钱煜文 万端极

摘要    水产加工业废水排放量巨大，鱼糜漂洗水废水中含大量的优质蛋白质，会对环境造成破坏。本研究以阿拉斯加鳕鱼为原料，采用加压气体携带挥发性酸分级等电沉淀回收蛋白質的工艺进行试验。结果表明，初始鱼糜废水中的蛋白含量为7 mg/mL，脂肪含量为0.4%，pH值为7，金属元素含量最高的为钠元素，蛋白质的等电点在4.3～5.5范围内;当压力达到5 MPa时，废水系统的pH值可以降至4.86，湿度降低会伴随着pH值的降低，因而无法达到预定pH值为4.3的目标。蛋白质浓度的上升会导致pH值调控的范围缩小。该项回收工艺为水体循环利用提供了参考。

关键词    水溶性蛋白;鱼糜漂洗水;分级等电沉淀;蛋白质回收;工艺

中图分类号    TS254.4        文献标识码    A

鱼糜制品是世界上传统的水产品加工的制品，由于其具有新鲜、有弹性、味道好、价格低廉、风味独特以及便于厨房烹饪等特点，受到广大消费者的喜爱[1-2]。鱼糜的生产流程主要包括收集原材料的鱼类、清洗和冷冻、对原材料进行处理、采集鱼类的肉、鱼肉的漂洗、精致的过滤、脱水冷冻、包装和冷藏等部分[3-4]。随着我国鱼糜制品的市场逐渐扩大，鱼糜产业不断发展，但鱼糜制作的废水可溶性蛋白高达5%～30%，而我国制作鱼糜的废水大部分直接排放到环境中，易造成环境污染[5-6]。此类废水的直接排放更容易引起大众的关注。因此，选择适当的蛋白沉淀分离技术，将此类废水进行回收，不仅可以收回废水中的附加值，还能达到保护环境的目的。本文在实验室的条件下，对鱼糜的漂洗水进行模拟，并分析和化验该鱼糜的废水，主要研究加入二氧化碳之后，废水蛋白浓度对体系压力pH值的影响。

1    材料与方法

1.1    试验材料

试验样品为阿拉斯加鳕鱼，由青岛金贝集团提供。试验试剂有硝酸、高氯酸、石油醚、甲基红、酚酞、无水硫酸铜、邻苯二甲酸氢钾、硼酸、氢氧化钠，牛血清蛋白由Sigma公司生产，均为市场零售。各种试剂均采用试验标准操作。聚丙烯胺凝胶电泳试验所用的相关用具为市场上零售。

1.2    试验设备

电子天平（PL203型）、台式离心机（DL-7M型）、雷磁pH计（PHS-3C型）、分光光度计（7200型）、耐压pH计（HA405-DXK）、原子发射光谱仪（VISTA-MPX）、电泳仪（DYY-10C）和恒温低温槽（DC-2006）。

1.3    试验方法

1.3.1    鱼糜漂洗水蛋白的试验模拟。将阿拉斯加鳕鱼放置在-20 ℃储藏，试验时先进行解冻，然后去掉内脏和鱼皮，将鱼肉进行分离，将鱼肉和水以1∶3的比例均匀地研磨，通过200目的滤布挤压过滤后，收集滤液，并用离心机离心，收集到的上清液为工业废水。短时间不进行操作时，将其用保鲜膜放置于-4 ℃的冰箱保存，避免变质。

1.3.2    加压对二氧化碳对废水体系pH值的影响。试验样品为模拟的鱼糜加工废水。选用二氧化碳排气缓冲测量釜和缓冲釜，取50 mL双蒸馏水进行测量。pH计校准后，接通电源安装到测量釜上，释放二氧化碳到缓冲釜中，待测量釜中的压力稳定后，读取pH值，并做好记录。当气压达到5 MPa时，结束试验，缓慢打开放气阀门，直到测量釜中的压力变为正常。卸下pH计探头并保管好，打开排液阀门，排出废水。保存之前，使用蒸馏水彻底清洗管道。

2    结果与分析

通过对鱼糜废水成分的分析可知，废水中初始pH值为7.0，最初脂肪含量为0.4%，通过重络酸钟法测得的模拟废水初始COD值为7 712 mg/L左右。通过相关技术的检测，可以得到模拟的鱼糜漂洗废水的蛋白质含量约为4.7 mg/mL，这个值在工业上加工鱼糜制品所排放废水的允许值范围内，因而所有数据在RSD值方面处于可以接受的范围内。

压力在0～1 MPa的范围内时，pH值变化较快，此时废水的pH值为5.7;继续加大压力时，样品的pH值变化较小;当废水的压力已经到达5 MPa时，废水体系中的pH值可以达到4.86。

由表1可知，通过对废水中的金属元素组成分析和测定，在模拟的鱼糜废水中可知金属元素和含量状况。在鱼糜的废水中，金属含量比较丰富，其中钠元素含量最高，可达1 626.10 mg/L。此外，金属元素中钾含量也较高，达到1 600.10 mg/L。有学者提出，海水鱼加工废水中矿物质含量与淡水鱼加工废水中矿物质含量差异较大，主要原因可能与鱼类的生存的环境不同有关。

3    结论

通过本研究可知，废水中的初始蛋白为7 mg/mL，pH值约为7，脂肪含量为0.4%，废水中的矿物质主要以钾和钠为主，其中钠含量最高。通过加压二氧化碳法回收废水蛋白进行可行性分析，由pH值变化可知，当压力在0～1 MPa范围时，pH变化值较快，当压力为1 MPa时，pH值为5.7;当压力逐渐加大，pH值变化减缓;当压力为5 MPa时，测试出废水pH值降到4.86。

4    参考文献

[1] 李流川，娄永江，杨文鸽.鱼糜加工废水中蛋白质回收工艺的优化[J].食品与生物技术学报，2013（7）：77-82.

[2] 张玉，魏华茂，张倩，等.响应面法优化海藻酸钠絮凝回收带鱼鱼糜漂洗水可溶蛋白工艺[J].核农学报，2015，29（7）：1344-1350.

[3] 严希康.生物分析[M].北京：化工业出版社，2017.

[4] 郝少莉，仇农学.沉淀分离技术在蛋白处理方面的应用[J].粮食与食品工业，2017（1）：24-26.

[5] 王路.鱼糜漂洗水中蛋白的分级等电沉淀和絮凝回收工艺研究[D].青岛：中国海洋大学，2015.

[6] 逯慎杰，梅术文，刘秀河，等.鱼糜废水中蛋白质等电沉淀的规律研究[J].食品工业科技，2012（18）：93-95.