的空化作用增强，因而10kHz作为上限并非理想的功率超声频率。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有pH调节法技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高得率低排污的酸溶提取鱼肉蛋白的方法。本发明方法可将水产行业低值原材料或下脚料作为原材料，通过利用高强度超声波处理，提高了鱼肉蛋白溶出率，充分利用了低值原材料或下脚料，降低了废水中蛋白含量，使在碱溶条件下无法充分回收的肌动蛋白和原肌球蛋白更多的回收(将碱溶条件下等电点肌动蛋白和原肌球蛋白的含量由3.5mg/mL降低至
1.5mg/mL，大大提高了蛋白回收率，减少对环境的污染，同时减少了酸/碱液的耗费量。经过超声辅助与酸溶处理的分离蛋白在等电点处可将90%以上的肌原纤维蛋白沉淀，提高资源利用效率，并且保持、甚至改善了分离蛋白的凝胶质构特性。
[0005]本发明另一目的在于提供一种上述方法制备的鱼糜。本发明得到的鱼糜相对于现有的产品具有更好的凝胶质构特性。
[0006]本发明再一目的在于提供上述高得率低排污的酸溶提取鱼肉蛋白的方法在鱼肉蛋白提取中的应用。
[0007]本发明的目的通过下述方案实现:
[0008]一种高得率低排污的酸溶提取鱼肉蛋白的方法，包括以下步骤:
[0009](I)将预处理后的水产原料与水混合高速均质，形成鱼肉匀浆；
[0010](2)调节鱼肉匀浆的pH值至酸性；
[0011](3)对上述酸性鱼肉匀浆进行超声波处理，将杂质与蛋白溶液分离；
[0012](4)将蛋白溶液pH值调节至等电点，使蛋白发生沉淀，分离，得到鱼肉蛋白。
[0013]步骤⑵所述的酸性优选pH值为3.0?4.0。
[0014]优选使用酸液调节pH值，如盐酸；更优选2M的盐酸溶液。
[0015]步骤(3)中所述的超声波处理优选在15?40kHz的频率下进行。超声功率优选为lOW/cm2以上。处理时间以匀浆温度不超过5°C为宜。
[0016]为了更好的实现本发明，步骤(I)的均质后和步骤(2)的pH值调节前均可进行超声波处理，超声条件与步骤(3)相同，优选在15?40kHz的频率下进行，超声功率优选为lOW/cm2以上，处理时间以匀浆温度不超过5°C为宜。
[0017]为了更好的实现本发明，步骤⑴中所用水产原料和水的质量比为1:6?1:10。
[0018]步骤(3)中所述的分离指通过离心或过滤等常规分离手法分离。当利用离心分离时，离心后体系分为三层，上层为脂肪层，中层为鱼肉蛋白溶液，下层为沉淀物。当利用过滤方法分离时，滤液即为鱼肉蛋白溶液。
[0019]为了更好地实现本发明，步骤(4)中所述的等电点优选pH值为5.5。
[0020]调节至等电点时优选使用碱液进行调节，如氢氧化钠溶液，更优选2M的氢氧化钠溶液。
[0021]上述制备方法中，所述沉淀得到的蛋白主要为肌原纤维蛋白，包括有肌球蛋白，肌动蛋白以及原肌球蛋白。上述本发明的制备方法可实现90%以上的蛋白沉淀出来，实现高效率的分离。
[0022]本发明中对鱼肉匀浆进行超声处理，能够利用超声的空化和微射流效应，对肌原纤维的关键结构性蛋白进行破坏，使肌节结构崩溃，消除对肌球蛋白等肌原纤维蛋白的束缚，促进其溶解以及与杂质的分离，减少酸性溶解条件下的沉淀。实验表明，鱼肉均质后和匀浆调酸后各进行超声处理，能获得更好的效果。
[0023]为了更好的实现本发明，整个提取过程中优选保证溶液体系温度均处于O?5°C。
[0024]所用的水产原料可为经简单处理(如去内脏)的鱼肉(可带骨、皮)或者生产鱼糜的鱼骨鱼皮等下脚料，所述的预处理优选指通过绞肉机绞碎。
[0025]为了更好的实现本发明，保证分离得到的蛋白保持较好的凝胶特性，所述的鱼肉匀浆及酸性鱼肉匀浆超声处理前可先放置于盐冰水浴中降温至0°c，以防止超声过程中匀浆体系温度升高5°c以上，影响其凝胶特性。
[0026]本发明方法利用高强度超声辅助在较缓和的酸性条件下即实现蛋白的较高溶解度，与常规的技术相比大大节省了提取过程中使用的酸液和碱液量，同时保持了分离蛋白的良好凝胶特性。
[0027]本发明利用超声辅助酸性溶解的方法使低值水产原料溶解后于等电点的溶解度大幅降低，并且等电点处肌动蛋白和原肌球蛋白这两种重要肌原纤维蛋白的含量降至0.5mg/mL以下，这使本发明产品具有更好的凝胶特性，同时减少废水对环境的污染。
[0028]一种鱼糜，通过上述方法制备得到，更优选通过对得到的鱼肉蛋白中进一步加入抗冻剂，以低温(_18°C )长期保藏。
[0029]本发明方法制备得到的分离蛋白(鱼糜)其蛋白得率最高可达71%，并且其凝胶强度可达破断力300?350g。所述制备得到的分离蛋白优选调节pH值至中性(pH 7.0)，与抗冻剂混合后低温(_18°C )可长期保藏。
[0030]本发明在将分离蛋白沉淀提取后，剩余上清液中所含蛋白可低至1.5mg/mL以下，呈澄清透明状，此溶液可直接再次使用，大大减少污水排放。
[0031]本发明对水产原料要求低，无需采肉环节，处理过程简单，产品得率高，可广泛应用于各种不同种类的鱼肉。
[0032]本发明方法可广泛应用于鱼肉蛋白的提取等领域中，特别适用于提取罗非鱼肉蛋白。
[0033]本发明的机理为:
[0034]本发明的高得率低排污的酸溶提取鱼肉蛋白方法，克服了常规方法中需要较极端酸性(pH 2.5)条件才能得到较高蛋白溶解度的不足，通过利用低频(15?40kHz)但高功率的超声波在酸溶条件下处理，发挥超声的空化与微射流效应，使酸性条件下膨胀的肌原纤维结构更为彻底的崩溃，释放出肌原纤维蛋白，在较为缓和的酸性条件下(pH 3.0?4.0)即可以实现较高蛋白溶解度，因而相对于常规工艺，可节省最多达54.3%的酸液量以及调等电点对应的碱液量。同时由于超声促进了鱼肉蛋白的分散性，所得到的鱼糜在凝胶化过程中，更容易发生蛋白间的疏水作用，提高凝胶破断力和变形度，改善后续产品品质。
[0035]本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果:
[0036](I)本发明方法以经过简单处理(如去内脏)的鱼肉(可带骨、皮)或者生产鱼糜的鱼骨鱼皮等下脚料为原材料，提高了淡水鱼资源的利用；
[0037](2)本发明采用较为缓和的酸性条件即可得到较高的蛋白得率，大大节省了酸液(54.3% )的使用，减少化学试剂的使用，有利于环保；
[0038](3)本发明方法所产生的废水中蛋白含量低至1.5mg/mL，可多次循环利用，大大节省了水资源，同时减小废水排放对环境带来的压力；
[0039](4)本发明方法所得鱼肉蛋白中，肌动蛋白和原肌球蛋白的比例高于碱溶条件下的分离蛋白，凝胶变形度更好；
[0040](5)与常规方法相比，本发明方法制备得到的鱼糜能够形成具有更强破断力的凝胶，使后续鱼糜类食品弹性更好，改善口感。
【具体实施方式】
[0041]下面结合实施