用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法及其应用

本发明属于生物材料，具体涉及一种用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法及其应用。

背景技术：

1、近年来，随着远洋捕捞技术和能力的不断提升，我国的鱿鱼生产总量取得了很大突破，在2021年中国鱿鱼海洋捕捞量为308447t，远洋捕捞量为640052t，生物量巨大。鱿鱼营养丰富，高蛋白，低脂肪且肉质肥美，富含不饱和脂肪酸，是无污染的健康美食。鱿鱼由于营养丰富和口感良好等特征，已经成为我国水产品加工的主要原料，被大量加工成食品。但是，由于经济效益和加工工艺的问题，废弃物约占鱿鱼体重的20％，包括皮、内脏、软骨、内壳等。如何才能更加经济有效的利用这些废弃物，提高鱿鱼的经济效益，是至关重要的。

2、目前，在鱿鱼加工领域内，鱿鱼软骨多被用于提取多糖制备硫酸软骨素，而其中的蛋白类物质常常被人们忽略，据报道鱿鱼软骨中的蛋白质含量约为63.88％，其中富含胶原蛋白。目前，此领域内常用胃蛋白酶在4℃下提取胶原蛋白，不仅操作繁琐，且提取率较低。明胶相对于胶原蛋白的区别在于结构的破坏，当胶原蛋白的三螺旋结构被破坏便称为明胶，明胶可在常温或者高温下提取，操作简单方便，提取率可高达60％以上。目前，常用的对于鱼鳞或者鸡软骨明胶的提取方法为酸法碱法、水热法和酶法，其中酸法碱法主要是利用强酸强碱对鱿鱼软骨的纤维结构进行破坏，有利于胶原蛋白的析出，但如果仅仅是酸碱作用，那么产率会较低，且强酸强碱具有一定的危险性；水热法即通过高温加热，加快胶原蛋白链的断裂，使其溶解到水中，再通过冷冻干燥，得到明胶粗产品，但如果仅仅通过水热法来提取明胶，会导致含有大量的杂蛋白和灰分(主要为钙)，且由于并未破坏胶原纤维结构，导致产率可能稍低；酶法主要通过胃蛋白酶水解作用来提取明胶，但是酶解的温度、时间以及料液比都会对明胶提取的质量和产率产生影响，应用的限制较多，提取较为复杂。因此，如何快速且高效地对鱿鱼软骨中的明胶进行提取和富集，提高产率的同时减少对胶原蛋白结构的破坏，是提取技术的关键。

3、明胶是胶原部分解体后的产物，可通过加热方法使得胶原的三螺旋结构破坏而得到，可用于黏附和生物医药等各个领域，市面上的胶原主要是从牛皮、牛骨以及猪骨中获得，但由于这些原料制得的胶原具有免疫原性，可能携带某些病毒，于是更多的胶原产品原料朝着鱼皮、鱼鳞和鸡骨方面发展，但是由鱿鱼软骨制成的明胶产品市面上目前还没有，对于鱿鱼软骨明胶的提取方法也是鲜有报道。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法及其应用。

2、具体技术方案如下：

3、本发明的第一个目的在于提供一种用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，包括如下步骤：

4、(1)杂蛋白的去除：将预处理后的鱿鱼软骨浸泡在碱性溶液中，常温下搅拌，加入蒸馏水洗涤多次，备用；

5、(2)除钙：将步骤(1)处理后的鱿鱼软骨置于蒸馏水中，加入酸性溶液，常温下搅拌，多次蒸馏水漂洗，备用；

6、(3)水热法提取明胶：将步骤(2)处理后的鱿鱼软骨置于蒸馏水中，使用不同的温度分别加热提取不同的时间，过滤得到明胶水溶液，最后冷冻干燥，得鱿鱼软骨明胶。

7、在上述方法中，酸碱处理是鱿鱼软骨明胶提取至关重要的一步，通过碱处理可除去鱿鱼软骨中的杂蛋白，酸处理可除去鱿鱼软骨中的灰分，且酸碱处理后会打开软骨的胶原纤维，使得后续的水热提取能更加的容易；水热提取是该技术方案的关键，通过改变水浴的时间和温度可提取不同分子量大小的鱿鱼软骨明胶，可选择不同分子量大小的鱿鱼软骨明胶进行应用，此方法提取鱿鱼软骨明胶操作简单，提取效率高。

8、进一步，步骤(1)中，所述预处理的方法包括如下步骤：将鱿鱼软骨浸泡在蒸馏水中1-2d，清洗干净，去除残留的鱿鱼组织，用剪刀将鱿鱼软骨剪成小块，沥干水分，备用。

9、在上述方法中，鱿鱼软骨的预处理通过浸泡和清理残留的组织可除去一部分脂质，而剪成小块可提高鱿鱼软骨的接触面积，提高产率。

10、进一步，步骤(1)中，所述预处理后的鱿鱼软骨完全浸泡在碱性溶液中，常温下搅拌3-12h，蒸馏水多次洗涤至中性，得到脱杂蛋白的鱿鱼软骨。

11、进一步，步骤(1)中，所述碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钙强碱性溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1-0.5mol/l，所述氢氧化钙与鱿鱼软骨的质量比为1:5-20。

12、进一步，步骤(2)中，所述除钙方法利用的为一水合柠檬酸螯合钙，除钙方法中加入一水合柠檬酸，常温下搅拌3-12h，蒸馏水多次洗涤至中性。

13、更进一步，步骤(2)中，所述一水合柠檬酸的加入量为鱿鱼软骨质量的5-15％。

14、更进一步，步骤(2)中，所述除钙方法将步骤(1)处理后的鱿鱼软骨完全浸泡在蒸馏水中。

15、进一步，步骤(1)和(2)中，所述搅拌使用的为机械搅拌器，搅拌的转速100-600rpm/min。

16、进一步，步骤(3)中，所述加热的方法为水浴加热，所述加热的温度为60～90℃，所述加热的时间为2～4h。

17、更进一步，步骤(3)中，所述过滤使用500-2000目纱绢。

18、进一步，所述鱿鱼软骨来源于海洋中，有大量的生物储备。

19、本发明的第二个目的在于提供一种如上所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法在生物医药、食品科学、工程材料、化学化工领域中的应用。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

21、(1)本发明提供了一种简便、快速、稳定提取鱿鱼软骨明胶的方法，降低了鱿鱼软骨明胶的提取成本，适用于合理利用鱿鱼处理废弃物，以及明胶不同分子量的应用研究；

22、(2)本发明不需要在特定的温度下进行(比如酶的反应需要特定的温度)，不使用有危险的溶剂，通过酸碱来除去杂蛋白和灰分，并且打开软骨的胶原纤维，最后通过加热来破坏胶原蛋白的三螺旋结构，使得胶原蛋白以明胶的形式溶解到水中，可控制加热的温度和时间来得到不同分子量的鱿鱼软骨明胶产品；

23、(3)本发明尤其要注意ph的调节，加入碱除杂蛋白后调节到ph＝7，可避免消耗掉柠檬酸，使得除钙的效率能得到保证，同样的，柠檬酸处理后也调节到ph＝7，保证明胶产品具有良好的生物相容性；

24、(4)本发明采用酸碱和水热结合的方法，可提高鱿鱼软骨明胶提取产率，操作简单，提取效率高。

技术特征：

1.一种用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理的方法包括如下步骤：将鱿鱼软骨浸泡在蒸馏水中1-2d，清洗干净，去除残留的鱿鱼组织，用剪刀将鱿鱼软骨剪成小块，沥干水分，备用。

3.根据权利要求1或2所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理后的鱿鱼软骨完全浸泡在碱性溶液中，常温下搅拌3-12h，蒸馏水多次洗涤至中性，得到脱杂蛋白的鱿鱼软骨。

4.根据权利要求1所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述除钙方法利用的为一水合柠檬酸螯合钙，除钙方法中加入一水合柠檬酸，常温下搅拌3-12h，蒸馏水多次洗涤至中性。

5.根据权利要求4所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，所述一水合柠檬酸的加入量为鱿鱼软骨质量的5-15％。

6.根据权利要求1所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钙强碱性溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1-0.5mol/l，所述氢氧化钙与鱿鱼软骨的质量比为1:5-20。

7.根据权利要求1所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述加热的温度为60～90℃，所述加热的时间为2～4h。

8.根据权利要求1或4所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述除钙方法将步骤(1)处理后的鱿鱼软骨完全浸泡在蒸馏水中。

9.根据权利要求1所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，所述搅拌使用的为机械搅拌器，搅拌的转速100-600rpm/min。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法在生物医药、食品科学、工程材料、化学化工领域中的应用。

技术总结
本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种用于快速提取鱿鱼软骨明胶的方法及其应用，其方法包括如下步骤：(1)杂蛋白的去除；(2)除钙；(3)水热法提取明胶。本发明无需复杂的反应条件和溶剂，通过改变提取温度和提取时间可进一步提高明胶产率和得到不同分子量的鱿鱼软骨明胶产品；操作简单，提取效率高；是一种简便、快速、稳定提取鱿鱼软骨明胶的方法，降低了鱿鱼明胶提取成本，特别适用于后续明胶生物医用材料和食品科学的研究。

技术研发人员：冯超,詹豪,陈西广
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8