Preparation and research of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp
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摘要:
文章探讨了以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)鱼骨为原料，采用风味蛋白酶酶解制备骨胶原多肽水解液，剩余骨渣经乳酸提取制备骨粉酸解液(钙液)，研究其通过螯合制备鲢鱼骨胶原多肽螯合钙的工艺条件。分析了酶解时间对鲢鱼骨蛋白酶解产物产品品质和功能特性(溶解性和热稳定性)的影响以及采用乳酸提取鲢鱼骨中钙时提取温度对钙溶出率的影响，并以螯合率为指标，考察pH、时间、温度和多肽液与钙液体积比对螯合反应的影响。结果表明，在温度50 ℃，按原料鱼排质量0.09%加入风味蛋白酶酶解30 min制备出的鲢鱼骨胶原多肽具有良好的产品品质和功能特性；乳酸提钙时提取温度对钙溶出率没有显著性影响(P>0.05)；在pH 8、温度25 ℃条件下，多肽液与钙液体积比1∶1反应40 min得到的鲢鱼骨胶原蛋白螯合钙螯合率最高(85.24%)。
Abstract:We investigated the technological parameters in preparation of collagen polypeptide chelated calcium (CPCC) from fishbone of silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) which were chelated by collagen polypeptide hydrolysates (CPH), hydrolyzed by flavourzyme and calcium extract (CE), and extracted with lactic acid from fishbone to explore the effect of hydrolysis time on the quality and functional properties (solubility and heat stability) of CPH and effect of extraction temperature on the concentration of calcium of CE, as well as influence of chelation parameters (pH, time, temperature and volume ratio of CPH to CE) on the chelate rate of CPCC. The optimal quality and functional properties for preparation of CPH were obtained when the fish was hydrolyzed at 50 ℃ for 30 min by flavourzyme with an addition of 0.09% of the weight of fishbone. Extraction temperature of lactic acid had no significant effect on the concentration of calcium of CE (P > 0.05). The optimal parameters for chelation of CPCC were determined as: pH 8, 25 ℃, 40 min and the volume ratio of CPH to CE 1∶1, under which the chelation rate reached 85.24%.
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Keywords:
- silver carp /
- fishbone /
- polypeptide hydrolysate /
- calcium extract /
- chelate /
- polypeptide chelated calcium
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淡水鱼作为一种高蛋白低脂肪营养丰富的健康食品，已经逐渐成为中国居民日常饮食结构中的重要组成部分。2012年中国淡水产品总产量约2 874×104 t，比上年增长6.65%[1]。多年来渔业的蓬勃发展不断对其加工技术提出新的要求，但就目前来看，淡水鱼加工技术相对还比较薄弱。淡水鱼加工过程中去除可食部分，鱼鳍、鱼内脏、鱼骨等部位往往被视为废弃物丢弃，或仅作为肥料、饲料，造成淡水鱼资源的极大浪费。废弃鱼骨在总废弃物占有较大比例，因此加强对鱼骨资源的开发，实现鱼骨的有效利用，不仅有助于降低生产成本，提高渔业产品的附加值，同时还有利于减少环境污染。
鱼骨自身含有大量的胶原蛋白和钙(Ca)、磷(P)、锌(Zn)、铁(Fe)等矿物质元素[2]，是开发鱼类蛋白多肽及补钙产品的良好资源。鱼骨作为一种优良的天然钙源，Ca与P近似2∶1，满足人体对钙磷吸收比例的需要[2-3]。GILDBERG等[4]、甄润英等[5]和杨露等[6]分别利用蛋白酶处理在鳕(Gadus morhua)、鲶鱼(Silurus asotus)和马面鲀(Navodon septentionalis)鱼骨中提取骨胶原蛋白或制备具有较高生物活性的骨胶原多肽。鱼骨中钙的提取主要通过高温煅烧法、有机酸提取法、螯合法等方法[7-10]，制备出主成分为碳酸钙、乳酸钙及螯合钙等多种补钙制剂。梁春辉等[11]通过比较碳酸钙、葡萄糖酸钙和胶原多肽螯合钙3种补钙制剂对生长期小鼠的壮骨作用发现，胶原多肽螯合钙补钙效果显著优于其他补钙制剂。然而，目前胶原多肽螯合钙制备过程中的钙源多为无机钙源[氯化钙(CaCl2)等][9, 12]，因此需要更多地开展从鱼骨自身提取的有机钙源用于制备胶原多肽螯合钙的工艺研究。
在中国，鲢(Hypophthalmichthys molitrix)属大宗淡水养殖鱼类，肉薄、刺多，泥土与鱼腥味不易去除，因此销售价格较低。鲢作为一种高产低值淡水鱼，具有较高的应用和开发价值。笔者试验以新鲜鲢鱼骨为原料，经破碎、高温蒸煮等前处理，采用风味蛋白酶对其进行酶解制备鱼骨蛋白多肽，后沉淀经乳酸活化制备钙液，将二者进行螯合制备鲢鱼骨胶原多肽螯合钙，通过优化鲢鱼骨胶原多肽螯合钙制备过程工艺参数，制备出既补充氨基酸又补充钙的综合补充制剂。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
新鲜鲢购于北京小月河水产市场，活运至实验室。
1.2 主要仪器及试剂
微量移液器(德国Eppendorf公司出品)；DS-1高速组织捣碎机(上海标准模型厂出品)；FE20梅特勒-托利多实验室pH计[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司出品]；TGL-16A台式高速冷冻离心机(上海安亭科技仪器厂出品)；UNICO-2007分光光度计(美国Unic公司出品)；FD-1PF冷冻干燥机(北京德天佑科技发展有限公司出品)；三硝基苯磺酸(TNBS)，美国Sigma公司出品；风味蛋白酶，广西南宁庞博生物工程有限公司出品；乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、柠檬酸钠、乳酸等均为分析纯。
1.3 试验方法
1.3.1 鲢鱼骨蛋白酶解产物的制备工艺
鲢→击毙→去鳞去内脏去头→冲洗→去两侧肉→鱼排→剁块→加水、高温蒸煮(121 ℃、15 min)→纱布过滤、冲洗→鱼骨样→粉碎、匀浆→与去离子水混合[质量体积比1∶1(g·mL-1)]→调温度、于自然pH加入风味蛋白酶(50 ℃，加酶量按鱼排质量0.09%计)→灭酶(95 ℃，10 min)→离心(8 000 r·min-1，5 min)→去上层脂肪→取上清液→骨胶原多肽液→冷冻干燥→鲢鱼鱼骨蛋白酶解产物。
1.3.2 鲢鱼骨和螯合钙基本组成成分测定
粗脂肪质量分数测定采用索氏抽提法(GB/T 5009.6-2003)；水分质量分数测定采用直接干燥法(GB 5009.3-2010)；灰分质量分数测定采用550 ℃灼烧法(GB 5009.4-2010)；蛋白质质量分数测定采用凯氏定氮法(GB 5009.5-2010)；钙质量分数测定采用EDTA滴定法(GB/T 5009.92-2003)。
1.3.3 水解度的测定
采用三硝基苯磺酸法(trinitribenzenesulfonic，TNBS)[13-14]。取0.01 g冻干酶解产物样品，用质量分数为1%的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液稀释至一定浓度(使样品溶液含有的氨基基团浓度为0.25×10-3~2.5×10-3 mol·L-1)。取0.25 mL的样品溶液混2.00 mL pH 8.2磷酸缓冲溶液和2.00 mL 0.1% TNBS溶液，于50 ℃暗室中反应60 min后立即加入4.00 mL 0.1 mol·L-1 HCl终止反应，室温下放置30 min后在420 nm下测其吸光值。采用0~2.5×10-3 mol·L-1 L-亮氨酸作标准曲线。水解度的计算公式：
$$ D H(\%)=100 \times A N_2 \times F_2-A N_1 \times F_1 /h_{{tot }} $$ 式中AN1和AN2分别表示未水解样品和水解样品中每克蛋白含有的氨基当量(mmol·g-1)；F1和F2分别表示未水解样品和水解样品的稀释倍数；htot表示每克原料蛋白质的总的肽键毫摩尔数，此研究采用鱼骨为原料htot =8.6。
1.3.4 功能特性
溶解性和热稳定性均参照李雪等[15]的方法测定并作部分修改。称取0.01g酶解产物，用去离子水配置成10 mL溶液，用浓度为1 mol·L-1 HCl或NaOH将溶液pH调节到4、7或8后于10 000 r·min-1下离心15 min，上清液中的蛋白质质量分数采用双缩脲法进行测定。将样品溶于0.50 mol·L-1 NaOH溶液测定样品的总蛋白质量分数。热稳定性则在样品调pH后于水浴锅中93 ℃热处理10 min，立即放入0 ℃冰水混合物中冷却10 min，10 000 r·min-1下离心15 min，蛋白质热稳定性以热处理后上清液蛋白质质量分数与溶液总蛋白质质量分数的百分比表示。溶解性的计算公式：
$$ \text { 溶解性 }(\%)=\frac{\text { 上清液蛋白质量分数 }}{\text { 总蛋白质量分数 }} \times 100 $$ 1.3.5 酶解产物感官评价
由7名实验室成员组成评定小组，对各酶解产物的色泽和风味进行感官评价。采用等级评分，分别对色泽(白、微黄、较黄、黄)和苦味(无、轻、较轻、稍苦、苦)进行评价。
1.3.6 酶解产物氨基酸组成分析
按照GB/T 5009.124-2003中的方法进行测定。
1.3.7 钙的溶出及螯合
酶解后将剩余沉淀烘干，用体积分数为5%的乳酸按质量体积比1∶10(g·mL-1)酸化处理一定时间制备骨粉酸解液(钙液)；将鲢鱼骨胶原多肽液与钙液在一定条件下进行螯合制备鲢鱼骨胶原多肽螯合钙。
1.3.8 钙溶出率
钙质量分数的测定采用GB/T 5009.92-2003中EDTA滴定法；钙溶出率的测定参考赵瑞香等[16]的计算方法。
$$ \text { 钙溶出率 }(\%)=\frac{\text { 溶出钙总质量 }}{\text { 骨粉中钙总质量 }} \times 100 $$ 1.3.9 钙螯合率
钙螯合率的测定参考陆剑锋等[9]的计算方法。
$$ \text { 螯合率 }(\%)=\frac{m_b-m_{{a}}}{m_b} \times 100 $$ 式中mb和ma分别表示反应前后体系中钙的质量(mg)。
1.3.10 数据统计分析
采用Excel 2013进行数据处理，并用Origin 8.6作图；采用最小显著差异法(LSD)，用SPSS 20.0进行显著性分析，显著性水平P < 0.05。
2. 结果与分析
2.1 基本成分组成
鲢鱼骨的基本成分见表 1。
表 1 鲢鱼骨基本成分组成(X±SD)Table 1. Basic components in fishbone of silver carp成分
component质量分数/%
content水分water 64.91±1.23 灰分ash 9.92±0.90 粗脂肪fat 4.40±1.32 粗蛋白protein 14.76±0.28 钙calcium 4.15±0.23 2.2 蛋白水解度
鲢鱼骨蛋白经风味蛋白酶酶解之后，水解度随时间的变化情况见图 1。在酶解过程最初1.5 h内蛋白的水解度上升较快，而后随着酶解时间的延长水解度变化逐渐减小，此变化趋势与其他学者关于采用蛋白酶酶解鱼骨的研究报道[17-18]相类似。但随着酶解过程的进行，水解度变化逐渐减小。这可能是由于蛋白酶的酶解位点逐渐减少，同时酶解体系中游离氨基酸含量逐渐增大，影响了酶解过程的进一步进行。
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图 1 鲢鱼骨蛋白水解过程中水解度随时间的变化Figure 1. Degree of hydrolysis of bone protein of silver carp with hydrolysis time during hydrolysis period2.3 酶解时间对产品感官品质和功能特性的影响
蛋白酶解过程中随着时间的延长，酶解产物色泽发生改变，同时随着疏水性氨基酸逐渐暴露以及苦味肽的产生，会使产品具有一定的苦味[18]。酶解产物的苦味很大程度地限制了其在食品工业中的应用。选取不同水解程度的样品，对其色泽、风味进行感官评价后，结果见表 2。随着酶解时间的延长，酶解产物黄色变深、苦味加重。根据酶解产物的色泽和苦味程度，选定酶解时间15~60 min产物进行其溶解性和热稳定性的评价。
表 2 酶解时间对酶解产物品质的影响Table 2. Effect of hydrolysis time on quality of hydrolysates酶解时间/min
hydrolysis time水解度/%
degree of hydrolysis色泽
color苦味
bitterness0 0 白色 无 5 4.07 白色 轻 15 5.36 微黄 较轻 30 6.76 微黄 较轻 45 7.81 微黄 稍苦 60 8.17 微黄 稍苦 90 8.81 微黄 苦 150 9 较黄 苦 210 9.31 较黄 苦 270 9.3 较黄 苦 根据感官评价结果，选取酶解时间在15~60 min的酶解产物，测定其溶解性和热稳定性，鲢鱼骨蛋白酶解产物的溶解性和热稳定性见图 2。经酶解之后，除了酶解产物(15 min)在pH 4条件下溶解性略差，其他酶解产物在pH 4、7和8的溶解性均大于74.82%；且随着酶解时间的延长，酶解产物的溶解性逐渐增大，有学者报道这可能是由于随着酶解过程的进行，蛋白质相对分子质量减小，暴露出更多的离子化的氨基和羧基基团，增强了蛋白质的亲水能力，使得其相应酶解产物溶解性得到改善[19]。酶解产物分别在pH为4、7和8时溶解性依次增大，原因是pH通过影响酶解产物肽段的静电荷数量从而引起其溶解性的变化[20]。酶解产物经热处理(93 ℃、10 min)之后溶解性略有下降，但各酶解产物溶解性仍然良好，尤其30 min、45 min和60 min酶解产物其溶解性均大于73.15%。这可能是由于经酶解后，蛋白质分子肽链展开，利于与水分子之间形成氢键，使得蛋白质的亲水-疏水平衡得到改善。因此经热处理后蛋白质分子间不容易聚集，可保持较高的溶解性[21]。
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图 2 不同条件下鲢鱼骨酶解产物的溶解性和热稳定性Figure 2. Solubility and heat stability of hydrolysates from fishbone of silver carp under different conditions综合考虑酶解产物感官品质和功能特性，选择酶解30 min为风味蛋白酶酶解鲢鱼骨蛋白适宜酶解时间。
2.4 酶解产物氨基酸组成分析
对酶解产物进行氨基酸组成成分分析，各氨基酸质量分数见表 3。该酶解产物甘氨酸质量分数最高，谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸及精氨酸等质量分数也相对较高，而胱氨酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸及蛋氨酸等质量分数相对较少。因此，其符合典型的胶原蛋白氨基酸组成特征[22]，可以确定该酶解产物主要成分是胶原多肽。
表 3 酶解产物的氨基酸组成Table 3. Amino acid composition of hydrolysates氨基酸amino acid 质量分数/% content 氨基酸amino acid 质量分数/% content 天门冬氨酸Asp 7.78 亮氨酸Leu 4.92 苏氨酸Thr 3.58 酪氨酸Tyr 2.33 丝氨酸Ser 3.70 苯丙氨酸Phe 2.56 谷氨酸Glu 12.64 赖氨酸Lys 5.52 甘氨酸Gly 13.26 组氨酸His 1.36 丙氨酸Ala 7.30 精氨酸Arg 6.34 缬氨酸Val 3.35 脯氨酸Pro 8.08 蛋氨酸Met 2.41 色氨酸Trp 0.75 异亮氨酸Ile 2.30 胱氨酸Cys 0.51 2.5 钙溶出率
乳酸钙具有溶解性好、酸味温和适中、易于被人体吸收等特点，被广泛应用于食品工业。中国已有不少关于采用乳酸提取鱼骨中钙成分制备活性钙粉的研究报道。高浓度的乳酸容易使鱼骨粉糊化，不利于钙的提取[10, 23-24]，同时，乳酸浓度过高还会导致产品酸度过大，因此经预试验，笔者选用体积分数为5%的乳酸用于鲢鱼鱼骨中钙的提取[骨粉与乳酸质量体积比1∶10(g·mL-1)]。乳酸提取时间和温度对鲢鱼骨钙溶出率的影响见图 3。不同提取温度对鲢鱼骨钙溶出率没有显著影响(P>0.05)，鲢鱼骨钙溶出率在15 min内迅速上升，随后趋于平稳，60 min后基本不变。这可能是由于鱼骨经酶解后，破坏了羟磷灰石与胶原纤维的有机结合，从而使鱼骨中钙在短时间内快速溶出。结合产品实际生产成本，选用提取温度25 ℃，时间60 min为适宜提取条件，此时鲢鱼骨钙溶出率为27.31%。该法与赫美等[25]采用食醋对黄花鱼鱼骨中钙进行提取时钙的提取率相当(27.79%)，而明显大于白艳等[26]采用盐酸提取鳗鱼骨中钙时钙的提取率(22.29%)。
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图 3 乳酸提取温度和提取时间对鲢鱼骨钙溶出率的的影响Figure 3. Effect of extraction temperature and time of lactic acid on dissolution rate of calcium of fishbone of silver carp2.6 螯合条件对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙的影响
2.6.1 螯合pH对螯合反应的影响
当多肽液与钙液体积比为1：1，在40 ℃条件下反应20 min，测定pH对多肽螯合钙螯合率的影响。螯合率随pH的变化见图 4。pH对螯合率的影响较大，pH < 8时螯合率随pH的增大而增大；pH>8螯合率出现轻微下降。这表明过酸或过碱条件都不利于螯合物的生成。酸性条件下，H+与金属离子争夺供电子基团，不利于螯合物的生成[27]；随着pH的升高，胶原多肽的-NH2和-COOH的配位能力逐渐增大，但超过一定pH后-OH争夺体系中钙离子而优先生成氢氧化钙沉淀[12]。因此，选定pH 8为该螯合反应的最佳pH，此时螯合率为84.87%。
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图 4 螯合pH对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响Figure 4. Effect of chelated pH on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp2.6.2 螯合时间对螯合反应的影响
在多肽液与钙液体积比为1∶1、pH 8、螯合温度40 ℃反应条件下，测定螯合率随反应时间的变化，结果见图 5。螯合率随反应时间的延长不断增加，20 min后基本趋于平稳，表明螯合过程主要发生在反应前20 min。陆剑锋等[9]、洪惠等[10]分别在利用斑点叉尾(Ictalurus punctatus)和鲽鱼(Pleuronectidae)骨制备螯合钙时也曾有类似报道。中国也曾有学者研究发现螯合时间过长可能会导致生成的螯合物重新分解[12, 28]，但在笔者试验中并没有出现此现象。因此，选定螯合时间为30 min为宜。
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图 5 螯合时间对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响Figure 5. Effect of chelating time on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp2.6.3 螯合温度对螯合反应的影响
当多肽液与钙液体积比为1∶1，在pH 8条件下反应30 min，测定温度对钙螯合率的影响(图 6)。随着温度的升高，在25~35 ℃钙螯合率略有增加，超过35 ℃螯合率呈下降趋势。其他学者也有过类似的报道[9, 12, 28]，说明可能温度过高不利于螯合物的形成。这可能是因为螯合反应自身即为放热反应，温度过高不利于该反应的进行。所以选35 ℃为适宜反应温度。
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图 6 螯合温度对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响Figure 6. Effect of chelating temperature on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp2.6.4 多肽液/钙液体积比对螯合反应的影响
在螯合温度35 ℃、pH 8条件下反应30 min，测定多肽液与钙液体积比对钙螯合率的影响。体积比对钙螯合率的影响见图 7。随着多肽液与钙液体积比的增大，螯合率逐渐增加，当体积比为1∶1后钙螯合率基本保持不变。张晓霞等[12]采用黑鱼(Ophiocephalus argus)鱼鳞和陆剑锋等[9]采用斑点叉尾鱼骨制备多肽螯合钙有类似报道。因为配体(多肽)和金属离子(钙离子)的比例是影响螯合反应的重要条件，其比例过高或过低会导致多肽或钙的利用率有所下降。多肽液与钙液体积比过小，反应体系中过多的游离钙导致螯合率的下降；体积比过大，螯合率基本保持稳定，但会导致多肽利用率的下降。综合考虑选用多肽液与钙液体积比1∶1。
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图 7 多肽液/钙液体积比对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响Figure 7. Effect of volume ratio of collagen polypeptide hydrolysates/calcium extract on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp2.6.5 螯合正交试验结果与分析
螯合反应正交试验设计与结果见表 4。通过各因素极差大小可以看出，4个试验因素对钙螯合率的影响程度大小依次为A>D>B>C；其最佳条件为A2 B3 C3 D1，即pH 8、螯合时间40 min、螯合温度25 ℃、多肽液与钙液体积比1∶1，此条件下鲢鱼骨胶原多肽螯合钙的螯合率为85.24%。
表 4 螯合反应正交试验设计与结果分析Table 4. Experimental design and result of orthogonal test of chelation reaction试验号
test No.因素factor 螯合率/%
chelation ratepH
(A)时间/min
time (B)温度/℃
temperature (C)体积比*
volume ratio* (D)1 1(7) 1(20) 1(25) 1(1∶2) 75.41 2 1 2(30) 2(35) 2(1∶1) 77.11 3 1 3(40) 3(45) 3(2∶1) 77.38 4 2(8) 1 2 3 84.95 5 2 2 3 1 79.17 6 2 3 1 2 85.24 7 3(9) 1 3 2 82.15 8 3 2 1 3 81.39 9 3 3 2 1 77.80 均值1
mean 176.63 80.84 80.68 77.46 均值2
mean 283.12 79.22 79.95 81.50 均值3
mean 380.45 80.14 79.57 81.24 极差
range6.49 1.61 1.11 4.04 注：*.多肽液与钙液体积比；括号内为实际值
Note：*.volume ratio of CPH to CE；value in brackets are the actual value of each factor.2.7 鲢鱼骨胶原多肽螯合钙粉基本成分组成
鲢鱼骨胶多肽螯合钙粉基本组成见表 5。
表 5 鲢鱼骨多肽螯合钙粉基本成分组成(X±+SD)Table 5. Nutritional components of collagen polypeptide chelate calcium powder from fishbone of silver carp营养成分
nutritional component质量分数/%
content蛋白质protein 86.15±1.14 脂肪lipid 1.48±0.37 水分moisture 1.72±0.11 灰分ash 9.96±0.52 钙calcium 8.89±0.46 3. 结论
1) 采用风味蛋白酶，在温度50 ℃，按原料鱼排质量0.09%加入风味蛋白酶酶解鲢鱼骨蛋白30 min，可以制备出具有良好的产品品质和功能特性(溶解性和热稳定性)的鲢鱼骨胶原蛋白酶解产物。
2) 在pH 8、温度25 ℃条件下，按多肽液与钙液体积比1∶1，反应40 min得到的鲢鱼骨胶原蛋白螯合钙螯合率最高(85.24%)。此试验所得鲢鱼骨胶原螯合钙为灰白色略带乳酸味的粉状体，蛋白质质量分数为86.15%，钙质量分数为8.89%，是一种既可以补充氨基酸又补充钙的综合补充制剂。
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图 1 鲢鱼骨蛋白水解过程中水解度随时间的变化
Figure 1. Degree of hydrolysis of bone protein of silver carp with hydrolysis time during hydrolysis period
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图 2 不同条件下鲢鱼骨酶解产物的溶解性和热稳定性
Figure 2. Solubility and heat stability of hydrolysates from fishbone of silver carp under different conditions
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图 3 乳酸提取温度和提取时间对鲢鱼骨钙溶出率的的影响
Figure 3. Effect of extraction temperature and time of lactic acid on dissolution rate of calcium of fishbone of silver carp
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图 4 螯合pH对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响
Figure 4. Effect of chelated pH on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp
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图 5 螯合时间对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响
Figure 5. Effect of chelating time on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp
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图 6 螯合温度对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响
Figure 6. Effect of chelating temperature on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp
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图 7 多肽液/钙液体积比对鲢鱼骨胶原多肽螯合钙螯合率的影响
Figure 7. Effect of volume ratio of collagen polypeptide hydrolysates/calcium extract on chelation rate of collagen polypeptide chelated calcium from fishbone of silver carp
表 1 鲢鱼骨基本成分组成(X±SD)
Table 1 Basic components in fishbone of silver carp
成分
component质量分数/%
content水分water 64.91±1.23 灰分ash 9.92±0.90 粗脂肪fat 4.40±1.32 粗蛋白protein 14.76±0.28 钙calcium 4.15±0.23 
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表 2 酶解时间对酶解产物品质的影响
Table 2 Effect of hydrolysis time on quality of hydrolysates
酶解时间/min
hydrolysis time水解度/%
degree of hydrolysis色泽
color苦味
bitterness0 0 白色 无 5 4.07 白色 轻 15 5.36 微黄 较轻 30 6.76 微黄 较轻 45 7.81 微黄 稍苦 60 8.17 微黄 稍苦 90 8.81 微黄 苦 150 9 较黄 苦 210 9.31 较黄 苦 270 9.3 较黄 苦
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表 3 酶解产物的氨基酸组成
Table 3 Amino acid composition of hydrolysates
氨基酸amino acid 质量分数/% content 氨基酸amino acid 质量分数/% content 天门冬氨酸Asp 7.78 亮氨酸Leu 4.92 苏氨酸Thr 3.58 酪氨酸Tyr 2.33 丝氨酸Ser 3.70 苯丙氨酸Phe 2.56 谷氨酸Glu 12.64 赖氨酸Lys 5.52 甘氨酸Gly 13.26 组氨酸His 1.36 丙氨酸Ala 7.30 精氨酸Arg 6.34 缬氨酸Val 3.35 脯氨酸Pro 8.08 蛋氨酸Met 2.41 色氨酸Trp 0.75 异亮氨酸Ile 2.30 胱氨酸Cys 0.51
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表 4 螯合反应正交试验设计与结果分析
Table 4 Experimental design and result of orthogonal test of chelation reaction
试验号
test No.因素factor 螯合率/%
chelation ratepH
(A)时间/min
time (B)温度/℃
temperature (C)体积比*
volume ratio* (D)1 1(7) 1(20) 1(25) 1(1∶2) 75.41 2 1 2(30) 2(35) 2(1∶1) 77.11 3 1 3(40) 3(45) 3(2∶1) 77.38 4 2(8) 1 2 3 84.95 5 2 2 3 1 79.17 6 2 3 1 2 85.24 7 3(9) 1 3 2 82.15 8 3 2 1 3 81.39 9 3 3 2 1 77.80 均值1
mean 176.63 80.84 80.68 77.46 均值2
mean 283.12 79.22 79.95 81.50 均值3
mean 380.45 80.14 79.57 81.24 极差
range6.49 1.61 1.11 4.04 注：*.多肽液与钙液体积比；括号内为实际值
Note：*.volume ratio of CPH to CE；value in brackets are the actual value of each factor.
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表 5 鲢鱼骨多肽螯合钙粉基本成分组成(X±+SD)
Table 5 Nutritional components of collagen polypeptide chelate calcium powder from fishbone of silver carp
营养成分
nutritional component质量分数/%
content蛋白质protein 86.15±1.14 脂肪lipid 1.48±0.37 水分moisture 1.72±0.11 灰分ash 9.96±0.52 钙calcium 8.89±0.46
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