青鱼鱼鳞明胶提取工艺研究及主要性能测定

谷 绒，万国福

（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安 223003）

青鱼鱼鳞明胶提取工艺研究及主要性能测定

谷 绒，万国福

（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安 223003）

以青鱼鱼鳞为原料，通过对明胶提取的软化、酸浸、提胶等工艺条件进行探索，最终选定酸液浓度、酸液浸泡时间、浸提液料比、浸提温度4个因素进行四因素三水平正交试验，并确定最佳提胶工艺条件为盐酸浓度1.5 mol/L，酸液浸泡6 h，浸提液料比50∶1，浸提温度90℃，在该条件下得到的明胶提取率为66.7%，黏度为5.84 mPa·s，凝胶强度为432.36 g，产品达到较高品质要求。

鱼鳞；明胶；提取；制备

鱼鳞是鱼真皮层的变形物，属结缔组织，约占鱼体质量的5%，鱼鳞中含有丰富的蛋白质、维生素、胶质、不饱和脂肪酸、钙、铁、锌等多种矿物质，具有预防动脉硬化、高血压及心脏病等功效，是提取明胶的优质原料［1-2］。

淮安水产丰富、鱼类繁多，尤其洪泽湖近年来青鱼养殖规模巨大，鱼鳞这种下脚料每年被废弃达数百吨。所以，充分利用鱼鳞提取明胶对提高鱼类加工综合利用率、增加经济效益、开发明胶相关产品等方面具有重要参考价值。

1 材料与方法

1.1.1 原料和试剂

青鱼鱼鳞，产自淮安洪泽湖；氢氧化钠、盐酸、硫酸钠、氯化钙等，均为国产分析纯。

1.1.2 仪器设备

FW100型高速万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司产品；TA Xtzi型质构仪，英国TA公司产品；旋转蒸发仪，上海科生仪器有限公司产品；NDJ-8S型数字式黏度计，上海精密仪器仪表有限公司产品。

1.2.1 工艺流程

青鱼鱼鳞→粉碎→除杂等预处理→热水软化→酸（碱）液浸泡→冲洗过滤→调pH值→第1次热水提胶→过滤取胶→第2次热水提胶→过滤取胶→浓缩→干燥→鱼鳞明胶。

1.2.2 操作要点

（1）粉碎。将晾干的青鱼鱼鳞粉碎至20目。

（2）软化。用热水以5倍加水量浸泡粉碎的鱼鳞2～3 h，达到软化除杂目的。

（3）酸（碱）液浸泡。以料液比为1∶10的酸（碱）液对软化的鱼鳞粉进行浸泡，利于蛋白质长链断裂形成胶质。

（4）调pH值。调节水解pH值为4～6。

（5）提胶。采用二次浸提法进行提胶［3］，提取的胶液混合后浓缩至原体积的1/4后干燥至恒质量并打粉即得产品。

1.3.1 鱼鳞明胶提取率

1.3.2 鱼鳞明胶黏度［4］

将鱼鳞明胶配成6.67%的质量分数，在60℃时测定其黏度。

1.3.3 鱼鳞明胶凝胶强度［5］

将6.67%的鱼鳞明胶溶液置于5℃条件下凝冻18 h后被压缩变形4 mm，其所需最大应力即为凝胶强度。测定条件为NO-P/0.5型探头，下压速度1 mm/s，下压高度4 mm。

2 结果与分析

分别选用60，65，70，75，80，85℃对鱼鳞粉进行2 h软化处理。

软化温度对明胶提取率的影响见图1。

图1 软化温度对明胶提取率的影响

由图1可知，软化温度对鱼鳞明胶提取率影响基本呈现先增加、随后维持平衡、变化不大的趋势，其中以65℃时提取率就达到最大，后面随软化温度增加提取率变化不大。所以，选择65℃作为最佳鱼鳞粉软化温度。

65℃热水软化鱼鳞粉，分别进行1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5 h处理。

软化时间对明胶提取率的影响见图2。

图2 软化时间对明胶提取率的影响

由图2可知，随软化时间的延长，明胶提取率不断增加，当软化时间达到2.5 h时，提取率最大，并且后面呈现轻微下降。所以，选择软化时间2.5 h作为最佳鱼鳞粉软化时间。

分别选用1 mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液对鱼鳞进行浸泡试验。

酸、碱浸泡效果比较见图3。

图3 酸、碱浸泡效果比较

由图3可知，浓度同为1 mol/L的酸、碱2种介质对鱼鳞进行浸泡处理，结果显示酸性介质处理的鱼鳞，明胶提取率较高；而碱性介质处理的提取率相对较低。结果显示，盐酸对鱼鳞中的钙质去除效果较氢氧化钠要好，故选取盐酸继续进行后期试验。

分别选用0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 mol/L盐酸溶液进行6 h浸泡试验。

盐酸浓度对明胶提取率的影响见图4。

图4 盐酸浓度对明胶提取率的影响

由图4可知，随着盐酸浓度的增加，明胶提取率呈现先增后降的趋势，其中当盐酸浓度达到1.5 mol/L时，明胶提取率达到最大。因此，试验选择1.5 mol/L盐酸作为最佳浸酸浓度。

选用1.5 mol/L盐酸浸泡鱼鳞，浸泡时间分别为4，5，6，7，8，9 h。

酸液浸泡时间对明胶提取率的影响见图5。

由图5可知，随着酸液浸泡时间的延长，明胶提取率不断增加，其中酸液浸泡时间达到7 h时，明胶提取率达到最大，以后酸液浸泡时间再延长，明胶提取率没有较大变化。因此，选择1.5 mol/L盐酸浸泡7 h进行试验。

图5 酸液浸泡时间对明胶提取率的影响

试验采用二次浸提法，2次浸提热水总质量与鱼鳞粉的比例分别为10∶1，20∶1，30∶1，40∶1，50∶1，60∶1。

浸提液料比对明胶提取率的影响见图6。

图6 浸提液料比对明胶提取率的影响

由图6可知，提胶时浸提热水与鱼鳞粉比分别选用10∶1，20∶1，30∶1，40∶1，50∶1，60∶1进行试验，随着浸提用水的增加，明胶提取率不断上升，当达到50∶1时出现最大值，而后继续增加浸提用水量时提取率下降。所以，试验选用浸提液料比为50∶1。

分别选用70，75，80，85，90，95℃进行提胶3 h。

浸提温度对明胶提取率的影响见图7。

图7 浸提温度对明胶提取率的影响

由图7可知，鱼鳞明胶提取率随着浸提温度的升高呈现先增加再降低的趋势，当浸提温度达到90℃，出现最大提取率。所以，选择90℃作为最佳浸提温度。

90℃条件下进行提胶，浸提时间分别为1，2， 3，4，5，6 h。

浸提时间对明胶提取率的影响见图8。

图8 浸提时间对明胶提取率的影响

由图8可知，在90℃条件下提胶，浸提时间越长，明胶提取率越高，当浸提时间为5 h时，提取率最大，并趋于平稳，故选取浸提时间5 h进行试验。

通过对以上因素进行Plackett-Burman试验分析比较，最终选定酸液浓度、酸液浸泡时间、浸提液料比、浸提温度4个因素做四因素三水平正交试验。

鱼鳞明胶提取正交试验因素与水平设计见表1，鱼鳞明胶提取正交试验结果分析见表2。

表1 鱼鳞明胶提取正交试验因素与水平设计

表2 鱼鳞明胶提取正交试验结果分析

由表2可知，试验2组合鱼鳞明胶提取率最高，4个因素的影响主次顺序为A＞B＞D＞C，得到最佳试验组合为A2B2C2D2。将试验2组合与最佳试验组合各进行3次平行试验，取平均值分别为66.73%和65.37%。可见最佳试验组合为A2B2C2D2，即盐酸浓度1.5 mol/L，酸液浸泡6 h，浸提液料比50∶1，浸提温度90℃。

将制得的鱼鳞明胶配制成6.67%的质量分数后，按相应测定条件分别进行黏度和凝胶强度测定，所得结果分别为5.84 mPa·s和432.36 g。这说明得出的最佳提取条件合理可行，得到的产品品质较高。

3 结论

以青鱼鱼鳞为原料，经粉碎后进行酸液浸泡和软化处理，通过对软化条件、酸碱浸泡对比、酸液浸泡条件等进行分析筛选，最终选取酸液浓度、酸液浸泡时间、浸提液料比、浸提温度4个重要影响因素进行四因素三水平正交试验，确定最佳提胶工艺条件为盐酸浓度1.5 mol/L，酸液浸泡6 h，浸提液料比50∶1，浸提温度90℃。在该条件下得到的明胶提取率为66.7%，黏度为5.84 mPa·s，凝胶强度为432.36 g。这表明该法所得鱼鳞明胶品质较好，达到较高品质明胶要求。

［1］ 罗红宇.海鱼鱼鳞营养分析 ［J］.食品研究与开发，2003，24（3）：63-66.

［2］ 刘文涛，李国英，缪煜清，等.鱼鳞的研究现状及应用前景 ［J］.水利渔业，2006，26（1）：20-23.

［3］ 陈良，李春莲，谌素华，等.鱼鳞胶的提取工艺研究［J］.中国水产，2010（1）：69-70.

［4］ 张丰香，王璋，许时婴.鱼鳞明胶的提胶工艺 ［J］.食品与发酵工业，2008，34（9）：96-100.

［5］ 陈莹艳，陈运中.草鱼鱼鳞明胶的提胶工艺及特性研究 ［J］.粮油加工，2014（2）：77-80.◇

This paper studies exraction of black carp scale gelatin.Through technological conditions exploration of soften，acid leaching and deriving gelatin，the orthogonal ecperiment is used to study influence on quality of fish gelatin from acid strength，soak time in acid liquor，the extraction ratio of water and material and the extraction temperature.The optimum process condition is that the hydrochloric acid concentration is 1.5 mol/L，the extraction temperature is 6 h，the extraction ratio of water and material is 50∶1 and the extraction temperature is 90℃.The extraction rate is 66.7%，the gelatin viscosity is 5.84 mPa·s and the gelatin gel strength is 432.36 g under these conditions.It shows that the black carp scale gelatin has good quality.

scale；gelatin；extraction；preparation

1671-9646（2016）09a-0016-03

S986

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.005

2016-07-01

淮安市科技支撑项目“鱼鳞明胶的提取及鱼鳞冻特色汤包的开发”（HAG2015023）。

谷 绒（1981— ），女，硕士，讲师，研究方向为食品营养及食品加工。