鳀魚的酶解加工利用

康從民，王新宇，呂英波

(1.青島科技大學化工學院，山東 青島 266042；2.山東建筑大學機電工程學院，山東 濟南 250101)

鳀魚是鳀屬(Engraulis)魚類的統稱，是一種集群性強、晝夜垂直移動明顯的中、上層小型魚類，也是世界上單一漁業品種產量最高的魚種，主要分布于南北半球的溫帶水域，我國的黃海和東海海域含有豐富的鳀魚資源。鳀魚富含蛋白質，但因其肌肉組織脆弱，離水后極易受損腐爛，鮮銷困難，俗稱“爛船丁”。20世紀80年代以前，鳀魚資源一直未被大規模地開發利用，僅僅用作田間肥料或初步加工曬制成咸干食品，其利用價值相對較低。近30年來，魚粉加工業快速發展，有力地刺激了鳀魚資源的開發。目前，鳀魚資源已進入充分利用階段，捕撈強度已達到過飽和程度，但山東、浙江等鳀魚捕獲加工大省對鳀魚的利用主要仍是加工成普通魚粉作為魚禽飼料。研究發現，鳀魚制品的營養價值較高，可以作為功能食品甚至藥品，隨著人們對健康食品的關注，鳀魚的精深加工利用逐漸引起人們的重視，其中利用酶水解加工所得的鳀魚制品各方面性能都較為優越。作者在此重點介紹酶解法在鳀魚加工利用中的應用。

1 鳀魚制品簡介

鳀魚生物制品是以鳀魚為原料，經過特殊生物發酵而產生的生物制品。其氨基酸、維生素(A、D、E、B1、B2、B6)及微量元素(鐵、鋅、鈣、鉀、鈉、硒、碘、磷)的含量較高，尤其是其中含有珍貴的牛磺酸。

鳀魚富含蛋白質及脂肪，營養價值非常高，是制造魚油及其它制品的優良原料，應用前景十分廣闊。鳀魚資源的開發研究已做了許多工作，除了將鳀魚進行蒸煮、壓榨制成優質的魚粉外，其進一步精煉可以制成保健魚油、飼料魚油。鳀魚提油后的原魚漿，蛋白質含量高、成分全面，肉質細膩嫩滑，骨刺少而軟，可制成各種營養豐富的食品，如魚醬、仿真蝦、貝、蟹等制品。張晉陸等[1]從鳀魚中提取了高質量的EPA、DHA魚油，同時將提取魚油后的魚漿加工成速凍仿真蝦、蟹等水產品。

1.1 鳀魚魚醬油

較早開發的鳀魚調味品是發酵生產魚醬油[2]。魚醬油是一種風味獨特的調味品，傳統生產方法以魚、蝦等為原料，利用魚體所含的蛋白酶及其它酶，在多種微生物共同參與下，對原料魚中的蛋白質、脂肪等成分進行發酵分解、釀制而成，其中鳀魚體內重要的組織蛋白酶L對水解至關重要。

1.2 鳀魚水解蛋白

王長云等[3]利用枯草桿菌中性蛋白酶制備了鳀魚蛋白水解物，經噴霧干燥后獲得了含蛋白質88.26%的水解物制品。劉洋等[4]研究了鳀魚蛋白水解物對動物的促生長效果，發現其飼料效率(FE)、蛋白質效率(PER)、凈蛋白效率(NPR)均與乳粉蛋白相近。朱碧英和毋瑾超[5～8]用胃蛋白酶和胰蛋白酶水解鳀魚并制備了可溶性肽類水解物，經分析，產品由1.74%的52～58個氨基酸殘基的長鏈肽、29.75%的20～41個氨基酸殘基的中長肽和50%的2～10個氨基酸殘基的寡肽組成，還探討了復合酶制備的鳀魚水解產物的氨基酸組成以及相對分子質量分布情況，不僅解決了水解產物的苦味問題，而且成功開發出鳀魚可溶性蛋白和魚油。

2 酶解鳀魚的研究狀況

當前對酶解鳀魚的研究主要集中在兩個方面：(1)酶解條件及其產物的功能特性；(2)營養價值及生理活性。

2.1 酶解條件及其產物功能特性的研究

研究人員[9～13]利用工業化商品蛋白酶對海洋蛋白質資源的水解工藝條件及其產物的功能特性進行了大量的研究，結果表明，利用酶解方法降解蛋白質制備各類活性肽是行之有效的方法。

朱碧英等[5～8，14]用胃蛋白酶、胰蛋白酶水解鳀魚蛋白制備可溶性肽類水解物，水解產物中肽類相對分子量在7400 Da以下，其中相對分子量6600～7400 Da的占1.74%；相對分子量2500～5300 Da的占29.75%；相對分子量在1000 Da以下的占50%。朱碧英等[15]還用高效液相色譜分析了胃蛋白酶、胰蛋白酶復合水解產物的分子組成，發現其肽類物質占96%，游離氨基酸只占4%，而且分子量1000 Da以下的2～8個氨基酸殘基的寡肽占54%，證明用胃蛋白酶、胰蛋白酶復合水解可獲得低苦味的寡肽產物。

桿菌類蛋白酶是一種非專一性蛋白水解酶[16]，其水解產物中疏水性氨基酸不一定位于肽鏈末端，獲得的苦味肽含量較高，使枯草桿菌蛋白酶水解產物苦味較強。如延長水解時間，水解產物則以游離氨基酸為主。汪少蕓等[17]對復合風味蛋白酶與市售堿性蛋白酶、1398中性蛋白酶進行比較，優選出工藝用酶，并進一步探討酶用量、酶解pH值、酶解溫度和酶解時間對水解度的影響，確定最佳工藝條件。結果表明，復合風味蛋白酶的水解能力遠遠大于1398中性蛋白酶和堿性蛋白酶。感官評定結果顯示，復合風味蛋白酶的水解產物無明顯苦味，而隨著酶解時間的延長和水解率的提高，其它兩種酶水解產物苦味不同程度地增強。因此，確定復合風味蛋白酶為最佳工藝用酶。

陳彥等[18]研究了相關因素對各種酶水解的影響，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶分別在酶濃度為0.3%、0.7%以及pH值為6.5、溫度為55℃、水解時間為4 h的條件下達到最佳的適度水解效果；胰蛋白酶單酶水解的最佳條件為：酶濃度0.7%、pH值7.5、溫度45℃、水解時間3 h。

此外，Siringan等[19]對鳀魚體內胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的水解作用進行了比較研究。結果發現，鳀魚自身的這兩種酶水解蛋白活性很高。鑒于其優良的理化性質，人們對這兩種酶進行進一步比較發現，從分子量、水解氨基酸組成以及水解肽活性方面分析，胰凝乳蛋白酶的性質更穩定、活性更高。

2.2 營養價值及生理活性研究

目前國內外對魚類資源的加工利用研究已突破開發為食品的范圍，研究熱點轉向這些加工產品對生物體的調節、保健作用。鳀魚油中含有大量的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸，食用后可有效降低血清膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的含量，對預防腫瘤及高血壓等心血管疾病效果顯著。

Shukla等[20]研究了魚蛋白對膽固醇和三酰基甘油代謝的影響，發現魚蛋白對動物血漿和肝脂質有多方面的影響，至少肝臟中參與脂質內穩態平衡的基因表達的改變參與了這種影響。

近幾年國內也開始注重對魚類生物制品的保健功能研究。張永奎等[21，22]分別對鳀魚醬油的降血糖作用進行了模型動物實驗和臨床研究，發現服用鳀魚醬油一個月后，空腹血糖明顯下降，服用前后，血壓、肝功能等各項指標無明顯變化，也無明顯的不良反應。洪詠平等[23]、Hoyle[24]以鳀魚發酵制品飼喂高血脂大鼠，考察鳀魚發酵制品對高血脂大鼠血脂水平的影響，結果表明，鳀魚發酵制品可顯著降低大鼠血清中膽固醇、甘油三酯水平，提高血清中高密度脂蛋白膽固醇的含量，對高血脂大鼠具有明顯的血脂調節作用。

鳀魚酶解物含有20種氨基酸，其中必需氨基酸含量豐富，占總氨基酸的38%；此外還含有較多的賴氨酸(Lys)和一定量的牛磺酸(Tau)。肽譜分析表明，鳀魚酶解物中含有多肽混合物，其中96.11%多肽的相對分子質量在6900～4600 Da之間，小于2200 Da的小肽分子占31.9%。大量研究表明，小腸粘膜細胞能直接吸收2～10個氨基酸的小肽進入動物體內，參與機體代謝循環，促進體內蛋白質的合成。小肽(2～9肽)類在人體代謝中具有重要的生理功能，如酪蛋白磷酸具有在動物體內促進鈣質吸收、大豆肽具有明顯降血脂作用、沙丁魚蛋白酶解肽有降血壓的能力[25，26]。許多具有免疫活性、抗高血壓和促進生長功能的寡肽，多源于食物蛋白質經特定蛋白酶水解獲得，食用后可避免腸道酶的水解消化，進入小腸吸收。鳀魚酶解物中8肽以下的短肽占50%以上，動物實驗證明其降低高脂大鼠血清TG和TC作用顯著[27]。但對其降血脂機制和途徑仍不清楚，有待進一步研究。

鳀魚酶解物中另有較高含量的牛磺酸(Tau)，體現出海洋生物的特色。據文獻報道[28，29]，牛磺酸具有廣泛的藥理作用，如抗菌解毒、強心降壓、保肝利膽等，長期食用能起到預防和治療感冒、扁桃體炎、糖尿病和支氣管炎等作用；因此酶解產物不僅能用作蛋白質補劑以平衡人體營養，甚至可用作功能食品，起著預防和輔助治療的作用。

3 應用前景及展望

海洋蛋白質資源的品質極高，所含氨基酸比值與人體肌肉成分極為接近，吸收利用率高，向海洋索取食物、功能蛋白和特殊活性物質已成為世界各沿海國家海洋開發的一項重要內容。

在國內，對鳀魚資源的深度利用逐漸成為焦點，一些學者對國內鳀魚資源的分布進行了統計，并就如何合理利用鳀魚資源提出了不少合理化建議[30]。在國外，鳀魚分布相對較少，研究主要集中在鳀魚資源的統計分析與保護，并對鳀魚的加工特性進行可行性分析，但對鳀魚的深度開發研究較少。

隨著高脂血癥病人的不斷增加，以及人們對其危害性認識的提高，對具有輔助降血脂功能食品的需求不斷擴大。鳀魚發酵液含有豐富的牛磺酸、多不飽和脂肪酸等具有輔助降血脂功能的活性物質，分析鳀魚發酵液中具有輔助降血脂活性物質的含量，評價鳀魚發酵液輔助降血脂效果，將為鳀魚發酵液輔助降血脂功能食品的開發提供理論依據及應用前景。

鳀魚短肽類可溶性蛋白質產品中的必需氨基酸含量高，比例平衡。同時，由于其平均相對分子質量低，易于消化吸收，有利于機體的代謝及生長，因而非常適合老人和小孩食用，可開發為嬰兒代乳粉或食品營養添加劑，還可以制成各類保健口服液，是一種新穎的食品營養強化劑。經氣相色譜分析，通過特殊工藝精制后鳀魚魚油的不飽和度高達72%，其中EPA、DHA總含量達29.197%，特別是具有抑制血小板聚集、降低血脂、防治心血管病的EPA的含量高達16.198%，與市售的美國阿拉斯加深海魚油含量接近，在醫藥等領域有廣闊的開發前景[31～33]。

對海產低值魚類及魚加工下腳蛋白料進行適度、合理的水解處理，可獲得更具營養價值和利用價值的水解液，有利于魚蛋白新產品的制備。但如何通過恰當和有效的水解工藝去獲得利用價值高、后續處理簡單的水解液，還有待進一步的深入研究。提高資源的精深加工程度、實現產品的高值化是未來海洋蛋白資源也是鳀魚資源利用研究發展的必然趨勢。

[1]張晉陸，張俊杰.海洋低值魚——鳀魚的加工[J].食品工業科技，1998，(6)：66-67.

[2]呂英濤，周明明，薛長湖.發酵生產魚醬油過程中生化特性研究[J].食品科學，2009，30(9)：140-143.

[3]王長云，傅秀梅，管華詩.海洋功能食品研究現狀和展望[J].海洋科學，1997，(2)：20-23.

[4]劉洋，王長云，薛長湖，等.魚蛋白酶水解物的營養評價[J].青島海洋大學學報，1996，26(1)：37-43.

[5]朱碧英，毋瑾超.提高酶法水解鳀魚可溶性蛋白質的得率技術[J].上海水產大學學報，2000，9(3)：272-275.

[6]毋瑾超，朱碧英.低值魚酶解蛋白的制取及其組成研究[J].水產科學，2001，20(4)：7-10.

[7]毋瑾超，朱碧英，胡錫鋼，等.復合酶法制備鳀魚活性寡肽的研究[J].東海海洋，2003，21(2)：43-49.

[8]朱碧英，毋瑾超.不同酶解條件對鳀魚蛋白水解物苦味及氨基酸組成的影響[J].中國水產科學，2001，8(3)：73-76.

[9]余杰，陳美珍.酶法制備水解鰻魚頭蛋白及其應用的研究[J].食品工業科技，2001，22(1)：45-47.

[10]師曉棟，何海倫，王運濤，等.酶法進行海洋低值蛋白資源高值化利用初探[J].海洋科學，2001，25(3)：4-7.

[11]馮杰龍，林煒鐵，徐曉飛，等.生物活性肽及其蛋白酶水解法制備探索[J].廣州食品工業科技，2002，18(3)：36-38.

[12]呂英濤，康從民，薛長湖.鳀魚內源蛋白酶初步研究[J].食品科學，2009，30(17)：270-273.

[13]徐偉，呂英濤，薛長湖.魷魚加工副產物內源蛋白酶自水解工藝優化[J].食品工業科技，2008，29(8)：176-179.

[14]朱碧英，毋瑾超，翟恩禮.動物蛋白酶1058水解鳀魚可溶性蛋白質[J].東海海洋，2000，18(4)：47-50.

[15]朱碧英，管昀春.鳀魚魚油脂肪酸組成及其含量分析[J].東海海洋，1999，17(2)：61-63.

[16]Lalasidis G，Bostrom S.Low molecular weight enzymatic fish protein hydrolysates：Chemical composition and nutritive value[J].J Agric Food Chem，1978，26(3)：751-756.

[17]汪少蕓，黃景潔，常景立，等.新型復合酶制備鳀魚蛋白水解物的研究[J].中國食品學報，2008，8(2)：123-127.

[18]陳彥，王明蓉，沈潔.低值魚蛋白的酸酶復合水解工藝研究[J].食品科學，2006，27(8)：200-204.

[19]Siringan P, Raksakulthai N, Yongsawatdigul Y.Partial purification and characterization of trypsin-like proteinases in Indian anchovy(Stolephorusspp.)[J].Food Chem，2007，11(49)：82-89.

[20]Shukla A，Bettzieche A，Hirche F，et al.Dietary fish protein alters blood lipid concentrations and hepatic genes involved in cholesterol homeostasis in the rat model[J].Br J Nutr，2006，96(4)：674-682.

[21]張永奎，胡曉斐，孫文均，等.鳀魚生物制品對動物血脂影響的實驗研究[J].中國預防醫學雜志，2006，7(1)：64-67.

[22]胡曉斐，張永奎，方滿紅，等.鳀魚提取物降血糖作用的臨床研究[J].浙江預防醫學，2006，18(1)：63-64.

[23]洪詠平，張虹，張政委，等.鳀魚發酵制品對高血脂大鼠血脂水平的影響[J].中國食品學報，2005，5(2)：94-97.

[24]Hoyle N T.Quality of fish protein hydrolysates from herring[J].J Food Sci，1994，59(1)：76-79.

[25]張亞非，周羽井.酪蛋白磷酸肽(CPP)對大鼠鈣吸收利用的影響[J].營養學報，1994，16(1)：73-77.

[27]朱海波，耿美玉，管華詩.Antihypertensive effects of D-polymannuronic sulfate in renovascular hypertensive rats[J].青島海洋大學學報，2000，30(3)：463-469.

[28]潘洪平.葛根、牛磺酸及其復方制劑降血糖作用的研究進展[J].中成藥，2002，24(3)：221-224.

[29]邱珊，林鈞明.牛磺酸在新型兒童保健食品中的作用[J].食品研究與開發，1992，14(4)：31-32.

[30]顧林，孫婧，姜軍.魚粉生產廢棄榨汁的中性蛋白酶水解技術研究初探[J].食品科學，2007，28(7)：121-125.

[31]Masataka S，Chikako K，Tomoyuki H，et al.Effect of collagen hydrolysates from salmon and trout skins on the lipid profile in rats[J].J Agric Food Chem，2009，57(21)：10477-10482.

[32]王龍，葉克難.水產蛋白資源的酶解利用研究現狀與展望[J].食品科學，2006，27(12)：807-812.

[33]Ida-Johanne J，Hogne A，Hanne K，et al.Changes in antioxidative capacity of saithe(Pollachiusvirens) and shrimp(Pandalusborealis) duringinvitrodigestion[J].J Agric Food Chem，2009，57(22)：10928-10932.