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中性蛋白酶酶解红岛蛤蜊工艺研究

时间:2022-04-08 08:23:54 浏览次数:

zoޛ)j馝چ基础上,研究了中性蛋白酶添加量、酶解温度、酶解时间3因素对红岛蛤蜊酶解程度的影响。通过单因素试验及正交试验确定了中性蛋白酶酶解红岛蛤蜊的最优条件为:加酶量1.25%,酶解温度为55 ℃,酶解时间为3 h。在此条件下,酶解液中氨基态氮含量为1.094 g/100 g。感官评定结果表明:此酶解液透明度高,腥味较小,风味良好。

关键词:红岛蛤蜊;中性蛋白酶;酶解

Abstract:Taking red island clam as raw material and amino nitrogen content in enzymolysis solution as index, the enzymolysis effect of three kinds of protease on raw material was compared. The results showed that neutral protease had the best enzymolysis effect. On this basis, the effects of neutral protease addition, temperature and time on the degree of enzymatic hydrolysis were studied. The optimum conditions of enzymatic hydrolysis of red island clam with neutral protease were determined by single factor test and orthogonal test: enzyme addition was 1.25%, temperature was 55 ℃ and the enzymolysis time was 3 hours. Under these conditions, the content of amino nitrogen in the hydrolysate was 1.094 g/100 g. The sensory evaluation results showed that the hydrolysate had high transparency, less fishy smell and good flavor.

Key words:Hongdao clam; Protease; Enzymatic hydrolysis

中图分类号:TS254

红岛蛤蜊皮薄、肉嫩、味道鲜美,具有高蛋白、高微量元素、高铁、高钙以及少脂肪的营养特点[1-2]。酶解法是一种新兴的动物蛋白水解液的生产方法,此方法在食品工业中的关注与应用越来越广泛。利用蛋白酶水解作用将水产品蛋白质酶解后,可进一步提取其中的生物活性物质[3]。为了更好地利用红岛蛤蜊中的蛋白质成分,可以采用酶解工艺对其进行一定的降解,使蛋白质分子肽链断裂,形成小分子的氨基酸,从而提高其利用率,丰富红岛蛤蜊的营养价值,使其得到更广阔的开发利用。本试验利用中性蛋白酶对红岛蛤蜊中的蛋白质进行酶解,通过单因素试验和正交试验对酶解工艺进行优化,以得到富含氨基酸和小分子肽的酶解液,对该酶解液进行脱腥调配后可作为一些高附加值产品的原料,能带来一定的经济效益和社会效益。

1 材料与方法

1.1 試验材料

新鲜红岛蛤蜊,购于青岛胶州市三里河市场。

1.2 试验试剂及设备

中性蛋白酶(60 000 U·g-1)、胃蛋白酶(100 000 U·g-1)、胰蛋白酶(250 000 U·g-1)、37%甲醛溶液(分析纯)。

HH-6型水浴锅、80-2型离心机、FA1004N型分析天平、PHs-25型pH计、JJ-2型组织捣碎匀浆机、85-2型数显恒温磁力搅拌器。

1.3 试验方法

1.3.1 红岛蛤蜊酶解液的制备

称取一定量的蛤蜊匀浆置于烧杯中,1∶1加入蒸馏水,混匀后用HCl溶液或NaOH溶液调节最适的pH,然后加入适量蛋白酶,置于恒温水浴锅内酶解,酶解后将其取出灭酶、离心,取上清液待测。

1.3.2 比较不同蛋白酶对酶解效果的影响

不同蛋白酶的酶解条件如表1所示。

1.3.3 单因素试验

(1)酶解时间对酶解效果的影响。中性蛋白酶用量为1.50%,酶解温度45 ℃,酶解时间分别为0.5、1、2、4 h和6 h,灭酶、离心后取上清液,测定氨基态氮含量。

(2)加酶量对酶解效果的影响。中性蛋白酶用量分别为0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.50%,酶解温度45 ℃,酶解时间4 h,灭酶、离心后取上清液,测定氨基态氮含量。

(3)酶解温度对酶解效果的影响。中性蛋白酶用量为1.00%,酶解温度分别为45、50、55、60 ℃和65 ℃,酶解时间4 h,灭酶、离心后取上清液,测定氨基态氮含量。

1.3.4 正交试验

在单因素试验基础上,选取中性蛋白酶酶解温度、酶解时间、中性蛋白酶添加量为3个因素,采用正交试验对酶解工艺条件进行优化。以L9(33)设计正交试验因素与水平见表2所示。

1.3.5 氨基态氮含量的测定

采用中性甲醛电位滴定法[4]进行测定。

2 结果与分析

2.1 不同蛋白酶对酶解效果的影响

在胰蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶的最适条件下进行酶解反应,探讨不同酶对酶解效果的影响,结果如图1所示。从图1可看出,中性蛋白酶酶解的样品中氨基态氮含量最高,为0.786 g/100 g,其次是胃蛋白酶0.742 g/100 g,最后是胰蛋白酶0.663 g/100 g。综合经济成本、酶解效率等因素最终选定中性蛋白酶为酶解红岛蛤蜊的最佳蛋白酶。

2.2 酶解时间对酶解效果的影响

酶解时间对酶解效果的影响如图2所示。由图2可看出,氨基态氮含量随着酶解反应时间的延长而增加。在酶解前2 h氨基态氮含量增加较快,随后增加缓慢,到4 h逐渐趋于平稳。在加酶量一定的情况下,在酶解之初,底物浓度较高,酶与底物充分结合,酶解速率较高,氨基态氮含量随之上升。温度使酶蛋白变性是随着时间而累加的,考虑到中性蛋白酶的热稳定性不佳,随着时间的延长,蛋白酶可能失活,酶解4 h可达到较好的酶解效果,如果继续延长酶解时间不利于水解液风味保持,而且不能达到最优的酶解效果。综合考虑后酶解时间的最佳值确定为4 h。

2.3 加酶量对酶解效果的影响

加酶量对酶解效果的影响如图3所示。从图3可知,红岛蛤蜊蛋白酶解液中氨基态氮含量随着加酶量增大整体呈现上升趋势,氨基氮含量最低值为0.310 g/100 g,此时加酶量为0 g,当加酶量增加为1.50%时酶解液中氨基态氮含量达到最大值0.800 g/100 g。经分析,加酶量为1.00%和1.50%时氨基态氮含量无显著差异,当加酶量为1.00%时,酶与底物已充分结合,氨基态氮含量不再明显提高,蛋白酶浓度对蛤蜊蛋白的降解能力不再是提高氨基态氮含量的限制因素,这可能与试样中蛋白质含量低,其他物质含量高有一定关系。因此综合考虑经济因素等,加酶量不宜过高,所以确定的最适加酶量为1.00%。

2.4 酶解温度对酶解效果的影响

酶解温度对酶解效果的影响如图4所示。图4结果表明,温度对水解反应速度的影响较大,温度在

45~55 ℃范围内时,随着温度的升高,水解反应速度逐渐加快,酶解效率也相应提高,但是当温度升高至55~65 ℃时,在水解速度加快的同时,酶逐渐变性失去活性,中性蛋白酶酶活力迅速下降,稳定性迅速下降,酶解效率随之降低。由图4可以看出,中性蛋白酶酶解红岛蛤蜊的最佳酶解温度在55 ℃。

2.5 正交试验优化酶解工艺条件

正交试验结果见表3所示。由表3可知,各因素对中性蛋白酶酶解效果影响的显著性次序为B>C>A,即酶解温度>酶解时间>加酶量。中性蛋白酶对红岛蛤蜊的最佳酶解条件为A3B3C1,即加酶量1.25%,酶解温度55 ℃,酶解时间3 h。在此条件下,酶解液中的氨基态氮含量为1.094 g/100 g。

3 结论

在单因素试验基础上,以氨基氮含量为影响指标,通过正交试验分析对中性蛋白酶水解红岛蛤蜊的工艺条件进行了优化,其最佳酶解条件为加酶量1.25%、酶解温度55 ℃、酶解时间3 h,在此最佳条件下,红岛蛤蜊蛋白酶解液中氨基态氮含量为1.094 g/100 g。此酶解液海鲜味浓郁,腥味较小、无苦味,可经过真空浓缩、喷雾干燥等制得蛤蜊肉水解蛋白粉等。

参考文献:

[1]张士军,慕永通.红岛蛤蜊产业典型养殖模式及成本收益分析[J].中国渔业经济,2013,31(1):124-128.

[2]栾和密,吴 皓,方 东,等.蛤蜊化学成分及其生物活性研究进展[J].中国海洋药物,2008,6(1):23-26.

[3]孙晓东,谭书明.木瓜蛋白酶酶解制备红岛蛤蜊肉多肽工藝的研究[J].贵州农业科学,2017,45(2):146-149.

[4]穆荣华,于淑萍.食品分析[M].北京:化学工业出版社,2004.

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