[发明专利]一种鱼类明胶高分子材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种明胶高分子材料，尤其是涉及利用鱼皮、鱼鳞为原料，通过添加蛋白酶抑制剂、蛋白变性保护剂、控制提取温度和pH防止鱼胶原蛋白的降解和热变性的一种鱼类明胶高分子材料的制备方法。

背景技术

胶原是一种纤维状的蛋白质，是生物科技产业最具关键性的原材料之一，可以广泛应用在医用材料、化妆品、食品工业等领域。而明胶是胶原通过热变性衍生而来的天然高分子化合物，具有良好的凝胶形成能，经常作为添加剂应用于食品生产中增加产品的弹性、粘稠度和稳定性。目前，世界上90%以上的明胶来源于猪、牛的皮和骨，但由于对疯牛病、口蹄疫的恐慌以及宗教信仰等原因，一些国家研究机构近年来开始利用鱼类副产物中的鱼皮、鱼鳞、鱼骨提取明胶。然而，由于鱼类的生存环境温度低于哺乳动物，以鱼皮、鱼鳞为原料制备的明胶其凝胶性能和热稳定性相对较差，而且鱼类胶原蛋白较猪、牛皮胶原蛋白更易降解，因此采用这些方法生产的鱼类明胶包括凝胶性能等性质均不及猪、牛皮明胶，结果导致鱼类明胶产品在实际中推广应用受到限制。

2012年，我国的水产年加工量已经超过2000万吨，在鱼糜加工和冷冻鱼片生产等鱼类加工过程中必然会产生大量的鱼皮、鱼鳞、鱼骨等加工副产物。目前对这些加工副产物的处理除了少量用于生产胶原蛋白以外，主要用来生产低值鱼粉，甚至还有部分被作为废弃物直接丢弃，不仅浪费资源，也会给环境造成污染。因此，利用丰富的鱼类加工副产物资源制备明胶高分子材料替代陆生动物明胶，不仅可以减少水产加工企业废弃物的排放，还可以降低类似毒胶囊事件给明胶产品带来的负面影响。

目前，虽然西南大学报道了一种通过超高压技术辅助处理结合热提取来生产高品质的鱼皮明胶(见中国专利200910251061.4)，以及成都海康生物技术有限公司提供了一种工业化生产鱼皮明胶的工艺(见中国专利201210186309.5)，但应用这些技术仍存在一些问题，比如前处理过程繁琐，生产周期长；提取过程没有注意防止鱼类胶原蛋白在内源酶和热作用下的变性降解，导致制备的鱼类明胶产品性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好凝胶性能的鱼类明胶高分子材料的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)原料预处理：以鱼皮、鱼鳞为原料，用含有表面活性剂和氧化剂的氢氧化钠溶液浸泡，然后漂洗干净，加入纯水，用多元羧酸将溶液的pH调整至5～6，再搅碎成明胶的提取原料；

2)明胶的提取：在步骤1)预处理好的原料中加入蛋白酶抑制剂和蛋白热变性保护剂，升温提取明胶溶液；

3)干燥：将步骤2)得到的明胶溶液采用过滤去除黑色素等杂质，冷却凝固，低温干燥后粉碎，制备成鱼类明胶高分子材料粉末。

在步骤1)中，所述鱼皮、鱼鳞可采用海水鱼、淡水鱼等中的至少一种；所述含有表面活性剂和氧化剂的氢氧化钠溶液的质量可为原料的5～10倍；所述含有表面活性剂和氧化剂的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的浓度可为0.1%～0.4%(w/v)，表面活性剂的浓度可为0.2%～0.5%(w/v)，氧化剂的浓度可为0.5%～1.0%(w/v)；所述表面活性剂可选自烷基硫酸酯盐、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨醇酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯等中的至少一种；所述氧化剂可选自次氯酸钠、次氯酸钾、过碳酸钠、过硼酸钠、过硼酸钾等中的至少一种；所述浸泡的时间可为12～24h；所述漂洗可采用清水漂洗；所述纯水的质量可为原料的0.5～3倍；所述多元羧酸可选自丁二酸、己二酸、柠檬酸等中的一种；所述预处理的温度可为4～10℃。

在步骤2)中，所述蛋白酶抑制剂可选自大豆提取物或绿豆提取物等；所述蛋白酶抑制剂的添加量可为30～100mg/L，蛋白酶抑制剂的比活力可为10000U/mg；所述蛋白热变性保护剂可选自甘油、蔗糖、海藻糖等中的至少一种；所述蛋白热变性保护剂的添加量可为0.2%～1.0%(w/v)；所述升温的温度可为60～80℃，所述升温提取的时间可为1～3h。

在步骤3)中，所述过滤的方式可采用板框过滤、离心过滤、转筒真空过滤等中的一种；所述冷却凝固的温度可为4～10℃，低温干燥的温度可为15～25℃。

本发明以鱼皮、鱼鳞为原料，通过添加蛋白酶抑制剂、蛋白变性保护剂、控制提取温度和pH防止鱼胶原蛋白的降解和热变性，达到既可以使鱼皮、鱼鳞中的酶失活，又不会使胶原蛋白发生热变性，提取的明胶溶液经过冷却凝固后，利用低于明胶的变性温度(15～25℃)进行干燥，制备成具有良好凝胶性能的鱼类明胶高分子材料。