具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，采用海产品加工废料—梅鱼鱼鳔作为提取原料，先将梅鱼鱼鳔除杂蛋白、脱脂，然后先用胃蛋白酶提取胶原蛋白，再将胃蛋白酶提取胶原蛋白后所得沉淀用复合酶提取胶原蛋白，合并提取到的胶原蛋白，离心干燥后得到具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白。胶原蛋白提取率高，能够有效利用废弃的梅鱼鱼鳔，提高了经济效益，制得的胶原蛋白常温下可溶于蒸馏水，无异味，苦味，抗疲劳活性好，无明显毒副作用。
【专利说明】具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋鱼类胶原蛋白提取【技术领域】，特别涉及一种具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺。
【背景技术】
[0002]梅鱼(Pseudosciaena polyactis)属于脊索动物门硬骨鱼纲S卢形目S卢总科,是温水性近底层的小型经济鱼类，产量较大，在我国近海尤其是舟山海域一带均有出产。梅鱼亦称“梅大头”、“梅头”，形状像黄鱼而小，头大，尾柄细，腹背和鳍都呈黄色。梅鱼作为我国海洋捕捞的重要品种，其分布广、产量高、价格便宜而为广大渔民所知。梅鱼加工后能获得大量的鱼鳔，现有处理方法常作为废料处理，无法有效利用。
[0003]梅鱼鱼鳔内富含有大量的生物大分子物质胶原蛋白，它具有支撑器官和保护肌体的功能，也是组成细胞间质的最重要功能蛋白质。人体对胶原蛋白的吸收和利用能力强，它主要以水溶液的形式贮存于组织中，是人体补充和合成蛋白质的原料，具有改善组织的营养状况和促进机体新陈代谢的作用。现有研究中对胶原蛋白的注意力越来越多，但未见关于梅鱼鱼鳔胶原蛋白的相关报道。胶原蛋白的提取方法依据提取介质的不同可分为5类，即酸法、碱法、酶法、盐法以及热水浸提法等。把酶提法和其他提取方法相比，酶提法得率显著高于酸提法(郑淼.中国林蛙皮肤胶原蛋白的提取纯化及性质研究[J].2008.6)。酶法提取胶原蛋白是利用蛋白酶将胶原迸行限制性降解，将末端肽切割下来，由于胶原肽链间的共价交联键都是分子末端里的赖氨酸或羟赖氨酸的相互作用形成的，末端肽被切下来后。含三螺旋结构的主体部分可溶于低浓度有机酸或中性溶液中被提取出来。
[0004]CN101234126A的发明公开了一种霞水母来源的具有抗疲劳活性的胶原蛋白活性肽及其制备工艺，将霞水母脱除盐分，再熔融处理，最后经均质、脱色、脱盐和干燥后获得具有抗疲劳活性的胶原蛋白活性肽。`该方法不适用于梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，工艺简单易行，胶原蛋白提取率高，能够有效利用废弃的梅鱼鱼鳔，提高了经济效益，制得的胶原蛋白常温下可溶于蒸馏水，无异味，苦味，抗疲劳活性好，无明显毒副作用。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，包括如下步骤:
(I)梅鱼鱼鳔去除内壁薄膜及血管，清水洗净，接着将梅鱼鱼鳔除杂蛋白及脱脂。
[0007](2)将步骤(I)处理得到的梅鱼鱼鳔按照l:30_40(m/v)的料液比加入pH为
1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，再加入梅鱼鱼鳔重量1%_1.5%的胃蛋白酶，在4±0.5°C下酶解24-36h，加入终浓度为20±lmmol/L的EDTA灭酶，室温离心15_20min，取上清液用活性炭除色素后，在4±0.5°C下离心30-40min，收集上清液，先于pH为3.5-4.0的的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12±lh，再于pH为5.5-6.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12±lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液。
[0008](3)收集步骤(2)两次离心产生的沉淀，将沉淀按照l:40-45(m/v)的料液比加入pH为8.4-8.6的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液，加入沉淀重量1%_1.5%的复合酶，在4±0.5V下酶解24-36h，加入终浓度为20±lmmol/L的EDTA灭酶，在4±0.5°C下离心30_40min，取上清液用活性炭除色素后，先于PH为7.9-8.0的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12±lh，再于pH为7.5-7.7的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12 ± lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔胶原蛋白B提取液。
[0009](4)合并梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液和梅鱼鱼鳔胶原蛋白B提取液，4±0.5°C下离心15-20min，浓缩后冷冻干燥。
[0010]本发明采用海产品加工废料一梅鱼鱼鳔作为提取原料，先将梅鱼鱼鳔除杂蛋白、脱脂，然后先用胃蛋白酶提取胶原蛋白，再将胃蛋白酶提取胶原蛋白后所得沉淀用复合酶提取胶原蛋白，合并提取到的胶原蛋白，离心干燥后得到具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白。胶原蛋白提取率高，能够有效利用废弃的梅鱼鱼鳔，提高了经济效益，制得的胶原蛋白常温下可溶于蒸馏水，无异味，苦味，抗疲劳活性好，无明显毒副作用。
[0011]本发明针对梅鱼鱼 鳔的特性，开发了有效的提取工艺，在一次提取时(即步骤
(2))，采用胃蛋白酶提取，酶解温度低，优化了胃蛋白酶的使用量和酶解温度及时间，控制了合适的料液比，获得了较好的提取效果。梅鱼鱼鳔与pH为1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液的料液比控制在1:30-40 (m/v)，当料液比控制在1:30-40时，随着料液比的增加，提取率增大，到料液比为1: 40提取率最佳，料液比超过1: 40，提取率反而会下降。一次提取时采用胃蛋白酶而非中性蛋白酶、碱性蛋白酶等，实验发现，胃蛋白酶更适合梅鱼鱼鳔的提取，提取效果好。PH为1.9-2.1缓冲液与胃蛋白酶配合提取，提取效果好。酶解温度采用4±0.5°C。而非常规的37°C左右的温度，这样提取效果好，酶解温度在37°C左右时，易于导致梅鱼鱼鳔胶原蛋白变性，抗疲劳活性差。采用EDTA灭酶，而非常规的高温加热灭酶，这样梅鱼鱼鳔胶原蛋白不会变性，抗疲劳活性好。
[0012]一次提取后，剩余的沉淀废渣，本发明还进行了再提取，开发了适合的提取条件，采用复合酶提取，优化复合酶使用量和酶解温度及时间，控制了合适的料液比，获得了较好的提取效果。
[0013]作为优选，步骤(I)中梅鱼鱼鳔除杂蛋白及脱脂具体步骤为:将梅鱼鱼鳔浸泡在
0.1-0.2mol/L NaOH溶液中搅拌4_6h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至中性；再用质量分数为10-15%的正丁醇溶液浸泡4-6h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至无正丁醇。
[0014]作为优选，步骤(3)中所述复合酶由胰蛋白酶和碱性蛋白酶组成。
[0015]作为优选，胰蛋白酶与碱性蛋白酶的的重量比为1:1-2。这样提取效果好。
[0016]作为优选，步骤(4)中离心速度为10000-12000r/min。
[0017]本发明的有益效果是:工艺简单易行，胶原蛋白提取率高，能够有效利用废弃的梅鱼鱼鳔，提高了经济效益，制得的胶原蛋白常温下可溶于蒸馏水，无异味，苦味，抗疲劳活性好，无明显毒副作用。
【专利附图】
【附图说明】[0018]图1是羟脯氨酸标准曲线。
[0019]图2梅鱼胶原蛋白及标准泳道的电泳图。
【具体实施方式】
[0020]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。[0021 ] 本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0022]实验材料
新梅鱼鱼鳔购于舟山南珍菜市场。
[0023]主要试剂
胃蛋白酶(1:3000)；
胰蛋白酶(1:250)；
碱性蛋白酶(200000U/g)；
L-羟脯氨酸:上海朝晖生物科技有限公司；
次高分子量Marker (43000-200000D):中国科学院上海生命科学研究院；
血清尿素氮试剂盒，肝糖原试剂盒，肌糖原试剂盒(均购自南京建成生物工程研究所)。
[0024]乙二醇独甲醚；十二烷基`磺酸钠(SDS);巯基乙醇；丙烯酰胺(Acr) ；N, N’ -甲叉双丙稀酰胺(Bis);对二甲氨基苯甲醛；高氯酸；氯胺T ;冰醋酸；柠檬酸等均为分析纯试剂。
[0025]主要仪器
RE-2000型旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂；
CF16RX II型高速冷冻离心机；
LGJ-18冷冻干燥机:北京松源科技有限公司；
SSW-420-2S型电热恒温水浴箱:上海博讯实业有限公司；
752N型紫外分光光度计:上海精科电子有限公司；
DS-1组织捣碎机；041BR型电泳仪；
透析袋(截留分子量14000±200D)；
HDM-500mL型数显恒温搅拌电热套等。
[0026]pH 1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液:
先配制磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液(PH4.0):甲液:取柠檬酸21g，加蒸馏水水使溶解成1000ml，置冰箱内保存。乙液:取磷酸氢二钠71.63g，加水使溶解成1000ml。取上述甲液61.45ml与乙液38.55ml混合，摇匀，即得。
[0027]然后加入冰醋酸调节pH为1.9-2.1得pH 1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。
[0028]pH为5.5-6.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液可在pH4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液加氢氧化钠调节。
[0029]pH为8.4-8.6的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液:
0.05mol/L PBS (磷酸缓冲液，PBS)的配制:
甲液:0.05mol/L Na2HPO4溶液:称取磷酸氢二钠7.099g,加蒸懼水至IOOOml。乙液:
0.05mol/L KH2PO4溶液:称取磷酸二氢钾6.803g，加蒸馏水至IOOOml。将甲乙液分装在棕色瓶内，于4°C冰箱中保存，用时甲、乙两液各按1:1比例混合，即得pH为6.81的磷酸缓冲液。
[0030]0.05 mol/L碳酸盐缓冲液:称取 Na2CO3 1.59g,NaHC032.93g加蒸馏水至 1000ml。
[0031]将0.05mol/L PBS与0.05 mol/L碳酸盐缓冲液1:1混匀后，用氢氧化钠调节pH到8.4-8.6，得pH为8.4-8.6的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液。
[0032]7.9-8.0的磷酸氢二钠-碳酸钠缓冲液、pH为7.5-7.7的磷酸氢二钠-碳酸钠缓冲液根据PH做适应性调节。
[0033]实施例1:
(I)梅鱼鱼鳔去除内壁薄膜及血管，清水洗净，接着将将梅鱼鱼鳔浸泡在0.2mol/LNaOH溶液中搅拌4h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至中性；再用质量分数为15%的正丁醇溶液浸泡4h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至无正丁醇。
[0034](2)将步骤(I)处理得到的梅鱼鱼鳔按照1:30 (g/ml)的料液比加入pH为1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，再加入梅鱼鱼鳔重量1.5%的胃蛋白酶，在4±0.5°C下酶解36h，加入终浓度为20± lmmol/L的EDTA灭酶，5000r/min室温离心20min，取上清液用活性炭除色素后，在4±0.5°C下lOOOOr/min离心40min，收集上清液，先于pH为3.5-4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12±lh，再于pH为5.5-6.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12± lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液。
[0035]利用不同pH的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液梯度透析，梅鱼鱼鳔胶原蛋白纯化效果好。
[0036](3)收集步骤(2)两次离`心产`生的沉淀,将沉淀按照1:45 (g/ml)的料液比加入pH为8.4-8.6的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液，加入沉淀重量1.5%的复合酶，所述复合酶由胰蛋白酶和碱性蛋白酶组成，胰蛋白酶与碱性蛋白酶的的重量比为1: 2 ;在4±0.5°C下酶解36h，加入终浓度为20± lmmol/L的EDTA灭酶，在4±0.5°C下离心30min，取上清液用活性炭除色素后，先于PH为7.9-8.0的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12 土 lh，再于pH为
7.5-7.7的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12±lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔胶原蛋白B提取液。
[0037]利用不同pH的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液梯度透析，梅鱼鱼鳔胶原蛋白纯化效果好。
[0038](4)合并梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液和梅鱼鱼鳔胶原蛋白B提取液，4±0.5°C下，10000r/min离心20min，浓缩后冷冻干燥，得梅鱼鱼鳔胶原蛋白。
[0039]实施例2:
(I)梅鱼鱼鳔去除内壁薄膜及血管，清水洗净，接着将将梅鱼鱼鳔浸泡在0.lmol/LNaOH溶液中搅拌6h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至中性；再用质量分数为10%的正丁醇溶液浸泡6h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至无正丁醇。
[0040](2)将步骤(I)处理得到的梅鱼鱼鳔按照1: 40 (g/ml)的料液比加入pH为
1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，再加入梅鱼鱼鳔重量1%的胃蛋白酶，在4±0.5V下酶解24h，加入终浓度为20 土 lmmol/L的EDTA灭酶，5000r/min室温离心15min，取上清液用活性炭除色素后，在4 ± 0.5°C下10000r/min离心30min，收集上清液，先于pH为3.5-4.0的的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12±lh，再于pH为5.5-6.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12±lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液；
(3)收集步骤(2)两次离心产生的沉淀，将沉淀按照1:40(g/ml)的料液比加入pH为8.4-8.6的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液，加入沉淀重量1%的复合酶，所述复合酶由胰蛋白酶和碱性蛋白酶组成，胰蛋白酶与碱性蛋白酶的的重量比为1:1 ;在4±0.5°C下酶解24h，加入终浓度为20±lmmol/L的EDTA灭酶，在4±0.5°C下离心40min，取上清液用活性炭除色素后，先于PH为7.9-8.0的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12 土 lh，再于pH为7.5-7.7的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12±lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔月父原蛋白B提取液；
(4)合并梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液和梅鱼鱼鳔胶原蛋白B提取液，4±0.5°C下，12000r/min离心15min，浓缩后冷冻干燥，得梅鱼鱼鳔胶原蛋白。
[0041]试验部分:
1、胃蛋白酶酶解条件的确定
对梅鱼鱼鳔，选取胃蛋白酶添加量(A )，料液比(B )，酶解温度(C )和酶解时间(D )为影响因素，以胶原蛋白的提取率为指标，采用L9 (34)正交实验设计，进行提取工艺研究，确定酶法提取的最佳工艺条件，正交设计表见表1。
【权利要求】
1.一种具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，其特征在于:包括如下步骤: (1)梅鱼鱼鳔去除内壁薄膜及血管，清水洗净，接着将梅鱼鱼鳔除杂蛋白及脱脂； (2)将步骤(I)处理得到的梅鱼鱼鳔按照1:30-40(m/v)的料液比加入pH为1.9-2.1的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，再加入梅鱼鱼鳔重量1%_1.5%的胃蛋白酶，在4±0.5°C下酶解24-36h，加入终浓度为20±lmmol/L的EDTA灭酶，室温离心15_20min，取上清液用活性炭除色素后，在4±0.5°C下离心30-40min，收集上清液，先于pH为3.5-4.0的的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12 土 lh，再于pH为5.5-6.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中透析12±lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液； (3)收集步骤(2)两次离心产生的沉淀，将沉淀按照1:40-45(m/v)的料液比加入pH为8.4-8.6的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液，加入沉淀重量1%_1.5%的复合酶，在4±0.5°C下酶解24-36h，加入终浓度为20±lmmol/L的EDTA灭酶，在4±0.5°C下离心30_40min，取上清液用活性炭除色素后，先于PH为7.9-8.0的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12±lh，再于pH为7.5-7.7的磷酸氢二钠-碳酸盐缓冲液中透析12±lh，最后于蒸馏水中透析至中性，得到梅鱼鱼鳔 胶原蛋白B提取液； (4)合并梅鱼鱼鳔胶原蛋白A提取液和梅鱼鱼鳔胶原蛋白B提取液，4±0.5°C下离心15-20min,浓缩后冷冻干燥。
2.根据权利要求1所述的具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，其特征在于:步骤(I)中梅鱼鱼鳔除杂蛋白及脱脂具体步骤为:将梅鱼鱼鳔浸泡在0.1-0.2mol/LNaOH溶液中搅拌4-6h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至中性；再用质量分数为10-15%的正丁醇溶液浸泡4-6h，至少连续重复6次，然后用蒸馏水反复清洗至无正丁醇。
3.根据权利要求1或2所述的具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，其特征在于:步骤(3)中所述复合酶由胰蛋白酶和碱性蛋白酶组成。
4.根据权利要求3所述的具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，其特征在于:胰蛋白酶与碱性蛋白酶的的重量比为1:1-2。
5.根据权利要求1或2所述的具有高抗疲劳活性的梅鱼鱼鳔胶原蛋白的制备工艺，其特征在于:步骤(4)中离心速度为10000-12000r/min。
【文档编号】C07K1/34GK103451258SQ201310243516
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】丁国芳, 吴飞红, 徐敏, 张海龙, 王立博, 杨最素, 李 荣 申请人:浙江海洋学院