一種高得率低排污的酸溶提取魚肉蛋白的方法及其魚糜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水產(chǎn)品加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高得率低排污的酸溶提取魚肉蛋白的方法及其魚糜和應(yīng)用，該方法具有較高得率同時(shí)具有較低廢水排放，特別適用于提取羅非魚肉蛋白。
【背景技術(shù)】
[0002]魚糜制品是一種傳統(tǒng)的利用魚類蛋白資源的方式，也是我國最大的水產(chǎn)加工制品之一。傳統(tǒng)的魚糜生產(chǎn)工藝中，魚肉的采集和漂洗是兩個(gè)關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)，主要是利用采肉機(jī)將魚肉與魚骨、頭、皮等雜質(zhì)分離，并把魚肉中的血、脂肪等雜質(zhì)沖洗走。隨著地球人口劇增，資源逐漸枯竭，這種方法逐漸暴露出許多技術(shù)缺陷，如采肉環(huán)節(jié)會(huì)導(dǎo)致蛋白分離不徹底，采肉機(jī)對原料魚體尺寸要求較高。而漂洗的過程則會(huì)使大量的肌漿蛋白流失，耗費(fèi)大量的水資源，并排放含有較高有機(jī)質(zhì)的廢水，污染環(huán)境。1999年，一種新型的酸/堿溶解(又稱為PH調(diào)節(jié)法)提取魚肉分離蛋白的技術(shù)發(fā)明，這種技術(shù)無需采肉環(huán)節(jié)，直接將預(yù)處理后的原料魚與水均質(zhì)勻漿，再將魚肉勻漿調(diào)節(jié)至較為極端的酸性或者堿性，使魚肉蛋白溶解，實(shí)現(xiàn)與雜質(zhì)分離，分離后的蛋白利用等電點(diǎn)進(jìn)行沉淀和分離。相對于傳統(tǒng)魚糜生產(chǎn)方法，PH調(diào)節(jié)法省去了采肉環(huán)節(jié)，拓寬了原料魚的來源，提高了蛋白得率。雖然PH調(diào)節(jié)法具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)魚糜生產(chǎn)方法的優(yōu)勢，但是也具有一定的缺點(diǎn)，包括:1、目前從低值水產(chǎn)原料(如魚骨、魚皮等下腳料)的提取效果不理想；2、為使蛋白充分溶解，需要使用較多的酸液和堿液，對環(huán)境不利；3、仍有相當(dāng)一部分蛋白無法提取，與雜質(zhì)混雜在一起；4、廢水中仍含有較高有機(jī)質(zhì)。目前我國也有許多學(xué)者從事這方面研宄，如周春霞等采用較為極端的堿性PH值(PH12.0)提取羅非魚分離蛋白并研宄了 pH值對提取率的影響；孫月娥和付晉湘分別研宄了 PH調(diào)節(jié)法提取鰱魚分離蛋白以及其凝膠特性；劉俊榮等人研宄了不同pH值對羅非魚分離蛋白的分離效果。但上述研宄大多沒有對PH調(diào)節(jié)法存在的缺陷提出較好的解決方法。
[0003]超聲波是一種公認(rèn)的綠色物理處理技術(shù)，用于食品加工中無污染、無殘留。超聲波的應(yīng)用分為兩種，一種為功率超聲(頻率〈100kHz)，這種超聲可以傳遞較大能量，能夠?qū)鬟f介質(zhì)產(chǎn)生較大的物理化學(xué)作用，常用于輔助加工；另一種為檢測超聲(頻率0.1?1MHz)，對介質(zhì)本身不產(chǎn)生影響，但可以檢測介質(zhì)的物理特性，常用于偵測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。張峑等人將超聲波應(yīng)用于魚糜制品凝膠化的輔助過程，但針對的是魚糜的后續(xù)加工過程，未能對魚糜(分離蛋白)的前期提取過程改進(jìn)，且所用頻率為100kHz，隨著頻率的減小，振幅增大，引起的空化作用增強(qiáng)，因而10kHz作為上限并非理想的功率超聲頻率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有pH調(diào)節(jié)法技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高得率低排污的酸溶提取魚肉蛋白的方法。本發(fā)明方法可將水產(chǎn)行業(yè)低值原材料或下腳料作為原材料，通過利用高強(qiáng)度超聲波處理，提高了魚肉蛋白溶出率，充分利用了低值原材料或下腳料，降低了廢水中蛋白含量，使在堿溶條件下無法充分回收的肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白更多的回收(將堿溶條件下等電點(diǎn)肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白的含量由3.5mg/mL降低至
1.5mg/mL，大大提高了蛋白回收率，減少對環(huán)境的污染，同時(shí)減少了酸/堿液的耗費(fèi)量。經(jīng)過超聲輔助與酸溶處理的分離蛋白在等電點(diǎn)處可將90%以上的肌原纖維蛋白沉淀，提高資源利用效率，并且保持、甚至改善了分離蛋白的凝膠質(zhì)構(gòu)特性。
[0005]本發(fā)明另一目的在于提供一種上述方法制備的魚糜。本發(fā)明得到的魚糜相對于現(xiàn)有的產(chǎn)品具有更好的凝膠質(zhì)構(gòu)特性。
[0006]本發(fā)明再一目的在于提供上述高得率低排污的酸溶提取魚肉蛋白的方法在魚肉蛋白提取中的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種高得率低排污的酸溶提取魚肉蛋白的方法，包括以下步驟:
[0009](I)將預(yù)處理后的水產(chǎn)原料與水混合高速均質(zhì)，形成魚肉勻漿；
[0010](2)調(diào)節(jié)魚肉勻漿的pH值至酸性；
[0011](3)對上述酸性魚肉勻漿進(jìn)行超聲波處理，將雜質(zhì)與蛋白溶液分離；
[0012](4)將蛋白溶液pH值調(diào)節(jié)至等電點(diǎn)，使蛋白發(fā)生沉淀，分離，得到魚肉蛋白。
[0013]步驟⑵所述的酸性優(yōu)選pH值為3.0?4.0。
[0014]優(yōu)選使用酸液調(diào)節(jié)pH值，如鹽酸；更優(yōu)選2M的鹽酸溶液。
[0015]步驟(3)中所述的超聲波處理優(yōu)選在15?40kHz的頻率下進(jìn)行。超聲功率優(yōu)選為lOW/cm2以上。處理時(shí)間以勻漿溫度不超過5°C為宜。
[0016]為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，步驟(I)的均質(zhì)后和步驟(2)的pH值調(diào)節(jié)前均可進(jìn)行超聲波處理，超聲條件與步驟(3)相同，優(yōu)選在15?40kHz的頻率下進(jìn)行，超聲功率優(yōu)選為lOW/cm2以上，處理時(shí)間以勻漿溫度不超過5°C為宜。
[0017]為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，步驟⑴中所用水產(chǎn)原料和水的質(zhì)量比為1:6?1:10。
[0018]步驟(3)中所述的分離指通過離心或過濾等常規(guī)分離手法分離。當(dāng)利用離心分離時(shí)，離心后體系分為三層，上層為脂肪層，中層為魚肉蛋白溶液，下層為沉淀物。當(dāng)利用過濾方法分離時(shí)，濾液即為魚肉蛋白溶液。
[0019]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，步驟(4)中所述的等電點(diǎn)優(yōu)選pH值為5.5。
[0020]調(diào)節(jié)至等電點(diǎn)時(shí)優(yōu)選使用堿液進(jìn)行調(diào)節(jié)，如氫氧化鈉溶液，更優(yōu)選2M的氫氧化鈉溶液。
[0021]上述制備方法中，所述沉淀得到的蛋白主要為肌原纖維蛋白，包括有肌球蛋白，肌動(dòng)蛋白以及原肌球蛋白。上述本發(fā)明的制備方法可實(shí)現(xiàn)90%以上的蛋白沉淀出來，實(shí)現(xiàn)高效率的分離。
[0022]本發(fā)明中對魚肉勻漿進(jìn)行超聲處理，能夠利用超聲的空化和微射流效應(yīng)，對肌原纖維的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)性蛋白進(jìn)行破壞，使肌節(jié)結(jié)構(gòu)崩潰，消除對肌球蛋白等肌原纖維蛋白的束縛，促進(jìn)其溶解以及與雜質(zhì)的分離，減少酸性溶解條件下的沉淀。實(shí)驗(yàn)表明，魚肉均質(zhì)后和勻漿調(diào)酸后各進(jìn)行超聲處理，能獲得更好的效果。
[0023]為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，整個(gè)提取過程中優(yōu)選保證溶液體系溫度均處于O?5°C。
[0024]所用的水產(chǎn)原料可為經(jīng)簡單處理(如去內(nèi)臟)的魚肉(可帶骨、皮)或者生產(chǎn)魚糜的魚骨魚皮等下腳料，所述的預(yù)處理優(yōu)選指通過絞肉機(jī)絞碎。
[0025]為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，保證分離得到的蛋白保持較好的凝膠特性，所述的魚肉勻漿及酸性魚肉勻漿超聲處理前可先放置于鹽冰水浴中降溫至0°c，以防止超聲過程中勻漿體系溫度升高5°c以上，影響其凝膠特性。
[0026]本發(fā)明方法利用高強(qiáng)度超聲輔助在較緩和的酸性條件下即實(shí)現(xiàn)蛋白的較高溶解度，與常規(guī)的技術(shù)相比大大節(jié)省了提取過程中使用的酸液和堿液量，同時(shí)保持了分離蛋白的良好凝膠特性。
[0027]本發(fā)明利用超聲輔助酸性溶解的方法使低值水產(chǎn)原料溶解后于等電點(diǎn)的溶解度大幅降低，并且等電點(diǎn)處肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白這兩種重要肌原纖維蛋白的含量降至0.5mg/mL以下，這使本發(fā)明產(chǎn)品具有更好的凝膠特性，同時(shí)減少廢水對環(huán)境的污染。
[0028]一種魚糜，通過上述方法制備得到，更優(yōu)選通過對得到的魚肉蛋白中進(jìn)一步加入抗凍劑，以低溫(_18°C )長期保藏。
[0029]本發(fā)明方法制備得到的分離蛋白(魚糜)其蛋白得率最高可達(dá)71%，并且其凝膠強(qiáng)度可達(dá)破斷力300?350g。所述制備得到的分離蛋白優(yōu)選調(diào)節(jié)pH值至中性(pH 7.0)，與抗凍劑混合后低溫(_18°C )可長期保藏。
[0030]本發(fā)明在將分離蛋白沉淀提取后，剩余上清液中所含蛋白可低至1.5mg/mL以下，呈澄清透明狀，此溶液可直接再次使用，大大減少污水排放。
[0031]本發(fā)明對水產(chǎn)原料要求低，無需采肉環(huán)節(jié)，處理過程簡單，產(chǎn)品得率高，可廣泛應(yīng)用于各種不同種類的魚肉。
[0032]本發(fā)明方法可廣泛應(yīng)用于魚肉蛋白的提取等領(lǐng)域中，特別適用于提取羅非魚肉蛋白。
[0033]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0034]本發(fā)明的高得率低排污的酸溶提取魚肉蛋白方法，克服了常規(guī)方法中需要較極端酸性(pH 2.5)條件才能得到較高蛋白溶解度的不足，通過利用低頻(15?40kHz)但高功率的超聲波在酸溶條件下處理，發(fā)揮超聲的空化與微射流效應(yīng)，使酸性條件下膨脹的肌原纖維結(jié)構(gòu)更為徹底的崩潰，釋放出肌原纖維蛋白，在較為緩和的酸性條件下(pH 3.0?4.0)即可以實(shí)現(xiàn)較高蛋白溶解度，因而相對于常規(guī)工藝，可節(jié)省最多達(dá)54.3%的酸液量以及調(diào)等電點(diǎn)對應(yīng)的堿液量。同時(shí)由于超聲促進(jìn)了魚肉蛋白的分散性，所得到的魚糜在凝膠化過程中，更容易發(fā)生蛋白間的疏水作用，提高凝膠破斷力和變形度，改善后續(xù)產(chǎn)品品質(zhì)。
[0035]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0036](I)本發(fā)明方法以經(jīng)過簡單處理(如去內(nèi)臟)的魚肉(可帶骨、皮)或者生產(chǎn)魚糜的魚骨魚皮等下腳料為原材料，提高了淡水魚資源的利用；
[0037](2)本發(fā)明采用較為緩和的酸性條件即可得到較高的蛋白得率，大大節(jié)省了酸液(54.3% )的使用，減少化學(xué)試劑的使用，有利于環(huán)保；
[0038](3)本發(fā)明方法所產(chǎn)生的廢水中蛋白含量低至1.5mg/mL，可多次循環(huán)利用，大大節(jié)省了水資源，同時(shí)減小廢水排放對環(huán)境帶來的壓力；
[0039](4)本發(fā)明方法所得魚肉蛋白中，肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白的比例高于堿溶條件下的分離蛋白，凝膠變形度更好；
[0040](5)與常規(guī)方法相比，本發(fā)明方法制備得到的魚糜能夠形成具有更強(qiáng)破斷力的凝膠，使后續(xù)魚糜類食品彈性更好，改善口感。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合實(shí)施