專利名稱：膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好包裝膜的開發(fā)領(lǐng)域，具體地說涉及利用魚骨、魚皮、魚鱗 以及魚筋等魚類加工下腳料為原料的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，我國水產(chǎn)品總產(chǎn)量已經(jīng)超過5000萬噸，在魚類水產(chǎn)品加工過程尤其是冷凍 魚片生產(chǎn)和魚糜加工過程中，一般會產(chǎn)生大量包括魚頭、魚骨、魚皮、魚鱗等下腳料，其重量 約占原料魚的40% -55%。而且，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和海洋捕撈業(yè)的高速發(fā)展，這些魚類加工 廢棄物也會在逐年上升。目前國內(nèi)外針對這些魚類加工下腳料主要用來生產(chǎn)魚粉、魚骨粉 等低附加值產(chǎn)品，甚至還有一部分類似魚鱗等被作為廢棄物直接丟棄，這樣不僅浪費(fèi)資源， 而且還會給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。此外，食品包裝所使用的材料除了一部分是紙以外，幾乎都 是塑料制品。由于塑料在自然界中不易分解腐爛，焚燒則會產(chǎn)生二惡英等有毒氣體，給生態(tài) 環(huán)境帶來了嚴(yán)重危害。因此，利用魚類水產(chǎn)品加工下腳料生產(chǎn)膠原蛋白可食膜，對減少水產(chǎn) 加工企業(yè)廢棄物的排放，減少塑料包裝材料在食品中的使用，保護(hù)環(huán)境均具有良好的作用?？墒衬?，主要是利用人體能消化吸收的蛋白質(zhì)和淀粉作為基本原料，添加甘油、山 梨糖醇等可食性增塑劑，通過一定的處理工序使之在干燥后形成一種具有一定機(jī)械強(qiáng)度和 選擇透過性的結(jié)構(gòu)致密、可部分替代塑料包裝材料的薄膜。由于可食膜可以與被包裝食品 一起食用，不對食品和環(huán)境造成污染，近年來已經(jīng)成為國內(nèi)外包裝材料的研究熱點(diǎn)并開始 被食品業(yè)界所采用。蛋白質(zhì)自身具有良好成膜能力和營養(yǎng)價值，其中膠原蛋白是可食性包 裝膜中應(yīng)用最廣泛的動物蛋白質(zhì)，但是膠原蛋白的生產(chǎn)原料基本上是豬、牛的皮和骨。近年 來由于瘋牛病、豬口蹄疫的恐慌以及宗教原因等，從水生動物中提取膠原蛋白成為必須，然 而關(guān)于利用魚類膠原生產(chǎn)蛋白膜的報(bào)道還是比較少。章超樺等報(bào)道了一種含有魚皮膠原蛋 白的可食膜及其生產(chǎn)方法(專利號200810029610)，但是在膠原蛋白溶液中添加大豆蛋白 可能會阻礙膠原蛋白間的相互作用導(dǎo)致膜的力學(xué)強(qiáng)度下降，而且對于如何消除魚類膠原蛋 白膜中腥臭味卻沒有報(bào)道。本發(fā)明將在魚骨、魚皮、魚鱗、魚筋等廢棄物進(jìn)行堿液浸泡過程 中，利用酒精和H2O2對其進(jìn)行脫脂、脫腥，并通過控制膠原蛋白浸提的溫度和時間，以及利 用離心去除不溶性雜質(zhì)等方法直接制備膠原蛋白膜，進(jìn)而提高膠原蛋白膜的力學(xué)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，它是以魚骨、魚皮、魚鱗以及 魚筋等魚類加工下腳料為原料，將其制備成膠原蛋白可食膜的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明是一種生產(chǎn)膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，它通過在堿性條件下利用酒精和H2O2 對魚骨、魚皮、魚鱗以及魚筋等魚類加工下腳料進(jìn)行脫脂、脫腥、脫色，在酸性條件下對其進(jìn) 一步脫灰制備粗膠原蛋白，然后通過熱水浸提膠原蛋白，制備成具有良好的機(jī)械強(qiáng)度的膠 原蛋白可食膜。具體工藝步驟是
(1)粗膠原蛋白的提取魚類下腳料用堿性溶液浸泡1天后用清水漂洗至中性、用 酸性溶液攪拌浸泡后用清水漂洗至中性、并攪碎制備成粗膠原蛋白。(2)膜液的調(diào)制將粗 膠原蛋白采用60-10(TC熱水浸提、通過布濾、離心分離去除不溶性物質(zhì)，然后利用蒸餾水調(diào) 制成蛋白質(zhì)含量為2-4%、甘油含量為0.4-1. 6%的膜液。(3)蛋白膜的制備將調(diào)制好的 膜液均勻地倒在有機(jī)硅樹脂框內(nèi)(1. 6kg/m2)，利用恒溫恒濕箱在25°C、相對濕度50%下干 燥約24h后，從有機(jī)硅樹脂上剝離即可獲得透明的膠原蛋白膜。步驟(1)中無色、無腥味的粗膠原蛋白的提取步驟是在堿性條件下對魚類下腳 料進(jìn)行脫脂、脫腥和脫色，在酸性條件下對其脫灰，攪碎制備成粗膠原蛋白。步驟(1)中堿性溶液為0. 05M NaOH-25%酒精-1. 5% H2O2。步驟(1)中堿性溶液的用量為原料的2-5倍，浸泡溫度為4-20°C。步驟(1)中酸性溶液為0-0. 05M鹽酸、檸檬酸或醋酸水溶液。步驟(1)中酸性溶液的用量為原料的5-10倍，浸泡溫度為室溫。步驟(2)中制備膜液時需要通過離心去除不溶性物質(zhì)。步驟(2)中膜液中主要成分為2-4%蛋白質(zhì)、0. 4-1. 6%甘油。步驟(3)中蛋白膜制備時每平方米需要加入約1. 6kg的膜液。由于本發(fā)明在堿性條件下利用有機(jī)溶劑酒精和氧化劑H2O2對魚骨、魚皮、魚鱗以 及魚筋等魚類加工下腳料進(jìn)行浸泡，既可以抑制膠原蛋白膨脹，又可以達(dá)到脫脂、脫腥和脫 色。一般酸水解或酶降解提取法只能獲得小肽膠原蛋白，用其制備膠原蛋白膜機(jī)械強(qiáng)度比 較低，而采用熱水短時間浸提法可以獲得纖維狀的膠原蛋白，制備成的膠原蛋白膜強(qiáng)度比 較高。而且本發(fā)明利用離心去除不溶性雜質(zhì)，還可以進(jìn)一步提高膜的機(jī)械強(qiáng)度、透明度和致 密性。故，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明利用魚類加工下腳料為主要原料，既可以降低可食膜的生產(chǎn)成本，又可 以提高魚類加工下腳料的附加值。2、本發(fā)明制備的膠原蛋白可食膜為無色、無腥臭味，透明度高。3、本發(fā)明制備的膠原蛋白可食膜的機(jī)械強(qiáng)度為25MPa-50MPa，達(dá)到OPP塑料膜的 水平。4、本發(fā)明利用魚類下腳料制備的膠原蛋白膜具有可食性，可減少水產(chǎn)加工企業(yè)廢 棄物的排放，降低塑料包裝膜帶來的環(huán)境污染問題。下面結(jié)合附表和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11、粗膠原蛋白的提取取Ikg鰻魚骨放在5L的0. 05M NaOH-25%酒精-1. 5% H2O2 溶液中，在10°c下攪拌浸泡1天后，用清水?dāng)嚢杵粗林行?；接著?. 5L的0. 05M的鹽酸 對其攪拌浸泡3h后漂洗至中性，過濾，對濾渣進(jìn)行攪碎，制備成粗膠原蛋白。2、膜液的制備在40g攪碎的粗膠原蛋白中加入120ml蒸餾水，于100°C下浸提 lh，用紗布過濾、濾液通過離心去除不溶性雜質(zhì)，利用蒸餾水將獲得的上清液調(diào)制成蛋白質(zhì) 含量為2%、甘油含量為0. 8%，利用脫泡機(jī)進(jìn)行脫泡后制備成可食膜膜液。3、蛋白膜的制備將調(diào)制好的4g膜液均勻倒在5cm X 5cm的有機(jī)硅樹脂框內(nèi)(1. 6kg/m2)，利用恒溫恒濕箱在25°C、相對濕度50%下干燥24h后，從有機(jī)硅樹脂上剝離即 可獲得透明的膠原蛋白可食膜。對制備的蛋白膜的厚度、機(jī)械強(qiáng)度、透光率等指標(biāo)進(jìn)行了測 定，結(jié)果如表2所示。實(shí)施例21、粗膠原蛋白的提取取Ikg鯊魚筋放在3L的0. 05M NaOH-25%酒精-1. 5% H2O2 溶液中，在20°C下攪拌浸泡1天后，用清水?dāng)嚢杵粗林行裕^濾，對濾渣進(jìn)行攪碎，制備成 粗膠原蛋白。2、膜液的制備在40g攪碎的粗膠原蛋白中加入120ml蒸餾水，于80°C下浸提6h， 用紗布過濾、濾液通過離心去除不溶性雜質(zhì)，利用蒸餾水將獲得的上清液調(diào)制成蛋白質(zhì)含 量為3%、甘油含量為0. 6%，利用脫泡機(jī)進(jìn)行脫泡后制備成可食膜膜液。3、蛋白膜的制備制備方法與實(shí)例1相同。并對制備的蛋白膜的厚度、機(jī)械強(qiáng)度、 透光率等指標(biāo)進(jìn)行了測定，結(jié)果如表2所示。實(shí)施例31、粗膠原蛋白的提取取Ikg螄魚骨放在5L的0. 05M NaOH-25%酒精-1. 5% H2O2 溶液中，在4°C下攪拌浸泡1天后，用清水?dāng)嚢杵粗林行裕蝗缓笥肐OL的0. 05M的檸檬酸 攪拌浸泡3h后漂洗至中性，過濾，對濾渣進(jìn)行攪碎，制備成粗膠原蛋白。2、膜液的制備在40g攪碎的粗膠原蛋白中加入120ml蒸餾水，于60°C下浸提6h， 用紗布過濾、濾液通過離心去除不溶性雜質(zhì)，利用蒸餾水將獲得的上清液調(diào)制成蛋白質(zhì)含 量為4%、甘油含量為1. 2%，然后攪拌均勻后利用脫泡機(jī)進(jìn)行脫泡，制備成可食膜膜液。3、蛋白膜的制備制備方法與實(shí)例1相同。并對制備的蛋白膜的厚度、機(jī)械強(qiáng)度、 透光率等指標(biāo)進(jìn)行了測定，結(jié)果如表2所示。實(shí)施例41、粗膠原蛋白的提取取Ikg螄魚骨放在2L的0. 05M Na0H_25%酒精-1. 5% H2O2 溶液中，在15°C下攪拌浸泡1天后，用清水?dāng)嚢杵粗林行?；然后?L的0. 05M的醋酸攪 拌浸泡0. 5后漂洗至中性，過濾，對濾渣進(jìn)行攪碎，制備成粗膠原蛋白。2、膜液的制備在40g攪碎的粗膠原蛋白中加入120ml蒸餾水，于60°C下浸提6h， 用紗布過濾、濾液通過離心去除不溶性雜質(zhì)，利用蒸餾水將獲得的上清液調(diào)制成蛋白質(zhì)含 量為4%、甘油含量為1. 2%，然后攪拌均勻后利用脫泡機(jī)進(jìn)行脫泡，制備成可食膜膜液。3、蛋白膜的制備制備方法與實(shí)例1相同。并對制備的蛋白膜的厚度、機(jī)械強(qiáng)度、 透光率等指標(biāo)進(jìn)行了測定。表1顯示了不同提取條件下獲得的膠原蛋白中氨基酸組分的結(jié)果，由表可知不同 魚類下腳料提取的膠原蛋白中氨基酸組分構(gòu)成幾乎相同，其中甘氨酸占31. 8-34. 0%，羥脯 氨酸和脯氨酸共占約18. 2-19. 9%，體現(xiàn)出膠原蛋白特有的性質(zhì)。在實(shí)施例1、2、3的膜液中 將膠原蛋白含量分別調(diào)制成2%、3%、4%，經(jīng)過24h干燥后獲得的蛋白膜的物理性質(zhì)如表2 所示。由表2可知膜液中的蛋白質(zhì)含量越高，蛋白膜厚度越大，但是蛋白膜的機(jī)械強(qiáng)度和延 伸率與膜液中的蛋白質(zhì)含量卻沒有明顯的相關(guān)性，可能是跟添加的甘油與膠原蛋白間的比 例有關(guān)。蛋白膜的透光率主要用來表達(dá)膜的透明度，透光率的值越大表明膜越透明，由表2 可知本發(fā)明制備的膠原蛋白膜的透明度與OPP塑料膜相近。而且，本發(fā)明制備的膠原蛋白 膜的機(jī)械強(qiáng)度、延伸率可以接近OPP塑料膜，因此可以替代塑料膜作為食品的內(nèi)包裝膜使用。綜上所述，本發(fā)明將魚類下腳料放在含有25%酒精和1. 5% H2O2的堿性溶液中浸 泡12-24h去除非膠原蛋白、脫脂、脫腥，經(jīng)酸性溶液浸泡脫灰后，然后利用熱水浸提、離心 分離獲得的膠原蛋白液調(diào)制成蛋白質(zhì)含量為2-4%、甘油含量為0. 4-1. 6%的膜液，通過攪 拌脫泡、干燥等步驟制備成膠原蛋白膜。本發(fā)明制備的膠原蛋白膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和 透明度，無魚腥味，可與被包裝食品一起食用，對減少水產(chǎn)加工企業(yè)廢棄物的排放，減少塑 料包裝膜在食品中的使用，保護(hù)環(huán)境均具有良好的作用。上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu) 思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。表1魚類下腳料提取的膠原蛋白的氨基酸組成(％ )
權(quán)利要求
一種生產(chǎn)膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于(1)粗膠原蛋白的提取魚類下腳料用2 5倍原料重的堿性溶液浸泡12 24h后用清水漂洗至中性；在室溫下利用5 10倍原料重的酸性溶液攪拌浸泡0 3h后用清水漂洗至中性、并攪碎制備成粗膠原蛋白；(2)膜液的調(diào)制粗膠原蛋白經(jīng)過熱水浸提后、采用布濾、離心分離去除不溶性物質(zhì)，然后利用蒸餾水調(diào)制成蛋白質(zhì)含量為2 4％、甘油含量為0.4 1.6％的膜液；(3)蛋白膜的制備將調(diào)制好的膜液均勻地倒在有機(jī)硅樹脂框內(nèi)，利用恒溫恒濕箱在25℃、相對濕度50％下干燥24h后，從有機(jī)硅樹脂上剝離即可獲得透明的膠原蛋白膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)堿性溶液中 NaOH 為 0. 05M、酒精為 25%, H2O2 為 1. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)中魚類下腳 料在堿性溶液中的浸泡溫度為4-20°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)中酸性溶液 為0-0. 05M鹽酸、檸檬酸或醋酸水溶液中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(2)為粗膠原蛋 白的熱水浸提溫度為60-100°C，浸提時間為l_6h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于為了提高膜的致密性 和透明度，步驟(2)中膜液需要通過離心去除不溶性物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(2)膜液中的主 要成分為2-4%蛋白質(zhì)、0. 4-1. 6%甘油。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(3)中蛋白膜制 備時每平方米需要加入1. 6kg膜液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原蛋白膜的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的魚類下腳料為 魚骨、魚皮、魚鱗或魚筋中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用魚骨、魚皮、魚鱗以及魚筋等魚類加工下腳料生產(chǎn)無腥味膠原蛋白膜的方法，技術(shù)工藝包括將魚骨、魚皮、魚鱗以及魚筋等魚類加工下腳料通過去除非膠原蛋白、脫脂、脫腥、脫灰、攪碎等步驟進(jìn)行處理，在熱水浸提、離心分離獲得的膠原蛋白液中添加增塑劑，通過攪拌脫泡、干燥等步驟制備成膠原蛋白膜。本發(fā)明利用魚類加工下腳料為主要原料，為其綜合利用和產(chǎn)品開發(fā)開辟新途徑；制備的膠原蛋白膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和透明度，無魚腥味，可替代部分塑料包裝膜，可與被包裝食品一起食用，對減少水產(chǎn)加工企業(yè)廢棄物的排放，減少塑料包裝膜在食品中的使用，保護(hù)環(huán)境均具有良好的作用。
文檔編號C08L89/04GK101942204SQ20101028830
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者劉光明, 曹敏杰, 翁武銀, 蘇文金 申請人:集美大學(xué)