魚鱗膠原蛋白酶法生產(chǎn)的質(zhì)量控制體系

楊葉輝

(福建省東山縣海魁水產(chǎn)集團有限公司，福建 東山 363400)

魚鱗膠原蛋白酶法生產(chǎn)的質(zhì)量控制體系

楊葉輝

(福建省東山縣?？a(chǎn)集團有限公司，福建 東山 363400)

為保證魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品的質(zhì)量安全，文章闡述了酶法生產(chǎn)魚鱗膠原蛋白的工藝流程，并制定了原料內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵工序生產(chǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品從原料驗收到成品包裝的全過程質(zhì)量控制體系。實踐表明，該質(zhì)量體系實施的結(jié)果即魚鱗膠原蛋白成品的指標(biāo)均符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

酶法；魚鱗膠原蛋白； 質(zhì)量控制體系

我國水產(chǎn)資源豐富，是世界上最大的淡水魚養(yǎng)殖國，根據(jù)中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒可知，2013年，我國淡水魚產(chǎn)量達2 635.08×104t，與2012年相比，增長5.5%，預(yù)計2014—2018年中國淡水魚產(chǎn)量的年增長率不會低于5%[1]。 水產(chǎn)品加工的過程會產(chǎn)生大量的下腳料(魚鱗、魚頭、魚骨、魚尾等)，其中，魚鱗占魚體重的1%～5%[2-4]，但這些魚鱗大部分并未得到充分的利用。魚鱗富含膠原蛋白，約為魚鱗干重的20%～40%[5]。

目前，魚鱗膠原蛋白作為極有發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用價值的高附加值產(chǎn)品而備受人們的關(guān)注與青睞[6]，與陸產(chǎn)動物膠原蛋白相比具有加工優(yōu)勢，這是因為前者的變性溫度低，低溫下穩(wěn)定性好，安全性相對比較高[7]。 因此，以魚鱗為原料提取膠原蛋白，既充分利用了魚鱗資源，提高了經(jīng)濟效益，同時解決了膠原蛋白的安全問題。魚鱗膠原蛋白的提取方法主要有酸提取法[8-10]、熱力法[11-12]、酶提取法[13-16]。相比其它幾種提取方法，酶提取法具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物不易變性、提取率高、提取時間短、產(chǎn)品品質(zhì)好等優(yōu)點。

但是，酶提取法生產(chǎn)魚鱗膠原蛋白時，原料、生產(chǎn)過程的控制直接影響著魚鱗膠原蛋白成品的品質(zhì)，本研究旨在針對魚鱗膠原蛋白的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品特點，結(jié)合實際情況，建立魚鱗膠原蛋白的全生產(chǎn)過程控制體系，保證魚鱗膠原蛋白的品質(zhì)，提升企業(yè)的競爭力。

1 生產(chǎn)工藝

1.1 工藝流程

魚鱗→清洗→脫鈣→堿處理→粉碎→高壓膨化→蛋白酶提取→粗過濾→滅酶→酵母發(fā)酵→膜分離→噴霧干燥→內(nèi)包裝→金屬檢測→外包裝/貼標(biāo)簽、標(biāo)識→入庫→成品抽樣檢驗

1.2 工藝要點

1.2.1 原料

原料應(yīng)選擇備案養(yǎng)殖基地的魚鱗，品質(zhì)應(yīng)符合GB 2733—2015《 鮮、凍動物性水產(chǎn)品》和GB 2762—2012《食品中污染物限量》的規(guī)定。原料應(yīng)貯存于-18℃以下的溫度，禁止與有毒、有害、有異味物品同庫貯存。

1.2.2 清洗

將原料魚鱗放入化凍池中化凍，并用清水進行清洗，去除黏附的泥土、魚油、內(nèi)臟等異物及雜質(zhì),以提高魚鱗膠原蛋白的品質(zhì)。

1.2.3 脫鈣

占魚鱗總重約30%的成分為羥基磷灰石[17]，它與魚鱗中的膠原纖維緊密粘結(jié)，因此在提取膠原蛋白前應(yīng)浸酸進行脫鈣處理，以利于膠原蛋白的溶出。脫鈣工藝為：在脫鈣池中配制一定濃度的檸檬酸溶液，將清洗干凈的魚鱗投入其中。同時，用空壓機對其中的魚鱗進行鼓氣翻動。脫鈣結(jié)束后，用自來水將魚鱗洗凈，取水測定其pH值，最終pH值應(yīng)與自來水的pH值一致。

1.2.4 堿處理

在魚鱗有機物中，約75%為膠原蛋白，另外約25%為硬朊蛋白、粘液質(zhì)、脂肪、色素等。堿處理可以脫除魚鱗蛋白質(zhì)中可溶性的其它蛋白和附著在魚鱗表面的魚銀(魚銀是魚鱗表面具有金屬光澤的物質(zhì))、色素等物質(zhì)，從而提高魚鱗膠原蛋白肽的純度和品質(zhì)[18]。同時，堿處理后的魚鱗膨松、色澤白、透明性增加，更有利于后續(xù)膠原蛋白的提取。堿處理工藝為：將脫鈣水洗中和的魚鱗置于NaOH溶液(濃度、溫度和時間見表3)中以去除其他蛋白質(zhì)和色素等。堿處理結(jié)束后，用自來水將魚鱗洗凈，取水測定其pH值，最終pH值應(yīng)與自來水的pH值一致。

1.2.5 粉碎

采用魚鱗粉碎機將魚鱗粉碎至40目，有利于縮短蛋白酶提取的時間，同時提高膠原蛋白的出成率。

1.2.6 高壓膨化

利用高壓均質(zhì)機的高壓讓魚鱗膨松，更有利于膠原蛋白的溶出。

1.2.7 蛋白酶提取

生產(chǎn)選用的酶為木瓜蛋白酶，將前處理后的魚鱗放入酶解罐中，加入一定量的純凈水，升溫到酶解所需的溫度，加入適量木瓜蛋白酶，酶解一定時間。

1.2.8 粗過濾

酶提取結(jié)束后，用袋式過濾器過濾掉剩下的魚鱗殘渣。濾液即為膠原蛋白液。

1.2.9 滅酶

將濾液加熱至85℃以上，保持5 min，使木瓜蛋白酶失去活性，同時也有殺菌的作用。

1.2.10 酵母發(fā)酵

將濾液冷卻至37～40℃，加入0.2%的活性酵母發(fā)酵0.5～1.0 h，以去除膠原蛋白的腥味。酵母發(fā)酵脫腥的機理之一是把醛類、醇類轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的酸。

1.2.11 膜分離

膜分離即為精濾過程，采用不銹鋼超濾膜，將膠原蛋白溶液中溶劑和小分子溶質(zhì)透過膜，而大分子物質(zhì)被膜截留，從而使膠原蛋白按不同分子量進行分離。膜分離過程中注意控制入膜壓力≤0.5×103Pa和過濾溫度10～60℃。

1.2.12 噴霧干燥

采用LG-5型離心噴霧干燥機對膜分離后的膠原蛋白液進行干燥。干燥過程中注意控制噴霧干燥的參數(shù)[19]，以便得到色澤好、水分含量少的膠原蛋白粉。

1.2.13 內(nèi)包裝

包裝材料要符合GB 9683—1988《復(fù)合食品包裝袋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的質(zhì)量要求，在開始包裝前，包裝器具用酒精進行擦拭消毒，并采用臭氧機對包裝間及包裝材料進行殺菌消毒。包裝人員進入包裝車間要按良好操作規(guī)范(Good manufacture practices，GMP)的要求穿戴、消毒，以避免對產(chǎn)品造成二次污染。

1.2.14 金屬檢測

將內(nèi)包裝好的膠原蛋白粉通過食品金屬檢測儀，檢測其中有無細小的金屬雜質(zhì)，如發(fā)現(xiàn)金屬雜質(zhì)，則扣留，可防止危害的發(fā)生。

1.2.15 外包裝/貼標(biāo)簽、標(biāo)識

產(chǎn)品的外包裝采用瓦楞紙箱并符合GB/T 6543—2008的規(guī)定。標(biāo)簽、標(biāo)識應(yīng)符合GB 7718—2011、GB 28050—2011的規(guī)定，包裝圖示標(biāo)志符合GB/T 19142—2016的規(guī)定。

1.2.16 入庫

產(chǎn)品應(yīng)存放在陰涼、干燥、通風(fēng)、無鼠、無蟲害、無有害物質(zhì)污染的倉庫中，不得露天堆放，產(chǎn)品堆放在離地面10 cm以上的木墊板上。

1.2.17 成品抽樣檢驗

每批產(chǎn)品須經(jīng)抽樣檢驗，檢驗項目參照產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，出具檢驗合格證后方可出廠銷售，并附合格證書。

2 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制體系建立

制定原料驗收標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工序的控制標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立魚鱗膠原蛋白的生產(chǎn)過程質(zhì)量控制體系，為保證膠原蛋白成品的品質(zhì)提供保障。生產(chǎn)加工過程的衛(wèi)生要求應(yīng)符合GB 14881—2013《食品生產(chǎn)通用衛(wèi)生規(guī)范》的規(guī)定：其為食品生產(chǎn)過程衛(wèi)生要求標(biāo)準(zhǔn)，把監(jiān)督管理的重點由檢驗最終產(chǎn)品轉(zhuǎn)為控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的潛在危害，更全面地保障食品安全。在降低微生物污染風(fēng)險方面，通過清潔和消毒能使生產(chǎn)環(huán)境中的微生物始終保持在受控狀態(tài)，降低微生物污染的風(fēng)險；在控制化學(xué)污染方面，應(yīng)對可能污染食品的原料帶入、加工過程中使用、污染或產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)等因素進行分析，并針對產(chǎn)品加工過程的特點制定化學(xué)污染控制計劃和控制程序；在控制物理污染方面，應(yīng)建立防止異物污染的管理制度，分析可能的污染源和污染途徑，并制定相應(yīng)的控制計劃和控制程序。同時建立《每日衛(wèi)生檢查記錄》、《車間工器具設(shè)備清洗消毒檢查記錄》、《車間每日溫度監(jiān)測記錄》等日常檔案記錄。

2.1 原料內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 原料內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

魚鱗膠原蛋白粉是以新鮮或冷凍的魚鱗為原料加工而成的。依據(jù)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2733—2015《鮮、凍動物性水產(chǎn)品》和GB 2762—2012《食品中污染物限量》制定原料用魚鱗的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。原料內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)見表1、表2。同時做好原料驗收記錄，每批按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30891—2014《水產(chǎn)品抽樣規(guī)范》具體要求進行抽檢。

表1 原料的感官要求Tab.1 Sensory requirements of raw material

表2 原料的理化指標(biāo)Tab.2 Physical and chemical index of raw material

2.1.2 揮發(fā)性鹽基氮對魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品的影響

揮發(fā)性鹽基氮(Total volatile basic nitrogen，TVB-N)指動物性食品由于酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨及胺類等堿性含氮物質(zhì)。魚類的蛋白質(zhì)含量極高，發(fā)生腐敗時揮發(fā)性鹽基氮含量會顯著增加，因此TVB-N常被用來衡量魚類等富含蛋白質(zhì)食品的腐敗程度，是目前國際上水產(chǎn)食品較為普遍的新鮮指標(biāo)[20]。TVB-N的值越小，表示魚鱗原料新鮮度越好，當(dāng)原料的TVB-N值控制在20 mg/100 g以下時，原料的新鮮度良好，生產(chǎn)出的魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品品質(zhì)良好。

2.1.3 原料中污染物的含量對魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品的影響

魚鱗中的污染物，包括表2中的鉛、鎘、甲基汞、砷、鉻、多氯聯(lián)苯。污染物在加工過程中沒法去除，它們的含量直接影響到產(chǎn)品中污染物的含量。因此，原料驗收時，污染物的含量是很重要的一個指標(biāo)。它們的限量值如表2所示。

2.2 生產(chǎn)工序的控制標(biāo)準(zhǔn)

為保證魚鱗膠原蛋白產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，依據(jù)關(guān)鍵工序的特點制定生產(chǎn)工序控制標(biāo)準(zhǔn)，使最終產(chǎn)品的品質(zhì)在生產(chǎn)過程中得到有效控制。關(guān)鍵工序生產(chǎn)控制計劃見表3。

表3 關(guān)鍵工序生產(chǎn)控制計劃Tab.3 Production control plan of key process

2.3 產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

參照SB/T 10634—2011 《淡水魚膠原蛋白肽粉》和QB 2732—2005 《水解膠原蛋白》來制定本產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/HKSW 0001S—2014 《水產(chǎn)品膠原蛋白粉》，具體見表4。產(chǎn)品需達到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定方可出廠銷售。

表4 魚鱗膠原蛋白的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 The enterprise’s standard of fish scale collagen

2.4 成品的檢驗

魚鱗膠原蛋白肽粉的成品檢驗項目參見上述的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。用以上質(zhì)控體系生產(chǎn)的成品檢驗結(jié)果如表5所示。

表5 魚鱗膠原蛋白的成品檢驗結(jié)果Tab.5 Finished product inspection record of fish scale collagen

3 結(jié)論

根據(jù)魚鱗膠原蛋白的生產(chǎn)流程，制定了原料的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工序的控制標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了生產(chǎn)加工過程中從原料到成品的生產(chǎn)過程質(zhì)量控制體系，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。表5的成品檢驗結(jié)果與表4的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比較，可觀察到，成品的感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符，且蛋白質(zhì)含量、羥脯氨酸含量遠遠高于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。說明上述質(zhì)量控制體系的實施，對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量有著顯著的效果。

[1]農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局.中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2014.

[2]易弋，黎婭，程謙偉，等.羅非魚魚鱗脫灰工藝的研究[J].食品開發(fā)與研究，2011，32(3)： 16-20.

[3]顧楊娟，李杰，李富威，等.魚鱗化學(xué)成分研究進展[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(11)：1227-1234.

[4]石維煥，許永安.魚鱗利用的研究進展[J].福建水產(chǎn)，2011，33(4)：67-72.

[5]曾江南.提取魚鱗中膠原蛋白的工藝研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2012.

[6]曹俊.魚鱗膠原蛋白的研究進展和應(yīng)用前景[J].水產(chǎn)科技情報，2009，36(1)：41-44.

[7]申鉉日，夏光華，董正華.水產(chǎn)膠原蛋白的研究進展[J].明膠科學(xué)與技術(shù)，2013，33(1)：1-7.

[8]Mori H，Tone Y，Shimizu K，et al.Studies on fish scale collagen of Pacific saury(Cololabissaira)[J].Materials Science & Engineering C，2013，33(1)：174-181.

[9]朱文學(xué)，邱園園，肖楓，等.響應(yīng)面法優(yōu)化黃河鯉魚磷酸溶性膠原蛋白提取工藝[J].食品科學(xué)，2013，34(20)：94-97.

[10]梁巧榮，紀(jì)映君，劉永，等.酸溶性羅非魚鱗膠原蛋白的響應(yīng)面優(yōu)化提取[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53(2)：395-398.

[11]劉石生，易美華，黃文艷.熱水提取羅非魚魚鱗膠原蛋白的研究[J].現(xiàn)代食品科技，2006，22(4)：139-141.

[12]董樂，林孌，王力.水提法提取魚鱗膠原蛋白的研究[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010，25(5)：525-529.

[13]肖楓，朱文學(xué)，康懷彬，等.正交試驗優(yōu)化黃河鯉魚鱗酶促溶性膠原蛋白提取工藝[J].食品科學(xué)，2015，36(12)：60-64.

[14]鉏曉艷，熊光權(quán)，李新.草魚魚鱗膠原蛋白肽的制備及分析[J].食品研究與開發(fā)，2014，35(7)：37-39.

[15]洪瑤.大黃魚魚鱗酶解制備膠原蛋白多肽的研究[D].杭州：中國計量學(xué)院，2014.

[16]邱小明.酶解法提取魚鱗膠原蛋白的工藝研究[J].新會學(xué)院學(xué)報，2014，19(2)：10-12.

[17]曾芳.魚鱗膠原蛋白、明膠和羥基磷灰石綜合提取研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2013.

[18]吳蕾，劉章武.魚鱗粗膠原蛋白提取工藝研究[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011，30(4)：12-16.

[19]慕光杉.魚鱗膠原蛋白干燥技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41(9)：4053-4054.

[20]高瑞昌，袁麗，劉為民，等.熱泵冷風(fēng)干燥鰱魚的揮發(fā)性鹽基氮和脂質(zhì)氧化品質(zhì)模型[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(23)：227-231.

Quality control system of fish scale collagen production by enzymatic method

YANG Yehui

(Fujian Dongshan Haikui Aquatic Products Co.Ltd.，Dongshan 363400，China)

To ensure the quality and safety of fish scale collage product，the process of fish scale collagen production by enzymatic method was discussed，and internal control standard of materials，control standard of key process，and enterprise’s standard of product were developed.The full quality control system of fish scale collagen from raw materials to end products package was established.Practice showed，after the quality system implementation，the result was as follow：the indexes of scale collagen products all conformed to requirements of enterprise’s standards.

enzymatic method；fish scale collagen；quality control system

2016-07-14

閩海洋高新〔2014〕10號.

楊葉輝(1982-)，女，碩士，工程師，研究方向：水產(chǎn)品加工及綜合利用.E-mail：286910681@qq.com

S986

A

1006-5601(2017)01-0072-07

楊葉輝.魚鱗膠原蛋白酶法生產(chǎn)的質(zhì)量控制體系[J].漁業(yè)研究，2017，39(1)：72-78.