Page 44 - 《精细化工》2022年第9期
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·1762· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
目前，酶法提取工艺遇到的问题在于：酶发挥 上成本等问题，导致推广应用存在较大阻碍。与传
作用需要合适的反应参数，导致酶无法单独进行作 统方法相比，新型提取方式除绿色环保以外，还具
用，酸是酶法工艺调节 pH 的必要物质，并且酸酶 有提取的胶原蛋白肽具有更高的抗炎活性 [66] ，不用
复合在鱼皮 [58] 原料胶原蛋白得率优化上具有优势， 加工直接应用等优点，是获取胶原蛋白活性成分的
是商业化程度较高的提取方式。但对于鳖甲 [57] 等矿 有效手段。
物质含量高的原料，即使采用酸酶复合的提取方法， 目前，就得率而言，传统酸、酶法仍然是胶原
蛋白得率仅为 2.8%，极大限制了鳖甲副产物的商业 蛋白主要提取方式，新技术亟需解决提取参数与胶
发展。所以，针对此类原料，采用超声波、发酵等 原蛋白降解之间的问题，添加茶黄素等高熔点、高
预处理成为提高胶原蛋白得率的关键操作，蛋白酶 沸点的蛋白交联剂，能有效抑制胶原蛋白降解，提
活性、酶的适配性是影响复合酶作用的关键因素， 升蛋白得率 [67] 。
而低功率超声能有效破坏胶原蛋白结构，提高蛋白酶
活性 [59] ，发酵处理能提高胶原蛋白得率、改善蛋白 4 水产品副产物胶原蛋白的应用
腥臭味 [60] 。虽然水产复合酶工业化程度与陆生动物 胶原蛋白的提取与应用已构成完备的商业体
蛋白 [61] 相比还有差距，但以物理、生物法为辅，酸
系，水产品副产物胶原蛋白的独特性能更是不断应
与复合酶为主构建的“物理/生物-酸-复合酶”提取
用在各领域。图 3 归纳了主流水产品副产物胶原蛋
体系能为胶原蛋白工业面临的得率低、风味等问题
白的功能特性。胶原蛋白具有吸水聚合性、生物相
提供新的解决思路。
容性、低免疫原性、生物降解性、高孔隙率、无脂
3.4 新型蛋白提取技术
界面穿透性等特点，已作为食品、药品和生物医学
除去传统的酸、酶法提取工艺，一些更环保、
行业的关键添加物 [66] 。本节重点介绍胶原蛋白及衍
得率更高的方法正在逐步应用在水产品加工行业。
生肽在食品加工、保鲜、医药行业中的应用。
超临界流体萃取技术目前已在有机物富集、原料化
合物分离上取得了不错的进展 [62] 。CO 2 是超临界流
体萃取中最常用的气体，具有低毒性、低成本、高
可用性、稳定性、环境可接受性和温和的操作条件
等优点。此外，CO 2 在从含水介质中提取后会被释
放，残留度较低 [12] ，通过 CO 2 酸化水提取的胶原蛋白
对成人纤维细胞不存在毒害作用，具备研究价值 [30] 。
亚临界水是水在一定压力与温度条件下依旧保
持液体进行提取的方法。水体在亚临界条件下，极
性随温度升高而降低，通过温度参数的调整提取不
同成分，由于蛋白侧链 R 基团的亲水性不同，亲水 图 3 水产品副产物胶原蛋白功能性质及应用
Fig. 3 Functional properties and application of collagen
性强的基团与亚临界水结合紧密，更易提取。但在 from by-products of aquatic products
实际提取过程中，明胶、肽等小分子含量较胶原蛋
白更高 [64] 。 4.1 胶原蛋白及其降解产物在食品中的应用
目前，气泡分子主要运用在灭菌、材料分解中， 图 4 列举了胶原蛋白及其降解产物在肉制品、
蛋白提取领域应用较少，主要原因是提取机制还处 乳制品、烘焙、生鲜食品、医疗行业上的主要作用。
于研究阶段。在现有研究中，气泡分子对鱼鳞副产 随着健康发展理念逐渐深入市场，饮料以及乳制品
物胶原蛋白的提取具有促进效果，其中 CO 2 气泡分 行业逐渐转向发展低糖、营养强化等功能性产品。
子相比于 O 3 和 O 2 具有更高的蛋白得率 [65] 。 水产品胶原蛋白肽能够防止乳制品乳清沉淀，提高
随着低碳、可持续发展理念的提出，类似亚临 产品凝胶强度 [68] ，小分子蛋白降解物能通过氢键以
界水、气泡分子、超临界流体萃取等新型提取技术 及与冰晶的结合减少产品内部冰晶大小 [69] ，也能改变
逐步成为研究的主流方向，虽具备一定的工业化潜 酸奶微观结构，影响产品的硬度、黏度以及口感 [70] 。
力，但依旧存在许多问题：超临界流体法与亚临界 抗冻肽主要来源于胶原蛋白分子的降解，通过
法提取技术的关键在临界温度与压力等参数的设 抑制高分子蛋白的交联，提高可溶性蛋白得率，形
定，过高的温度会使胶原蛋白变性，更易获得小分 成抗性更强的面筋网络，减少冷冻过程中冰晶形成
子肽和明胶物质，而大分子胶原的提取受到抑制； 造成的损害，同时限制了水分迁移，提升面团冷冻
新型提取方法尚未独立应用在胶原蛋白提取中，加 后的烘焙性能，是冷冻烘焙产品中的优良添加成分
