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罗非鱼皮明胶的制备及性质研究.pdf

罗非鱼皮明胶的制备及性质研究.pdf

上传者: sili 2012-06-28 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《罗非鱼皮明胶的制备及性质研究pdf》,可适用于人文社科领域,主题内容包含明胶是一种重要的天然高分子物质含有除色氨酸以外的几乎所有必须氨基酸。明胶是动物体结缔组织(如皮、骨、腰等富含胶原的组织)经预处理转化再经适当温度提取符等。

明胶是一种重要的天然高分子物质含有除色氨酸以外的几乎所有必须氨基酸。明胶是动物体结缔组织(如皮、骨、腰等富含胶原的组织)经预处理转化再经适当温度提取出水溶性、能凝冻的一类物质的总称。根据提取的方法和工艺的不同相对分子质量有较大差别相对分子质量自万至万不等[]。另外明胶具有水溶性高分子所特有的增稠性和对生物组织的高安全性等特点可作为胶凝剂、稳定剂、乳化剂、增稠剂、发泡剂、粘合剂、粘结剂、澄清剂等[]。由于明胶具有以上许多优良的物理性质因而它在食品制造上得以广泛的应用充分利用明胶的固有特性可以生产出质量上乘的食品。罗非鱼(tilapia)又称非洲鲫鱼属鲈形目、丽鱼科。该属共有多个品种已被养殖的约有种具有生长快食物杂抗逆性强繁殖快肉质好易养殖产量高等特点是联合国粮农组织在世界推广养殖的一种淡水和半咸水鱼类产量逐年增加。罗非鱼的加工产品主要有冻鱼片和冻全鱼两大类其副产物为鱼皮、鱼头、鱼骨等。这些副产物除小部分被用于生产饲料外大部分被丢弃造成了污染和浪费。据统计我国每年罗非鱼的副产物总量达到万t以上[]。因此如果能从这些副产物中提取明胶加以利用则既可促进淡水鱼加工副产物的综合利用同时又能为胶原蛋白的生产和加工利用提供丰富的原料可带来巨大的经济效益。材料与方法实验材料原料罗非鱼皮由浙江省兴业集团有限公司提供原料为干制鱼皮于常温干燥处储存备用。主要仪器低速大容量离心机电热恒温鼓风干燥箱电热恒温液浴锅SB型旋转蒸发仪奥氏黏度计分光光度计精密pH计日立氨基酸自动分析仪。实验方法与步骤罗非鱼鱼皮基本组成成分测定取罗非鱼鱼皮干进行水分(直接干燥法)、灰分(高温炉灼烧法测定)、粗脂肪(索氏抽提法)、粗蛋白(微量凯氏定氮法)的测定。罗非鱼鱼皮明胶提取的工艺流程干鱼皮溶胀剪碎浸碱水洗至中性浸酸水洗至中性提胶抽滤离心浓缩冷冻干燥明胶成品本工艺流程在鱼皮预处理、浸碱、浸酸过程中的操作温度均为。()操作要点取一定量的鱼皮称重后用蒸馏水浸泡h使鱼皮尽量溶胀用纱布滤出水后剪碎用一定浓度的NaOH溶液(料液比)浸泡去除可溶性蛋白和色罗非鱼皮明胶的制备及性质研究*于洋方旭波(浙江海洋学院食品与药学学院、医学院舟山)*基金项目:浙江省科技厅项目(C)浙江省新苗人才计划项目(RG)。作者简介:于洋(~)女内蒙古呼伦贝尔人本科研究方向:功能性食品研究与开发。通讯作者:方旭波摘要:以干燥的罗非鱼鱼皮为原料经脱色溶胀后热水熬胶来制备明胶通过正交实验法对罗非鱼鱼皮明胶的提取工艺进行优化并分别对明胶黏度、吸水性、保水性、等电点和氨基酸组成进行了测定。结果表明鱼皮明胶最佳提取工艺为氢氧化钠浓度%浸泡h盐酸的浓度为%浸泡h时熬胶温度在时间为h提取率为%。关键词:罗非鱼鱼皮明胶提取率中国食物与营养FoodandNutritioninChinaNo年第期素等杂质水洗至中性后加入一定浓度HCl(料液比)浸泡疏松鱼皮组织使鱼皮继续溶胀同时除去矿物质经处理后的鱼皮颜色变白体积膨胀且具有较高的弹性将残渣水洗至中性然后进行水浴熬胶真空抽滤后离心取上清液浓缩真空冷冻干燥后即得成品。()明胶提取率的计算明胶提取率(%)=干燥后明胶总质量(g)/干燥的罗非鱼鱼皮质量(g)%(以干基计)羟脯氨酸含量的测定鱼皮水解液采用WoessnerI法测定羟脯氨酸含量。氨基酸组成及其含量、等电点、明胶黏度的测定按参考文献方法[]进行吸水性测定[]称取g明胶样品及对照明胶均匀平铺于预先称重的培养皿中置于恒温恒湿生化培养箱中每隔h测定一次培养皿的质量m至培养皿质量不再增加时停止测定此时培养皿的质量为m则:吸水性(gg)=(m-m)/。保水性测定[]量取ml明胶溶液将其平铺于培养皿中置于恒温恒湿的培养箱中每隔min测一次样液的水分残存率。同时用%明胶做对照试验。实验结果罗非鱼鱼皮基本组成成分从表可以看出罗非鱼皮的蛋白质含量比较高。经测定鱼皮中羟脯氨酸含量为%乘以换算系数[]得出罗非鱼皮胶原蛋白含量为%占总蛋白的%。处理时间为h(每h换一次水)盐酸浓度(V/V)处理时间为h。然后在中性条件下分别测定不同温度和熬胶时间对明胶提取率的影响。熬胶温度对明胶提取率的影响本组实验在固定熬胶时间h的基础上确定不同温度(、、、)下的提取率。结果显示在实验设计范围内提取率随温度的升高而提高其原因可能是加热可以断开稳定原胶原分子三股螺旋的次级键及部分肽键使原胶原分子的单链、少量聚集体和单链断裂组分进入溶液转变为明胶。一般来说低温可以获得性质良好的明胶但影响提胶的速度并且产量低温度过高将加速明胶的次级水解速度导致胶质不纯使明胶的黏度和凝胶强度明显下降因此温度过高和过低均不符合条件且与时的提取率相差不大综合各因素可取熬胶温度为。熬胶时间对明胶提取率的影响本组实验将固定温度为熬胶时间分别为h、h、h、h测定提取率。实验结果显示在h到h之间提取率逐渐上升且上升幅度比较大。而在h时提取率上升平缓。在实验过程中发现熬胶时间过长会导致次级水解产物增加使胶质不纯质量下降明胶的黏度和凝胶强度降低且时间过长意味着消耗较大的能量。因此结合实验结果与明胶本身的性质可采用提取时间为h左右。酸碱作用条件的确定碱可以有效地除去鱼皮中的杂蛋白与脂肪发生皂化反应去除鱼皮中的腥味还可以脱去鱼皮中的杂色而浸碱的浓度和时间都对明胶的提取率有重要影响。浸酸是鱼皮处理中的又一重要步骤。鱼皮中的胶原在酸溶液中其分子内和分子间的离子交联和氢键交联被打开从而充水膨胀有利于熬胶过程中转化为明胶进而提高提取率。原料经过酸碱处理后体积膨胀、外形饱满、色泽光白、组织疏松使提取出的明胶提取率较高质量较好。因素和水平的确定固定NaOH浸泡时间为h(每h换一次水)浸酸中HCl浓度为作用时间为hNaOH浓度分别为%、%、%、%研究NaOH浓度对提取率的影响固定NaOH浓度为%浸泡时间h、h、h、h(每h换一次水)浸酸中HCl浓度为%作用时间为h研究NaOH浸泡时间对提取率的影响实验固定NaOH的浓度为%浸泡时间为h表罗非鱼鱼皮的基本组成成分水分(%)灰分(%)粗蛋白(%)粗脂肪(%)可见胶原蛋白是鱼皮的主要蛋白质在热水提胶过程中大部分胶原转变为可溶性的胶原蛋白即明胶。熬胶工艺的确定明胶提取是明胶生产中非常重要的步骤它影响着明胶的提取率和品质。在明胶提取工艺中两个重要步骤分别是酸碱处理和水处理影响酸碱处理的主要因素有酸碱浓度和作用时间而影响水提取(熬胶)的主要因素有提取温度和时间。在确定熬胶因素实验中固定料液比为(W/V)氢氧化钠浓度%(W/V)于洋等:罗非鱼皮明胶的制备及性质研究(每h换一次水)HCl的浸泡时间为h分别在浓度为%、%、%、%下浸泡研究HCl浓度对提取率的影响实验固定NaOH的浓度为%作用时间为h(每h换一次水)HCl浓度为%作用时间分别为h、h、h、h下浸泡研究HCl作用时间对提取率的影响。其它主要实验条件为:熬胶温度料液比时间h在中性条件下提取。()NaOH浓度的确定在到%范围内随着NaOH的浓度升高提取率增大但在浓度为%时有所降低。同时在实验过程中观察发现NaOH浓度越高提取出的产品颜色越黄色泽度差也使明胶胶质不纯含盐量高明胶质量较差。综合以上因素我们取浓度为%的NaOH来进行预处理。()NaOH浸泡时间的影响实验显示浸泡时间越长提取率越高但时间过长会延长生产周期提高生产成本且在实验设计范围内的提取率相差并不大因此浸泡时间h左右比较合适。()HCl浓度对提取率的影响通过观察发现HCl浓度越高鱼皮溶胀程度越大透明程度越大(但始终为半透明状)。由结果可以看出随着HCl浓度的提高提取率逐渐提高当盐酸浓度为%和%时两者提取结果相差不大从成本中国食物与营养角度考虑实验选择盐酸浓度为%。()HCl浸泡时间的确定结果显示随着盐酸作用时间的增加导致了胶原主链被降解使肽链交结成网状结构的能力下降使鱼皮膨胀度增加使明胶易于提取而产率增加。但浸泡时间过长一些酸溶性蛋白溶于盐酸溶液中过多会减少明胶的产量导致提取率降低。实验中观察发现浸泡时间在h到h间时间越长溶胀程度越大透明程度越好但在h时提取率有所降低。因此实验选择浸酸时间在h左右。酸碱处理条件的正交实验选择酸碱处理时NaOH浓度、NaOH作用时间、HCl浓度、HCl作用时间因素水平进行正交实验按L()正交设计表(表)正交实验结果及数据分析见表。由极差分析(表)可以看出对提取率影响最大的因素是HCl浓度然后依次是NaOH浓度、NaOH作用时间、HCl作用时间。在实验设定范围内最佳方案为CABD即HCl浓度为%浸泡时间hNaOH浓度%浸泡时间为h。为进一步判断实验误差与实验条件是否影响实验效果将正交实验数据进行方差分析找出这些因素中起主导作用的变异来源。结果表明HCl浓度、NaOH浓度料液比对提取率起主导作用而NaOH作用时间和HCl作用时间影响较小。表正交实验结果及分析编号ABCD提取率/%NaOH浓度/%NaOH作用时间/hHCl浓度/%HCl作用时间/h()()()()()()()()()()()()KKKR表正交实验方差分析因素偏差平方和自由度F比F临界值显著性NaOH浓度*NaOH作用时间HCl浓度*HCl作用时间注:*P<。分析可见HCl浓度和NaOH浓度对提取率的影响较大HCl浓度为%与%相比较提取率增加的程度较小且当浓度为%时品质有所下降为减少成本和杂质我们选用HCl浓度为%而NaOH作用时间、HCl作用时间影响较小当NaOH作用时间为h与h效果相差不大而过长的提取时间意味着延长生产周期无形中提高成本所以我们可以选用h。通过数据分析兼顾提取率和明胶质量的因素得出最优方案为HCl浓度为%浸泡时间为hNaOH浓度为%浸泡时间为h。根据此方案实验重复次得到明胶平均提取率为%所以此方案具有一定的科学性、可靠性。罗非鱼鱼皮明胶氨基酸组成分析罗非鱼鱼皮中含有多种氨基酸如甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸等。透明度、色泽、黏度、保水性、吸水性、等电点的测定明胶的色泽和透明度是一项重要的质量指标。质量好的明胶是透明或半透明微带光泽的粉粒或薄片溶于热水后成为一种澄清透明的、带有粘性的、无异味的液体。本实验通过热水熬胶的方法所提出明胶经冷冻干燥后得到半透明、浅白色的、无臭、无异味的明胶符合上述标准。明胶的黏度受温度、浓度等影响本次实验用的明胶在提取温度为下测得罗非鱼鱼皮明胶的黏度为mPas。吸水性是指产品吸附或摄取水分的能力本实验在温度为相对湿度为%条件下测得罗非鱼鱼皮明胶的吸水性为g/g由此可见罗非鱼鱼皮明胶有较好的吸水性。保水性是指产品保持水分的能力通常用水分残存率来表示保水性。影响保水性的因素有浓度、离子种类等。实验表明在相同条件下测得鱼皮明胶在一定条件下可保持一定量的水分效果要好于对照明胶可知鱼皮明胶具有良好的保水性。于洋等:罗非鱼皮明胶的制备及性质研究经测定等电点为由此可知在明胶提取中pH接近等电点时明胶溶解程度最大提取得比较完全。结论干燥的罗非鱼皮经过碱的脱色脱脂和酸的除蛋白后可提取出乳白无异味的优质明胶。()根据实验可得出:罗非鱼皮明胶提取过程中最佳熬胶温度为提取时间为h。()酸碱预处理的最优方案为:HCl浓度为%浸泡时间为hNaOH浓度为%浸泡时间为h。()经测定明胶的黏度为mPas吸水性为g/g等电点为具有良好的保水性。参考文献[]蒋挺大张春萍胶原蛋白北京:化学工业出版社[]徐润梁庆华明胶的生产及应用技术北京:中国轻工业出版社[]张海明罗非鱼的养殖及发展前景饲料广角:[]沃德AG考茨A明胶的科学与工艺学北京:轻工业出版社[]陈小娥方旭波钟球琴安康鱼皮明胶的制备及性质研究食品科技:[]王碧贾冬英罗红平等皮边角废料提取胶原蛋白的功能特性中国皮革():]贾冬英王文贤姚开等胶原蛋白多肤功能特性的研究食品科学():[]日本食品工业学会(食品分析法)编辑委员会食品分析法(下)重庆:四川科学技术出版社:

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