黃花魚內臟及下腳料復合酶解工藝研究

雷靜，潘超然

（山東科技職業學院，山東 濰坊 261053）

黃花魚又名黃魚、石首魚，系鱸形目，石首魚科，黃魚屬，屬洄游性經濟魚類，是我國傳統四大經濟魚類之一，主要分布在我國東海、黃海南部、臺灣海峽以及南海。黃花魚營養豐富，每100克中含蛋白質17.6 g，脂肪 0.8g，鈣 33mg，磷 135mg，鐵 10mg，含熱量 326J[1]。除了食用價值外，黃花魚的藥用價值非?？捎^，其性溫、味甘、無毒，全身都是寶，肉、耳石、鰾、膽汁、精巢均可入藥[2]。耳石可清熱通淋，平肝熄風，治小便澀痛不利，尿路結石及解毒；魚膽汁可清熱解毒、平肝降脂；魚鰾克滋陰添精、養血止血、潤肺健脾，治產后風癥[1]。

黃花魚蛋白質含量豐富，主要以冷凍和腌制品為主，在腌制品的加工過程中，內臟常被作為下腳料棄掉，其下腳料約占全魚質量的20%以上，內含藥用價值豐富的鰾、膽囊、精巢等。這些下腳料如不被加以利用，不但造成環境污染，而且致使大量蛋白質資源流失。本文對這些下腳料進行復合酶解、綜合利用，提高其附加值，目前酶解方法多見于鮑魚、鯽魚、羅非魚等的研究，鮮見有關黃花魚內臟酶解的報道。本試驗通過對黃花魚內臟復合酶解條件的研究，確定最佳工藝參數，以提高水解液中氨基態氮的得率。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

1.1.1 材料

黃花魚內臟；木瓜蛋白酶（80萬單位/g)；堿性蛋白酶（20萬單位/g）；中性蛋白酶（20萬單位/g）。

1.1.2 試劑

氫氧化鈉、鹽酸、酚酞指示劑、37%中性甲醛、中性飽和草酸鉀、濃硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸。

1.1.3 儀器

TE313S-DS電子天平：德國賽多利斯集團；SHP-2500恒溫培養箱：上海精宏有限公司；KDT-1000凱氏定氮儀：蘇州天威儀器有限公司；DS-1高速搗碎機：北京中慧天誠科技有限公司；S20K酸度計：梅特勒-托利多集團；SH-3010B數顯恒溫水浴鍋：河北精威試驗儀器有限公司；TD5A-WS低速離心機：湘儀離心機儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

內臟→攪碎→調節固液比（1∶1）→調節pH→酶解→滅酶→冷卻→離心去渣→水解液→測氨基態氮得率

1.2.2 測定及分析方法

1.2.2.1 總氮的測定

凱氏定氮法。

1.2.2.2 氨基態氮的測定

由于酶解液有較深的顏色，所以采用電位滴定法[3]。氨基酸得率按以下公式計算：

式中：N1為水解液中氨基態氮含量，g；N2為原料中粗蛋白含量，g。

2 結果與分析

2.1 酶及其用量的選擇

根據劉春娥、林洪等的報道[4]，本項目采用3種單一酶，即木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶，并將它們按1∶1的配比兩兩組合，制成6組不同的蛋白酶作為試驗用酶。在各種酶最適宜酶解條件下進行酶解試驗，結果如圖1所示。

圖1 不同復合酶對水解程度的影響Fig.1 Hydrolysis effect of different compound-protease

從圖1可以看出：復合酶水解效果均強于單一酶，且堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶組合的酶解效果最佳，酶解液中氨基態氮得率為70.9%；同時可以看出，當酶用量在0.5%～0.6%之間時，增加酶的用量對酶解液中氨基態氮得率無明顯影響，因此選擇復合蛋白酶用量在0.5%左右。

2.2 復合酶的不同配比對酶解效果的影響

保持復合蛋白酶（堿性蛋白酶+木瓜蛋白酶）總添加量為0.5%不變，改變復合酶配比，設定酶反應pH為8.0，酶反應溫度55℃，酶反應時間6 h，結果見圖2。

圖2 不同配比的復合酶對酶解效果的影響Fig.2 Hydrolysis effect of compound-protease on different ratio

由圖2可知，復合蛋白酶在堿性蛋白酶:木瓜蛋白酶＝2∶1的酶解條件下酶解效果最好，酶解后氨基態氮得率為71.6%。因此，選擇2∶1為堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶的最佳配比。

2.3 不同溫度對酶解效果的影響

保持復合蛋白酶（堿性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=2∶1）總添加量為0.5%不變，設定酶解pH為8.0，酶解時間6 h，分別在 45、50、55、60、65、70 ℃下進行酶解實驗，結果見圖3。

圖3 復合蛋白酶在不同溫度下的酶解效果Fig.3 Hydrolysis effect of compound-protease at different temperature

由圖3可知，在一定條件下，酶解得率隨著溫度的升高而加大，在55℃時，酶解液氨基態氮得率為70.8%，達到最高。超過55℃，隨著溫度的升高，酶開始失活，氨基態氮得率下降。因此，選擇55℃作為復合蛋白酶的最適酶解溫度。

2.4 不同時間對酶解效果的影響

保持復合蛋白酶（堿性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=2∶1）總添加量為0.5%不變，設定酶反應pH為8.0，酶反應溫度 55 ℃，分別酶解 5、5.5、6、6.5、7 h，結果見圖 4，可知，隨著酶解時間的延長，氨基態氮得率增加。當時間為6 h后，增加趨于平緩，原因可能是隨著時間的延長，底物濃度降低，酶活力下降所致。因此，選擇酶解時間以6 h為宜。

圖4 復合蛋白酶在不同酶解時間下的酶解效果Fig.4 Hydrolysis effect of compound-protease under different hydrolysis time

2.5 不同起始pH對酶解效果的影響

保持復合蛋白酶（堿性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=2∶1）總添加量為0.5%不變，設定酶解溫度55℃，酶解時間6 h，分別在起始 pH 為 7.0、7.5、8.0、8.5、9.0 條件下進行酶解，結果見圖5。

圖5 復合蛋白酶在不同酶解pH下的酶解效果Fig.5 Hydrolysis effect of compound-protease under different hydrolysis pH

由圖5知，pH在8～9時，酶解效果最佳，但是隨著pH的進一步增大，氨基態氮得率下降，說明強堿性環境不利于復合酶的進一步酶解。因此，酶解最適起始pH在8.5左右。

2.6 酶解工藝參數優化

在單因素實驗的基礎上，選用酶解時間、酶解溫度、復合酶配比、起始pH作為4個因素，以氨基態氮得率為指標進行L16（45）正交試驗，優化黃花魚內臟酶解工藝參數。正交試驗結果見表1。

根據正交試驗結果，比較各列的極差結果R值，可以發現RA>RB>RD>RC，即在試驗所設定的因素中，A（復合酶配比）對復合酶酶解的影響最大，其次是B（酶解溫度），D（酶解時間），C（pH）的影響最小，通過對 K值的比較，可知A3B3C1D3為最優水平。應用SPSS軟件對正交試驗結果再進行方差分析，分析結果見表2。

由表2可以看出，在所選取的4個因素中，對酶解效果影響的主次順序為：A>B>D>C，即復合酶配比＞酶解溫度＞水解時間>pH。進一步統計分析和顯著性檢驗表明，因素 A 顯著（0.01<α<0.05），因素 B 顯著（0.01<α<0.05），因素 C 不顯著（α>0.05），因素 D 顯著（0.01<α<0.05），說明復合酶配比、酶解溫度、酶解時間對酶解效果的影響顯著，而起始pH對其影響不顯著。方差分析得到酶解最佳工藝條件為A3B3C1D3，此條件下氨基態氮得率為72.3%，但直觀分析最佳工藝條件為A3B3C1D2，通過驗證對比試驗，得到堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶比例為2∶1、酶解溫度55℃、酶解時間6.5 h、pH為8。

表1 復合蛋白酶最佳酶解條件正交試驗結果Table 1 Orthogonal experimental results under the optimalconditions of compound-protease

表2 復合蛋白酶最佳酶解條件方差分析結果Table 2 Variance analysis of orthogonal experiment

3 結論

酶的種類及其復合配比、酶解溫度對氨基態氮得率的影響較顯著，酶解的最佳工藝參數為：堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶比例為2∶1、酶解溫度55℃、酶解時間6.5 h、pH為8，在此條件下氨基態氮得率達72%以上。

[1]汪寶樹.春末吃黃花魚味正鮮[J].現代養生,2003(4):15

[2]馬衛平,陳曉海,王輝東,等.黃花魚的營養保健功能[J].肉品衛生,1999(3):31

[3]林祖申.醬油生產技術問答[M].北京:中國輕工業出版社,2000:103

[4]劉春娥,林洪,曹立民,等.魷魚內臟蛋白質酶解工藝的研究[J].食品工業科技,2004,25(9):83-8