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魚鱗膠原蛋白提取及前處理
閱讀：253 發(fā)布時(shí)間：2022-9-20
近年來，淡水魚加工業(yè)隨著我國淡水魚產(chǎn)量的增長而得到了較快的發(fā)展，魚品加工也越來越廣泛。但是，許多淡水魚加工過程僅局限于對魚體肌肉的利用，而對魚鱗等廢棄物的加工利用甚少。每年淡水魚加工業(yè)的廢棄物總量達(dá)到200萬噸以上，其中魚鱗約占15%，即30萬噸。若能合理利用，可有效減少環(huán)境污染，又可提高企業(yè)效益，因此加大對魚鱗含有物質(zhì)的利用，可應(yīng)用多個行業(yè)，其利用價(jià)值巨大，發(fā)展前景廣闊。
魚鱗的結(jié)構(gòu)與組成
魚鱗是魚體與外界接觸的組織，是魚類真皮層的變形物，通常占魚體重量的1%~5%，起保護(hù)魚體免受傷害的作用。
通常魚鱗可分為三種：
(1)板鰓魚所*的木盾鱗；
(2)斜方型、邊緣相聯(lián)的硬鱗；
(3)見的骨鱗，在硬骨魚中最多。
魚鱗主要由蛋白質(zhì)，，羥基磷灰石和組成，其中有機(jī)物占41％一55％，鈣鹽38％～46％。蛋白質(zhì)占總重的70％，主要為膠原蛋白和魚鱗角蛋白。魚鱗膠原蛋白主要為I型膠原。I型膠原蛋白為三股超螺旋結(jié)構(gòu)，即三條多肽鏈每條都向左旋轉(zhuǎn)形成左手螺旋結(jié)構(gòu)，這三條肽鏈再以氫鍵相互結(jié)合形成右手超螺旋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，膠原一般不溶于水和中性鹽溶液、稀酸、稀堿及一般有機(jī)溶劑，溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。
1魚鱗提取膠原蛋白的前處理
在魚鱗的前處理中主要做的是脫鈣，方法主要有酸脫鈣和EDTA脫鈣。
酸脫鈣主要是利用酸和鈣鹽反應(yīng)，從而將鈣鹽溶出。EDTA脫鈣是由于金屬離子能夠與EDTA發(fā)生絡(luò)合，而達(dá)到脫出金屬離子的目的。在酸脫鈣中酸的選擇也較多，現(xiàn)在主要應(yīng)用的是鹽酸、檸檬酸、醋酸、乳酸等。
膠原蛋白的溶出隨酸度的增加而增加；膠原的溶出與酸度呈負(fù)相關(guān)，鹽酸濃度越大，魚鱗中膠原蛋白的水解越少，這點(diǎn)對提取膠原蛋白非常有利。但總的來說，用鹽酸進(jìn)行前處理的方法欠佳，原因是其前處理時(shí)間過長且由大量的腐蝕性物質(zhì)被介入，不利于后期的加工生產(chǎn)。
在魚鱗膠原蛋白提取工藝的優(yōu)化中采用微波輔助檸檬酸脫鈣的方法對魚鱗進(jìn)行前處理，縮短了處理時(shí)間，對膠原蛋白破壞較小，且整個過程中沒有毒害或腐蝕性物質(zhì)的介入，提高了膠原蛋白的安全性。
在鯉魚鱗酸溶性膠原蛋白提取的研究中，發(fā)現(xiàn)在對鯉魚魚鱗前處理前先用Na2CO3其進(jìn)行處理可以提高膠原蛋白的提取率。主要是因?yàn)閴A性物質(zhì)可以起疏松膠原纖維致密結(jié)構(gòu)的作用，從而增大膠原蛋白的提取率。但用Na2CO3處理需要浸泡48h，時(shí)間太長，不利于實(shí)際生產(chǎn)。
魚鱗的結(jié)構(gòu)與組成
魚鱗是魚體與外界接觸的組織，是魚類真皮層的變形物，通常占魚體重量的1%~5%，起保護(hù)魚體免受傷害的作用。
通常魚鱗可分為三種：
(1)板鰓魚所*的木盾鱗；
(2)斜方型、邊緣相聯(lián)的硬鱗；
(3)見的骨鱗，在硬骨魚中最多。
魚鱗主要由蛋白質(zhì)，，羥基磷灰石和組成，其中有機(jī)物占41％一55％，鈣鹽38％～46％。蛋白質(zhì)占總重的70％，主要為膠原蛋白和魚鱗角蛋白。魚鱗膠原蛋白主要為I型膠原。I型膠原蛋白為三股超螺旋結(jié)構(gòu)，即三條多肽鏈每條都向左旋轉(zhuǎn)形成左手螺旋結(jié)構(gòu)，這三條肽鏈再以氫鍵相互結(jié)合形成右手超螺旋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，膠原一般不溶于水和中性鹽溶液、稀酸、稀堿及一般有機(jī)溶劑，溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。
1魚鱗提取膠原蛋白的前處理
在魚鱗的前處理中主要做的是脫鈣，方法主要有酸脫鈣和EDTA脫鈣。
酸脫鈣主要是利用酸和鈣鹽反應(yīng)，從而將鈣鹽溶出。EDTA脫鈣是由于金屬離子能夠與EDTA發(fā)生絡(luò)合，而達(dá)到脫出金屬離子的目的。在酸脫鈣中酸的選擇也較多，現(xiàn)在主要應(yīng)用的是鹽酸、檸檬酸、醋酸、乳酸等。
膠原蛋白的溶出隨酸度的增加而增加；膠原的溶出與酸度呈負(fù)相關(guān)，鹽酸濃度越大，魚鱗中膠原蛋白的水解越少，這點(diǎn)對提取膠原蛋白非常有利。但總的來說，用鹽酸進(jìn)行前處理的方法欠佳，原因是其前處理時(shí)間過長且由大量的腐蝕性物質(zhì)被介入，不利于后期的加工生產(chǎn)。
在魚鱗膠原蛋白提取工藝的優(yōu)化中采用微波輔助檸檬酸脫鈣的方法對魚鱗進(jìn)行前處理，縮短了處理時(shí)間，對膠原蛋白破壞較小，且整個過程中沒有毒害或腐蝕性物質(zhì)的介入，提高了膠原蛋白的安全性。
在鯉魚鱗酸溶性膠原蛋白提取的研究中，發(fā)現(xiàn)在對鯉魚魚鱗前處理前先用Na2CO3其進(jìn)行處理可以提高膠原蛋白的提取率。主要是因?yàn)閴A性物質(zhì)可以起疏松膠原纖維致密結(jié)構(gòu)的作用，從而增大膠原蛋白的提取率。但用Na2CO3處理需要浸泡48h，時(shí)間太長，不利于實(shí)際生產(chǎn)。