专利名称：以鱼下脚料发酵耦合膜技术制备鱼低聚肽的方法
技术领域：
本发明涉及一种制取鱼低聚肽的方法，特别是涉及一种采用混合菌种混合发酵， 以鱼头、鱼鳞、鱼皮、鱼尾、鱼翅附着肉等鱼下脚料为原料，结合膜分离工艺技术，在一条生 产线上生产鱼胶原蛋白低聚肽或鱼混合蛋白低聚肽的方法。
背景技术：
我国是世界鱼养殖大国，占世界总产量的1/3左右，位居世界第一。虽然具备得天 独厚的水产鱼资源优势，但是鱼资源的利用仍停留在较为原始的阶段，基本以鲜活形式销 售以供餐饮之需。虽有少部分经过加工制成鱼糜、罐头和成干鱼等产品，但都属于初级加工 方式。在鱼初加工过程中，产生大量的初加工下脚料，如鱼头、鱼尾、鱼鳞、鱼皮、鱼内脏等占 鱼总重的30% 40%，这些下脚料要么直接丢弃，要么简单加工为饲料低价卖出，不仅价 值没有得到充分的利用，甚至还会污染环境。而鱼头、鱼尾、鱼肠及鱼翅附着的鱼肉富含多 种蛋白质，鱼鳞和鱼皮含有丰富的鱼胶原蛋白，若充分开发利用，可变废为宝，分别制备具 有高附加值的鱼混合蛋白低聚肽和胶原蛋白低聚肽。低聚肽是一种重要的生物活性物质，易于被人体吸收以及具有较高的生理活性， 主要表现在快速补充体力、调节免疫力、抗高血压、抗氧化、抗疲劳等方面，可广泛应用于 食品、保健品、化妆品等行业领域，并且具有广泛的消费市场，在国外以及形成巨大的消费 市场，国内的需求量也在逐渐扩大。中国专利CN 200810195646. 4 “内源酶制备生物活性小肽的工艺研究”公开了一 种利用内源酶水解海产低值鱼废料制备生物活性小肽的工艺，该工艺包括内源酶预处理、 酶解、筛网过滤、浓缩、干燥等步骤，该方案存在着内源酶水解力低下，鱼体本身的内源酶不 足以水解对应的鱼废料，缺乏分离、除杂以及精制过程，酶解液中存在的未充分水解的长肽 链以及小分子游离氨基酸没有得到有效的分离与除杂，生物活性肽的纯度不高，浓缩和干 燥过程能耗高等问题。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术中存在的问题及缺点，提供一种以鱼下脚料发酵耦 合膜技术制备鱼低聚肽的方法，鱼低聚肽包括鱼胶原蛋白低聚肽和鱼混合蛋白低聚肽，该 方法是将粉碎后的鱼下脚料，采用多菌种混合发酵，再通过三级膜连用的分离技术对水解 液进行除杂、除菌、精制、浓缩及脱盐，收集浓缩液经循环低温浓缩进一步浓缩，再经真空冷 冻干燥后得低聚肽产品，有效解决了原来鱼低聚肽生产工艺中成本高、能耗高、产品纯度低 和产品活性低的问题。本发明所采用的技术方案为以鱼下脚料发酵耦合膜技术制备鱼低聚肽的方法，其特征在于按以下步骤进行 (1)将鱼下脚料粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比为40% 70%，于115°C灭菌 10-30分钟，等温度降到25 45°C，加入占鱼下脚料的干重量2% 8%的混合菌种发酵，调节PH值至6. 5-8. 0，发酵36 96小时；(2)发酵液经水洗提出胶原蛋白低聚肽或混合蛋 白低聚肽后，经脱色、粗滤后进行微滤、超滤、纳滤三级膜连用进行水解液的除杂、除菌、精 制、浓缩及脱盐；(3)经第三级膜的浓缩液再经循环低温进一步浓缩后，再进行真空冷冻干 燥得鱼胶原蛋白低聚肽或鱼混合蛋白低聚肽。在上述方案中，所述鱼下脚料为混合下脚料、单一鱼鳞下脚料或单一鱼皮下脚料， 以混合下脚料为原料经发酵生产的是鱼混合蛋白低聚肽，以单一的鱼鳞或单一的鱼皮为原 料生产的是胶原蛋白低聚肽。
在上述方案中，所述发酵前鱼下脚料中水的重量百分比为40% 60%。在上述方案中，所述发酵的温度为28 35°C。在上述方案中，所述多菌种指栖土曲霉、放线菌、短小芽孢杆菌中的两种。在上述方案中，所述发酵菌种接种量为鱼下脚料的干重量的2% 6%。在上述方案中，所述发酵时间为64 80小时。本发明技术方案的优点在于1、一条生产线生产2种不同产品，满足不同市场需求，节约了工业生产投入成本。2、采用多菌种混合发酵，解决传统内源酶水解效率低下以及市售蛋白酶价格昂贵 的现状问题；发酵代替传统生产鱼胶原蛋白肽酸碱预处理过程，避免大量应用酸、碱等化学 试剂及大量水资源的冲洗，节约了资源，保护了环境。3、本项目技术可以有效水解蛋白质功能区中的多种蛋白质组分，释放出多种具有 生物功能的活性肽，最大限度的提高了产品的活性物质含量。4、采用膜技术用于发酵后的除杂、精制和浓缩，可以得到高纯度、分子量集中在 500Da左右的产品。同时可以将多肽溶液的体积减少到发酵液的四分之一，极大降低后续干燥 工序所需能耗，另外还可以做到工艺用水循环使用，既减少水资源消耗，又降低了生产污水。5、采用膜脱盐浓缩一步完成，减掉树脂脱盐工序，回避了树脂脱盐时肽损失大且 产生大量污水的问题。6、采用低温循环浓缩及冷冻干燥工艺，取代传统的双效浓缩、喷雾干燥工艺。整个 工艺过程处于常温或低温条件，避免高温引起的低聚肽活性丧失，产品的活性得到保护。与其他现有技术相比，本发明以鱼混合废料生产的鱼混合蛋白低聚肽分子量绝大 部分集中在500Da左右，易于人体吸收，生物活性高产品无苦味，口感愉悦；工艺技术以鱼 皮、鱼磷为原料生产的鱼胶原蛋白低聚肽分子量70%以上集中分布在500Da左右，产品得率 (干鱼鳞)34%以上，胶原蛋白肽纯度90%以上，具有很好的抗氧化效果与活化细胞机能效果。多菌种混合发酵不仅解决了内源酶水解率低下的现状，更避免了外加市售蛋白酶 高昂的成本，还具有定向水解的作用，可以水解出具有较高生物活性的低聚肽产品；膜处理 过程可以实现水解液的除杂、精制、浓缩及脱盐，提高产品的纯度，低温循环浓缩可以进一 步浓缩纳滤膜浓缩液，使干燥处理量减少3/4，极大降低了干燥成本；通过微调发酵工艺可 以实现一条生产线生产两种产品以满足不同市场需求，拓宽了销路以及降低了固定资产投 资成本。
具体实施例方式实施例1
取鱼混合下脚料IOOKg粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比为60%，于 115°C高温灭菌20分钟，等温度降到30°C，接入短小芽孢杆菌和栖土杆菌，短小芽孢杆菌和 栖土杆菌按重量1 1比例混合，菌种量为鱼混合下脚料干重量的2%，并调节pH值至8.0， 在此条件下发酵64小时，接着升温至45°C，恒温8小时，然后水洗发酵液2次，提取低聚肽， 合并两次水洗液，再脱色30min，滤布过滤，蛋白提取率为93% ；粗滤后的水解液选用IOnm 微滤膜除杂、除菌，操作条件为工作压力P = O. 2MPa，工作温度T = 50°C，流速Q = 60L/ min ；选用截留分子量2500Da超滤膜精制，除去大部分分子量大于IOOODa的肽，透过分子量 低于IOOODa的低聚肽，操作条件为P = 0. 5MPa,T = 40°C，Q = 30L/min ；选用透过分子量 150 200Da的纳滤膜进行脱盐、浓缩，操作条件为P = 1. 5MPa，T = 40°C, Q = 20L/min。 再经低温循环浓缩后真空冷冻干燥可得9. 9kg鱼混合蛋白低聚肽粉。实施例2 鱼混合下脚料IOOkg粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比为70%，于 115°C高温灭菌10分钟，等温度降到35°C，接入短小芽孢杆菌和放线菌，短小芽孢杆菌和放 线菌按重量1 1比例混合，接种量为鱼混合下脚料干重量的2%，并调节pH值至7. 5，在 此条件下发酵28小时，接着升温至45°C恒温8小时，发酵液水提2次，水液再用活性炭于 50°C脱色30分钟，粗滤后滤液经膜处理，蛋白提取率为94% ；膜处理过程及操作条件同实 施案例1，最后得到10. Ikg鱼混合蛋白低聚肽粉。实施例3干鱼鳞80kg粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比为40%，于115°C高温 灭菌30分钟，等温度降到25°C，接入栖土曲霉和放线菌，栖土曲霉和放线菌按重量1 1比 例混合，接种量为鱼鳞干重量的6%，并调节pH值至6. 5，在此条件下发酵72小时，接着升 温至45°C恒温8小时，发酵液水提2次，水液再用活性炭于50°C脱色30分钟，粗滤后滤液 经膜处理，蛋白提取率为92%;膜处理过程及操作条件同实施案例1，最后得到27. 2kg鱼胶 原蛋白低聚肽粉。实施例4干鱼鳞80kg粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比50%，于115°C高温灭 菌20分钟，等温度降到28°C，接入栖土曲霉和短小芽孢杆菌，栖土曲霉和短小芽孢杆菌按 重量1 1比例混合，接种量为鱼鳞干重量的8%，并调节pH值至7，在此条件下发酵56小 时，接着升温至45°C恒温8小时，发酵液水提2次，水液再用活性炭于50°C脱色30分钟， 粗滤后滤液经膜处理，蛋白提取率为90% ；膜处理过程及操作条件同实施案例1，最后得到 26. 9kg鱼胶原蛋白低聚肽粉。实施例5干鱼皮80kg粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比50%，于115°C高温灭 菌20分钟，等温度降到35°C，接入栖土曲霉和短小芽孢杆菌，栖土曲霉和短小芽孢杆菌按 重量1 1比例混合，接种量为鱼鳞干重量的5%，并调节pH值至7. 5，在此条件下发酵88 小时，接着升温至45°C恒温8小时，发酵液水提2次，水液再用活性炭于50°C脱色30分钟， 粗滤后滤液经膜处理，蛋白提取率为91% ；膜处理过程及操作条件同实施案例1，最后得到 26. 9kg鱼胶原蛋白低聚肽粉。
权利要求
以鱼下脚料发酵耦合膜技术制备鱼低聚肽的方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将鱼下脚料粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比为40％～70％，于115℃灭菌10-30分钟，等温度降到25～45℃，加入占鱼下脚料的干重量2％～8％的混合菌种发酵，调节pH值至6.5-8.0，发酵36～96小时；(2)发酵液经水洗提出胶原蛋白低聚肽或混合蛋白低聚肽后，经脱色、粗滤后进行微滤、超滤、纳滤三级膜连用进行水解液的除杂、除菌、精制、浓缩及脱盐；(3)经第三级膜的浓缩液再经循环低温进一步浓缩后，再进行真空冷冻干燥得鱼胶原蛋白低聚肽或鱼混合蛋白低聚肽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述鱼下脚料为混合下脚料、单一鱼鳞下 脚料或单一鱼皮下脚料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述发酵前鱼下脚料中水的重量百分比 为 40% 60%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述发酵的温度为28 35°C。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述混合菌种指栖土曲霉、放线菌、短小 芽孢杆菌中的两种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述发酵菌种接种量为鱼下脚料的干重量的2% 6%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述发酵时间为64 80小时。
全文摘要
本发明涉及以鱼下脚料发酵耦合膜技术制备鱼低聚肽的方法，按以下步骤进行(1)将鱼下脚料粉碎，加入水调整鱼下脚料中水的重量百分比为40％～70％，于115℃灭菌10-30分钟，等温度降到25～45℃，加入占鱼下脚料的干重量2％～8％的混合菌种发酵，调节pH值至6.5-8.0，发酵36～96小时；(2)发酵液经水洗提出胶原蛋白低聚肽或混合蛋白低聚肽后，经脱色、粗滤后进行微滤、超滤、纳滤三级膜连用进行水解液的除杂、除菌、精制、浓缩及脱盐；(3)经第三级膜的浓缩液再经循环低温进一步浓缩后，再进行真空冷冻干燥得鱼胶原蛋白低聚肽或鱼混合蛋白低聚肽。本发明有效解决了原来鱼低聚肽生产工艺中成本高、能耗高、产品纯度低和产品活性低的问题。
文档编号A23J1/04GK101869169SQ20101016894
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者万端极, 任涛, 何昌义, 孙望强, 徐国念, 李卫, 李志 , 李猷, 李祝, 杨秋萍, 汤亚杰, 王金, 胡立新, 袁江兰 申请人:武汉凯丽金生物科技有限公司