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我国是世界水产品生产和消费大国,2011年用于加工的水产品总量为1980多万吨。鱼鳞是有鳞鱼加工的主要副产品之一,我国每年因加工所产生的鱼鳞高达65余万吨。鱼鳞中大约含有50%-70%的蛋白质(80%以上为胶原蛋白)和20%-50%的灰分。以鱼鳞为原料,生产有机酸钙、胶原蛋白和胶原多肽等产品,可显著提高鱼鳞的经济价值。本课题以沙丁鱼,草鱼和白鲢等鱼鳞为研究对象,在比较研究鱼鳞脱灰、胶原蛋白、胶原多肽等提取工艺的基础上,建立有机酸钙、胶原蛋白及胶原多肽的联产工艺,并进行工厂设计,建立了HACCP体系,为鱼胶原类产品的工业化生产提供依据。主要研究内容及结果如下:(1)比较研究了鱼鳞的脱灰工艺及参数。研究了柠檬酸脱灰工艺与超声辅助脱灰工艺对鱼鳞脱灰效果的影响,酸浓度、脱灰时间、料液比和搅拌速率对鱼鳞脱灰有显著影响。采用柠檬酸脱灰工艺时,采用10%柠檬酸、料液比1:15、搅拌速度150r/min,脱灰处理6h;采用超声波辅助脱灰工艺时,选用6%柠檬酸、料液比1:20、功率120w的超声波辅助脱灰3h。上述两种脱灰工艺处理后的鱼鳞灰分含量分别为0.61%和0.13%。(2)比较研究了胶原蛋白的提取工艺及参数。研究了0.5mol/L醋酸、1%柠檬酸、超声波、微波等处理对胶原蛋白提取率的影响。在提取过程中进行超声波处理可提高胶原蛋白的提取效率,且超声功率、料液比、时间和加酶量对胶原蛋白提取率有显著影响,其适宜的提取条件为料液比1:20、加酶量2000U/gpro、超声波功率180w、提取时间8h。在该条件下鱼鳞中胶原蛋白的提取率可达54.79%。(3)比较研究了胶原多肽的制备工艺及参数。前处理对胶原多肽提取率有显著影响,超声波预处理能提高胶原多肽的提取率。蛋白酶种类对鱼鳞中胶原多肽提取率有显著影响,在六种蛋白酶中,胃蛋白酶的提取率最高,酶解温度、起始pH、底物浓度和加酶量等对胶原多肽提取率有显著影响(p<0.05),其适宜酶解条件为:底物浓度5%,起始pH2.0,酶添加量280U/gpro,酶解温度为65℃,酶解时间120min。在该条件下胶原多肽的提取率能达到85.96%。(4)研究了原料特性对产品品质的影响。鱼鳞种类、贮藏、破碎、脱脂、减菌处理等对鱼类胶原产品的品质和生产工艺有较大影响。不同种类的鱼鳞的胶原蛋白、灰分含量有显著差别,鲢鱼鱼鳞中胶原蛋白含量最高,其次是草鱼的、沙丁鱼鱼鳞的最低,而灰分含量相反。贮藏后鱼鳞的加工特性比新鲜鱼鳞的差。NaOH和饱和石灰水处理均有较好的脱脂效果;臭氧水和双氧水前处理都能较好的降低成品中的含菌量,且双氧水处理组鱼鳞提取的胶原多肽喷雾干燥产品颜色更洁白。(5)联产工艺的建立与年处理1000吨鱼鳞的工厂设计。在对鱼鳞脱灰以及胶原蛋白提取、胶原多肽制备的工艺进行比较研究的基础上,建立了鱼鳞有机酸钙、胶原蛋白、胶原多肽的联产工艺,即先用有机酸超声波辅助脱灰生产柠檬酸钙,再用胃蛋白酶酶促增溶提取大分子的胶原蛋白,最后用高温酶解生产胶原多肽。对年处理1000吨鱼鳞的联产生产线进行了工厂设计。