鱼胶原肽螯合钙的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及鱼胶原肽螯合钙的制备领域，尤其涉及一种利用鱼骨、鱼皮、或鱼鳞生 产鱼胶原肽螯合钙的方法。
【背景技术】
[0002] 人体内的钙主要存在于骨骼和牙齿，一小部分以游离或结合的状态分布于软组 织、细胞外液及血液中，与骨骼、牙齿中的钙维持着动态平衡。钙是人体内第五大元素，也是 人体必需的营养成分，主要通过饮食来摄入补充。然而，无论是发达国家还是发展中国家， 缺钙现象普遍存在。由于人体摄入的钙90%在小肠内被吸收，肠道的碱性条件会使钙离子形 成不溶性的钙盐发生沉淀，导致摄入体内的钙不能被机体有效的吸收。据报道，儿童长期缺 钙将导致生长发育缓慢，严重时易患佝偻病，并伴有烦躁、抽筋等症状。中老年人和绝经期 妇女缺钙容易引起骨质疏松、骨质增生、高血压、肥胖病以及大肠癌等各种急慢性疾病。为 了有效预防缺钙引起的急慢性疾病，市场上已经涌现出大量的补钙制剂，主要成分以碳酸 钙为主，也有部分是磷酸氢钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙和氨基酸螯合钙，然而有关肽螯合钙的 产品比较少。
[0003] 另一方面，我国鱼类年产量已经超过3000多万吨。随着我国居民的消费习惯的转 变，鱼类加工产品的比例也在不断增加，在冷冻鱼片生产和鱼糜加工过程中，一般会产生大 量包括鱼头、鱼骨、鱼皮、鱼鳞等下脚料，其重量约占原料鱼的40~55 %。目前国内外针对这 些鱼类加工下脚料主要用来生产鱼粉、鱼骨粉等低附加值产品，甚至还有一部分类似鱼鳞 等被作为废弃物直接丢弃，这样不仅浪费资源，而且还会给环境造成严重污染。因此，利用 鱼类加工下脚料生产胶原肽螯合钙，不仅可以减少水产加工企业的废弃物排放，也可以为 补钙制剂提供更多的产品。
[0004] 胶原肽及其螯合钙已经被证明具有抗氧化、促钙吸收等生理活性功能，利用鱼类 加工下脚料制备胶原肽螯合钙已经引起广泛的关注。中国专利201110090611.6公开一种胶 原三肽螯合钙及其制备方法，主要利用胶原三肽与氢氧化钙按比例混合，在水溶液中反应 制备胶原三肽螯合钙；中国专利201410515456.1公开了一种钙螯合肽的制备方法，主要是 先对胶原蛋白进行磷酸化、纯化，再将磷酸化的胶原蛋白进行酶解、钙螯合反应，最后还需 通过无水乙醇沉淀制备成钙螯合肽。然而，由于蛋白酶解物通常都是多肽混合物，与钙螯合 的pH不是唯一的，因此通过最适pH进行螯合获得肽-钙复合物中钙含量通常都较低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种工艺简便的鱼胶原肽螯合钙的生产方法，它是以鱼 骨、鱼皮、或鱼鳞为原料，通过前处理、蛋白酶解后，在梯度酸性pH条件下分别与钙进行螯合 反应、再在碱性条件下通过离心、纳滤除去未螯合的钙，获得钙含量高、具有良好的促钙吸 收功能的鱼胶原肽螯合钙。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是： 它包括以下步骤:（1)原料预处理:将鱼骨、鱼皮、或鱼鳞中的一种用2-5倍原料重的含 有氧化剂的氢氧化钙溶液浸泡24~48 h后，用清水漂洗干净、磨碎;所述的氢氧化|丐溶液中 Ca(OH)2的浓度为0.1~0.4 % (w/v)、氧化剂的浓度为0.5~1.0% (w/v);(2)酶解:将步骤 (1)磨碎的原料用80~100°C的热水加热30~60 min，冷却至温度为40~50°C后，用氢氧化 钙溶液调整pH，加入蛋白酶进行酶解一段时间，再升温至80~100°C加热5~30 min进行灭 酶；（3)钙螯合反应：当酶解液的温度下降至40~50°C，用食品级磷酸调整酶解液的pH至 4.0，加入氯化钙后，酶解液的pH按4.5、5.0、5.5、6.0，间隔30~60 mi η用氢氧化钙溶液提升 0.5至6.0,使钙离子与胶原肽在梯度酸性pH下充分螯合；（4)去腥、除杂:将钙螯合后的鱼 胶原肽溶液的pH用氢氧化钙溶液调整至7.5~8.5，加入活性炭吸附色素和气味，利用碟式 离心机离心、陶瓷膜过滤除去活性炭和高分子物质，再通过纳滤膜过滤除去未螯合的钙和 其他无机盐，收集纳滤截留浓缩液；（5)干燥:浓缩液通过冷冻干燥或喷雾干燥制备成鱼胶 原肽螯合钙。
[0007] 在步骤（1)中，所述的氧化剂为次氯酸钠、次氯酸钾、过碳酸钠、过硼酸钠、过硼酸 钾中的一种或组合。
[0008] 在步骤(2)中，所述的蛋白酶为碱性蛋白酶、胶原蛋白酶或胰蛋白酶;酶的用量为 原料湿重的0.1~0.5% (w/w)。
[0009] 在步骤(2)中，所述的酶解条件为:pH为8.5~9.5，酶解温度为40~50°C，酶解时间 为4~6 h〇
[0010] 在步骤(3)中，所述的钙螯合反应条件为:氯化钙浓度为0.5~1.0 % (w/v)，反应 温度为40~50°C，反应时间为30~60 min。
[0011] 在步骤(4)中，所述的陶瓷膜的孔径为50~200 nm;所述的纳滤膜的截留分子量为 200~400 Da〇
[0012] 通常，蛋白质是由20多种氨基酸按照不同比例组成，蛋白质一级结构即氨基酸组 成不是由固定的重复序列组成的，因此鱼皮、鱼鳞、鱼骨等经过蛋白酶酶解后，通常会获得 寡肽混合物，而不同寡肽的等电点也存在一定程度的差异。因此，pH是寡肽与钙形成鳌合物 的重要影响因素。在较低的酸性条件下，氢离子将与钙离子竞争供电子基团，不利于肽-钙 鳌合物的生成，在碱性条件下，羟基与供电子基团争夺钙离子容易生成氢氧化钙沉锭。因 此，本发明将鱼皮、鱼鳞、鱼骨等通过酶解获得胶原寡肽后，使其在酸性梯度pH条件下与钙 离子进行充分螯合，再通过碱性条件沉淀去除未螯合的钙，保证制备的胶原肽螯合钙产品 在小肠环境中能够保持溶解状态，有利于远端回肠的钙吸收率。因此本发明具有以下突出 优点： 1、本发明利用鱼皮、鱼鳞、鱼骨制备的胶原肽分子量分布为200-3000道尔顿，有利于人 体吸收。
[0013] 2、本发明让钙离子在不同弱酸性pH条件下进行梯度螯合，可以获得钙含量高的胶 原肽螯合钙。
[0014] 3、本发明制备的产品去除了未螯合的钙离子，具有良好的促钙吸收功能。
[0015] 下面结合附表和具体实施例对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
[0016]图1为本发明第三个实施例的鱼胶原肽螯合钙分子量分布图谱； 图2为本发明第三个实施例的鱼胶原肽螯合钙的扫描电镜图谱； 表1为缺钙小鼠经鱼胶原肽螯合钙喂食后的股骨性质。
【具体实施方式】 [0017] 实施例！ 在1 kg罗非鱼鱼骨中加入5L的含有0.75%过碳酸钠的0.4% Ca (0H) 2溶液，在4 °C下浸泡 48h，利用自来水漂洗干净、适当沥干后，加入1L纯水(样品的最终体积约为2.0L)，升温至 100°C加热60 min，冷却至50°C，用1%的Ca(0H)2溶液调整鱼鳞水溶液的pH至9.5后，加入58 碱性蛋白酶，在40°C下酶解4h，100°C加热5min灭酶，冷却至50°C，用1%的食品级磷酸调整酶 解液的pH至4.0，加入10g氯化钙、搅拌，在搅拌过程中每隔30 min，用0.1 % Ca (0H) 2溶液将 蛋白酶解液的pH依次提高至4.5、5.0、5.5、6.0,使钙在这些pH下分别螯合30 min，最后将溶 液的pH调整至8.5，加入18g活性炭搅拌后静置30 min，利用碟式离心机除去活性炭，然后利 用孔径为200 nm的陶瓷膜过滤、再通过截留分子量为200的纳滤膜脱盐，最后利用喷雾干燥 机进行喷雾干燥，可以获得122g钙含量为6.71% (w/w)的鱼胶原肽螯合