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从鱿鱼皮中回收胶原蛋白

刘成初博士 秦玉清,硕士 王枣教授

产品可用于医疗保健,化妆品,其他行业

胶原
鱿鱼皮通常在食用地幔加工过程中被浪费掉,会产生高水平的蛋白质和胶原蛋白。

胶原蛋白是一种主要但简单的结构蛋白,可增强肌腱并帮助支撑内部器官和皮肤。它是皮肤,骨骼,肌腱,软骨,血管和牙齿的主要纤维元素,并且包含存在于所有多细胞生物中的纤维蛋白家族。胶原蛋白及其水解产物含有大量的甘氨酸,脯氨酸,羟脯氨酸和一些生物活性肽,被广泛用于医疗,保健,食品加工,化妆品和其他行业。

资料来源

胶原蛋白来源通常包括家畜皮肤的结缔组织,但是海洋动物(如鱼,水母和鱿鱼)也含有大量胶原蛋白。此外,即使在低温下,来自鱼皮等来源的胶原蛋白也可以溶解在中性盐溶液中。

鱿鱼皮是中国商业渔业产品加工中最常见的废物之一。它含有高水平的蛋白质,尤其是胶原蛋白,可以被用作胶原蛋白的来源。

中国研究

在上海水产大学的一项最新研究中,作者从中国上海水产合作社收集的鱿鱼皮中机械分离了皮,并将其冷冻在零下-18摄氏度进行进一步处理。将皮切碎并用蒸馏水匀浆。调节pH后,将混合物与蛋白酶一起温育。

水解后,将混合物在沸水中加热10分钟以终止反应并离心。然后确定所收集的上清液的羟脯氨酸和胶原蛋白的回收率或冻干。

分析

按照标准分析程序确定水分,粗蛋白,脂质和灰分的含量。进行水溶性,碱溶性,酸溶性和热水可溶氮的分馏。在将样品在6正盐酸中于110℃水解18小时后,测量氨基酸。

胶原蛋白含量是通过蛋白质的酸水解,然后测量羟脯氨酸含量来估算的。由羟脯氨酸的含量乘以14.1的转换因子来计算胶原蛋白。

最接近的成分数据显示,鱿鱼皮的干重为78.6%蛋白质,5.8%脂质,3.4%灰分和11.9%糖。在总氮值中,水溶性氮和碱溶氮仅占5.2%。不溶性氮为94.8%,包括52.4%的酸溶性氮和34.2%的热水可溶氮,假定是来源于胶原蛋白。

胶原蛋白恢复

为了恢复有用的成分,在鱿鱼皮上用蛋白酶处理-包括胃蛋白酶,木瓜蛋白酶,胰酶和胰蛋白酶-在5至50摄氏度之间以5度为间隔的温度下进行处理。经过蛋白水解和离心分离后,分离出透明提取物,并比较了胶原蛋白的回收率。

结果显示,用胃蛋白酶(5摄氏度,pH 2.0,72小时)和胰蛋白酶(50摄氏度,pH 6.5,6小时)治疗可产生最高的胶原蛋白回收率(95%)。此外,鱿鱼皮中的胶原蛋白还可以通过热水萃取有效地回收。用沸水(100摄氏度,六小时)处理的回收率为90.3%。

基于感官评价,胃蛋白酶水解后获得的提取物在气味,颜色,味道和总体偏好方面是最可接受的。该结果表明,通过胃蛋白酶从鱿鱼皮中回收的提取物比通过胰蛋白酶或热水提取获得的提取物具有更大的人类消费潜力,所述提取物具有浓重的褐色和苦味。

氨基酸

使用胃蛋白酶从鱿鱼皮中回收的酶促粗提物通过冻干进行干燥,并测定其氨基酸组成。结果显示100克干燥产品中包含4.99克羟脯氨酸,等于70.5克胶原。另外,该产品含有高含量  (每100克76.76克,表1)氨基酸,包括甘氨酸,谷氨酸,天冬氨酸,精氨酸和脯氨酸。

刘,产品氨基酸含量,表1

氨基酸内容
(克/ 100克)
氨基酸内容
(克/ 100克)
天冬氨酸6.96蛋氨酸1.88
苏氨酸2.54异亮氨酸2.14
丝氨酸2.51亮氨酸3.85
谷氨酸10.00酪氨酸1.41
脯氨酸6.23苯丙氨酸1.98
甘氨酸12.74赖氨酸3.26
丙氨酸4.92组氨酸1.23
胱氨酸0.56精氨酸6.79
缬氨酸2.77羟脯氨酸4.99
表1.从鱿鱼皮中回收的产品的氨基酸含量

 

作者的进一步研究表明,从鱿鱼皮肤中分离出的胶原蛋白可以表征为I型胶原蛋白。该产物的特性粘度值为13.9dl / g,表明尽管用胃蛋白酶处理,但鱿鱼皮肤中的胶原蛋白由三链组成。

结论

在一项从鱿鱼皮肤中提取胶原蛋白的研究中,胃蛋白酶治疗可恢复皮肤中95%的胶原蛋白。所获得的提取物具有透明的着色。冻干后,干燥的产品富含氨基酸,并含有70.5%的胶原蛋白。

(编辑’注意:本文最初发表于2003年10月的 全球水产养殖倡导者


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