羅非魚下腳料酶解液風味改善的研究

吳郁麗

（廣東省水產技術推廣總站，廣東 廣州 510222）

羅非魚下腳料酶解液風味改善的研究

吳郁麗

（廣東省水產技術推廣總站，廣東 廣州 510222）

采用多酶復合酶解羅非魚下腳料,考察不同添加劑和酶解時間對酶解液風味的影響。研究表明添加量分別為30、50 mg/kg的焦磷酸鈉和茶多酚能夠抑制酶解液中脂肪酸的氧化酸敗而改善其脂肪酸敗味。延長酶解時間至48 h，酶解液苦味值有所下降。對其總氨基酸以及游離氨基酸、可溶性蛋白和肽鏈疏水值（Q值）進行分析和感官鑒定。結果表明,48 h酶解液甜味氨基酸含量為1178.05 mg/100 mL較36 h提高30%,而Q值為945.89 Cal/mol遠小于1300 Cal/mol，和感官分析結果一致。

羅非魚下腳料；脂肪酸敗；苦味；感官分析；Q值

羅非魚原產非洲，也稱非洲鯽魚。屬于鱸形目麗魚科羅非魚屬，該屬有600多種，目前被養殖的有15種。羅非魚于1957年引入中國至今，由于其雜食性，繁殖強，故年產量比較高，中國目前羅非魚年產量約120萬t，其多加工為魚肉切片供出口用，由于羅非魚體形較扁，魚片利用率只占整條魚的46%，而魚片加工廢棄物卻占54%，其中魚頭占26.5%，內臟占6.8%，魚排占16.5%，魚鱗占2.2%，魚皮占4.0%，而加工的廢棄物多作為飼料用，目前國內少有對羅非魚下腳料進行深度加工利用的報道，曾有關于用羅非魚下腳料提取膠原蛋白和魚油的報道[1]，也有用羅非魚酶解下腳料生產骨粉的報道[2]，但當前對羅非魚下腳料的酶解過程中存在著酶解效率低下，酶耗量較高的現象。文章采用多酶復合酶解技術對該下腳料進行處理有效地保證了較高的蛋白質利用率。同時，針對其產物存在的不良風味，探討改善其產物風味的方法，其操作簡便具有廣闊的應用前景。再者，建立數字模型（Q值法）輔助解釋酶解液其苦味變化的內在原因，對目前感官評價的主觀性起到很好地量化補充，對蛋白質酶解液脫苦具有積極的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

羅非魚下腳料：購于湛江東風市場；氫氧化鈉、鹽酸、焦磷酸鈉：分析純。

1.2 儀器

MM12型絞肉機：廣東省韶關市食品機械廠；JJ500型精密電子天平：常熟雙杰測試儀器廠；pHS-25型pH計：上海雷磁儀器廠；LD4-2A型離心機：北京醫用離心機廠；高效液相色譜儀、PICO.TAG氨基酸分析柱：美國Waters公司；恒溫水浴鍋：上海福瑪實驗設備有限公司；攪拌器：上海標本模型廠。

1.3 方法

1.3.1 測定方法

水分測定：常壓干燥法[3]；蛋白質測定：半微量凱氏定氮法[4]；脂肪測定：索氏抽提法[5]；灰分測定：干法灰化法[6]；氨態氮測定：甲醛滴定法[7]。

1.3.2 氨基酸轉化率的計算

1.3.3 肽疏水性分析

根據血紅蛋白酶解產物中可溶蛋白和肽基氨基酸組成,按照Ney的Q[8]準則可計算出其中各個氨基酸的疏水性值△Q，則蛋白質的疏水性值Q就等于各個氨基酸疏水性值△Q的和，公式如下：

式中:AAi為100 g蛋白質中每種氨基酸的含量，mg；Mi為各種氨基酸的摩爾質量，（g/mol）；∑AAi/Mi為100 g蛋白質中氨基酸的物質的量，mol；△fti為氨基酸側鏈疏水性值，（Cal/mol）；Q為蛋白質的疏水性值（Cal/mol）。

1.3.4 酶解液的制備

將羅非魚下腳料粉碎打漿，攪拌后按料水比1:1（g/mL）加水，擬采用蛋白酶F作為主酶配合蛋白酶F和Alcalase進行酶解，各酶添加量按照酶F:0.1%（m/m,下同）+酶P:0.01%+alcalase:0.01%，pH自然，在55℃下進行酶解，酶解后于4800 r/min，0℃下離心10 min，抽濾即得酶解液。

1.3.5 酶解液的感官評定

對上述2種酶解液分別取不同酶解時間的清液進行分析，具體評定方法為酶解清液與水按1:1稀釋后，按溶液質量1%加入食鹽，殺菌15 min后冷卻至常溫下進行品嘗，評定的指標為脂肪酸敗味，苦味各設定4個水平。

1.3.6 酶解液脂肪的提取

水解液冷卻后在3000 r/min下離心5 min后，用移液管吸出離心管下層的水解液，加入20 mL石油醚并充分攪拌，讓魚油溶解在石油醚中，加入5 mL 95%的乙醇，充分攪拌后在3000 r/min下離心5 min,用移液管吸取石油醚層于錐形瓶中，用氮氣將石油醚完全吹干后，取魚油測定過氧化值和酸值，酸值和過氧化值的測定方法參照國家標準GB/T5530-2005《動植物油脂酸值和酸度測定》和GB/T5538-2005《動植物油脂過氧化值測定》的方法。

1.3.7 酶解液氨基酸的測定

取樣采用美國Waters高效液相色譜儀、PICO.TAG氨基酸分析柱,38℃、254 nm檢測波長,流速為1 mL/min條件進行游離氨基酸分析。

2 結果與分析

2.1 羅非魚下腳料基本成分的分析

羅非魚下腳料的基本成分見表1。

表1 羅非魚下腳料的基本成分Table 1 The basic chemical components of the abandoned tilapia stuff

羅非魚下腳料的濕基粗蛋白質含量與羅非魚肉差別不大，羅非魚骨架中含有豐富的膠原蛋白，是風味氨基酸的前體，羅非魚下腳料中脂肪含量較高，這主要是因為羅非魚魚頭中含有大量的油脂，對于下腳料中較高的灰分含量主要來源于骨頭中的灰分大大高于肌肉。

2.2 不同酶解時間酶解液的感官特性

作為呈味前體必須具備一定的風味，在酶解過程中隨著氨基酸的釋放，酶解液會有一定的風味變化，其中包括積極的風味如鮮味、甘味以及一些不良的風味如脂肪酸敗味和苦味等。考慮到該原料脂肪含量比較高，在酶解過程隨著蛋白結構的解體，脂肪會隨之釋放到酶解液中，這樣就會造成一定的不良風味，所以分別就脂肪酸敗味，苦味設定4個不同水平的指標，見表2。

不同酶解時間酶解液脂肪酸敗味變化規律見圖1。

隨著酶解時間的延長，復合酶酶解液的脂肪酸敗味較嚴重，這主要是因為復合酶酶切位點比較多，能廣泛地水解肽鍵，從而能更有效地破壞脂質分子與蛋白質的結合而釋放出脂肪，不同酶解時間酶解液酸價變化規律見圖2，水產品特別是魚油脂肪中的脂肪酸多為多不飽和脂肪酸，極易氧化酸敗，隨著酶解時間延長，酶解液中溶解氧氣越多，不飽和脂肪酸和氧氣接觸機會越多，脂肪酸的酸敗加重導致復合酶酶解液酸敗味重。

表2 各種風味分值Table 2 The scales of different flavors

圖1 不同酶解時間酶解液體脂肪酸敗味變化規律Fig.1 The change of the rancidity flavor of hydrolysates during different intervals

圖2 不同酶解時間酶解液酸價的變化規律Fig.2 The change of Acid Value of Hydrolysates during different intervals

酶解液苦味隨時間變化見圖3。

在前面24 h苦味值隨著酶解時間的延長而大致有所下降，而苦味的變化則主要和肽的生成有關，羅非魚的下腳料中亮氨酸，異亮氨酸和色氨酸等疏水氨基酸以肽的形式存在時比以游離氨基酸存在苦味值更高，如亮氨酸組成的二肽、三肽和四肽的苦味值分別是其游離氨基酸苦味值的8，15和30倍[10]。但隨著酶解時間的延長,復合酶酶解液口感有所改善,在24 h～36 h之間，這主要是因為蛋白酶F具有外切酶的活性，能降解肽逐一釋放出氨基酸，從而減少苦味肽中疏水氨基酸的含量，從而降低酶解液的苦味。

圖3 不同酶解時間酶解液苦味變化規律Fig.3 The change of bitterness value of Hydrolysates during different intervals

2.3 酶解液風味的改善方法探討

2.3.1 酶解液脂肪酸敗味的改善

由上述試驗證明用多酶復合酶解能夠得到風味較好的酶解液，但其中由于羅非魚下腳料中脂肪含量較高在酶解過程中隨著脂肪的釋放其風味會逐漸變差，同時其苦味仍然較高。再者，由于高含量脂肪的存在將影響該酶解液的保存性能。因此，通過添加不同的抗氧化試劑探討不同抗氧化劑對其風味和酶解效果的影響。適當延長其酶解時間至48 h來確保高氨基酸轉化率改善其口感。根據Imm等的研究結果表明，添加聚合磷酸鹽能夠有效地改善水產品酶解液的風味，屏蔽其苦味[11]，而茶多酚是一種常用的水溶性抗氧化劑，能夠有效地抑制脂肪的氧化，緩解酶解液的脂肪哈敗味。

不同抗氧化劑對酶解液感官指標影響見表3。

表3 不同的抗氧化劑對酶解液感官指標的影響Table 3 The effect of different antioxidants on the sensory evaluation of the hydrolysates

從表3可以看出，焦磷酸鈉和茶多酚都對脂肪的氧化有一定的抑制作用。在低水平下，兩者效果都不明顯，而隨著添加量的增加,茶多酚的效果優于焦磷酸鈉，這可能是由于兩者抗氧化的作用機制有所差別，其中焦磷酸鈉在抑制脂肪氧化的過程中主要是由于其能夠有效地絡合金屬離子抑制脂肪氧化酶的活性，而茶多酚則主要是作為氫供體提供與氧化自由基反應的氫，淬滅自由基鏈式反應，從而抑制其進一步氧化[12]。

添加茶多酚對蛋白酶酶解效果影響不大，而低濃度的焦磷酸鈉能夠緩沖酶解體系的pH,抑制由于氨基酸釋放后酶解液pH的下降，有效地保持蛋白酶活性。再者，pH緩沖作用也能夠將酶解液體系保持在中性條件下，這也有利于部分未被酶解的蛋白質繼續溶解到體系中與蛋白酶接觸而被降解。因此，添加焦磷酸鈉能夠有效提高酶解體系的蛋白質濃度和氨基酸轉化率。雖然羅非魚肉本身存在的磷酸鹽水解酶（TPPase），該酶能夠有效將焦磷酸鈉降解生成單磷酸鹽而降低該鹽的效果，但高瑞昌、薛長湖等證明了在溫度高于50℃（本實驗水解溫度為55℃）以上時，TPPase活力很低，基本可以忽略其作用，因此少量的焦磷酸鹽能夠在該體系中長時間存在不被降解而起作用[13]。

2.3.2 酶解液苦味的改善

從感官上鑒定得知，48 h酶解液苦味幾乎沒有。根據上述氨基酸分析可看出，從36 h到48 h，酶解液中的幾種甜味氨基酸，天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸增加30%,從原先的813.66 mg/100 mL增加到1178.05 mg/100 mL（不同酶解液氨基酸組成見表4），而以肽的形式存在情況下,對苦味貢獻較大的氨基酸，異亮氨酸、亮氨酸、色氨酸等以肽的形式存在的比例分別從36 h時的35.2%、28.8%、79.64%減少至23.2%、23.6%、35.3%，同時根據按照Ney[8]的Q準則可計算出經過48 h酶解后,酶解液中可溶蛋白和肽的Q值變為 945.88 Cal/mol小于1000 Cal/mol，遠小于1300 Cal/mol，不具有苦味與感官上鑒定的結果一致，證明了延長酶解時間改善風味的可行性[14]。

表4 氨基酸摩爾質量及其側鏈疏水值、不同時間酶解產物氨基酸組成及產物中可溶蛋白、肽的疏水性值(Q值)Table 4 Molar mass of the amino acids and the side chain hydrophobic value,the amino acids of Hydrolysates in different hydrolysis times and the hydrophobic value of the constituted amino acids

3 結論

采用蛋白酶F（0.1%）+蛋白酶 P（0.01%）+Alcalase（0.01%）復合酶在55℃，自然pH下酶解48 h能制備出鮮味明顯，苦味和脂肪酸酸味很淡的呈味基料，經HPLC分析其鮮味氨基酸含量為1178.05 mg/100 mL，其酶解效果較當前報道的酶解效果都要高,根據Ney的Q值法分析其可溶性蛋白，肽的疏水值（Q值）為945.89 Cal/mol，遠小于1300 Cal/mol，驗證了延長時間深度酶解減低苦味的可行性。

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Research on Sensory Improvement of Tilapia Abandoned Stuff Hydrolysates

WU Yu-li
（Fisheries Technical Promotion Terminus of Guangdong Province，Guangzhou 510222，Guangdong,China）

Adopted polyenzymes to hydrolyze the abandoned tilapia stuff，the effect of different addictives on the flavor of the hydrolysates was studied.The result indicated that the addition of 30，50 mg/kg of sodium pyrophosphate and tea polyphenols can improved the rancidity of the hydrolysates effectively.The bitterness taste was significantly improved when the time was prolonged to 48 hours.the analysis of the total amino acid and free amino acid chain peptide hydrophobic value（Q value）and sensory evaluation for the 36 h and 48 h hydrolysates indicated:the sweetness amino acids content of the 48 h hydrolysate was 1178.05 mg/100 mL，about 30%rise from the 36 h hydrolysis,the Q value was 945.89 Cal/mol less than 1300 Cal/mol in with the sensory evalution.

abandoned tilapia stuff;rancidity;bitterness taste;sensory anlysis;Q value

粵港關鍵領域招標項目（2005A2031001）

吳郁麗（1985—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：水產品加工與技術推廣工作。

2010-08-30