一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法，其特点是将鱼类加工下脚料皮进行脱脂、脱色、去除杂蛋白处理，然后利用酸法提取胶原；通过离心、透析纯化后得到纯净鱼皮胶原，离心后残渣用于制备明胶；最后将鱼皮胶原溶液和明胶溶液进行共混干燥，得到鱼皮胶原膜。充分利用了提取胶原后的残渣，不会产生二次污染，有利于保护环境；制备胶原膜工艺中未引入外源物质，安全风险较低；制备的膜具有良好的透明度和机械强度，能够应用于食用包装材料或可食性食品包装材料领域。

Method for preparing natural collagen film by using fish processing leftover skin

The invention discloses a method for preparing natural collagen membrane with fish processing waste leather, which is characterized by the fish offal skin degreasing, bleaching, removing protein, and collagen was extracted by acid method; to get pure raw fish glue by centrifugation and dialysis after purification, after centrifugation residue was used for the preparation of gelatin; the fish skin collagen solution and gelatin solution blending dry skin collagen film. Make full use of the residue after extraction of collagen, will not have two pollution, to protect the environment; the preparation of collagen membrane without introducing exogenous substances in the process of safety risk is low; the membrane has good transparency and mechanical strength, can be used in food packaging material or the field of edible food packaging materials.

【技术实现步骤摘要】
一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法
本专利技术涉及一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法，属于食品加工

技术介绍
随着生活水平的提高，对于环保问题的关注越来越多，包装材料的大量使用引起的污染问题也受到了人们的重视。传统的包装材料通常由塑料或者纸制品制成，存在着不易降解、不能食用和安全性的问题，利用胶原或者明胶的成膜性能和可生物降解的特性，将其制成绿色包装材料如胶原肠衣的研究越来越多，扩展了胶原在食品领域的应用。近年来，随着鱼类养殖技术和规模的提高，水产加工业发展迅速，中国水产品总产量超过6000万吨，位居全球第一，在鱼产品加工过程中会产生大量的头、鳞片、骨和皮等下脚料，约占总量的40～50％，如果将其将废弃物丢弃或者加工成饲料、肥料等低附加值产品使用，会造成资源的浪费，同时会产生一定的环境污染。使用鱼皮作为胶原和明胶提取的原料，和陆生动物胶原相比具有更高的安全性并且可以避免一些穆斯林等人群的宗教禁忌，提升鱼皮材料附加值的同时避免环境污染，具有更广的应用范围。目前关于鱼皮胶原膜制备的研究，有以下两种方式：(1)利用鱼皮制备得到明胶，直接干燥成膜或者添加其他外源物质(如多糖、无机物、蛋白、纳米材料等)对明胶进行改性后，得到明胶膜。中国专利CN101341977A公布了一种含有鱼皮胶原蛋白的可食膜及其生产方法，通过酸碱二元法处理鱼皮去除非胶原蛋白及色素，采用热水(55～75℃)浸提鱼皮得到鱼皮胶原蛋白液，然后与大豆蛋白及甘油共混干燥制备鱼皮胶原膜。中国专利101942204A公开了一种胶原蛋白膜的生产方法，将鱼骨、鱼皮、鱼鳞及鱼筋等鱼类加工下脚料脱脂、脱腥、脱灰、去除非胶原蛋白等步骤处理后使用热水(60～100℃)浸提、提纯后得到胶原蛋白液，然后加入甘油共混干燥后得到胶原蛋白膜。中国专利105348819A公开了从罗非鱼皮中提取明胶然后加入戊二醛和海藻酸钠进行改性，然后干燥后得到胶原蛋白膜。然而，在这些研究中较高温度的处理得到的是胶原蛋白液已经发生变性，分子量和天然胶原蛋白分子相比大大降低，天然胶原的三螺旋结构被破坏，得到的膜实际上不能称之为胶原膜而是明胶膜。而纯明胶膜质脆易碎，和未变性胶原蛋白形成的膜相比力学性能差。通过添加改性剂能够改善明胶膜的性能。同时，外源物质的引入可能对于可食用包装膜的使用存在安全风险。(2)通过鱼皮制备得到未变性的天然胶原蛋白，然后干燥成膜或者添加外源物质(如戊二醛、TG酶等)对其进行改性后成膜。如Tang等人(LanlanTang,ShulinChen,WenjinSu,WuyinWeng,KzafumiOsako,MunehikoTanaka.Physicochemicalpropertiesandfilm-formingabilityoffishskincollagenextractedfromdifferentfreshwaterspecies,ProcessBiochemistry50(2015)148-155)通过去除杂蛋白、脱脂、纯化等处理后，用0.5mol/L醋酸从罗非鱼、草鱼和银鲤鱼皮中分离出胶原蛋白，然后将20％的甘油溶液加入到10mg/mL的胶原溶液在25℃，50％湿度条件下干燥，得到鱼皮胶原膜。Elango等人(JeevithanElango,YongshiBu,BaoBin,JeyasekaranGeevaretnam,JeyaShakilaRobinson,WenhuiWu.Effectofchemicalandbiologicalcross-linkersonmechanicalandfunctionalpropertiesofsharkcatfishskincollagenfilms,FoodBioscience17(2017)42-51)对巨型鲶鱼皮脱脂和去除非胶原蛋白处理后，用0.5mol/L醋酸提取纯化得到胶原蛋白，然后通过甘油、戊二醛、六亚甲基二异氰酸酯、TG酶、卡拉胶对胶原进行改性后干燥制备得到鱼皮胶原膜。通过此种方法制备的胶原蛋白未发生变性，然而在胶原的提取过程中会产生大量未被酸溶解的鱼皮残渣，这些鱼皮残渣没有被充分利用，会造成了资源的二次浪费，还会产生环保问题。此外，鱼皮中含有较多的色素，会导致制备的胶原膜含有颜色，影响其应用。交联剂等外源物质的引入可能对于可食用包装膜的使用存在安全风险。利用鱼皮制备胶原膜作为可食用包装材料存在着鱼皮材料利用不完全会造成二次污染；明胶已经发生变性失去了天然胶原稳定的三螺旋结构，用其制备的膜质脆；外源物质的引入会引起安全风险等问题。因此，开发一种充分利用鱼皮的纯净胶原膜对拓展鱼皮材料的应用和降低环境污染有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法，其特点是以淡水鱼类加工下脚料皮为原料，通过酸法提取未变性天然胶原蛋白，热提法提取鱼皮明胶，再将两种材料共混制备鱼皮胶原膜，制备得到的鱼皮胶原膜能够被生物降解，降低环境污染，实现了对鱼皮材料的充分利用，提升鱼皮材料的应用。本专利技术的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法包括以下步骤：(1)鱼皮原料预处理将新鲜鱼皮去除鳞片、表面粘液、皮下组织，洗净沥干后将鱼皮剪成0.2×0.2cm的小块，置于料液比为1∶10～30(w/v)，质量浓度为5～10％的碳酸氢钠或碳酸钠溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗，置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为10～15％的异丙醇溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗，置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为3～6％的非离子脱脂剂AXAUTAP或AXAUT-50溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗；(2)脱色处理将步骤(1)中所得的鱼皮置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为0.5～4％，pH为10～12的过氧化氢溶液中搅拌12～24h，每隔8～12h换一次液，蒸馏水洗；(3)去除杂蛋白将步骤(2)所得鱼皮加入料液比为1∶10～30(w/v)，pH为7.5，0.05～0.2mol/L的Tris-HCl缓冲溶液中搅拌12～24h，每隔8～12h换一次液，蒸馏水清洗；(4)未变性天然胶原的提取及明胶的制备将步骤(3)所得鱼皮置于料液比为1∶20～50(w/v)，浓度为0.1～0.5mol/L酸溶液中，在冰水浴下搅拌提取48～72h，获得未变性鱼皮胶原溶液，用8000～20000rpm冷冻高速离心机分离，上清液加入氯化钠至最终浓度为0.7mol/L，离心取沉淀用0.5mol/L醋酸溶解，透析冷冻干燥后得到鱼皮胶原；未被酸溶解的鱼皮残渣用1∶10～30(w/v)去离子水在温度40～50℃提取12～24h，干燥后得到鱼皮明胶；(5)鱼皮胶原膜的制备将步骤(4)所得鱼皮胶原溶解在0.01mol/L的醋酸得到鱼皮胶原溶液，明胶粉末加入去离子水在温度20～30℃下溶解得到鱼皮明胶溶液，然后将鱼皮胶原溶液和明胶溶液混合，置于室温条件下成膜，得到鱼皮胶原膜。所述鱼皮为新鲜的淡水草本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)鱼皮原料预处理将新鲜鱼皮去除鳞片、表面粘液、皮下组织，洗净沥干后将鱼皮剪成0.2×0.2cm的小块，置于料液比为1∶10～30(w/v)，质量浓度为5～10％的碳酸氢钠或碳酸钠溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗，置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为10～15％的异丙醇溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗，置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为3～6％的非离子脱脂剂AXAUT AP或AXAUT‑50溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗；(2)脱色处理将步骤(1)中所得的鱼皮置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为0.5～4％，pH为10～12的过氧化氢溶液中搅拌12～24h，每隔8～12h换一次液，蒸馏水洗；(3)去除杂蛋白将步骤(2)所得鱼皮加入料液比为1∶10～30(w/v)，pH为7.5，0.05～0.2mol/L的Tris‑HCl缓冲溶液中搅拌12～24h，每隔8～12h换一次液，蒸馏水清洗；(4)未变性天然胶原的提取及明胶的制备将步骤(3)所得鱼皮置于料液比为1∶20～50(w/v)，浓度为0.1～0.5mol/L酸溶液中，在冰水浴下搅拌提取48～72h，获得未变性鱼皮胶原溶液，用8000～20000rpm冷冻高速离心机分离，上清液加入氯化钠至最终浓度为0.7mol/L，离心取沉淀用0.5mol/L醋酸溶解，透析冷冻干燥后得到鱼皮胶原；未被酸溶解的鱼皮残渣用1∶10～30(w/v)去离子水在温度40～50℃提取12～24h，干燥后得到鱼皮明胶；(5)鱼皮胶原膜的制备将步骤(4)所得鱼皮胶原溶解在0.01mol/L的醋酸得到鱼皮胶原溶液，明胶粉末在温度20～30℃溶解在去离子水中得到鱼皮明胶溶液，然后将鱼皮胶原溶液和明胶溶液混合，置于室温条件下成膜，得到鱼皮胶原膜。...

【技术特征摘要】
1.一种利用鱼加工下脚料皮制备天然胶原膜的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)鱼皮原料预处理将新鲜鱼皮去除鳞片、表面粘液、皮下组织，洗净沥干后将鱼皮剪成0.2×0.2cm的小块，置于料液比为1∶10～30(w/v)，质量浓度为5～10％的碳酸氢钠或碳酸钠溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗，置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为10～15％的异丙醇溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗，置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为3～6％的非离子脱脂剂AXAUTAP或AXAUT-50溶液中搅拌24～48h，每隔8～12h换一次液，温度20～40℃水洗；(2)脱色处理将步骤(1)中所得的鱼皮置于料液比为1∶10～30(w/v)，体积浓度为0.5～4％，pH为10～12的过氧化氢溶液中搅拌12～24h，每隔8～12h换一次液，蒸馏水洗；(3)去除杂蛋白将步骤(2)所得鱼皮加入料液比为1∶10～30(w/v)，pH为7.5，0.05～0.2mol/L的Tris-HCl缓冲溶液中搅拌12～24h，每隔8～12h换一次液，蒸馏水清洗；(4)未变性天然胶原的提取及明胶的制备将步骤(3)所得鱼皮置于料液比为1∶20～50(w/v)，浓度为0.1～0.5mol/L酸溶液中，在冰水浴下搅拌提取48～72h，获得未变性鱼皮胶原溶液，用8000～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国英，沈里瑞，邓依，刘文涛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51