專利名稱：通過酶解魚子外皮獲得氨基酸成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨基酸成分的制備方法，該氨基酸成分從鱈魚、鯡魚、鮭魚、鰹魚等的卵巢外皮——魚子外皮中制得，能作為生理活性物質(zhì)或食品營養(yǎng)增強(qiáng)劑。
背景技術(shù)：
目前，水產(chǎn)加工時(shí)產(chǎn)生的廢魚肉、魚皮、魚骨等用來加工魚粉、魚油、畜產(chǎn)飼料和農(nóng)用肥料等，但魚子加工和水產(chǎn)加工產(chǎn)生的魚子外皮幾乎都作為廢物處理。
但是，在魚貝類的利用方法中，將魚貝類高溫處理，使其所含的自身分解酶失活后，利用枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的蛋白分解酶和曲霉菌產(chǎn)生的蛋白分解酶將成分中的蛋白質(zhì)分解成肽氨基酸和游離氨基酸，所得魚貝類提取物有抗?jié)冏饔谩⒁葝u素樣作用和高脂血治愈作用等療效(特公平1-14885號公報(bào))。
另外，目前正在考慮下述方法作為魚皮、魚骨和魚鱗等的利用方法(1)將魚皮、魚骨通過蛋白酶處理等所得的動物膠作為食品原材料(特開平10-276680號公報(bào))；(2)從魚鱗(特開平5-93000號公報(bào))、魚皮(特開2000-50811號公報(bào))中提取的膠原蛋白作為醫(yī)用生物材料或化妝品材料等。
另一方面，最近提出了將明太魚魚子的卵巢膜干燥作為菜肴或下酒菜的辣味干燥食品的方案(特開平10-57016號公報(bào))，但是，從幾乎由纖維蛋白構(gòu)成的卵巢膜的性狀方面考慮，其作為干燥食品的商業(yè)價(jià)值方面尚有疑問。
本發(fā)明人提出了通過將腌汁進(jìn)行酶解處理生產(chǎn)明太魚魚子風(fēng)味的食品調(diào)料，以有效利用先前大量產(chǎn)生的明太魚魚子腌汁的方案(特愿2001-390691號)。該調(diào)料中，腌汁含有由殘留的明太魚魚子及其外皮中的蛋白分解產(chǎn)生的低分子肽和氨基酸成分，還含有為調(diào)味而添加的各種主要天然調(diào)料，有望作為明太魚魚子風(fēng)味的調(diào)料。
然而，在各種魚子產(chǎn)生的魚子外皮的自身利用方面，外皮幾乎全部由肌原纖維蛋白——收縮蛋白(肌球蛋白)構(gòu)成，但尚沒有提出其有效利用的方案。
圖1為實(shí)施例1、比較例和鲅魚提取物的氨基酸組成柱狀圖。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于從鱈魚、鯡魚、鮭魚等的卵巢外皮——魚子外皮酶解其組成蛋白——肌原纖維蛋白(收縮蛋白肌球蛋白)，提取可用作生理活性物質(zhì)或食品營養(yǎng)增強(qiáng)劑等的肽和氨基酸，有效利用目前作為廢物處理的魚子外皮。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人就魚子外皮的有效利用進(jìn)行研究，用臭氧水將魚子外皮進(jìn)行預(yù)處理后，通過酶解其組成蛋白——肌原纖維蛋白，成功提取出可用作生理活性物質(zhì)或食品營養(yǎng)增強(qiáng)劑等的氨基酸成分。
即本發(fā)明提供下述氨基酸和肽的制備方法(1)魚子外皮酶解產(chǎn)生氨基酸和肽的制備方法，其特征在于用臭氧水處理魚子外皮后，用芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis))產(chǎn)生的蛋白分解酶酶解構(gòu)成魚子外皮的肌原纖維蛋白(收縮蛋白)，由此提取氨基酸成分。
(2)魚子外皮酶解產(chǎn)生氨基酸和肽的制備方法，其特征在于用臭氧水處理魚子外皮后，用芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis))產(chǎn)生的蛋白分解酶和絲狀真菌(米曲霉(Aspergillus oryzae))產(chǎn)生的蛋白分解酶酶解構(gòu)成魚子外皮的肌原纖維蛋白(收縮蛋白)，由此提取氨基酸成分。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過魚子外皮酶解產(chǎn)生氨基酸和肽(本說明書中將兩者并稱為氨基酸成分)的制備方法中，用冷水洗凈魚子外皮后，用室溫以下的臭氧水進(jìn)行處理這一步很重要。通過低溫臭氧水的處理，除去已粘附的細(xì)菌并脫脂，還防止組成蛋白——肌原纖維蛋白(收縮蛋白肌球蛋白)的變質(zhì)。其結(jié)果是后續(xù)步驟中的酶解反應(yīng)充分進(jìn)行，含有高營養(yǎng)價(jià)值氨基酸成分的溶液在濃縮、干燥后，無需特別精制即可得到能作為食品營養(yǎng)增強(qiáng)劑等的氨基酸成分的粉末。
臭氧水處理方法如下將洗凈、脫水后的魚子外皮放入冷水槽中，在室溫以下從臭氧發(fā)生裝置通入0.2～10ppm/L濃度的臭氧，攪拌5～30分鐘。魚子外皮以分散狀態(tài)存在于臭氧處理液中，為了除去溶解在該處理液中的臭氧，攪拌加熱至酶反應(yīng)溫度35～50℃附近。除去臭氧后，用芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌)產(chǎn)生的蛋白分解酶酶解收縮蛋白(肌球蛋白)。將分解液直接加熱至80℃以上，或者將分解液中的酶加熱至80℃以上，攪拌15分鐘以上使酶失活后，用絲狀真菌(米曲霉)產(chǎn)生的蛋白分解酶酶解處理成低分子和酶解處理其它種類的魚子蛋白產(chǎn)生的苦味或氨基酸臭味等。上述兩種酶處理的條件大致相同，酶相對魚子外皮的用量為0.02～0.2％重量，在攪拌和35～55℃下處理2～5小時(shí)。
酶處理完畢后，使處理液中的酶失活，用800目的濾網(wǎng)離心分離除去固體物，再用超濾法除去膠體雜質(zhì)。根據(jù)用途，可以將所得的含有氨基酸成分的濾液保持原狀態(tài)，或濃縮到適當(dāng)濃度后在液體狀態(tài)下使用。當(dāng)需要獲得氨基酸成分的粉末形式時(shí)，將濾液用常壓干燥、減壓干燥、噴霧干燥或冷凍干燥等方法干燥，從盡量避免成分分解的角度出發(fā)，優(yōu)選迅速除去水分。減壓干燥法或噴霧干燥法較為合適，干燥溫度優(yōu)選130℃以下，高于該溫度則引起有效成分的分解和質(zhì)量下降，更優(yōu)選70～130℃。
由通過上述減壓干燥或噴霧干燥所得的氨基酸成分組成的粉末含有肽和各種氨基酸，當(dāng)?shù)鞍追纸饷柑貏e是芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌)產(chǎn)生的蛋白分解酶用量少(0.05％重量以下)時(shí)，能得到含肽較多的氨基酸成分。這樣所得的氨基酸成分能作為健康輔助食品等使用，能用作為各種食品營養(yǎng)增強(qiáng)劑的輔助添加劑。另外，含肽較多的氨基酸成分具有ACE(AngiotensinConverting Enzyme)抑制活性。
另外，可以往本發(fā)明的氨基酸成分中加入對人體無害的糊精等穩(wěn)定劑或維生素、礦物質(zhì)等，提高營養(yǎng)價(jià)值。根據(jù)需要，也可以加入公知的食品造粒劑制成顆粒等。
下面列舉實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例實(shí)施例1將5kg除去卵粒的明太魚魚子外皮在洗滌槽中用20L冷水洗滌3次，用籠型離心脫水裝置脫水。將1.5kg脫水魚子外皮和4.5L冷水加入到酶解槽(5L)中，在攪拌條件下從臭氧發(fā)生裝置((株)ジャ-ル·400型)通入0.5ppm/L濃度的臭氧，在10℃左右的臭氧水中處理10分鐘后，為除去溶在其中的臭氧，攪拌加熱至酶反應(yīng)溫度附近。然后，為了在45℃左右分解肌原纖維蛋白——收縮蛋白(肌球蛋白)，往上述處理液中加入芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌)產(chǎn)生的蛋白分解酶(YAKULT藥品·ァロァ-ゼAP-10)，添加量為干燥魚子外皮的0.2％重量，攪拌處理約2.5小時(shí)，分解收縮蛋白(肌球蛋白)。
進(jìn)一步地，往上述分解液中加入絲狀真菌(米曲霉)產(chǎn)生的蛋白分解酶(YAKULT藥品·ァロァ-ゼNP-2)，添加量為干燥魚子外皮的0.2％重量，在相同溫度下攪拌處理相同時(shí)間，分解除去魚子外皮所帶有的由魚肉蛋白等產(chǎn)生的苦味成分或氨基酸臭味等，處理成低分子。
用上述兩種蛋白分解酶進(jìn)行酶解后，將處理液加熱至液溫為80℃，使殘留的酶失活并進(jìn)行滅菌處理。
每隔一段時(shí)間用計(jì)量泵往噴霧干燥裝置中加入200mL經(jīng)失活處理的分解液(液溫60℃)，在干燥入口熱風(fēng)溫度為130℃、干燥出口熱風(fēng)溫度為70℃的條件下干燥，得含水量低于7％的由來自干燥魚子外皮的各種氨基酸成分組成的粉末。
參考例用75℃的溫水進(jìn)行15分鐘預(yù)處理，以此代替實(shí)施例中的臭氧處理，其它與實(shí)施例1同樣進(jìn)行酶處理，得含水量低于7％的含有來自魚子外皮的各種氨基酸的粉末。
上述實(shí)施例和參考例中所得氨基酸成分和特公平1-14885號公報(bào)中記載的鲅魚提取物中的氨基酸組成分析結(jié)果如表1所示，作圖如圖1所示。
表1
注*為必需氨基酸。
由表1和圖1可知，實(shí)施例1所得的氨基酸成分由17種氨基酸組成，特別是必需氨基酸(7種)的含量明顯高于參考例和鲅魚提取物。必需氨基酸的含量高表明通過臭氧處理抑制了蛋白質(zhì)的變質(zhì)或分解，而且蛋白質(zhì)在酶的作用下幾乎完全分解。相反，參考例和鲅魚提取物中氨基酸的含量低可能是因70℃以上的熱處理導(dǎo)致蛋白質(zhì)變質(zhì)而引起的。
實(shí)施例2將40kg魚子外皮水洗、干燥后，用臭氧冷卻水(水溫10℃，臭氧濃度5ppm)進(jìn)行殺菌處理，按實(shí)施例1記載的方法加入芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌)產(chǎn)生的魚肉蛋白分解酶(YAKULT藥品·ァロァ-ゼAP-10)，添加量為干燥魚子外皮的0.03％重量，攪拌處理3小時(shí)以分解肌原纖維蛋白(肌球蛋白、肌纖蛋白)。將分解液在85℃處理15分鐘使酶失活。
進(jìn)一步地，為了進(jìn)行低分子化和分解其它種類的魚子蛋白產(chǎn)生的苦味或氨基酸臭味，按實(shí)施例1記載的方法，往上述酶失活分解液中加入絲狀真菌(米曲霉)產(chǎn)生的蛋白分解酶(YAKULT藥品·ァロァ-ゼNP-2)，添加量為干燥魚子外皮的0.03％重量，分解處理3小時(shí)后同樣進(jìn)行酶失活處理，得含有魚子外皮肽的氨基酸成分提取分解溶液100L。
用超速離心機(jī)((株)KOKUSAN·シャ-プレスS·NO6型·15000rpm)除去上述提取分解溶液中的微粒子后，用超濾膜((株)日東電工·NTU-3250)過濾，得到含有氨基酸成分的溶液，該氨基酸成分含有分子量低于6000的肽。在65℃用真空減壓濃縮裝置將上述溶液濃縮至40L。
用噴霧干燥器((株)坂本技研·DA2SW)干燥濃縮液，得到含水量約為4％的干燥物約3.6kg(平均粒度為50μ)。過濾原液和超濾液的氨基酸成分分析結(jié)果如表2所示。
表2
測定(Lieberman變法)含有來自上述魚子外皮的肽和氨基酸的過濾原液和超濾液的ACE抑制活性，結(jié)果表明其ACE抑制活性與來自沙丁魚的血管緊張素I轉(zhuǎn)化酶抑制肽(文獻(xiàn)日本食品工業(yè)學(xué)會誌第40卷第11號)大致相同。
(ACE抑制活性)文獻(xiàn)值0.754(mg蛋白質(zhì)/mL)過濾原液0.87(mg蛋白質(zhì)/mL)(M.W.＜6000)超濾液1.17(mg蛋白質(zhì)/mL)
發(fā)明效果如上述說明，含有本發(fā)明氨基酸成分的魚子外皮酶解液或從該分解液所得的魚子外皮粉是由氨基酸成分組成的物質(zhì)，特別是必需氨基酸的含量較高，這對用作機(jī)能性營養(yǎng)輔助食品尤為有利。另外，發(fā)現(xiàn)含肽較多的氨基酸成分有ACE抑制活性。
因此，本發(fā)明有效利用目前作為產(chǎn)業(yè)廢棄物處理的魚子外皮，這對減少環(huán)境污染也極為有利。
權(quán)利要求
1.氨基酸和肽的制備方法，其特征在于用芽孢桿菌屬細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白分解酶酶解經(jīng)臭氧水處理過的魚子外皮中構(gòu)成魚子外皮的收縮蛋白。
2.氨基酸和肽的制備方法，其特征在于用芽孢桿菌屬細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白分解酶和絲狀真菌產(chǎn)生的蛋白分解酶酶解經(jīng)臭氧水處理過的魚子外皮中構(gòu)成魚子外皮的收縮蛋白。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于從各種魚子的魚子外皮酶解其組成蛋白，由此提取氨基酸成分并有效利用。在室溫以下用臭氧水處理經(jīng)冷水洗凈過的魚子外皮，用芽孢桿菌屬細(xì)菌(枯草芽孢桿菌)產(chǎn)生的蛋白分解酶使其分解，或進(jìn)一步用絲狀真菌(米曲霉)產(chǎn)生的蛋白分解酶進(jìn)行處理，使魚子外皮中肌原纖維蛋白(收縮蛋白肌球蛋白)分解后，將分解液濃縮、干燥，由魚子外皮制備能用作食品營養(yǎng)增強(qiáng)劑的氨基酸和肽。
文檔編號C12P13/04GK1475575SQ03148699
公開日2004年2月18日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月20日
發(fā)明者小高邦彥 申請人:有限會社富士生物研究所