专利名称：水产品材料中蛋白成分的提取方法
技术领域：
本发明属蛋白分离回收技术领域，具体涉及一种水产品材料中蛋白成分的提取方法。
背景技术：
在水产品加工行业中一直存在着加工效率低下的问题，蛋白质含量丰富的低值鱼类及加工过程中产生的大量废弃物(占原材料的50 70% )往往不能得到有效利用。由于缺乏简单、绿色的低成本有效成分回收方法，目前这些低值鱼及水产品加工废弃物主要用于生产鱼粉等低附加值产品，甚至直接丢弃，不仅污染了环境，而且浪费了资源。目前， 水产品中蛋白成分提取的方法主要为等电促溶、促沉(ISP，Isoelectricsolubilization/ precipitation)技术，包括酸溶和碱溶两种常见手段。酸溶方法先调节溶液pH至酸性，使蛋白质分子带正电荷，并因静电斥力和水化作用而充分溶出。而后可调节PH至蛋白等电点，蛋白质所带正负电荷相等，分子间斥力最小， 相互聚并而沉淀，离心可实现蛋白回收。但酸溶法存在如下缺点(1)回收的蛋白加工性能较差；(2)蛋白中油脂含量较多，不利于产品储藏；(3)必需氨基酸流失较多。碱溶方法与酸溶提取方法的过程大致相同，不同在于碱溶时，蛋白质带负电荷。水产蛋白回收时采用碱溶-等电点沉淀法较酸溶-等电点沉淀法更优越，一方面当PH高于 10. 5时，水产蛋白在水中的溶解度迅速增加，可以在初期离心去除杂质的时候减少蛋白的损失，蛋白回收充分；另一方面该法能较好的弥补酸溶-等电点沉淀法的存在的缺点，且可在此操作后进一步回收鱼油，因而应用更加广泛。然而该法仍有不足，主要包括(1)氨基酸残基交联产生赖丙氨酸，在碱性条件下，赖氨酸残基与丙氨酸、丝氨酸残基等会发生交联产生赖丙氨酸单元，这种交联反应程度随碱性增强及操作时间延长而增加；该交联反应使蛋白质之间相互聚合，降低了蛋白质消化率和营养价值；这问题导致人们在碱溶时PH值不敢过高，且操作时间不敢过长(2)碱法对有害微生物的抑制作用不如酸法显著。大肠杆菌和李斯特菌等致病微生物对碱性具有较高的耐性。此外，上述两种方法还存在一些共性的问题，比如提取过程用水量太大，沉淀后的废水中仍含有大量氨基酸等有机、营养物质，处理难度较大且资源利用不充分。同时，PH的反复调节势必在溶液乃至产品中累积大量盐类物质。
发明内容
本发明的目的是提供了一种水产品材料中蛋白成分的提取方法，来解决碱溶过程中存在的氨基酸残基交联成赖丙氨酸等问题，以弥补上述等电促溶、促沉技术中的不足。本发明以氨替代了传统等电促溶、促沉技术中氢氧化钠的作用，可以降低回收蛋白质中的氯化钠含量，不用进行蛋白质脱盐处理。并且氨对赖丙氨酸交联反应有较强的抑制作用。而使用氢氧化钠进行提取时，PH达到12以上，即使较短时间内也会产生大量的赖丙氨酸。因此，传统碱溶法提取蛋白质时PH —般控制在11. 5以下；但是pH的减小会降低蛋白质溶解度，从而大大增加了提取用水量；而加压充入氨气或加入氨水可将PH调节至 12.0以上，充分提取蛋白。同时较高的pH对有害微生物的生长有更强的抑制作用，解决了碱溶-等电点法回收蛋白过程中存在的难题。本发明的提取方法包括如下步骤首先将水产品材料制成水溶液，然后调节水溶液的PH值至9 14，使水溶液中的蛋白成分溶解后，再将水溶液离心进行固液分离，获得水产品材料的蛋白提取液，其特征在于，上述调节水溶液的PH值是用氨气和/或氨水来进行的。上述的水溶液中水产品材料与水的重量比为1 1 1 3。上述的水产品材料为海水鱼类和/或淡水鱼类的加工废弃物。上述水溶液的温度为4_60°C，优选为25°C。上述的pH值范围为10. 0-13.0，优选为11.5。上述的蛋白提取液是采用喷雾干燥方法获得蛋白粉。本发明在碱溶过程用氨气和/或氨水替代其他碱性物质调节pH，可有效抑制赖丙氨酸交联反应，提高了蛋白质的消化、吸收率，增加产品安全性。同时这也提高了碱提的PH 值操作范围，一方面使提取液蛋白质浓度大幅增高，可直接利用喷雾干燥获得产品，也减少了生产用水量；另一方面较高的PH值使其在有害微生物抑制方面可以和酸提法达到相似的效果。另外，氨易挥发，因而在蛋白质中残留极少；且用喷干代替传统的等电沉淀的改进节约了废水处理的费用。本方法操作简单、成本低，为提高水产品加工利用率提供一种有效途径。
具体实施例方式以下所述实施例详细地说明了本发明。在这些实施例中，除另有说明外，所有份数、浓度和百分比均按重量计算。实施例1首先取一定质量的竹荚鱼加工废弃物，按重量比1 1.5加水勻浆制成水溶液，用氨水将水溶液的PH值调节至11.0。于10°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出，一般大约2小时。然后离心4000rpm、20min去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为8. 5%左右。然后将所制备的蛋白提取液用乙酸将蛋白提取液的PH降低至等电点4. 5处进行沉淀，静置lOmin，后离心获得浓缩的蛋白质沉淀，将沉淀烘干即得产品，蛋白质总回收率约为50%左右。干燥所得产品呈红棕色，结块，鱼腥味较重，其感官性状较差，产品中氨残留较多。 采用常规的高效液相色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，赖丙氨酸含量较少，未检出有害微生物。实施例2首先取一定质量的鳕鱼加工废弃物，按重量比1 2. O加水勻浆制成水溶液，加氨水将PH调节至10.5。于25°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出，然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为5%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白质提取率约为60%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，采用常规的高效液相色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，未检出赖丙氨酸，未检出有害微生物，产品中无氨残留。实施例3首先取一定质量的草鱼加工废弃物，按重量比1 2. 5加水勻浆制成水溶液，随后加入氨水将PH值调节至11. 5。于50°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出， 然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为7. 5%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白质提取率约为80%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，采用高效液显色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，未检出赖丙氨酸，未检出有害微生物，产品中无氨残留。实施例4首先取一定质量的鲢鱼加工废弃物，按重量比1 3加水勻浆制成水溶液，随后加入氨水将溶液PH调节至11.0。于40°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出， 然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为4. 5%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白提取率约为85%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，产品中无氨残留。采用高效液显色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，未检出赖丙氨酸，未检出有害微生物。实施例5首先取一定质量的竹荚鱼加工废弃物，按重量比1 1加水勻浆制成水溶液，加压充入氨气，将溶液PH调节至13.0。于30°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出，然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为10.0%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白提取率约为65%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，产品中无氨残留。采用高效液显色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，赖丙氨酸含量极少，未检出有害微生物。实施例6首先取一定质量的鳕鱼加工废弃物，按重量比1 2.0加水勻浆制成水溶液，加压充入氨气，将PH调节至12.5。于70°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出， 然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为6. 5%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白质提取率约为75%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，采用高效液相色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，未检出赖丙氨酸，未检出有害微生物，产品中无氨残留。实施例7首先取一定质量的草鱼加工废弃物，按重量比1 2. 5加水勻浆制成水溶液，随后加入氨水将PH值调节至12.0。于40°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出， 然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为8. 5%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白质提取率约为90%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，采用高效液显色谱测定产品中的赖丙氨酸含，未检出赖丙氨酸，未检出有害微生物，产品中无氨残留。实施例8首先取一定质量的鲢加工废弃物，按重量比1 3加水勻浆制成水溶液，随后加入氨水将溶液PH调节至12. 0。于50°C温度下提取，使鱼加工废弃物中蛋白成分充分溶出，然后离心去除油脂和残渣，所得蛋白质提取液采用国家标准的蛋白质检测方法测得其浓度为 5.0%左右。将蛋白提取液喷雾干燥即得产品，蛋白提取率约为90%。所得产品为浅红色粉末，略带鱼腥味，产品中无氨残留。采用高效液显色谱测定产品中的赖丙氨酸含量，未检出赖丙氨酸，未检出有害微生物。综上，本发明的提取方法可有效的减少赖丙氨酸的含量，相比于现有的提取方法， 具有突出的效果。
权利要求
1.一种水产品材料中蛋白成分的提取方法，首先将水产品材料制成水溶液，然后调节水溶液的PH值至9 14，使水溶液中的蛋白成分溶出后，再将水溶液离心进行固液分离，获得水产品材料的蛋白提取液，其特征在于，上述调节水溶液的PH值是用氨气和/或氨水来进行的。
2.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于上述的水溶液中水产品材料与水的重量比为1 1 1 3。
3.如权利要求1或2所述的提取方法，其特征在于上述的水产品材料为海水鱼类和/ 或淡水鱼类的加工废弃物。
4.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于上述的水溶液的温度为4-60°C。
5.如权利要求4所述的提取方法，其特征在于上述的水溶液的温度为25°C。
6.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于上述调节水溶液的pH值范围至 10. 0-13. 0。
7.如权利要求6所述的提取方法，其特征在于上述调节水溶液的pH值为11.5。
8.权利要求1所述提起方法制备的蛋白提取液采用喷雾干燥方法进行干燥。
全文摘要
本发明涉及一种水产品材料中蛋白成分的提取方法，包括如下步骤首先将水产品材料制成水溶液，然后调节水溶液的pH值至9～14，使水溶液中的蛋白成分溶出后，再将水溶液离心进行固液分离，获得水产品材料的蛋白提取液，其特征在于，上述调节水溶液的pH值是用氨气和/或氨水来进行。本发明在碱溶过程用氨气和/或氨水替代其他碱性物质调节pH，可有效抑制赖丙氨酸交联反应，提高了蛋白质的消化、吸收率，增加产品安全性。同时这也提高了碱提的pH值操作范围，一方面使提取液蛋白质浓度大幅增高，可直接利用喷雾干燥获得产品，也减少了生产用水量；另一方面较高的pH值使其在有害微生物抑制方面具有更好的效果。
文档编号A23J1/04GK102224880SQ20111016904
公开日2011年10月26日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者林洪, 赵硕, 齐祥明 申请人:中国海洋大学