一种从鱼鳞中提取胶原蛋白的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及胶原蛋白的制备技术，具体是一种从鱼鳞中提取胶原蛋白的方法。
【背景技术】
[0002] 胶原蛋白是人体内含量最多、分布最广的蛋白质，是结缔组织的主要蛋白质成分， 约占机体总蛋白的25%，它主要分布在动物的皮肤，骨，软骨，角膜，血管内壁等组织内。动 物的结缔组织中提取的胶原蛋白，因具有特殊的蛋白质结构和身体亲和性，广泛应用于食 品，化妆品和医疗等与人体健康相关的行业。
[0003] 畜禽源动物组织一直是人们获取天然胶原蛋白及其胶原肽的主要途径，但由于疯 牛病（BSE)、口蹄疫（FMD)、禽流感等疾病的发生，使人们对陆生哺乳动物胶原蛋白及其制 品的安全性产生了质疑，另外来源于牲畜的胶原蛋白在信仰伊斯兰教等地区的应用受到了 限制。正在逐步转向海洋生物中开发胶原蛋白。此外由于氨基酸组成和交联度等方面的差 异，使得水产动物尤其是其加工废弃物-皮、骨、鳞中所含有的丰富的胶原蛋白具有很多牲 畜胶原蛋白所没有的优点，如一定的凝胶性、高度的分散性、低粘度性、吸水性、持水性以及 乳化性等，另外人们发现来源于海洋动物的胶原蛋白在一些方面明显优于陆生动物的胶原 蛋白，比如具有低抗原性、低过敏性、变性温度低、可溶性高、易被蛋白酶水解等特性。因此 水产胶原蛋白可能逐步替代陆生动物胶原蛋白。
[0004] 目前，从鱼鳞中提取胶原蛋白的研究非常多，制备工艺一般都是包括鱼鳞的前处 理（包括脱脂、脱灰等）、酶解、灭酶、脱色、过滤、浓缩、除菌和喷雾干燥等步骤。其中，在鱼 鳞的脱脂脱灰方面，目前主要采用强酸强碱进行处理，虽然强酸强碱脱脂脱灰效果非常好， 但是强酸强碱不仅造成环境污染，而且还造成胶原蛋白产品的重金属残留，严重制约了胶 原蛋白的发展。在鱼鳞的酶解过程中，目前主要采用长时间加热加压煮胶与长时间酶解的 方法来解决鱼鳞酶解的问题，但是长时间加热加压煮胶与长时间酶解并不能完全解决鱼鳞 酶解不完全的问题，造成了原料浪费、能耗高、提取率低等问题，影响胶原蛋白的发展。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种从鱼鳞中提取胶原蛋白的方法，具有低成本、低能耗、 尚提取率、尚品质的特点。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] -种从鱼鳞中提取胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
[0008] (1)鱼鳞预处理，包括以下步骤：
[0009] 11)清洗：清洗鱼鳞，剔除杂物，沥干水分；
[0010] 12)酸处理：往鱼鳞中加入质量百分比浓度为5-6%的梓檬酸钠溶液，使鱼鳞与梓 檬酸钠溶液的质量体积浓度为350-420kg/m 3,在20-25°C温度下，利用功率为120-240W的 超声波处理2-3h，滤去柠檬酸钠溶液，用纯水清洗鱼鳞至中性；
[0011] 13)碱处理：往鱼鳞中加入质量百分比浓度为2. 5-3. 5%的石灰水溶液，使鱼鳞与 石灰水溶液的质量体积浓度为350-420kg/m3,在20-25°C温度下，静置浸泡10-14h，滤去石 灰水溶液，用纯水清洗鱼鳞至中性，沥干水分；
[0012] 14)研磨：取步骤13)沥干后的鱼鳞，加入纯水，使鱼鳞与纯水的质量体积浓度为 350-420kg/m 3,用胶体磨磨成鱼鳞浆液；
[0013] 15)蒸煮：将鱼鳞浆液升温至100°C，保温30-40min ;
[0014] 16)冷却：待蒸煮后的鱼鳞浆液自然冷却至55-60°C后，将鱼鳞浆液移至酶解罐 中；
[0015] (2)辐照处理，将鱼鳞浆液装入密封袋封口，平铺在水平面，采用电子束进行辐照 处理，辐照剂量为50-150kGy，辐照时间60-150S ;
[0016] (3)酶解，包括一次酶解和二次酶解；
[0017] 31) -次酶解：调整酶解罐内的鱼鳞浆液的pH值至6.0-6. 7,加入鱼鳞浆液质 量的0. 6-0. 7%的木瓜蛋白酶，木瓜蛋白酶的酶活力为220-300u/g，调整酶解罐内温度至 58-60°C，酶解 1. 5-2. 5h ;
[0018] 32)二次酶解：调整酶解罐内液体pH值至7. 5-8. 0,加入鱼鳞浆液质量 的0. 4-0. 6 %的胰蛋白酶，胰蛋白酶的酶活力为2800-3500u/g，调整酶解罐内温度至 56-58°C，酶解 1. 5-2. 5h ;
[0019] (4)活性炭吸附：在酶解罐中加入鱼鳞浆液质量的0. 8-1. 2%的活性炭粉末，调整 酶解罐内温度至56-58 °C，保温45-50min ;
[0020] (5)过滤：将酶解罐内鱼鳞浆液用压滤机过滤后，然后袋式过滤；压滤机采用孔径 为350-400目的隔膜；袋式过滤采用孔径为1-5 y m微孔滤膜；
[0021] (6)浓缩：滤液先经过孔径为0. 3-0. 5 iim的微滤膜过滤成微滤液，接着经过孔径 为0. 01-0. 02 iim的超滤膜过滤成超滤液，然后经过孔径为l-2nm的纳滤膜浓缩，得纳滤 液；
[0022] (7)灭菌：纳滤液在温度121_130°C下灭菌8-10s，然后待温度冷却至45_55°C时出 料；
[0023] (8)喷雾干燥：将灭菌后的纳滤液在喷雾干燥装置中通过喷雾使其提炼成粉末， 得成品。
[0024] 作为本发明进一步的方案：所述步骤12)中，柠檬酸溶液的配制方法如下：先按照 乙二胺四乙酸二钠：柠檬酸的质量比为6-8 :100的比例，称取乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸 混合后，再加入纯水，配制成质量百分比浓度为5-6%的柠檬酸钠溶液。
[0025] 作为本发明进一步的方案：所述步骤（2)中，电子束的运行参数为：电子束能量 8-10MeV，功率 9-12kW，频率 300-360HZ。
[0026] 作为本发明进一步的方案：所述步骤（6)还包括，将超滤膜过滤后所得到的未通 过超滤膜的超滤截留液转移到酶解罐中，重复步骤（3)_步骤（6)，得纳滤液。
[0027] 作为本发明进一步的方案：所述步骤（8)中，喷雾干燥装置的莫诺栗进料速度为 0. 8-1. 2kg/min，进风温度为 160-178°C，出风温度为 80-85°C。
[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0029] 本发明采用柠檬酸处理和超声波相结合工艺对鱼鳞进行脱灰，采用石灰水溶液对 鱼鳞进行脱脂，避免了强酸强碱脱脂脱灰造成的环境污染及重金属残留问题，使制备得到 的胶原蛋白产品更加安全天然。
[0030] 本发明采用胶体磨处理和蒸煮工艺得到初步分解的鱼鳞浆液后，接着通过电子束 辐照处理后，可以缩短酶解时间，提高水解度，提高生产效率，具有提取率高，相对分子量 小，纯度高，制造成本低，无二次污染的优点。
[0031] 在电子束辐照处理后，再依次用酸性蛋白酶、碱性蛋白酶酶解鱼鳞浆液，使鱼鳞 浆液与蛋白酶接触的面积更大，酶解更加迅速、更完全，使蛋白质大分子彻底水解成小分 子，提高胶原蛋白的提取率。本发明生产过程中可以温和定向地使胶原分子内的末端肽 链断裂，使胶原大分子水解成小分子的胶原肽，制得的胶原蛋白的平均分子量小于1300 道尔顿，且所得胶原蛋白的分子量分布集中，89%以上在2000道尔顿以内，50%以上在 200-1300道尔顿之间，胶原蛋白提取率达到了 95%以上，胶原蛋白含量达到98%以上，人 体更容易吸收，并可以释放隐藏在胶原蛋白中的功能区，游离出具有各种生理功能的活性 肽。
[0032] 本发明生产工艺简单，将酶解罐与过滤设备组合配套使用，在酶解罐中即可进行 活性炭过滤，实现脱色脱腥的效果，既提高了生产效率，又降低了生产成本；采用膜过滤浓 缩，能耗低，效率高；对生产环境要求不高，对胶原蛋白和各种氨基酸的破坏性小；对环境 污染小，操作安全；整个生产过程中，无需使用大量的酸和碱等化学原料。本发明的生产周 期短，从原料的前处理到最终成品只需20h左右。最终产品的收益率高，质量高。
【具体实施方式】
[0033] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术