一種食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉的制備方法
【技術領域】
[0001]本專利屬于海洋魚活性肽的制備領域，具體涉及分子量小于等于100Da的食品級低鹽分海洋魚低聚肽的制備。
【背景技術】
[0002]低聚肽是指一類由2?10個氨基酸組成，分子量180?100Da的功能性生物活性肽。研究表明低聚肽具有很強的生物活性，包括:調節體內激素水平；改善礦物質和微量元素吸收；抵抗細菌和病毒；提高免疫力；抑制和破壞腫瘤細胞；抗氧化和清除自由基等。
[0003]我國海域遼闊，海洋魚類資源豐富，隨著海洋捕撈業的迅猛發展，捕撈的低值魚類產量呈現上升趨勢，占海洋捕撈產量的60%左右。由于蛋白質含量豐富，低值魚類主要被用來加工成魚粉，作為飼料蛋白添加劑，這樣就造成大量蛋白質資源的流失，經濟效益低下。如果對海洋低值魚粉進行進一步深加工，生產海洋魚低聚肽，不僅可以有效提高海洋低值魚蛋白質資源的利用度，還能提高產品的附加值，實現經濟效益的大幅增值。
[0004]通常海洋魚粉的含鹽量在2?5%，酶解過程中調節pH值又會帶入一些鹽分，這些鹽分絕大部分富集到最終的肽粉中使得肽粉的含鹽量高達10?25%，而單純靠膜分離來脫鹽效果一般，而且能耗大成本高。本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提出一種水洗結合膜分離的方法進行脫鹽，利用高品質蛋白酶制劑進行酶解，制備食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉，為大規模工業化生產打下堅實的基礎。
【發明內容】
[0005]本發明利用食品級工業化蛋白酶制劑對海洋低值魚類制成的食品級海洋低脂肪魚粉進行水解，從而獲得食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉。本發明涉及的制備方法包括水洗預脫鹽，膠體磨研磨粉碎，酶解，膜分離，濃縮和噴霧干燥等步驟。具體步驟如下:
(I)水洗預脫鹽，即按照料水質量比1:2?15于預脫鹽混合罐中加入食品級海洋低脂肪魚粉和純水，設置溫度5?50°C，攪拌轉速40?100r/min，水洗5?60min，再通過40?200目的隔膜式壓濾機壓濾得到預脫鹽魚粉。
[0006](2)膠體磨研磨粉碎，即通過螺旋輸送機將預脫鹽魚粉輸送至酶解預混合罐中，并按照料水質量比1:4?15注入純水，攪拌混勻后通過螺桿栗栗入膠體磨，利用膠體磨將預脫鹽魚粉顆粒研磨粉碎至40?80目，增加魚粉顆粒的表面積，便于與酶接觸。
[0007](3)酶解，調整pH值至6.0?10.0，加入蛋白酶，控制蛋白酶與底物的質量比為0.1?5%，在40?65°C下酶解3?6h ;酶解結束升溫至80?99°C，滅酶10?25min ;冷卻后分別通過40?200目的隔膜式壓濾機和100?400目的袋式過濾機進行一道壓濾除渣和二道過濾除渣得到酶解液。
(4)膜分離，即先使用第一道1000?1000Da超濾膜截留酶解液中的大分子肽和色素，接著使用第二道150?500Da納濾膜對一道膜透過液進行分離除去游離氨基酸和剩余鹽分，得到分子量小于等于100Da的低聚肽液，分離溫度20?60°C，壓力0.4?1.2MPa，時間 30 ?180min。
[0008](5)濃縮和噴霧干燥，即先使用三效外循環真空濃縮器將低聚肽液的固形物含量濃縮至10?30%，再使用噴霧干燥塔控制進風溫度為160?200°C，出風溫度為80?100°C，對低聚肽液進行干燥，得到食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉，顏色為淡黃色或者白色，得率10?35%，低聚肽含量多85%，相對分子質量小于100Da的蛋白質水解物所占比例多90%，鹽分< 4%，水分< 6%，灰分< 5%。
[0009]作為本發明所述食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉制備方法的一種優選方案，其中:所述步驟(I)中優選食品級海洋低脂肪魚粉粗蛋白含量70-75%，水分< 8.0%，粗脂肪(2.5%，蛋白質含量高脂肪少酶解效果好。優選料水質量比1:10，溫度50°(:，攪拌轉速100r/min，水洗30min，盡量去除原料魚粉中的鹽分。
[0010]作為本發明所述食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉制備方法的一種優選方案，其中:所述步驟(2)中優選料水質量比1:6，時間20min，將預脫鹽魚粉顆粒研磨粉碎至80目，增大魚粉顆粒與酶接觸的表面積。
[0011]作為本發明所述食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉制備方法的一種優選方案，其中:所述步驟(3)中優選蛋白酶為堿性蛋白酶和中性蛋白酶的混合物，堿性蛋白酶如NS 37071(丹麥諾維信公司)，中性蛋白酶如Neutrase 0.8L (丹麥諾維信公司)，兩種蛋白酶的添加量均為底物質量的1%，最佳PH值分別為8.5和7.5，溫度55°C，酶解時間5h。該條件有利于堿性蛋白酶和中性蛋白酶對魚粉蛋白的充分水解。
[0012]作為本發明所述食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉制備方法的一種優選方案，其中:所述步驟(4)中優選截留分子量1000Da超濾膜進行分離，分離溫度45°C，壓力1.2MPa，時間40min，去除1000Da以上的大分子蛋白，通量大，分離效率高，避免因為分離時間過長導致肽液被微生物污染發臭。優選截留分子量150Da納濾膜脫除游離氨基酸和剩余鹽分，分離溫度40°C，壓力0.8MPa，時間60min，保證脫除大部分鹽分和氨基酸的同時盡量保留低聚肽。
[0013]作為本發明所述食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉制備方法的一種優選方案，其中:所述步驟(5)中優選低聚肽液固形物含量濃縮至30%，便于噴霧干燥。優選進風和出風溫度分別為180和90°C，盡量降低肽粉水分含量，便于保藏。
[0014]本發明的優點在于:1)對魚粉原料進行水洗預脫鹽處理，脫除原料魚粉中的絕大部分鹽分，減輕了后續膜分離脫鹽的壓力；2)利用高品質蛋白酶進行酶解，酶解位點廣，條件溫和；3)采用先進的膜分離技術對酶解液進行精制，提高低聚肽的品質。
[0015]本發明充分利用了我國海域豐富的低值魚類資源，制備的肽粉低聚肽含量高鹽分少，能夠廣泛應用于食品行業，適合大規模工業化連續生產，為我國海洋低值魚類蛋白的開發利用開辟了新的途徑。
【具體實施方式】
[0016]根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
[0017]實施例1 食品級海洋低脂肪魚粉經計量稱準確稱量，按照料水質量比1:5與純水在預脫鹽混合罐中混合，設置溫度25 °C，攪拌轉速60r/min，水洗lOmin，再通過100目的隔膜式壓濾機壓濾得到預脫鹽魚粉，脫鹽率86.2% ;通過螺旋輸送機將預脫鹽魚粉輸送至酶解預混合罐中，按照料水質量比1:8注入純水，60r/min攪拌混勻后通過螺桿栗栗入膠體磨，利用膠體磨將預脫鹽魚粉顆粒研磨粉碎至60目，再通過螺桿栗輸送至酶解罐中準備酶解；控制溫度500C、pH9.0，按照底物質量的0.5%加入諾維信堿性蛋白酶NS 37071，酶解4h后，通過螺桿栗輸送至滅酶器中升溫至90°C滅酶20min，得到的酶解液分別利用100目的隔膜式壓濾機和200目的袋式過濾機進行脫渣，得到除渣的酶解液；除渣的酶解液經過巴氏滅菌器滅菌后進入膜分離系統，先使用截留分子量5000Da的膜分離器對酶解液進行分離，分離壓力0.6MPa、溫度40°C，時間1.5h，透過液再使用截留分子量300Da的膜分離器進行分離，分離壓力0.8MPa、溫度30°C，時間2h，得到低聚肽液；低聚肽液經過三效外循環真空濃縮器濃縮至固形物含量15%后噴霧干燥，干燥條件為進口溫度165°C，出口溫度85°C，得到食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉。
[0018]經測定，本實施例制得的食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉，得率20.74%，低聚肽含量86.25%，100Da以下的蛋白質水解物90.30%，鹽分3.44%，水分5.78%，灰分4.26%。
實施例2
食品級海洋低脂肪魚粉經計量稱準確稱量，按照料水質量比1:6與純水在預脫鹽混合罐中混合，設置溫度30°C，攪拌轉速60r/min，水洗20min，再通過100目的隔膜式壓濾機壓濾得到預脫鹽魚粉，脫鹽率89.8% ;通過螺旋輸送機將預脫鹽魚粉輸送至酶解預混合罐中，按照料水質量比1:10注入純水，60r/min攪拌混勻后通過螺桿栗栗入膠體磨，利用膠體磨將預脫鹽魚粉顆粒研磨粉碎至80目，再通過螺桿栗輸送至酶解罐中準備酶解；控制溫度55°C、pH7.5，按照底物質量的0.8%加入諾維信中性蛋白酶Neutrase 0.8L，酶解6h后，通過螺桿栗輸送至滅酶器中升溫至95°C滅酶15min，得到的酶解液分別利用100目的隔膜式壓濾機和200目的袋式過濾機進行脫渣，得到除渣的酶解液；除渣的酶解液經過巴氏滅菌器滅菌后進入膜分離系統，先使用截留分子量3500Da的膜分離器對酶解液進行分離，分離壓力0.8MPa、溫度50°C，時間2h，透過液再使用截留分子量500Da的膜分離器進行分離，分離壓力0.8MPa、溫度30°C，時間2h，得到低聚肽液；低聚肽液經過三效外循環真空濃縮器濃縮至固形物含量20%后噴霧干燥，干燥條件為進口溫度170°C，出口溫度90°C，得到食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉。
[0019]經測定，本實施例制得的食品級低鹽分海洋魚低聚肽粉，得率15.34%，低聚肽含量88.71%，100Da以下的蛋白水解物90.83%，鹽分2.45%，水分5.26%，灰分3.17%。
[0020]實施例3
食品級海洋低脂肪魚粉經計量稱準確稱