[发明专利]酶解法从水产品下脚料提取胶原蛋白纤维体污水处理工艺

权利要求书

1.一种从水产品下脚料中提取胶原蛋白的方法，包括以下步骤

1)水产品下脚料的初处理：将新鲜的或解冻的冷冻鱼皮分拣，将鱼鳞和鱼骨与鱼皮分离；分离后的鱼鳞和鱼骨浸泡在50℃温水中10～30min，去除部分腥味；将去杂后的鱼皮浸入50℃温水中10～30分钟，去除表面的粘性物质及脂肪，去除部分腥味，用清水反复冲洗至无浮液并沥干，将沥干后的鱼皮粉碎；

2)鱼鳞鱼骨的脱钙：用清水反复冲洗至无浮液并沥干，之后用柠檬酸浸泡、振荡脱钙2～4小时，之后用清水冲洗至中性，沥干备用；

3)处理后下脚料的粉碎：将脱钙后的鱼鳞和鱼骨，清洗后的鱼皮粉碎；

4)酶解发酵：将粉碎后的鱼鳞和鱼骨与粉碎后的鱼皮混合均匀后，加水稀释到8％，在搅拌器上预热至50℃，用30％(w/v g/ml)的氢氧化钠调节PH7.0，按下脚料的投料重量的4％加入中性蛋白酶，按下脚料的投料重量的2％加入风味蛋白酶进行水解，恒温50℃左右，在搅拌器搅拌的条件下反应3h，然后加热至80℃反应5min。在灭酶后加入下脚料的投料重量0.5％～1.5％的复合活性炭搅拌40～60min进行脱色脱腥，过滤得脱腥脱色后的鱼胶原蛋白上清液；

5)抽滤：将酶解后的产物首先用抽滤槽抽滤，除去未酶解的下脚料滤渣，抽滤槽其过滤网的孔径为10-15mm；

6)超滤：将抽滤后得到的滤液通过超滤膜进行超滤，超滤膜的孔径为0.1-0.2μm，截留的分子量为5-8万道尔顿以上的的杂质；

7)纳滤：将超滤得到的滤液通过纳滤机进行过滤，使水及小分子物质透过滤膜，大于80道尔顿的物质被截留；

8)沉淀：将步骤7)中未透过纳滤膜的上层溶液中添加乙醇，低温沉淀胶原蛋白和氨基酸24小时以上，离心收集胶原蛋白和氨基酸。

2.如权利要求1所述的一种从水产品下脚料中提取胶原蛋白的方法，其特征在于，所述的水产品下脚料为鱼鳞、鱼骨鱼皮中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种从水产品下脚料中提取胶原蛋白的方法，其特征在于，步骤2)所述的鱼鳞鱼骨的脱钙，其中柠檬酸的浓度为6～15％，鱼鳞和鱼骨与柠檬酸的比例优选1∶12～24(W/V单位为g/ml)。

4.如权利要求1所述的一种从水产品下脚料中提取胶原蛋白的方法，其特征在于，步骤8)中所述的乙醇其终浓度为75％v/v。

5.一种处理权利要求1产生的废弃物的工艺，包括以下步骤：

(1)污水分层及蒸馏：将权利要求1所述的提取胶原蛋白产生的废弃溶液静置分层，取上层溶液进行蒸馏，回收乙醇；

(2)浓缩后溶液进行酶解及灭活：将步骤(1)中蒸馏除去乙醇和部分水的浓缩液用蛋白酶进行二次水解，主要是把蛋白质分子经酶解转化为复合氨基酸；

(3)超滤：将抽滤后得到的滤液通过超滤膜进行超滤，除去分量大于5万道尔顿的杂质；

(4)纳滤：将超滤得到的滤液通过纳滤机进行过滤，使水及小分子物质透过滤膜，质量大于80道尔顿的物质被截留；收集经纳滤后透过滤膜的溶液，经蒸发浓缩后，获得生物钙；

(5)氨基酸结晶：收集经纳滤后目标溶液(未透过纳滤膜的溶液)，蒸发浓缩，回流结晶，抽滤回收结晶氨基酸，干燥，包装；

(6)氨基酸入库冷藏。

6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，步骤(1)所述的废弃溶液为权利要求1步骤7)纳滤离心后的上清。

7.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述的蒸馏具体方法如下：

将乙醇废液由稀液罐泵入高位槽，经转子流量计及提馏段进入蒸馏釜中，边进料边加热，蒸汽压力一般控制为1-1.5×10⁵帕斯卡；随塔压升高，逐步从冷凝器排出口排出不凝性气体；当釜液面达2/3溶剂时，应根据釜温情况决定是否采出釜液或减少、停止进料量，但需始终保持釜内液位为容积的1/2-2/3左右；待上升蒸汽经精馏塔和冷凝器以致使塔顶出现回流时，可进行全回流操作，直至取样分析塔顶馏分含乙醇95％以上，方可调节回流比出料；以恒定馏分乙醇浓度为95％进行出成品乙醇操作(控制回流比和蒸汽压力)；成品乙醇再经冷却器继续冷却至25℃以下流入成品乙醇受器中；随着乙醇不断蒸出，釜底乙醇含量不断降低，为保证成品乙醇含量恒定为95％，应逐渐增大回流比。待蒸至釜温达100℃以上，釜底残液含乙醇量小于2％(W/W)后；停止精馏操作，并将残液放入下水道，将成品乙醇放入成品乙醇贮罐中贮存备用。

8.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，二次水解具体方法为：收集权利要求5步骤(1)中蒸馏除去乙醇和部分水的浓缩液，按浓缩液重量的5％加入中性蛋白酶，恒温50℃左右，在搅拌器搅拌的条件下反应3h，然后加热至80℃反应5min；在灭酶后按浓缩液重量的0.5％～1.5％的加入复合活性炭搅拌40～60min进行脱色脱腥。