一种南极磷虾酶解液脱氟的方法
【专利摘要】本发明公开了一种南极磷虾酶解液脱氟的方法。该方法步骤为：在南极磷虾酶解液中添加酶解液重量0.1%?1%的氢氧化钙后，采用磷酸将南极磷虾酶解液的pH值调整到5.5?6.5，搅拌45?90min后，过滤，得脱氟南极磷虾酶解液。
【专利说明】
一种南极磷虾酶解液脱氟的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及南极磷虾的深加工领域，具体涉及南极磷虾酶解液脱氟的方法。
【背景技术】
[0002] 南极磷虾是一种小型的、外形类似虾的甲壳类动物，是世界上最大的动物蛋白资 源。南极磷虾在海水中集群分布，密度可达11.3-44.9 kg*m-2,容易实现商业化捕捞。南极 磷虾蛋白氨基酸组成丰富，必须氨基酸齐全，消化率高。尽管近年来全球捕获量日益增长， 但南极磷虾开发利用率仍偏低，远远低于其年最大允许捕获量(400 X 104~600 X 104t)。据 报道，南极磷虾氟含量极高，全虾氟含量1 l〇2-1432mg/kg，虾壳3828-4278mg/kg，虾肉178-285mg/kg，比海水的氟含量（1.3mg/kg)高出几个数量级。研究表明，摄入高含量的氟可能会 导致氟骨病，氟斑牙等。考虑到南极磷虾富氟特性及其氟的高生物可给性，若直接食用南极 磷虾可能会对人体有害，因此，南极磷虾主要作为饲料用于水产养殖业。
[0003] 为了能有效利用南极磷虾蛋白，降低其氟含量，提高其食用价值和产品附加值，国 内外学者做了许多工作。机械脱壳处理可以有效回收虾肉，降低氟含量，但该法会产生大量 废水，虾肉得率仅为1〇_15%(以磷虾全重计），虾肉氟含量依然高达178-285mg/kg。磷虾可用 来制作肉糜，但该法耗水多，磷虾中水溶性蛋白损失严重，蛋白回收率不高。chen等用碱溶 酸沉法回收南极磷虾蛋白，得率仅为45-50%，而且该法需要多次调节pH和离心，耗水量大， 成本高；多次酸洗可降低磷虾蛋白的氟含量，但这会消耗更多的水和试剂，成本更高。酶解 处理是提高南极磷虾蛋白回收率的有效手段。相较于完整蛋白，酶解产物更容易被人体吸 收利用。许多研究表明南极磷虾酶解产物具有抗氧化、抑制有害菌、预防骨质疏松、抑制ACE 酶活力等多种生理活性。
[0004] 目前关于南极磷虾氟方面的文献报道大多集中南极磷虾富氟机制研究、氟化物化 学形态分析、储藏过程中南极磷虾氟迀移规律、加工处理方式对其氟含量影响以及脱氟处 理等方面，关于南极磷虾酶解过程中氟溶出规律，尤其是通过控制酶解参数来减少酶解产 物氟含量的相关研究鲜见报道。
[0005] 大连工业大学公开一种南极磷虾脱氟制备虾肉蛋白的方法（申请号 201010586857.8)，步骤为:利用阳膜电解槽制备酸性溶液，取阳极液;将粉状南极磷虾虾肉 置于阳极液中，搅拌条件下浸提;固液分离后将固体移入阳离子膜电解槽的阳极室中电解； 固液分离后，将固体移入阴离子膜电解槽的阴极池中电渗;再次固液分离后，对固体洗涤抽 滤，即得低氟虾肉蛋白。本发明充分利用磷虾蛋白、虾壳等物质获得低氟虾蛋白制品，采用 离子膜电解进行初步除氟，再通过电渗去除附着其他阴离子和氟离子，制得低氟虾肉。广东 海洋大学、中国水产有限公司和广东兴亿海洋生物工程股份有限公司共同公开了一种南极 磷虾低氟酶解液的制备方法（申请号201510584295.6)。首先利用动物蛋白水解酶和风味酶 组成的复合酶制备南极磷虾酶解液，保证蛋白得率的同时还降低了酶解液的苦味;然后再 利用有机钙代替无机钙作为反应物，沉淀酶解液中的氟离子，最后使用阴离子交换树脂吸 附氟化钙沉淀和钙离子，离心后得到脱氟率较高的酶解液。这一发明制备得到的低氟南极 磷虾酶解液，其固形物回收率为87.3~89.7%，脱氟率为78.1~85.3%。中国海洋大学提供一 种降低水溶性南极磷虾活性肽中氟含量的方法(201410465244.7)，是将南极磷虾粉经蛋白 酶水解后，得到磷虾活性肽水溶液;依次向活性肽水溶液中加入脱氟剂I和脱氟剂Π ，混匀； 活性肽水溶液经离心分离，得脱氟上清液;脱氟上清液经喷雾干燥，即得低氟含量的水溶性 南极磷虾活性肽粉末产品。本发明的方法操作简单、设备投资少、无环境污染、产品回收率 高，适合工业化操作;所得低氟含量的磷虾活性肽粉具有如下特征:氟含量由350~450ppm 降低至2~5ppm，蛋白含量尚于85%，无有害物质残留，广品安全性尚；必需氣基酸含量尚， 符合FAO/WHO规定的氨基酸组成模式。辽宁省大连海洋渔业集团公司公开了一种制备南极 磷虾低氟水解多肽的方法(201210014679.0)，以南极磷虾粉为原料，经过酶解、加热灭酶、 离心后，添加不同浓度的氧化钙进行脱氟处理，搅拌均匀后离心分离，调节溶液到一定的pH 值，然后对分离的上清液进行喷雾干燥，得到氟含量为10~30ppm的南极磷虾低氟水解多 肽。浙江海洋学院公开了一种脱除南极磷虾酶解液中氟的方法(201510368928.X)，其包括 以下步骤：（1)取新鲜或冻存的南极磷虾，洗净、沥干后用匀浆机破碎，得南极磷虾匀浆液； (2)在上述匀浆液中按体积比1: 2~3加入蒸馏水，并调节匀浆液的pH值至6.5~7.5，加入 3000~4000U/g的混合蛋白酶，同时加入0.05~0.1%的镁盐，50~60°(：下水解3~611，沸水 灭活10~15min; (3)将灭活后的酶解液冷却至室温，8000~10000r/min离心15~20min，取 上清液；（4)调节上述上清液pH值至8~10,加入1.5~3.0%的镁盐，25~30°C反应25~ 30min得反应液；（5)上述反应液于7000~9000r/min离心20~30min，弃沉淀，得所需的南极 磷虾酶解溶液。该方法简单易控，成本低，经检测，脱氟率可达89%~92%，总氮损失率小于 5%，氨基氮损失率小于3%，该方法对南极磷虾酶解液中营养成分的影响不显著。中国海洋 大学公开了一种低氟南极磷虾蛋白质基料的制备方法(200910019197.2)。制备时，将南极 磷虾冷冻，粉碎，碱性条件下提取蛋白质，酸性条件下沉淀分离蛋白质，对沉淀蛋白质酸洗 脱氟，制得的产品的水分含量为82~87%，氟含量低于2mg/kg湿基。本发明的方法简便有 效，能使南极磷虾的粗蛋白回收率为39~46%，粗脂质回收率为38~42%;并且产品的营养 价值高，粗蛋白含量为66~71g/100g干基，粗脂质含量为27~30g/100g干基，磷脂含量为 380 ~420mg/g 脂质。
[0006] 上述论文和专利中，氟含量一般都在Iyg/g，脱氟率一般在90%以下，难以满足食品 工业对低氟南极磷虾酶解液的品质要求。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种南极磷虾酶解液脱氟 的方法。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 在南极磷虾酶解液中添加氢氧化钙后，再采用磷酸调整pH值，搅拌，过滤，得脱氟南极 磷虾酶解液。
[0009] 进一步地，添加氢氧化钙的量为南极磷虾酶解液重量的0.1%-1%。
[0010] 进一步地，所述南极磷虾酶解液的温度为5°c-45°c，优选为5°c-25°c。
[0011] 进一步地，所述PH值为5 · 5-7 · 0，优选为5 · 5-6 · 5。
[0012] 进一步地，所述搅拌的时间为45_90min。
[0013] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和技术效果： (1)采用氯化钙、氧化钙以及氢氧化钙等钙盐去除酶解液中氟离子浓度已有大量文献 报道，但脱氟率均较低;本发明公开的脱氟方法，脱氟率达到了 99%以上，酶解液中氟浓度低 于1 mg/kg〇
[0014] (2)本发明在低温下采用氢氧化钙+磷酸进行脱氟，脱氟率达到了 99%以上，而蛋白 质损失率可降低到3%以下。
[0015] (3)本发明采用的原料均为安全常用的食品添加剂，具有成本低、安全性高等优 点。
【具体实施方式】
[0016] 氟含量测定:氟离子选择性电极法，参照国标GB/T 5009.18-2003; 粗蛋白测定:凯氏定氮法，参照GB 5009.5-2010 ; 蛋白回收率:酶解液中的蛋白总量占原料蛋白总量的比值； 水解度:酶解液中的游离氨氮量占原料总蛋白氮量的比值； 氟溶出率:酶解液中的总氟量占原料总氟量的比值； 脱氟率:脱氟后酶解液中总氟量占脱氟前酶解液中总氟的比例。
[0017] 实施例1 lkg冰冻南极磷虾解冻后绞成磷虾肉糜，按照原料与水1:1的比例加入超纯水搅拌混 匀，调至PH7.5，温度45°C，加入虾肉重量0.1%的胰酶，酶解7h后，沸水浴灭酶lOmin，冷却至 室温，8000r/min离心20min，上清液过滤纸得南极磷虾水解物(AKPHs) ; AKPHs的蛋白回收率 和氟溶出率分别为72.91%和23.29%，水解度为32.70%，氟含量为41.07 mg/kg。
[0018] 往100g南极磷虾水解物中加入1.0g氢氧化钙，使用磷酸(浓磷酸:去离子水=1:5稀 释)调节其pH为7.0,45°C条件下搅拌45min，过滤，得脱氟南极磷虾酶解液。
[0019] 该工艺脱氟率达到99.27%，脱氟后南极磷虾酶解液氟浓度仅为0.30 mg/kg，脱氟 工艺导致酶解液的蛋白损失率为9.24%。
[0020] 实施例2 lkg冰冻南极磷虾解冻后绞成磷虾肉糜，按照原料与水1:1的比例加入超纯水搅拌混 匀，调至PH7.5，温度55°C，加入虾肉重量0.1%的碱性蛋白酶，酶解7h后，沸水浴灭酶lOmin， 冷却至室温，8000r/min离心20min，上清液过滤纸得南极磷虾水解物(AKPHs);AKPHs的蛋白 回收率和氟溶出率分别为78.93%和26.16%，水解度为36.40%，氟含量为52.07 mg/kg。
[0021 ] 往1000g南极磷虾水解物中加入lg氢氧化钙，使用磷酸(浓磷酸:去离子水=1:5稀 释)调节其pH为5.5，30°C条件下搅拌65min，过滤，得脱氟南极磷虾酶解液。
[0022] 该工艺脱氟率达到99.0%，脱氟后南极磷虾酶解液氟浓度仅为0.52 mg/kg，脱氟工 艺导致酶解液的蛋白损失率为7.19%。
[0023] 实施例3 lkg冰冻南极磷虾解冻后绞成磷虾肉糜，按照原料与水1:1的比例加入超纯水搅拌混 匀，调至PH7.5，温度55°C，加入虾肉重量0.1%的碱性蛋白酶和0.1%胰酶，酶解8h后，沸水浴 灭酶lOmin，冷却至室温，8000r/min离心20min，上清液过滤纸得南极磷虾水解物(AKPHs); AKPHs的蛋白回收率和氟溶出率分别为80.17%和28.24%，水解度为38.31%，氟含量为59.22 mg/kg。
[0024] 往1000g南极磷奸水解物中加入5g氢氧化|丐，使用磷酸(浓磷酸:去离子水=1:5稀 释)调节其pH为6.5，20 °C条件下搅拌90min，过滤，得脱氟南极磷虾酶解液。
[0025] 该工艺脱氟率达到99.47%，脱氟后南极磷虾酶解液氟浓度仅为0.5 mg/kg，脱氟工 艺导致酶解液的蛋白损失率为5.19%。
[0026] 实施例4 lkg冰冻南极磷虾解冻后绞成磷虾肉糜，按照原料与水1:1的比例加入超纯水搅拌混 匀，调至PH7.5，温度55°C，加入虾肉重量0.1%的碱性蛋白酶和0.1%胰酶，酶解8h后，沸水浴 灭酶lOmin，冷却至室温，8000r/min离心20min，上清液过滤纸得南极磷虾水解物(AKPHs); AKPHs的蛋白回收率和氟溶出率分别为80.17%和28.24%，水解度为38.31%，氟含量为59.22 mg/kg。
[0027] 往1000g南极磷虾水解物中加入2g氢氧化钙，使用磷酸(浓磷酸:去离子水=1:5稀 释)调节其pH为6.0，分别在5°C，10°C，15°C和20°C条件下搅拌90min，过滤，得脱氟南极磷虾 酶解液。
[0028] 各温度条件得到的脱氟南极磷虾酶解液的结果见表1。
[0029] 表1各温度条件下得到的脱氟南极磷虾酶解液
' 由表1可见，随着酶解液脱氟温度的降低，脱氟率稳定在99%左右，但酶解液的蛋白损失, 率显著下降，特别是在5-10°C，酶解液脱氟的蛋白损失率在3.5%以下，而脱氟率在99%以上。
【主权项】
1. 一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于:在南极磷虾酶解液中添加氢氧化钙 后，采用磷酸调整pH值，搅拌，过滤，得脱氟南极磷虾酶解液。2. 根据权利要求1所述的一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于，添加的氢氧化 钙的量为南极磷虾酶解液重量的〇. 1%_1%。3. 根据权利要求1所述的一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于，所述南极磷虾 酶解液的温度为5°C-45°C。4. 根据权利要求1所述的一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于，所述南极磷虾 酶解液的温度为5°C-25°C。5. 根据权利要求1所述的一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于，所述PH值为 5.5~7.0〇6. 根据权利要求1所述的一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于，所述PH值为 5.5~6.5〇7. 根据权利要求1所述的一种南极磷虾酶解液脱氟的方法，其特征在于，所述搅拌的时 间为45-90min。
【文档编号】C07K1/14GK106008661SQ201610604240
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】崔春, 黄俊伟, 赵谋明
【申请人】华南理工大学