（食品科学专业论文）鱼皮、鱼骨中明胶的提取研究.pdf

t a 口上e o f c o n t e n t 摘要 许多年来，大量的淡水鱼副产品均用来做动物饲料和肥料，甚至有时候当废物丢 弃。近来的研究结果表明，在去除淡水鱼的可食用部分后，被丢弃的下脚料中还大量 的可利用的副产品。鱼皮和鱼骨应作为提取鱼明胶的原料得到充分利用。 该研究中，我们着重研究草鱼中的鱼皮和鱼骨中明胶的提取。以期充分利用这些 下脚料，提高其经济效益。 利用响应面分析，研究了盐酸浓度( ，a ) 、预处理时间( h ，b ) 、提取温度( 。c ，c ) 和提取时间( h ，d ) 对明胶得率和凝胶强度的影响。在最佳提取工艺条件下，从草鱼的 鱼皮中提取明胶的得率为1 9 2 1 0 7 ，凝胶强度为2 6 7 3 0 5 9 所得明胶的凝胶点和 溶点分别是1 9 9 。c 和2 6 8 。c 。此外，草鱼鱼皮明胶中的氨基酸组成中，脯氨酸和 羟脯氨酸的总含量为1 9 4 7 。 在所确立的最佳提取工艺下，所研究的鱼皮尺寸对鱼皮明胶的得率和质量的影响 不显著。 从鱼骨中所得明胶的凝胶点和溶点较低，分别为l o 5 0c 和2 0 1 0c 。在最佳提取 一王艺下，即氢氧化钠浓度1 7 8 、：预处理9 5 天、在6 0 。c 下提取3h 时，鱼骨明胶的 得率和凝胶强度分别为8 3 3 0 2 9 和1 2 0 1 8 3 9 。脯氨酸和羟脯氨酸的总含量 为1 7 0 2 。 此外，采用a l c a l a s e 酶水解的方法研究了鱼皮明胶的提取。结果表明在水解度低 于d h ( 7 3 8 0 3 4 ) 更利于产生明胶。该产品苦味较低，可应用于大量食品。 采用大孔吸附树脂( m a r ) 对明胶进行脱盐。结果表明，使用m a r 前后，鱼骨明胶 的灰分从1 8 3 6 0 6 1 降低到4 1 2 0 3 1 ，但该结果仍不适于人食用。 研究了鱼明胶对猪肉香肠的影响。对香肠的质构分析结果表明，当鱼明胶的浓度 低于1 5 时，其作用效果不显著，在香肠中添加鱼明胶可增加香肠的光度并更容易切 片。 研究表明，鱼明胶的持水性、持油性和乳化性与猪明胶相比，差别不明显。同时 发现，鱼明胶的与所对比的猪明胶的凝胶特性差异并不显著。 需要进一步研究采用化学方法或者酶法来提高鱼明胶的凝胶点和熔点，以期未来 将从草鱼中提取的鱼明胶作为猪明胶的取代品。 关键词：草鱼；鱼明胶；明胶水解；a 型明胶：b 型明胶 a b s ，础c r a b s t r a c t i t i sn od o u b tt h a tf o rm a n yy e a r sn u m e r o u sb y - p r o d u c t so ff i s hf r o mf r e s h w a t e rw e r eu s e d f o ra n i r n a lf e e ds u p p l e m e n t sa n df e r t i l i z e r so rs o m e t i m e sd i s c a r d e da sw a s t eo w i n gt ot h e i r s m a l ls i z e r e c e n t l y ，h o w e v e r ，s o m es t u d i e sh a v es h o w nt h a tt h ed i s c a r d e df r e s h w a t e rb y p r o d u c t sh a v eb e c o m eal a r g ep a r to fv a s ta n a o u n t so fw a s t e s k i na n db o n eo ff i s hb y p r o d u c t sa r ep o t e n t i a ls o u r c ef r o mw h i c hg e l a t i n ec a nb ee x t r a c t e d t h e r e f o r e ，t h es k i na n d b o n ef r o mf i s hb y p r o d u c t sa r en ol o n g e rw a s t ea n ym o r e i nt h i ss t u d y ，t h es k i na n db o n ef r o mg r a s sc a r pf i s hw a su s e da s t h er a wm a t e r i a lf o r e x t r a c t i o no fg e l a t i n e r e s p o n s es u r f a c em e t h o d o l o g y ( r s m ) e x p e r i m e n t a ld e s i g nw a s c a r r i e do u ti nw h i c ht h ee f f e c t so fc o n c e n t r a t i o no fh c l ( ，a ) ，p r e - t r e a t m e n tt i m e ( 1 1 ，b ) a n d e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e ( 。c ，c ) a n dt i m e ( h ，d ) o nt h ey i e l do fe x t r a c t e ds k i ng e l a t i n ew e r e s t u d i e d t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h ey i e l do fs k i ng e l a t i n ew a s1 9 2 ：1 ：1 0 7 w i t ha g e ls t r e n g t h o f2 6 7 士3 0 5 9 g e l l i n ga n dm e l t i n gp o i n t sw e r e1 9 9 0 ca n d2 6 8 0 cr e s p e c t i v e l y m o r e o v e r ， 1 9 4 7 o ft h eg r a s sc a r pg e l a t i n ew a sf o u n dt ob ec o m p o s e db yi m i n oa c i d s ( p r o l i n ea n d h y d r o x y p r o l i n e ) ， u n d e re s t a b l i s h e do p t i m a lc o n d i t i o n si tw a sf o u n dt h a ty i e l da n dq u a l i t yo fs k i ng e l a t i n e sw a s n o ts i g n i f i c a n t l ya f f e c t e db yt h es i z eo f t h es t u d i e df i s h i tw a sa l s on o t e dt h a t ，g e l a t i n ee x t r a c t e df r o mb o n ef o r m e dg e la tl o wt e m p e r a t u r eo f1 0 5 0 c a n dm e l t e da t2 0 1 0 c t h ey i e l dw a s8 3 3 士o 2 9 w i t hag e ls t r e n g t ho f12 04 - 1 8 3 9u n d e r o p t i m u mc o n d i t i o n s ：c o n c e n t r a t i o n1 7 8 n a o h ，p r e t r e a t m e n tt i m ew a s9 5d a y sa n d e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r ew a s6 0o ca n dt i m e3 h 17 0 2 o fg r a s sc a r pb o n eg e l a t i n ea m i n o a c i d sw e r ef o u n dt ob ec o m p o s e db yi m i n oa c i d s f u r t h e r m o r e ，o ne n z y m a t i ch y d r o l y s i so ff i s hs k i nu s i n ga l c a l a s e ，i tw a so b s e r v e dt h a tb y t e r m i n a t i n gt h eh y d r o l y s i sa tl o w e rd e g r e eo fh y d r o l y s i s ( d h ) ( 7 3 8 士0 3 4 ) i tw a sp o s s i b l et o p r o d u c eg e l a t i n eh y d r o l y s a t ew i t h o u tab i t t e rt a s t e t h u s ，s u c hp r o d u c tc o u l df r e da p p l i c a t i o n i nv a r i o u sf o o dp r o d u c t s m a c r o p o r o u sa d s o r p t i o nr e s i n ( m a r ) w a su s e df o rd e s a l t i n gt h eg e l a t i n e a s hw a sr e d u c e d f r o m1 8 3 6 士0 6 1 t o4 1 2 土o 3 l i nf i s hb o n eg e l a t i n e t h i sv a l u ei ss t i l lt o oh i g ht ob e a c c e p t a b l ef o rh u m a nc o n s u m p t i o n f i s hg e l a t i n e sw e r ei n c o r p o r a t e di np o r ks a u s a g e sa n dt h er e s u l to ft e x t u r ea n a l y s i ss h o w e d t h a ta d d i n gg e l a t i n ea tl o w e rp r o p o r t i o n s ( 1 5 ) d i dn o td i f f e rs i g n i f i c a n t l y ( p o 0 5 ) w i t ht h e c o n t r o ls a m p l e t h ee f f e c to fg e l a t i n eo nt e x t u r ew a sa l s oo b s e r v e d w i t l lt h es a u s a g eh a v i n g s h i n n i n ga p p e a r a n c ea n dw a se a s yt os l i c e t h ef u n c t i o n a l i t yp r o p e r t i e so f f i s hg e l a t i n es u c ha sw a t e rh o l d i n gc a p a c i t y ，o i lh o l d i n g c a p a c i t y ，e m u l s i f i c a t i o nw a ss i m i l a rt ot h a to f p o r kg e l a t i n e v m s c d i s s e r t a t i o n s o u r h e r ny a n g 丁z eu n i l ，e r s l t y d e s p i t et h eg r a s sc a r pg e l a t i n e sh a ds i m i l a rg e l l i n gp r o p e r t i e st ot h a to fp o r kg e l a t i n e ，f u r t h e r i n v e s t i g a t i o n sn e e db ed o n et oi m p r o v et h eg e l l i n ga n dm e l t i n gp o i n t s ，u s i n ge i t h e rc h e m i c a l o re n z y m a t i cm o d i f i c a t i o n ，f o rg e l a t i n ef r o mg r a s sc a r pt ob eo f f e r e da sr e p l a c e m e n tt o p o r c i n eg e l a t i n e s k e yw o r d s ：g r a s sc a r p ；f i s hg e l a t i n e ；g e l a t i n eh y d r o l y s a t e s ；t y p eag e l a t i n e ；t y p ebg e l a t i n e v l l i s to ff i g u r e s t 3 9 1 1 w o r l df i s h e r i c sp r o d u c t i o na n du t i l i z a t i o n ( f a o 。2 0 0 4 ) 3 f i g 1 2g l o b a la q u a c u l t u r ep r o d u c t i o no f c t e n o p b a r y n g o d o ni d e l l a ( f a of i s h e r ys t a t i s t i c s ) 5 f 嘻1 3c h e m i c a lc o n f i g u r a t i o no f g e l a t i n e ( a d o p t e df r o mm a r t i n ，2 0 0 6 ) 7 f 唔1 3 m o l e c u l a r w e i g h t d b t r i b u t i o n s o f g e l a t i n e s a m p l e ( a d o p t e d f r o m o i u v ea n do t h e r s 2 0 0 1 ) 1 0 f i g 2 1 1 t h er e s p o n s es u r f a c ec o n t o u r sf o ro p t i m i z a t i o no fg e l a t i n ef r o mg r a s sc a r pf i s hs k i n ，y d ( y i e l d ) a n dg s ( g e ls t r e n g t h 由，c ( e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e 。q ，a ( c o n c e n t r a t i o nh c i , ) ，b q r e - t r e a t m e n tt i m e , h ) 2 2 f i g 2 12e v o l u t i o no f e l a s t i c m o d u l u s ( g k p a ) d u r i n g c o o l i n g ( 4 0 _ s c ) a n d h e a t i n g ( 5 - 4 0 。c ) o f s k i n g e l a t i n es o l u t i o n s t h ec o o l i n ga n dh e a t i n gr a t ew a s0 5 。c m i n a n da6 6 7 ( w v ) g e l a t i n es o l u t i o n w e r eu s e d 2 3 f i g 2 2 1 t h e1 2 日p e u s es u r f a c ec o n t o u r sf o ro p t i m i z a t i o no fg e l a t i n ef r o mg r a s sc a r pf i s hb o n e , y d ( y i e l d ) ，a ( c o n c e n t r a t i o nn a o ，) ，b 佃r e - t r e a t m e n tt i m e , h ) c ( e x t c a c t i o nt e m p e r a t u r e 。c x2 9 f 龟2 3 1t h ee f f e c to f t i m eo nt h ee x t e n to f h y d r a 睁s i sd e g r e e h ) a c t u a lr e s p o n s e , d i s p e r s i o nb y a i c a l a s e2 4 l r e a c t i o nc o u d m o u s ：6 0 6 c ，e s1 5 ，p h8 5 t i m e l 0 5 9 1 m i n 3 4 f i g 2 3 2 t h er e s p o n s es u r f a c ec o n t o u r sf o ro p t i m i z a t i o no f g e l a t i n eh y d r o l y s a t ef r o mg r a s sc a r pf i s h s k i n ，y da i e l d ) ，a n d 皿( h y d r o l y s i s ) , a ( e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e 。q ，b ( e 偈，) ，c ( t i m e , m i n ) 3 6 f i g 3 1g e ls t r e n g t h so ff i s hg e l a t i n e sp r e p a r e db yd i s s o l v i n gd r yg e l a t i n ea t6 6 7 ( w v ) a t6 0 。c ， a n di n c u b a t e da t7 8 。c ：1 9 f i g 3 2t e x t u r ep r o f i l eo ff i s hg e l a t i n ep r e p a r e db yd i s s o l v i n gd r yg e l a t i n ea t6 6 7 ( w v ) a t6 0 。c ， a n di n c u b a t e da t7 3o c ：1 9 f i g 3 3g e ls t r e n g t ha snf u n c t i o no fc o n c e n t r a t i o n ，f s g ，e b gf i s hg e l a t i n e sa n dp gg e l a t i n eo f a n a l y t i c a lg r a d e f i g 3 4 e v o l u t i o no fe l a s t i cm o d u l u s ( g k p a ) d u r i n gc o o l i n g ( 4 0 - 5 9 c ) a n dh e a t i n g ( s - 4 0 。c ) o f g e l a t i n es o l u t i o n s ac o o l i n ga n dh e a t i n gr a t ew a s0 5 0 c m i n a n da6 6 7 ( w v ) g e l a t i n es a l u t i o n w e r e u s e d 。一4 1 f i g 3 5e v o l u t i o no ft h el o s so fm o d u l u s ( g ”p a ) d u r i n gc o o l i n g ( 4 0 - 5 c ) a n dh e a t i n g ( 5 - 4 09 c ) o f g e l a t i n es o l u t i o n s ac o o h n ga n dh e a t i n gr a t ew a s0 5 。c l m i n a n da6 6 7 ( w v ) g e l a t i n es o l u t i o n w e r eu s e d 4 2 f i g 3 6 e v o l u t i o no fp h a s ea n g l e ( d e g r c e ) d u r i n gc o o l i n g ( 4 0 - s 。c ) a n dh e a t i n g ( 5 - 4 0 。c ) o fg e l a t i n e s o l u t i o n s ac o o l i n ga n dh e a t i n gr a t ew a so 5 6 c m i n a n d6 6 7 ( w v ) g e l a t i n ew a su s e d 4 2 f i g 3 7af o a mf o r m a t i o no ff i s hg e l a t i n ep r e p a r e db yd i s s o l v i n gl go fg e l a t i n ei n5 0 m lo fd i s t i l l e d w a t e ra n ds w o l l e n t h e nh e a t e da t6 0 0 cf o r3 0 m i n f i g3 7bf o a ms t a b i l i t yo fg e l a t i n e sp r e p a r e db yd i s s o l v i n gl go fg e l a t i n ei n5 0 m lo fd i s t i l l e dw a t e r a n ds w o l l e n ，t h e nh e a t e da t6 0 f o r3 0 m i n f i g 3 8w a t e rh o l d i n ga n df a t - h o l d i n gc a p a c i t i e so fg e l a t i n s ，f s g ，f i s hs k i ng e l a t i n e , f b g ，f i s hb o n e g e l a t i n e , f d hg e l a t i n eh y d r o l y s a t ea n dp g ，g e l a t i n eo fa n a l y t i c a lg r a d e ，4 4 0 5 9i nc o r no i la n df i g 3 9e m u l s i f i c a t i o no fg e l a t i n ep r e p a r e db yd i s s o l v i n gd r yg e l a t i n e h o m o g e n i z e d f i g 4 1d e s o r p t i o nb e h a v i o n ro f a l c o h o lo ug e l a t i n e f i g5 1s e n s o r yc h a r a c t e r i s t i c so f g e l a t i n ea d d e dp o r ks a u s a g ep r e p a r a t i o n sa n dc o n t r o l 4 5 5 0 5 5 s o u t h e r ny a n g t z eu n l v e r s l l y u s to ft a b l e s t a b l e2 1 1e x p e r i m e n t a ld e s i g nr a n g ea n dv a l u e so fi n d e p e n d e n tv a r i a b l e sf o rp r o d u c t i o no f g r a s sc a r ps k i ng e l a t i n e 1 9 t a b l e2 1 2r e s p o n s eo fd e p e n d e n tv a r i a b l e sf o rt h ep r o d u c t i o no fs k i ng e l a t i n et o i n d e p e n d e n tv a r i a b l e s 2 0 t a b l e2 1 3n u m e r i c a lo p t i m i z a t i o no fr e s p o n s ea n dt h e i rr e s u l t a n ts o l u t i o n so fs k i ng e l a t i n e ：! ：! t a b l e2 1 4p r o x i m a t ec o m p o s i t i o no f g r a s sc a r pf o rs m a l la n dl a r g es k i n 一2 3 t a b l e2 1 5p r o x i m a t ec o m p o s i t i o no fg e l a t i n e sd e r i v e df r o ms k i no fl a r g ea n ds m a l lg r a s s c a r pf i s h 2 3 t a b l e2 1 4a m i n oa c i dc o m p o s i t i o no fs m a l la n dl a r g es k i ng e l a t i n e s 2 4 t a b l e2 2 1e x p e r i m e n t a ld e s i g nr a n g ea n dv a l u e so fi n d e p e n d e n tv a r i a b l e sf o rp r o d u c t i o no f g r a s sc a r pg e l a t i n e 。；。；。；。2 7 t a b l e2 2 2r e s p o n s eo fd e p e n d e n tv a r i a b l e sf o rt h ep r o d u c t i o no ff i s hb o n eg e l a t i n et o i n d e p e n d e n t v a r i a b l e s 2 7 t a b l e2 2 3n u m e r i c a lo p t i m i z a t i o no fr e s p o n s ea n dt h e i rr e s u l t a n ts o l u t i o n so ff i s hb o n e g e l a t i n e 2 9 t a b l e2 3 1e x p e r i m e n t a ld e s i g nr a n g ea n dv a l u e so fi n d e p e n d e n tv a r i a b l e sf o re n z y m a t i c e x t r a c t i o no f g e l a t i n e 3 2 t a b l e2 3 2r e s p o n s eo fd e p e n d e n tv a r i a b l e sf o rt h ep r o d u c t i o no fs k i nh y d r o l y s e dg e l a t i n et o i n d e p e n d e n t v a r i a b l e s 3 3 t a b l e2 3 3n u m e r i c a lo p t i m i z a t i o no fr e s p o n s ea n dt h e i rr e s u l t a n ts o l u t i o n so fe n z y m a t i c h y d r o l y s e dg e l a t i n e 3 5 t a b l e3 1v i s c o e l a s t i cp r o p e r t i e so fg e l a t i n e sg e l l i n gt e m p e r a t u r e ( 。c ) ，m e l t i n gt e m p e r a t u r e ( 。c ) ，m a x i m u ma n dm i n i m u mo f g a n dg ”v a l u e s 4 1 t a b l e3 2m o l e c u l a rw e i g h tp r o f i l eo f f i s hg e l a t i n e 4 6 t a b l e3 3a m i n oa c i d sc o m p o s i t i o n so f f i s hg e l a t i n e sa n dh y d r o l y s a t e s 4 6 t a b l e4 1p r o p e r t i e so f d a 2 0 1 一cm a r 4 9 t a b l e4 2g e l a t i n er e c o v e r e da f t e rd e s a l t i n gw i t hm a r 5 0 t a b l e4 3h u n t e rc o l o u rv a l u e s ( l ，a b ) f o rf i s hg e l a t i n ef r o mg r a s sc a r p 5 0 f i s hs k i ng e l a t i n ef f s g ) 5 1 f i s hb o n eg e l a t i n e ( f b g ) 5 1 h y d r o l y s e s dg e l a t i n e ( f h d ) 5 1 t a b l e5 1t e x t u r ep r o f i l ea n a l y s i so f g e l a t i n ea d d e dp o r ks a u s a g ea n dc o n t r o l 5 4 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文巾作了明 确的说明并表示谢意。 签名：丝! ! ：! ! 璺! 圣生v j 日期：2 的0 年g 月赳i t 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：型丝型坚导师签名：麴垒 日期：加口年6 月矽日 m s cd l s s e 盯a t i o ns o u t h e r ny a n g t z eu n l v e r s n l t h i si st oc e r t i f yt h a tt h ew o r k sw h o s er e s u l t sa r er e p o r t e dh e r e i nw e r ec a r r i e do u ts o l e l yb y k a s a n k a l al a d i s l a u su n d e rt h eg u i d a n c ea n ds u p e r v i s i o no fa s s o c i a t ep r o f e s s o rq i a nh eo f t h ef o o ds a f e t ya n df o o dq u a l i t yc o n t r o ll a b o r a t o r y ，s c h o o lo ff o o ds c i e n c ea n d t e c h n o l o g y ，s o u t h e r ny a n g t z eu n i v e r s i t y ，w u x i c h i n ap r s i g n a t u r e 棚翰藤艇 r m s c c a n d i d a t e ) ms cd l s s e r t a t i o n s o u t h e r ny a n g t z eu n i y e r s n l t h i si st oc e r t i f yt h a tt h er e p o r tp r e s e n t e dh e r e i ne n t i t l e d “s t u d i e so nt h eu t i l i z a t i o no fs k i n a n d b o n ef r o mf i s hb y - p r o d u c t sf o rg e l a t i n ee x t r a c t i o n ”s u b m i a e db yk a s a n k a l al a d i s l a u s f o rt h er e q u i r e m e n t so ft h ea w a r do ft h ed e g r e eo fm s c i nf o o ds c i e n c ei sb a s e do nt h e r e s u l t so fw o r k sc a r r i e do u tb yh i mi nt h el a b o r a t o r yo ff o o ds a f e t ya n df o o dq u a l i t yc o n t r o l l a b o r a t o r y , s c h o o lo ff o o ds c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , s o u t h e my a n g t z eu n i v e r s i t y , ，u x i c h i n ap ru n d e rm yg u i d a n c ea n ds u p e r v i s i o nd u d n gt h ea c a d e m i cs e a s o n2 0 0 3 2 0 0 6 i c e r t i f yf u r t h e rt h a tn e i t h e rt h er e s e a r c hr e p o r tn o ra n yp a r tt h e r e o fh a sb e e ns u b m i t t e d p r e v i o u s l yf o rc o n s i d e r a t i o na n d o ra w a r do fa n yo t h e rd e g r e e s i g n a t u r e q i a n h e ( s u p e r v i s o r ) 1 1 d e d i c 枷o n t h i sw o r ki sd e d i c a t e dt o ： m ym a m a f o re n c o u r a g i n gm et og ot os c h 0 0 1 i ti sh a r dt of o r g e th e rw o r d s y o u c a n tb es u c c e s s f u lu n t i l y o ut r y ” m yd a dw h o u n d e r s t o o dt h a tw ea r et h ef u t u r e g i v i n gc h i l d r e nt o o l st oc r e a t eb e n e rl i v e sa n dap e a c e f u lw o r l di sp o s s i b l e a b a n d o nt h e mt h ec y c l eo f p o v e r t ya n dv i o l e n c ew i l lc o n t i n u e ms cd l