一种回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法

专利名称：一种回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及ー种蛋白回收方法，尤其涉及一种回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法。
背景技术：
鱼糜在加工生产过程中会在前处理当中对鱼肉进行漂洗，以去除其水溶性的蛋白酶与血红素，最终达到提高鱼糜品质的目的。长期以来，由于没有有效的方法回收蛋白，同时漂洗水中亦混有大量油脂，并带有浓厚的腥味，生产企业大多直接将鱼糜漂洗水作为エ业废水直接排出，如此不仅给污水处理带来巨大的压力，而且造成蛋白质资源的大量浪费。迄今为止，国内外已报道的关于鱼糜漂洗水回收的方法有PH调节法、超滤法、离子交換法和絮凝法等。其中超滤法分离效果好，但生产成本过高，且超滤膜容易因油脂凝固造成堵塞；离子交換法操作复杂，处理量小，且蛋白的回收率不高；絮凝法虽具有良好的蛋白回收效果，但所得的蛋白产品中所混杂的絮凝剂难以去除，直接影响其应用范围；PH调节法则相对生产企业而言，简单易行，但目前所见报道的蛋白回收率低，分离效果不好。因此，开发一种有效、简单易行的蛋白回收方法，对于提高鱼糜生产企业的经济效益，实现资源的有效利用，特别是实现鱼糜加工企业向环境友好型可持续发展具有重要意义。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种简便、高效回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法。为实现上述目的，本发明提供以下具体技术方案
回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法，包括如下步骤
盐法低温脱脂往鱼糜漂洗水中添加一定量的食盐NaCl，控制整个过程漂洗水温度在10° C以下，搅拌一定时间，充分溶解食盐，静置一定时间，使油脂析出井上浮于表面；其中所述的食盐添加重量为鱼糜漂洗水体积重量的0. I — 5%,优选为2 — 4%,更优选为3%。所述的搅拌一定时间和静置一定时间以食盐的实际充分溶解与油脂有效析出效果来定，t匕如搅拌30分钟，静置ー小时；等电点沉降蛋白中，静置时间以料液充分分层为准，比如静置三小时。 等电点沉降蛋白向上述步骤所得料液加酸(比如为5 mol/L HCl)至溶液pH为
4.0-5. 0,静置一定时间,使其充分分层；
蛋白初步回收用泵将所得料液上清部分排出，收集下层蛋白沉降层；其中所排出的料液上清，蛋白浓度应低于5 g/L，以便后续的污水处理。离心法回收蛋白利用卧式连续离心机一定转速，一定流速，分离所得蛋白液。离心法回收蛋白中，流速根据所配离心装置性能并考虑最后蛋白回收率进行调整，优选为流速500-1000 1^/1^11，转速8，000转/秒。料液流速以可根据エ厂所配离心装置性能进行适当调整，但流速与最后蛋白回收率成反比，需综合考虑整体能耗与产率进行优化调节。
所述的蛋白液加碱缓慢调节pH至中性，加抗冻剂，搅拌均匀，通过成型机包装成品，冻藏。所述的抗冻剂由蔗糖、海藻糖、山梨醇按适当比例复配，优选为2:1:1的重量比例，以蛋白量的5-10 %添加。所述的蛋白料液还可以通过旋转式喷雾干燥塔，喷雾干燥成蛋白粉。进料流速以可根据エ厂所配喷雾干燥装置性能进行适当调整，并综合考虑整体能耗与产率进行优化调节。蛋白料液还可添加适量无机盐或糖类降低蛋白的吸湿性与粘度。本发明还保护根据上述方法所得到的蛋白。本发明通过添加食盐的方法增强漂洗水中蛋白的离子强度，使蛋白在等电点处沉降效果得到明显提高，最终达到高效回收水溶性蛋白的效果。本发明所优选使用的3%盐浓度不仅适用于鱼糜制品的应用，其盐度与海水接近，更为沿海企业的废水排放提供便利；同时，该法实现脂肪与不良风味的有效去除，所得的蛋白产品无明显腥味，脂肪含量低，其仅含的食盐分离简单，应用范围广。 本发明的エ艺设计原理是在低温，高水溶性蛋白浓度(30 g/L以上)情况下，通过加盐的方法，增强料液的离子强度，使与蛋白以疏水键结合的油脂与蛋白分离析出，并在低温情况下凝结在料液表层，从而达到去除油脂的目的。通过调节pH的方法，使蛋白质在等电点pH下，由于静电排斥作用凝聚沉降，此外由于通过添加食盐的方式増加料液的离子强度，其水溶性蛋白的静电排斥作用亦被加強，所以沉降效果明显提高。同时，通过料液分离，漂洗水中的不良风味亦与蛋白有效分离从而达到蛋白除腥除臭的目的。本发明的有益效果为
本发明通过添加食盐的方法增强漂洗水中蛋白的离子强度，使蛋白在等电点处沉降效果得到明显提高，最终达到高效回收水溶性蛋白的效果。本发明所优选使用3 %的盐浓度不仅适用于鱼糜制品的生产，其盐度与海水接近，更为沿海企业的废水排放提供便利；同吋，该法实现脂肪与不良风味的有效去除，所得的蛋白产品无明显腥味，脂肪含量低，其仅含的食盐分离简单，应用范围广。本发明主要采用了加盐法增强漂洗水的离子强度，低温静置去除油脂，再通过等电点法沉降蛋白，从而实现漂洗水中蛋白的高效快速分离。本发明首次采用添加食盐的方法对传统等电点法进行改迸，实现水溶性蛋白的高效回收。


图I为蓝圆鰺鱼糜漂洗水在无添加盐时不同pH条件下的回收率图，其中，漂洗水蛋白浓度为30 g/L，温度为10 ° C，利用离心法对蛋白进行回收；
图2为蓝圆鰺鱼糜漂洗水在NaCl添加量为3 %时不同pH条件下的回收率图，其中，漂洗水蛋白浓度为30 g/L，温度为10 ° C，利用离心法对蛋白进行回收；
图3为蓝圆鰺鱼糜漂洗水在NaCl添加量为6 %时不同pH条件下的回收率图，其中，漂洗水蛋白浓度为30 g/L，温度为10 ° C，利用离心法对蛋白进行回收；
图4为蓝圆鰺鱼糜漂洗水在NaCl添加量为3 %时不同蛋白浓度下的回收率图，其中，漂洗水PH为4. 0，温度为10 ° C，利用离心法对蛋白进行回收；图5为NaCl添加量对蓝圆鰺鱼糜漂洗水中蛋白回收率的影响，其中，漂洗水pH为4. O，蛋白浓度为30 g/L，温度为10 ° C，利用离心法对蛋白进行回收。
具体实施例方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说 明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例I :蓝圆鰺鱼糜漂洗水的制备
1、从农贸市场购买肉质好、色泽鲜亮的蓝圆鰺为原料，用洁净的冰水冲洗，去除表面附着的污物和细菌，然后剖割、去头、去内脏、再用水进行第二次清洗，一般洗涤2 3次；
2、将鱼体上的鱼肉分离出来，用:TlO° C的水慢速搅拌10 min，静置，如此漂洗2 3次后，用离心机(Beckman, avanti-25)离心脱水,收集以上离心所得的上清液部分，即为鱼糜漂洗水。实施例2 :回收蓝圆鰺鱼糜漂洗水中的水溶性蛋白
1、盐法低温脱脂称取300g食盐缓慢加入实施例I所得的IOL的蓝圆鰺鱼糜漂洗水中(漂洗水蛋白浓度90 g/L)，控制整个过程漂洗水温度在10° C以下，搅拌30分钟，充分溶解食盐，静置ー小时，使油脂析出井上浮于表面，去除料液表面漂浮的油脂；
2、等电点沉降蛋白向所得料液加酸(5mol/L HCl)至溶液pH至4.0，静置三小吋；
3、蛋白初步回收将已分层的所得料液上清部分除去，收集下层蛋白沉降层；
4、离心法回收蛋白利用高速连续离心机(GW145L，佳毅(上海)机械设备有限公司)分离中所得蛋白液，转速8，000转/秒,流速500 mL/min ；
5、通过Folin-酚法试剂盒(美国伯乐公司)測定蛋白含量，计算蛋白回收率所得蛋白湿重4722 g，水份含量83 %，蛋白回收率89. 2 % ；
6、所得蛋白加碱(10mol/L NaOH)缓慢调节pH至中性,加抗冻剂377 g (其中鹿糖:海藻糖山梨醇=2:1:1，重量比)，搅拌均匀，通过成型机包装成品，冻藏。实施例3 :回收蓝圆鰺鱼糜漂洗水中的水溶性蛋白
1、盐法低温脱脂称取90g食盐缓慢加入3 L的蓝圆鰺鱼糜漂洗水中(漂洗水蛋白浓度90 g/L)，控制整个过程漂洗水温度在10° C以下，搅拌30分钟，充分溶解食盐，静置一小吋，使油脂析出井上浮于表面，去除料液表面漂浮的油脂；
2、等电点沉降蛋白向所得料液加酸至溶液pH至4.0，静置三小时；
3、蛋白初步回收将已分层的所得料液上清部分除去，收集下层蛋白沉降层；
4、喷雾干燥法回收蛋白所得蛋白料液通过旋转式喷雾干燥机(SP-1500，上海顺仪科技)，进ロ温度115° C，进料速度30 mL/min，喷雾干燥成蛋白粉；
5、通过Folin-酚法试剂盒(伯乐公司)測定蛋白含量，计算蛋白回收率；
6、所得蛋白干重260g，水份含量4 %，蛋白回收率92. 4 %。实施例4 :鱼糜漂洗水在无添加盐时不同pH条件下的回收率
I、取鱼糜漂洗水(漂洗水蛋白浓度90 g/L)3. 5 L，添加同体积冰水，搅匀，得到7L蛋白浓度为45 g/L漂洗水，搅拌30分钟，将所得料液平分成35份，每份200 mL;2、等电点沉降蛋白将上述35份料液分7组，每组5个平行，分别加酸(5mol/L HCl)调节溶液pH至3. 5，4，4. 5，5，5，5，6，6. 5，再定容至300 mL，静置三小时，其料液最终蛋白浓度为30 g/L ；
3、离心法回收蛋白利用高速连续离心机(BECKMAN)分离所得蛋白液，转速8，000转/秒，离心10分钟；
4、通过Folin-酚法试剂盒測定蛋白含量，计算蛋白回收率，结果如图I所示。从图I可以看出在不添加盐的情况下，漂洗水中的水溶性蛋白回收率在pH 5. 5时最高，但其回收率也仅有24. I %，回收率低。实施例5 :鱼糜漂洗水在NaCl添加量为3 %时不同pH条件下的回收率
1、取鱼糜漂洗水(漂洗水蛋白浓度90g/L)3. 5 L，添加同体积冰水，搅匀，得到7L蛋白浓度为45 g/L漂洗水，搅拌30分钟，将所得料液平分成35份，每份200 mL;
2、等电点沉降蛋白将上述35份料液分7组，每组5个平行，分别加盐9g，充分溶解后分别调整至pH 3. 0，3. 5，4，4. 5，5，5，5，6. 0，再定容至300 mL,静置3小时，其料液最终蛋白浓度为30 g/L ；
3、离心法回收蛋白利用高速连续离心机分离中所得蛋白液，转速8，000转/秒，离心10分钟；
4、通过Folin-酚法试剂盒測定蛋白含量，计算蛋白回收率，结果如图2所示。从图2可以看出在食盐添加量为3 %时，其蛋白在不同pH的等电沉淀特性与无添加盐(图I)存在显著差异，其最佳等电点由PH 5.5迁移到pH 4.0且水溶性蛋白的回收率亦得到显著提高，由无添加盐时的24. I %提高到86. 5 %，效果显著。实施例6 :鱼糜漂洗水在NaCl添加量为6 %时不同pH条件下的回收率
1、取鱼糜漂洗水(漂洗水蛋白浓度90g/L) 3. 5 L，添加同体积冰水，搅匀，得到7 L蛋白浓度为45 g/L漂洗水，搅拌30 min,将所得料液平分成35份，每份200 mL ；
2、等电点沉降蛋白将上述35份料液分7组，每组5个平行，分别加盐18g，充分溶解后分别调节溶液pH至3.0，3. 5，4，4. 5，5，5，5，6.0，再定容至300 mL，静置三小时，其料液最终蛋白浓度为30 g/L；
3、离心法回收蛋白利用高速连续离心机分离中所得蛋白液，转速8，000转/秒，离心10 min ；
4、通过Folin-酚法试剂盒測定蛋白含量，计算蛋白回收率，结果如图3所示。从图3可以看出在食盐添加量为6 %，水溶性蛋白在不同pH下的等电沉降特性与添加量为3%时相似，总体的蛋白回收率有一定程度提高，其中在pH4.0处，回收率由3 %食盐时的86. 5 %提高至92. 2 %。实施例I :鱼糜漂洗水在NaCl添加量为3 %时不同蛋白浓度下的回收率
1、取鱼糜漂洗水(漂洗水蛋白浓度90g/L)，添加适量冰水，配成8组不同蛋白浓度的料液10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L、50 g/L、60 g/L、70 g/L、80 g/L，从各组料液中分别取900 mL,分6份平行，每份平行150mL，分别加盐4. 5 g，搅拌30分钟；
2、等电点沉降蛋白往上述料液中加酸调节pH至4.0，再定容至300mL，静置三小吋，其各组料液的最终蛋白浓度分别为5 g/LUO g/L、15 g/L,20 g/L,25 g/L,30 g/L,35 g/L、40 g/L ；3、离心法回收蛋白利用高速连续离心机分离中所得蛋白液，转速8，OOO转/秒，离心10分钟；
4、通过Folin-酚法试剂盒測定蛋白含量，计算蛋白回收率，结果如图4所示。从图4可以看出在食盐添加量为3 %时，水溶性蛋白在pH 4. 0时的蛋白回收率随蛋白浓度增加而提高，在5-30 mg/mL (g/L)范围内，蛋白的回收率与蛋白浓度成线性关系，当蛋白浓度在30 mg/mL以上时，蛋白回收率可达85 %以上，且增幅逐渐减小。在实际的鱼糜生产过程中，所产生的鱼糜漂洗水中的蛋白量一般在50 g/L以上，故此法可适用于当前国内所有的鱼糜生产企业。实施例8 =NaCl添加量对蓝圆鰺鱼糜漂洗水中蛋白回收率的影响
1、取鱼糜漂洗水(漂洗水蛋白浓度90g/L) 4. 5 L，添加同体积冰水，搅匀，得到9 L蛋白浓度为45 g/L漂洗水，搅拌30min，将所得料液平分成45份，每份200 mL ；
2、等电点沉降蛋白将上述45份料液分9组，每组5个平行，向各组中依次添加盐0g、
Ig、2 g、4 g、6 g、9 g、12 g、16 g、20 g,加碱调溶液pH至4. 0,再定容至300 mL,静置三小时，其各组料液中蛋白的最终浓度为30 g/L ；
3、离心法回收蛋白利用高速连续离心机分离中所得蛋白液，转速8，000转/秒，离心10 min ；
4、通过Folin-酚法试剂盒測定蛋白含量，计算蛋白回收率，结果如图5所示。从图5可以看出在一定蛋白浓度下(30 g/L，即30 mg/mL)，鱼糜漂洗水中的水溶性蛋白的回收率随食盐的添加显著提高，在食盐添加量3 %以上吋，其蛋白回收率增幅逐渐变小，当食盐添加量为8 %以上吋，蛋白回收率可达95 %以上。但综合考虑实际应用时的经济成本因素，食盐的推荐使用量在2 — 4%左右，最优选是3 %左右。
权利要求
1.一种回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤 盐法低温脱脂往鱼糜漂洗水中添加一定量的食盐NaCl，控制整个过程漂洗水温度在10° C以下，搅拌一定时间，充分溶解食盐，静置一定时间，使油脂析出并上浮于表面； 等电点沉降蛋白将上述步骤所得料液加酸调PH为4. 0-5. 0，静置一定时间，使其充分分层； 蛋白初步回收用泵将所得料液上清部分排出，收集下层蛋白沉降层； 离心法回收蛋白利用卧式连续离心机一定转速，一定流速，分离所得蛋白液。
2.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的食盐添加量为鱼糜漂洗水重量的O.I —5%。
3.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的食盐添加重量为鱼糜漂洗水重量的2-4%。
4.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的食盐添加重量为鱼糜漂洗水重量的3%。
5.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的盐法低温脱脂中，搅拌一定时间和静置一定时间以食盐的实际充分溶解与油脂有效析出来定，比如搅拌30分钟，静置一小时；等电点沉降蛋白中，静置时间以料液充分分层为准，比如静置三小时。
6.权利要求I所述的方法，其特征在于，蛋白初步回收中，所排出的料液上清，蛋白浓度低于5 g/L ;离心法回收蛋白中，流速根据所配离心装置性能并考虑最后蛋白回收率进行调整，优选为流速500-1000 1^/11^11，转速8，000转/秒。
7.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的蛋白液加碱缓慢调节pH至中性，加抗冻剂，搅拌均匀，通过成型机包装成品，冻藏。
8.权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的抗冻剂由蔗糖、海藻糖、山梨醇按适当比例复配,优选为2:1:1的重量比例，以蛋白量的5-10 %添加。
9.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的蛋白料液通过旋转式喷雾干燥塔，喷雾干燥成蛋白粉。
10.权利要求I所述的方法，其特征在于，鱼糜漂洗水包括来自海水鱼和淡水鱼鱼糜加工过程产生的漂洗水。
11.权利要求I一 9所述任一方法所得的蛋白。
全文摘要
本发明涉及一种回收鱼糜漂洗水中水溶性蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤盐法低温脱脂往鱼糜漂洗水中添加一定量的食盐(NaCl)，控制整个过程漂洗水温度在10°C以下，搅拌，充分溶解食盐，静置，使油脂析出并上浮于表面；等电点沉降蛋白向所得料液加酸调pH至4.0-5.0，静置，使其充分分层；蛋白初步回收用泵将所得料液上清部分排出，收集下层蛋白沉降层；离心法回收蛋白。回收的蛋白可直接包装成品冻藏或喷雾干燥成蛋白粉。本发明的方法简单易行、高效，可大大减少因富含蛋白质漂洗水的不当排放而造成的环境污染，提高鱼糜生产企业的经济效益，实现资源的高效利用，对实现鱼糜加工业的环境友好型可持续发展具有重要意义。
文档编号C07K1/30GK102757491SQ20121023875
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者刘光明, 孙乐常, 曹敏杰, 蔡秋凤 申请人:集美大学