食品资源的综合利用 实验

课程简介： 本实验课程主要面向“食品科学与工程”专业本科生，实验分必修和选修2种类型，包括“鱼皮胶原蛋白的水解”、“海藻酸钠的提取”几部分。实验教学主要是设计型实验，提高学生的解决实际问题的能力。

目 录 实验一 鱼皮胶原蛋白的水解（设计性实验）6学时 实验二 大豆分离蛋白的提取（设计性实验） 6学时 目 录 实验一 鱼皮胶原蛋白的水解（设计性实验）6学时 实验二 大豆分离蛋白的提取（设计性实验） 6学时 实验三 大豆分离蛋白的酶解（设计性实验） 6学时 实验四 海藻酸钠的提取（设计性实验）6学时

实验一 鱼皮胶原蛋白的水解 【实验目的】 【实验原理】 本实验要求理解鱼皮的前处理、低温酶解和水解液的超滤精制操作的原理和方法。 实验一 鱼皮胶原蛋白的水解 【实验目的】 本实验要求理解鱼皮的前处理、低温酶解和水解液的超滤精制操作的原理和方法。 【实验原理】 鱼皮胶原蛋白含量占其蛋白质总量的80%以上，通过酶适度水解产生胶原蛋白肽。在偏离中性的pH值下，低温处理鱼皮，去除脂肪和杂质，使用碱性蛋白酶、中性蛋白酶或酸性蛋白酶协同作用，所得到的水解液经过过滤、超滤、离子交换脱色脱盐、真空浓缩，分别进行喷雾干燥和冷冻干燥，得到完全溶解的黄白色或白色粉末状胶原蛋白寡肽。

【实验步骤】 1.鱼皮前处理： 将新鲜鱼皮或解冻鱼皮使用浓度为2.5%的食盐溶液清洗，然后使用清水进行漂洗；用2%的食品级氢氧化钠溶液在室温以下浸泡上述原料2h，清洗浸泡处理的鱼皮至pH值为中性。 2. 水解鱼皮： 斩碎处理好的鱼皮，采用一定底物浓度的碱性蛋白酶水解一定时间，使用离心机或过滤的方法分离出未水解物和杂质，水解产物为澄清透明的无色至浅黄色溶液。

【实验步骤】 3.分离水解液： 应用不同分子量截留率的中空纤维超滤器超滤上述水解液，获得分子质量2000~6000Da的组分和2000Da以下的组分。 4.脱盐： 分别将上述超滤液应用离子交换树脂进行脱盐处理。

【实验步骤】 5.真空脱盐： 6.喷雾干燥： 7.冻干： 将上述两组分分别应用真空浓缩器进行浓缩得到胶原蛋白浓缩液。 将浓缩液使用喷雾干燥器进行干燥，干燥产品为水分含量≦8.0%的淡黄色粉末。 7.冻干： 将经真空浓缩得到的浓缩液进行冷冻干燥，干燥产品为水分含量≦8.0%的白色粉末。

【质量评价】 1.感官指标 2.理化指标 3.评价方法： 淡黄色或白色固体粉末 粗蛋白≧90.0%，相对分子量500~6000，水分 ≦8.0%，，灰分≦ 2.0%，二氧化硫≦ 50（mg/kg)，pH（1%水溶液）4.0~7.0，水不溶物（质量分数） ≦ 0.10%。 3.评价方法： 按照QB 2732-2005《水解胶原蛋白》进行评价。

【思考题】 1、影响酶水解鱼皮胶原蛋白水解度的因素有哪些? 2、鱼皮不同分子量胶原蛋白肽的分离方法有哪些? 3、工业生产需要使用什么工艺流程和设备？

实验二 大豆分离蛋白的提取 【实验目的】 【实验原理】 本实验要求理解大豆分离蛋白提取的原理和掌握提取的方法。 实验二 大豆分离蛋白的提取 【实验目的】 本实验要求理解大豆分离蛋白提取的原理和掌握提取的方法。 【实验原理】 利用蛋白质在等电点的聚集、沉淀、偏离等电点时解聚、溶解的原理，采用碱提酸沉法提取。

【实验步骤】 1.碱液浸提、离心分离： 2. 加酸沉淀、离心分离： 将脱脂大豆粕粉原料投入浸提罐内，加10倍量水，用40%氢氧化钠溶液调pH至7.0~8.0，加热到45~50 ℃ ，浸提40~50分钟，经离心分离收集蛋白质溶液 2. 加酸沉淀、离心分离： 在45 ℃ 条件下，用一定浓度的盐酸调pH 至4.2~4.6，静置30分钟，使蛋白质能形成较大的颗粒而沉淀下来，经离心分离收集沉淀蛋白质。

【实验步骤】 3.水洗分离： 分离后的酸沉蛋白质凝乳加5~6倍量的水，水洗1~2次，用离心机分离。 4.解碎、中和 分离出的沉淀蛋白质呈凝胶状，有较多团块，需加入适量水解碎，搅打成匀浆，然后加入一定稀碱中至pH6.8~7.2。

【实验步骤】 5. 灭菌 中和后的蛋白乳液置夹层锅内，用蒸汽加热至60~70，保温20~30分钟灭菌。 6.喷雾干燥 7.包装成品

【质量评价】 1.感官指标 外观呈淡黄色或乳白色粉末，具有产品应有的滋味和气味，无异味，不含有 正常视力可见的杂质。 2.理化指标 水分≦10%，蛋白质≧90%，灰分≦ 8%，粗纤维≦ 0.5%。 3.评价方法： 按照GB/T 20371-2006《食品工业用大豆蛋白》进行评价。

【思考题】 1、碱液浸提温度和pH对提取大豆分离蛋白有什么影响? 2、加酸沉淀工序要注意什么? 3、在工业生产中，应选用什么设备?

实验三 大豆分离蛋白的酶解 【实验目的】 【实验原理】 本实验要求掌握利用酶法水解大豆分离蛋白的方法 实验三 大豆分离蛋白的酶解 【实验目的】 本实验要求掌握利用酶法水解大豆分离蛋白的方法 【实验原理】 利用蛋白酶水解大豆分离蛋白，随着酶反映的进行，蛋白质的分子量逐渐变小，并转化为肽或者氨基酸，其物理性状及机能特性都发生明显变化，在营养学上比蛋白质和氨基酸具有更多的优点。

【实验步骤】 1.预处理： 2. 加酶水解： 将大豆分离蛋白配制成一定的溶液，在90~95 ℃下处理20分钟，迅速冷却至酶解温度。 分别用AS1.398中性蛋白酶和Alcalase碱性内切蛋白酶进行水解。

【实验步骤】 3.测定蛋白质的水解度： 蛋白质的水解度常以蛋白中的肽键被断裂的百分率来表示，采用pH-Stat法测定水解度。 4.灭酶、离心： 水解至预定时间后，用盐酸调整pH至4.5。迅速升温到85 ℃以上，加热10分钟钝化蛋白酶，冷却后离心收集上清液即得水解液。

【思考题】 1、预处理对水解大豆分离蛋白的作用? 2、对两种蛋白酶的水解度和风味进行比较?

实验四 海藻酸钠的提取 【实验目的】 【实验原理】 本实验要求掌握海藻酸钠分离提取的方法。 实验四 海藻酸钠的提取 【实验目的】 本实验要求掌握海藻酸钠分离提取的方法。 【实验原理】 海藻酸钠的提取采用钙凝离子交换法，将原料海带经消化，使海带中的不溶性海藻酸钙转化为可溶性海藻酸钠，再经钙析，使海藻酸钠转化为海藻酸钙从胶液中絮凝出来，通过离子交换脱钙、乙醇沉淀、烘干等工序，可制得成品海藻酸钠。

【实验步骤】 1.原料浸泡、切碎： 2. 消化： 3.稀释、过滤： 加10倍于海带质量的水浸泡，并加适量甲醛，浸泡结束后洗涤并切碎，沥干后备用。 2. 消化： 加一定量纯碱进行消化，消化时一定要搅拌。 3.稀释、过滤： 加水冲稀，并用纱布初滤一次，再离心过滤。

【实验步骤】 4.钙析： 5.离子交换脱钙： 6.乙醇沉淀： 7.干燥粉碎： 向胶液中加一定浓度的氯化钙，并同时加盐酸中和消化反应中多余的纯碱至中性。 5.离子交换脱钙： 将钙析后的产品过滤后，再往里加入氯化钠溶液脱钙。 6.乙醇沉淀： 向海藻酸钠溶液中加入无水乙醇，边加边搅拌，海藻酸钠絮状物析出，过滤，除去乙醇。 7.干燥粉碎： 在40 ℃下干燥固形物，粉碎过80目筛，即得海藻酸钠成品。

【质量评价】 1.感官指标 2.理化指标 3.评价方法 外观为淡黄色或白色粉末 pH6.0~8.0，水不溶物（以干基计） ≦ 3.0%，黏度≧150cP，干燥失重≦15.0%，，硫酸灰分30%~37%。 3.评价方法 按照GB1976-80《食品添加剂 海藻酸钠》进行评价。

【思考题】 1、消化对海藻酸钠分离提取的作用? 2、酸处理脱钙的作用? 3、工业生产需要使用什么工艺流程和设备？