草魚下腳料制備魚醬油的酶解工藝優(yōu)化

王正云，蔣慧亮，渠柳柳

(江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院，江蘇 泰州 225300)

利用低值魚和水產(chǎn)加工下腳料中殘留的蛋白質(zhì)資源制備富含氨基酸和多肽的調(diào)味品一直是國內(nèi)外研究的熱點[1]。魚醬油也稱魚露、蝦油，它是以魚、蝦為原料釀制而成的一種調(diào)味品，其營養(yǎng)價值高，具有獨特的風味，深受國內(nèi)外人們的喜愛[2，3]。本研究以溱湖草魚加工下腳料為研究對象，研究草魚下腳料發(fā)酵魚醬油酶解工藝，以期為草魚下腳料的綜合利用途徑提供試驗依據(jù)[4]。

1 材料與方法

1.1 材料

魚頭、魚皮、魚骨及魚肉等草魚下腳料均來自泰州溱湖。

風味蛋白酶(20 U/g)、中性蛋白酶(100 U/g)：購自揚州試劑公司；米曲霉3.042：購于上海佳民釀造食品有限公司；其他試劑：均為分析純。

1.2 主要試驗儀器

AL204分析天平、EL20K精密pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司；CM-14(2-11-0294)斬拌機 無錫市哈克遜工貿(mào)有限公司；Color Squid磁力攪拌器 上海科升儀器有限公司；HPX-9162電熱恒溫培養(yǎng)箱、凱氏定氮蒸餾裝置等。

1.3 試驗方法

1.3.1 魚醬油制作工藝

草魚下腳料清洗、絞碎→鹽漬→復合蛋白酶酶解→蒸煮滅酶→接入種曲恒溫發(fā)酵→離心→調(diào)配→脫腥→再離心→滅菌→魚醬油成品。

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 清洗、絞碎

將加工后的草魚下腳料清洗干凈后，按照設定的固液比加入蒸餾水，放入高速組織搗碎機中絞成勻漿。

1.3.2.2 鹽漬

按照原料重量，加入10%的食鹽，以抑制酶解液的腐敗變質(zhì)，增加風味。

1.3.2.3 復合蛋白酶酶解

調(diào)節(jié)體系pH為7.5,加入復合蛋白酶(風味蛋白酶∶中性蛋白酶為1∶1)進行保溫酶解[5]。

1.3.2.4 蒸煮滅酶

酶解結束后，對酶解液進行蒸煮，并保持10 min，進行滅酶。

1.3.2.5 恒溫發(fā)酵

接入0.2%馴化后的米曲霉種曲，于37 ℃條件下保溫發(fā)酵10天。

1.3.2.6 離心

在轉速為4000 r/min條件下離心15 min，以除去酶解液中的脂肪、不溶物和沉淀物，取上清液。

1.3.2.7 調(diào)配

根據(jù)配方需要加白砂糖等其他輔料進行調(diào)配。

1.3.2.8 脫腥

加入1%活性干酵母在35～37 ℃條件下作用1 h進行脫腥。

1.3.2.9 再離心

再次離心除去脂肪、不溶物和沉淀物。

1.3.2.10 滅菌

將制作好的魚醬油裝瓶進行殺菌，采用HTST殺菌方法，在100 ℃下滅菌 15 min，冷卻至室溫，制成魚醬油成品。

1.3.3 單因素試驗設計

在預試驗基礎上，以復合蛋白酶(風味蛋白酶∶中性蛋白酶為1∶1)為研究對象，以氨基酸態(tài)氮含量為評價指標，分別討論酶的添加量、酶解溫度、酶解時間、固液比對魚醬油品質(zhì)的影響。

1.3.3.1 酶的添加量對魚醬油品質(zhì)的影響

在酶解溫度40 ℃、酶解時間1 h、固液比1∶1的條件下分別添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的復合蛋白酶，研究酶的添加量對魚醬油的影響。

1.3.3.2 酶解溫度對魚醬油品質(zhì)的影響

在復合酶添加量為0.3%、酶解時間1 h、固液比1∶1的條件下酶解溫度分別為35，40，45，50，55，60 ℃，研究酶解溫度對魚醬油品質(zhì)的影響。

1.3.3.3 酶解時間對魚醬油品質(zhì)的影響

在酶解溫度40 ℃、復合酶的添加量0.3%、固液比1∶1的條件下分別酶解1，2，3，4，5，6 h，研究酶解時間對魚醬油品質(zhì)的影響。

1.3.3.4 固液比對魚醬油品質(zhì)的影響

在酶解溫度40 ℃、復合酶的添加量0.3%、酶解時間1 h的條件下固液比分別為1∶0.5、1∶0.75、1∶1、1∶1.25、1∶1.5、1∶1.75，研究固液比對魚醬油品質(zhì)的影響。

1.3.4 正交試驗設計

在單因素的基礎上，選取酶的添加量，酶解溫度，酶解時間、固液比4個影響因素為研究對象，進行四因素三水平正交試驗設計，確定魚醬油的最佳酶解條件。

1.4 魚味醬油的檢測方法

1.4.1 魚味醬油的理化檢測方法

1.4.1.1 可溶性無鹽固形物的測定

按照SB/T 10326—1999 《無鹽固形物測定法》，結果以每 100 mL 樣品中所含可溶性無鹽固形物的克數(shù)表示[6]。

1.4.1.2 全氮的測定

按照 GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》中凱氏定氮法進行測定，結果以每 100 mL 樣品中所含氮的克數(shù)表示[7]。

1.4.1.3 氨基酸態(tài)氮的測定

按照 GB 5009.235—2016《食品中氨基酸態(tài)氮的測定》中甲醛值法進行測定，結果以每 100 mL 樣品中所含氮的克數(shù)表示[8]。

1.4.2 魚味醬油的微生物檢測方法

1.4.2.1 菌落總數(shù)的測定

按照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》中平板計數(shù)法對魚味醬油進行測定[9]。

1.4.2.2 大腸菌群的測定

按照GB 4789.3—2016《食品微生物學檢驗 大腸菌群計數(shù)》規(guī)定方法檢測[10]。

2 結果與分析

2.1 酶的添加量對魚醬油品質(zhì)的影響

酶的添加量對魚醬油品質(zhì)的影響結果見圖1。

圖1 酶的添加量對魚味醬油品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of additive amount of enzyme on quality of fish sauce

由圖1可知，復合蛋白酶的酶解能力很強，魚味醬油中氨基酸態(tài)氮含量隨著酶的添加量增加而逐步升高，當酶的添加量為0.3%時達到最高值。這是因為復合蛋白酶加快了魚味醬油發(fā)酵中蛋白質(zhì)的水解，使魚味醬油風味大大改善[11]。但當酶的添加量大于0.3%時魚味醬油中的氨基酸態(tài)氮含量反而降低，這可能是因為蛋白質(zhì)水解度太大反而會影響魚味醬油的風味，因此酶的添加量為0.2%～0.3%比較適宜。

2.2 酶解溫度對魚醬油品質(zhì)的影響

酶解溫度對魚醬油品質(zhì)的影響結果見圖2。

圖2 酶解溫度對魚醬油品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of enzymolysis temperature on quality of fish sauce

由圖2可知，隨著酶解溫度的升高，魚味醬油中的氨基酸態(tài)氮含量也逐步增加，溫度過低時降低了酶解和蛋白質(zhì)分解，所以氨基酸態(tài)氮含量比較低，當溫度達到50 ℃時氨基酸態(tài)氮含量最高，當酶解溫度大于50 ℃時氨基酸態(tài)氮含量逐漸降低，溫度太高會破壞酶活力，從而影響氨基酸態(tài)氮的產(chǎn)生[12]。

2.3 酶解時間對魚醬油品質(zhì)的影響

酶解時間對魚醬油品質(zhì)的影響結果見圖3。

圖3 酶解時間對魚醬油品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of enzymolysis time on quality of fish sauce

由圖3可知，在酶解時間2 h內(nèi)，氨基酸態(tài)氮含量呈現(xiàn)上升趨勢，酶解2 h后，氨基酸態(tài)氮含量反而略有下降，說明酶已與底物充分反應，酶解基本完成，因此，為提高酶解效率，最適酶解時間選擇在2 h左右[13]。

2.4 固液比對魚醬油品質(zhì)的影響

固液比對魚醬油品質(zhì)的影響結果見圖4。

圖4 固液比對魚醬油品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of solid-liquid ratio on quality of fish sauce

由圖4可知，固液比較低時氨基酸態(tài)氮含量相對較高，隨著固液比的升高，氨基酸態(tài)氮含量逐漸降低。但固液比太低會造成固液混合不均勻，使復合蛋白酶水解蛋白質(zhì)不充分，而造成原料的損失，增加成本，因此選擇固液比為1∶0.5～1∶1進行正交試驗設計。

2.5 酶解條件優(yōu)化

基于單因素試驗選擇3個最適宜的水平進行正交試驗，正交試驗因素水平表見表1，正交試驗結果見表2。

表1 正交試驗因素及水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 正交試驗分析結果表Table 2 Results of orthogonal analysis

采用L9(34)正交試驗確定魚醬油的最佳酶解工藝，由表2可知，酶的添加量(A)、酶解溫度(B)、酶解時間(C)、固液比(D)4個因素對魚醬油影響的主次關系為A>D>C>B,最佳的工藝條件為A2B3C1D2。即酶的添加量0.3%，酶解溫度50 ℃，酶解時間1 h，固液比1∶0.75。

應用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對正交試驗結果進行方差分析，結果見表3。

表3 正交試驗方差結果Table 3 Variance results of orthogonal test

注：“*”表示該因素的各水平差異在a=0.05時顯著。

由表3可知，在影響氨基酸態(tài)氮含量的4個因素中，酶的添加量和固液比均有顯著的影響，酶解溫度和酶解時間對氨基酸態(tài)氮含量的影響均不顯著，這與極差分析的結果基本相符。

2.6 魚醬油的理化和衛(wèi)生指標[14,15]

產(chǎn)品呈橙紅色或橙黃色；澄清透明，無懸浮物和沉淀物；具有魚味醬油固有香味，無異味和臭味；口感咸鮮，入口滑爽，符合二級醬油國家標準。產(chǎn)品的理化指標和衛(wèi)生指標見表4和表5。

表4魚醬油的理化檢測結果
Table4Physicochemicaltestresultsoffishsauce

檢測項目 檢測結果標準要求(GB 18186—2000《釀造醬油》)特級一級二級三級可溶性無鹽固形物(g/dL)≥16.8520.0018.0015.0010.00全氮(以氮計,g/dL)≥1.221.601.401.200.80氨基酸態(tài)氮(以氮計,g/dL)≥0.620.800.700.600.44

表5 魚醬油的微生物檢測結果Table 5 Microbial test resuts of fish sauce

3 結論

本實驗以淡水魚下腳料為原料，在外加酶和保溫發(fā)酵的條件下研制魚醬油。對酶的添加量、酶解溫度、酶解時間、固液比進行單因素試驗，并在單因素試驗基礎上進行正交試驗，確定魚醬油的最佳酶解條件為：酶的添加量0.3%，酶解溫度50 ℃，酶解時間1 h，固液比1∶0.75。

該酶解條件下結合最佳保溫發(fā)酵制作出的魚醬油呈橙紅色或橙黃色；澄清透明，無懸浮物和沉淀物；具有魚味醬油固有香味，無異味和臭味；口感咸鮮，入口滑爽，符合二級醬油國家標準。