Tác nhân để kết tủa protein và peptide thường sử dụng muối vô cơ, dung môi hữu cơ hoặc thay đổi pH.
Khi tăng nồng độ muối vô cơ, độ hòa tan protein thường giảm, dẫn đến kết tủa. Quá trình này được gọi là loại bỏ muối (Green & Hughes, 1955). Muối làm giảm độ hòa tan của protein cũng có xu hướng tăng cường sự ổn định của cấu trúc tự nhiên. Cơ chế khử muối khỏi lớp nước liên kết chặt chẽ với bề mặt của protein (lớp hydrat hóa). Lớp hydrat hóa, thường là 0,3 đến 0,4 g nước cho mỗi gram protein (Rupley,
Gratton, & Careri, 1983). Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì độ hòa tan và cấu trúc tự nhiên của protein và peptide. Có ba tương tác protein-nước chính: hydrat hóa ion các nhóm chức chưa tham gia liên kết của chuỗi protein (ví dụ: Asp, Lys), liên kết hydro giữa các nhóm OH và nước (ví dụ: Ser, Thr, Tyr) và các nhóm kỵ nước (Val, Ile, Leu, Phe). Để khử muối phân tử protein phải dehydrat hóa làm thay đổi cấu trúc và các nhóm kỵ nước bề mặt tăng lên còn các nhóm chức ưa nước ở bề mặt giảm. Khi thêm muối vào dung dịch, sức căng bề mặt của nước tăng lên, dẫn đến tăng tương tác kỵ nước giữa protein và nước. Protein phản ứng với tình huống này bằng cách giảm diện tích bề mặt của nó trong nỗ lực giảm thiểu tiếp xúc với dung môi, được biểu hiện bằng cách gấp lại (cấu trúc gấp gọn hơn so với khi mở ra) và sau đó tự liên kết dẫn đến kết tủa. Những muối vô cơ có độ hòa tan tốt và làm tăng sức căng bề mặt của nước càng cao thì làm cho protein kết tủa càng nhiều (Wingfield, 2016).
Khi thêm dung môi hữu cơ vào dung dịch protein hoặc peptide sẽ làm thay đổi hằng số điện môi của nước và làm giảm tính hòa tan của protein hoặc peptide. Mặt khác khi cho các dung môi hữu cơ có tính ưa nước như cồn, etylenglycol làm cho protein bị mất nước và giảm độ hòa tan. Như vậy khi cho dung môi hữu cơ vào dung dịch protein hoặc peptide sẽ làm cho nó bị kết tủa (Green & Hughes, 1955)
Khi thêm axit hoặc kiềm vào dung dịch protein có thể làm cho protein tích điện dương hoặc tích điện âm hoặc trung hòa về điện. Khi protein hoặc peptide trung hòa về điện thì khả năng hòa tan trong nước giảm làm cho protein hoặc peptide bị kết tủa (Green & Hughes, 1955).
Để tinh sạch collagen thủy phân từ da cá, thông thường dịch thủy phân được lọc để loại bỏ phần chất béo rồi kết tủa bằng dung dịch NaCl (0,8 M – 2,6 M). Kết tủa được tách bằng cách ly tâm tốc độ cao (9,000 – 20,000 vòng/phút) trong 30 – 60 phút rồi hòa tan trong axit acetic 0,5 M, thẩm tích bằng túi cellophane, sau đó sấy đông khô (Benjakul và ctv, 2010; Adibzadeh và ctv, 2014).
Phương pháp tinh sạch protein và peptide bằng phương pháp kết tủa rất hiệu quả đối với protein hoặc peptide có khối lượng phân tử lớn. Phương pháp này đơn
giản, dễ thực hiện sản xuất với số lượng lớn. Tuy nhiên, đối với các peptide trong collagen thủy phân có khối lượng phân tử dưới 20 kDa thì phương pháp kết tủa để tách các peptide này gặp khó khăn.