一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，解決了現有技術的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅制備時，螯合過程不易控制，螯合率與螯合物得率低，螯合時間長的問題，本發明對螯合反應的工藝條件進行了優化，同時在螯合過程中加入NaHCO3溶液以維持反應體系pH穩定，并配合超聲處理以提高螯合效率及螯合物的得率，還在螯合過程中通入空氣以持螯合反應溫度的穩定。本發明的制備工藝步驟簡單，能有效控制螯合過程，使得螯合過程更為穩定，螯合時間短，螯合率與螯合物得率高。
【專利說明】一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及水產深加工【技術領域】，尤其是涉及一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝。
[0002]
【背景技術】
[0003]鋅作為人體必需的微量元素，具有參與人體內許多金屬酶的組成、促進機體的生長發育和組織再生等作用。但食物中的磷酸鹽和草酸等成分會干擾鋅的吸收，補鋅的藥物有無機鋅和有機鋅的吸收利用率也較低。因此尋找一種安全、有效的補鋅產品對人體健康
有著重要意義。
[0004]在體外將鋅與小肽螯合，形成以氨基酸和小肽為主要配體的微量元素螯合物，能以整體的形式被運轉，受其他物質干擾減少，金屬元素之間的拮抗作用也降低，不僅可進一步提高吸收利用率，而且生物安全性更好
而在魚類加工過程中會產生有大量的魚皮，這些魚皮一般作為廢棄物直接處理或做成動物飼料，附加產值不高，隨著技術進步與對環境的重視，這些魚皮酶解的利用被各國廣泛研究，從這些魚皮中可通過酶解得到大量的魚皮膠原蛋白多肽，將這些魚皮膠原蛋白多肽與鋅在一定條件下進行螯合，制備出的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅不僅可以補充人體需要的氨基酸和鋅，還可以大大提高魚皮的附加值。
[0005]肽鋅螯合物的制備方法多樣，在生產實踐中，水體系合成法因設備與工藝條件簡單而被廣泛采納。水體系合成 法制備肽鋅螯合物需要維持一定的溫度和pH值，然而一般螯合反應都是放熱反應，這樣便使得反應過程中的溫度較難控制，影響螯合率，同時螯合過程中還會有非所需的產物如磷酸或氫氯酸生成，這些產物的產生會改變整個體系的pH，影響螯合率，得到的產品質量也較差；此外，水體系合成法中反應物之間的碰撞頻率低，螯合時間長，螯合率低；最重要的是，反應過程中生成的螯合物體積較大，而螯合反應中多肽對鋅離子的直接進攻絡合決定了螯合反應的的速度，因此整個溶液中體積較大的螯合物會阻礙其他多肽對鋅離子的直接進攻絡合，造成螯合反應時間長及螯合速率不穩定。
[0006]例如，申請公布號CN102174073A，申請公布日2011.09.07的中國專利公開了一種牡蠣蛋白肽-鋅螯合物及其制備方法，該發明將牡蠣肉打漿破碎后用風味蛋白酶酶解，然后將酶解產物與Zn2+化合物在一定條件下螯合，制得牡蠣蛋白肽鋅螯合物。其不足之處在于，螯合反應中產生的熱量不能及時消除，使得反應過程中的溫度較難控制，影響螯合率；同時在螯合過程中所生成的非所需的產物如磷酸或氫氯酸會改變整個體系的PH，不僅影響螯合率，而且產物質量也較差；此外該發明也是水系合成法，反應物之間的碰撞頻率低，螯合時間長，螯合率與螯合物得率低。
[0007]
【發明內容】
[0008]本發明是為了解決現有技術的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅制備時，螯合過程不易控制，螯合率與螯合物得率低，螯合時間長的問題，提供了一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，該制備工藝步驟簡單，能有效控制螯合過程，使得螯合過程更為穩定，螯合時間短，螯合率與螯合物得率高。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，包括以下步驟:
(1)將魚皮膠原蛋白多肽溶于水中后將pH調節至7.2~?.4，得多肽溶液。pH過高或過低均會影響魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的螯合率，pH在7.2~7.4之間，魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的螯合率較高。
[0009](2)在多肽溶液中加入質量濃度為0.2^0.4%的NaHC03溶液，得螯合液，NaHC03溶液的加入量為多肽溶液質量0.5~1%。他!10)3溶液的加入是本發明的一個關鍵點，NaHC03可以有效去除螯合反應過程中所產生的磷酸或氫氯酸等酸性物質，以避免這些物質破壞整個體系的pH值，降低螯合率，因此NaHC03溶液可以起到緩沖及穩定整個反應體系pH值的作用，同時NaHC03不會對反應造成任何影響；本發明還對NaHC03溶液的濃度及加入量又進行了嚴格限定，使得NaHC03溶液的加入不會破壞整個反應體系的pH值；此外，NaHC03還非常易得，成本低，NaHC03S溶于水，在后續步驟中很容易通過醇析除去。通過加入NaHC03溶液，使得在整個螯合反應過程中，反應體系的pH值都能維持穩定，這樣螯合過程更為穩定，螯合率也更高。
[0010](3)將螯合液升溫至4(T45°C后加入鋅鹽，在超聲條件下保溫反應l(Tl5min后得反應液，鋅鹽中的Zn2+與魚皮膠原蛋白多肽的質量比為1:2.7~2.9，期間在螯合液中不斷鼓入中性氣體。本發明在螯合過程中創造性采用超聲處理，超聲波可以增加魚皮膠原蛋白多肽與Zn2+的動能，大大提高碰撞頻率，從而提高螯合速率與螯合物的得率，而且超聲波還有利于螯合液中魚皮膠原蛋白多肽與Zn2+的分散，但是超聲波同時具有熱效應，會改變整個體系的溫度，超聲波又會在螯合液中會形成駐波，使得生成的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅會受機械力的作用而凝聚在波節處形成呈凝膠狀，影響反應的進行，為解決這一問題，本發明在進行螯合反應時不斷通入中性氣體，通入中性氣體的作用主要有三個:一是可以起到攪拌的作用，可以使螯合反應的原料混合更為均勻，有利于螯合反應的進行；二是起到散熱的作用，可以使螯合反應及超聲波所產生的熱量及時散出，保持螯合反應溫度的穩定；三是通入中性氣體后，整個螯合液會從下向上翻滾，能破壞超聲波在螯合液中所形成的橫向的駐波，避免反應生成的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅在波節處發生凝聚；鋅鹽中的Zn2+與魚皮膠原蛋白多肽的質量比為1:2.7~2.9，螯合率最大。
[0011](4)將反應液過濾后濃縮至原體積的30-40%，加入乙醇進行醇析，得沉淀物。這里所述的原體積是指過濾后得到的液體的體積。
[0012](5)將沉淀物真空干燥后得魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅。
[0013]作為優選，步驟(1)中，多肽溶液中魚皮膠原蛋白多肽的質量百分含量為40飛0%。
[0014]作為優選，步驟(3)中，所述鋅鹽為硫酸鋅或氯化鋅。
[0015]作為優選，步驟(3)中，超聲條件為:頻率15~20ΚΗζ，功率20(T300W。超聲波的能量過小，螯合率低，超聲波的能量過大，則對螯合率提高不明顯，當超聲波頻率在15~20KHz，功率20(T300W時，螯合率達到最大。[0016]作為優選，步驟(3)中，所述中性氣體的通入量為0.3^0.5 m3/h。通入量過大，會造成螯合液的劇烈翻騰，造成螯合液濺射，通入量過小，則所起到的作用不明顯。
[0017]作為優選，步驟(3)中所述中性氣體為氮氣或氫氣。本發明所說的中性氣體可以為n2、02、h2、ch4、CO、和惰性氣體等，優選氮氣或氫氣，成本低，易得。
[0018]因此，本發明相對于現有技術，其有益效果為:
(1)在螯合液中加入有NaHC03溶液，使得在整個螯合反應過程中，反應體系的pH值都能維持穩定，螯合過程更為穩定，螯合率更高；
(2)在螯合反應時采用超聲處理，大大提高螯合速率與螯合物的得率；
(3)在螯合反應時通入中性氣體，使螯合反應的原料混合更為均勻，有利于螯合反應的進行，還可以使螯合反應及超聲波所產生的熱量及時散出，保持螯合反應溫度的穩定，又能破壞超聲波在螯合液中所形成的橫向的駐波，避免反應生成的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅在波節處發生凝聚；
(4)對螯合反應的工藝條件進行優化，獲得了較佳的螯合率及螯合物得率。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]下面通過【具體實施方式】對本發明做進一步的描述。
[0021]在本發明中，若非特指，所有百分比均為重量單位，所有設備和原料均可從市場購得或是本行業常用的，其中，魚皮膠原蛋白多肽購自浙江海力生生物科技有限公司。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域常規方法。
[0022]螯合率的測定:`
稱取0.3g得到的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅粉末，加入80ml無水乙醇，充分攪拌后8000r/min離心lOmin，沉淀溶于50ml水，滴加2~3滴二甲酚橙作為指示劑，0.02mol/L EDTA標準溶液滴定(')，溶液顏色由紫紅變為亮黃色即為滴定終點。
[0023]另稱取0.3g得到的魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅粉溶加入250ml錐形瓶中，加入50ml水，滴加2~3滴二甲酚橙作為指示劑，0.02mol/L EDTA標準溶液滴定(V。)。
[0024]螯合率(％)=螯合態微量元素的含量/微量元素的總量MOO^FCAVCVdX 100%= V/
νοΧ100%
式中，' 為滴定螯合態微量元素所消耗的EDTA溶液體積，mL ；V0為滴定微量元素的總量所消耗的EDTA溶液體積，mL。
[0025]準確量取10mL魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的濃縮液，并定容于100mL容量瓶中，搖勻備用。然后采用EDTA絡合滴定法測定螯合液中微量元素鋅的總量。另在100mL燒杯中移入10mL膠原肽鋅螯合物濃縮液，加熱濃縮至盡干，然后加入50mL無水乙醇，水浴溫熱并充分攪拌。將上述混合液用高速冷凍離心機離心分離，所得沉淀用水溶解定容于100mL容量瓶中，搖勻，用EDTA絡合滴定法測定螯合態中微量元素鋅的含量。EDTA絡合滴定法:用移液管準確移取25mL待測液于250mL錐形瓶中，加入50mL 7jC,滴加2~3滴二甲酚橙指示劑，用預先配制好的0.02mol/L EDTA標準溶液滴定，溶液顏色由紫紅變為亮黃色即為滴定終點。
[0026]魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅得率的測定魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅得率(％) ^i/ffoX 100%
式中％為魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅總質量(mg) ；ff0為魚皮膠原蛋白多肽與鋅鹽總質量(mg)。
[0027]實施例1
(1)稱取27mg魚皮膠原蛋白多肽溶于水中，將pH調節至7.2，得多肽溶液，多肽溶液中魚皮膠原蛋白多肽的質量百分含量為40%。
[0028](2)在多肽溶液中加入質量濃度為0.4%的NaHC03溶液，得螯合液，NaHC03溶液的加入量為多肽溶液質量1%。
[0029](3)將螯合液升溫至42°C后加入24.77mg硫酸鋅(硫酸鋅中的Zn2+與魚皮膠原蛋白多肽的質量比為1:2.7)，在超聲條件下保溫反應lOmin后得反應液，期間在螯合液中不斷鼓入中性氣體，其中，超聲條件為:頻率18KHz，功率260W，中性氣體為氮氣，通入量為0.3m3/h0
[0030](4)將反應液過濾后濃縮至原體積的30%，加入乙醇進行醇析，得沉淀物。
[0031](5)將沉淀物真空干燥后得18.9mg魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅。
[0032]測得本實施例中魚皮膠原蛋白多肽與鋅的螯合率為83.65%，魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅得率為36.5%。
[0033]實施例2
(1)稱取28mg魚皮膠原蛋白多肽溶于水中，將pH調節至7.3，得多肽溶液，多肽溶液中魚皮膠原蛋白多肽的質量百分含量為50%。
[0034](2)在多肽溶液中加入質量濃度為0.2%的NaHC03溶液，得螯合液，NaHC03溶液的加入量為多肽溶液質量0.7%。
[0035](3)將螯合液升溫至45°C后加入20.92mg氯化鋅(氯化鋅中的Zn2+與魚皮膠原蛋白多肽的質量比為1:2.8)，在超聲條件下保溫反應15min后得反應液，期間在螯合液中不斷鼓入中性氣體，其中，超聲條件為:頻率20KHz，功率200W，中性氣體為氫氣，通入量為0.4m3/h0
[0036](4)將反應液過濾后濃縮至原體積的40%，加入乙醇進行醇析，得沉淀物。
[0037](5)將沉淀物真空干燥后得18.2mg魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅。
[0038]測得本實施例中魚皮膠原蛋白多肽與鋅的螯合率為87.26%，魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅得率為37.2%
實施例3
(1)稱取29mg魚皮膠原蛋白多肽溶于水中，將pH調節至7.4，得多肽溶液，多肽溶液中魚皮膠原蛋白多肽的質量百分含量為60%。
[0039](2)在多肽溶液中加入質量濃度為0.23%的NaHC03溶液，得螯合液，NaHC03溶液的加入量為多肽溶液質量0.5%。
[0040](3)將螯合液升溫至40°C后加入24.77mg硫酸鋅(硫酸鋅中的Zn2+與魚皮膠原蛋白多肽的質量比為1:2.9)，在超聲條件下保溫反應12min后得反應液，期間在螯合液中不斷鼓入中性氣體，其中，超聲條件為:頻率15KHz，功率300W，中性氣體為氮氣，通入量為0.5m3/h0
[0041](4)將反應液過濾后濃縮至原體積的37%，加入乙醇進行醇析，得沉淀物。[0042](5)將沉淀物真空干燥后得19.36mg魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅。
[0043]測得本實施例中魚皮膠原蛋白多肽與鋅的螯合率為83.55%，魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅得率為36.01%。
[0044] 本發明的制備工藝步驟簡單，能有效控制螯合過程，使得螯合過程更為穩定，螯合時間短，螯合率與螯合物的得率高。
以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權利要求】
1.一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟:(1)將魚皮膠原蛋白多肽溶于水中后，將pH調節至7.2~?.4，得多肽溶液；(2)在多肽溶液中加入質量濃度為0.2^0.4%的NaHC03溶液，得螯合液，NaHC03溶液的加入量為多肽溶液質量0.5^1% ；(3)將螯合液升溫至4(T45°C后加入鋅鹽，在超聲條件下保溫反應l(Tl5min后得反應液，鋅鹽中的Zn2+與魚皮膠原蛋白多肽的質量比為1:2.7~2.9，期間在螯合液中不斷鼓入中性氣體；(4)將反應液過濾后濃縮至原體積的30-40%，加入乙醇進行醇析，得沉淀物；(5)將沉淀物真空干燥后得魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅。
2.根據權利要求1所述的一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，其特征在于，步驟(1)中，多肽溶液中魚皮膠原蛋白多肽的質量百分含量為40-60%。
3.根據權利要求1所述的一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，其特征在于，步驟(3)中，所述鋅鹽為硫酸鋅或氯化鋅。
4.根據權利要求1所述的一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，其特征在于，步驟(3)中，超聲條件為:頻率15~20ΚΗζ，功率20(T300W。
5.根據權利要求1或4所述的一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，其特征在于，步驟(3)中，所述中性氣體的通入量為0.3^0.5 m3/h。
6.根據權利要求1或5所述的一種魚皮膠原蛋白多肽螯合鋅的制備工藝，其特征在于，步驟(3)中所述中性氣體為氮氣或氫氣。
【文檔編號】C07K1/30GK103626867SQ201310243471
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年6月19日 優先權日:2013年6月19日
【發明者】楊會成, 李八方, 董士遠, 侯虎, 趙雪 申請人:中國海洋大學