海参酶法水解的工艺研究.pdf

豢 簟 j 豢 簟 海参酶法水解的工艺研究 St ud y f or t he Technol ogy of En z ymat i c Hy dr ol ysi s of Sea Cucum ber 山东省科学院生物研究所刘健敏 刘昌衡 王希敏 海参 ( S e a C u c u mb e r )为棘皮动物门 ( E c h i n o d e r ma t a )海 参纲 ( Ho l o t h u r i o i d e r )动物的总称，全球有记录的海参种数约 1 0 0 0 多种， 我国有海参约1 4 0 多种。其中2 0 多种海参可供食用， 常见的食用海参有刺参、花刺参、绿刺参、玉足海参等。在我 国北方只有一种食用海参，即刺参，是食用价值最高的一种海 参。海参被列为海味八珍之首，营养十分丰富。自古以来 ，海 参便是滋补强身的名贵佳品和防治一些疾病的良药，我国历代 医著中多有记载。海参味甘性温，有补肾益精、养血润澡、延 年益寿之功效， 可与人参媲美。 海参体内含有蛋白质、 脂肪、 维 生素、多种微量元素、 胶质、海参皂甙、 酸性粘多糖等成分，但 不含胆固醇。海参体壁是海参主要的食用或药用部位 ，干燥体 壁的有机成分中蛋白质高达9 0 ，结构研究表明海参蛋白以胶 原蛋白为主体。 海参中丰富的蛋白质是重要的营养成分， 但是海参蛋白以 胶原蛋白为主体， 不易加工和烹调， 使许多需要食补的老年人 和病人无法消化和吸收。 生物代谢实验证明， 大部分蛋白质并 非完全水解成氨基酸才被吸收， 而是在多肽形式就能直接被人 体吸收， 而且二肽和三肽的吸收速度比相同组成的氨基酸还要 快。 所以我们采用蛋 白酶将海参蛋白水解成小分子量的多肽， 可以提高海参蛋白的消化率和生物价效， 使海参适合于更广泛 的人群食用。 本文主要讨论了蛋白酶种类的确定和水解条件的 优 化 。 1 材料与方法 1 1 实验材料 新鲜刺参 ，山东荣成好当家集 团AS1 3 9 8中性蛋 白酶， 无锡杰能科酶制剂公司复合蛋白酶 ：P r o t a me x，风味蛋白 酶：F l a v o u r z y me ， 诺维信 中国投资有限公司；其它试剂均为 分析纯 。 CF I l 1 0 ) OC T 2 0 0 6 1 2 实验仪器 超级恒温水浴锅，上海市实验仪器厂；J B 3 0 0 一 D型强力电 动搅拌机，高速组织捣碎机上海市标本模型厂；p HS 一 3 C型精 密 p H计，上海市雷磁仪器厂；离心沉淀机 ，上海医用分析仪 器厂 。 1 3实验方法 1 3 1 分析方法 ( 1 ) 粗蛋白的测定：凯氏定氮法 GB T 5 0 0 9 5 2 0 0 3 ( 2 ) 水分的测定：直接干燥法 GB T 5 0 0 9 3 2 0 0 3 ( 3 ) 水解度的测定：T N B S法 ( 4 ) 蛋白质得率的计算： 蛋 臼 质 得 率 c ， = 墨 拳 詈 茎 詈 耋 鬟 。 。 1 3 2 原料的预处理 工艺流程 新鲜刺参一暂养一去除内脏一清洗一热烫一参皮 要点说明：海参内脏中含有许多自溶酶，这些酶对海参蛋 白有水解活力 ，处理不当很可能使海参在加工过程中产生自溶 现象， 使原料大量损失， 并对后面外源蛋白酶的水解起到干扰。 所以我们将海参的内脏去除，清洗，并在沸水中热烫灭酶。这 样处理后的半成品俗称参皮， 在冷冻状态下可以长期保存， 是各 种海参深加工产品的中间品。 1 33海参蛋 白的水解 工艺流程：参皮一打浆一热处理一酶解一灭酶一离心一水 解液 要点说明： 海参打浆后所得的浆料粘度较大， 流动性不好， 不利于后面工序的操作。适当的热处理能降低物料的粘度，同 时热处理使海参蛋白质变性，水解率得到提高。热处理条件为 9 0 C以上 2 0分钟 。 维普资讯 2结果与讨论 2 1 蛋白酶种类的确定 在海参蛋白酶解研究中， 可供选择的蛋白酶有动物蛋白酶、 植物蛋白酶以及微生物蛋白酶三大类 ，其中动物蛋白酶如胃蛋 白酶、胰蛋白酶等价格昂贵 、副反应多，植物蛋白酶如木瓜蛋 白酶、菠萝蛋白酶来源少，效率低，都不适合工业化生产。而 随着生物技术的进步，微生物蛋白酶的生产技术 日趋成熟，价 格逐渐降低，而且来源广泛 ，是一种比较理想的酶源影响蛋白 酶水解能力最主要的因素是p H值， 如果为 了发挥蛋白酶的作用 而调节海参浆的p H值会使水解液的咸味和鲜味增强， 对产品的 口感有不良影响。所以我们将以海参浆的初始p H值来水解。由 于海参浆的初始p H值为6 7 5 ， 所 以我们选择了几种适宜在中性 p H值范围作用的蛋白酶以水解液的感官指标和蛋白质得率来衡 量水解效果。结果如表 l： 表l 几种蛋 白酶水解效 果的比较 项 目 风味 颜色 、状 态 蛋白质得 率 ( ) 空 白 较淡 较浅 ，浑 浊 1 2 5 6 P r o t a me x 较成且有鲜味 较深 ，澄清 5 O 3 2 F l a v o u r z y me 稍咸 较深 ，澄清 5 8 6 O AS 1 3 9 8 有苦味 发黄 ， 不太澄清 3 5 7 5 水解条件 ：5 0 C，4 h ，加酶量3 ( 按蛋 白质重量计 ) 从水解液的E t 味来看，没有加蛋白酶的产品E t 味较淡，而 加了蛋白酶的产品都具有一些特殊的风味，这可能是水解产生 的一些游离氨基酸所具有的风味。 其中P r o t a m e x 复合蛋白酶的 产品味道比较咸而且还有一定的鲜味， A S 1 3 9 8 o ? 性蛋白酶的产 品具有苦味， F l a v o u r z y me 风味蛋白酶的产品稍稍有些咸味。从 水解液的颜色和状态来看， 不加蛋白酶的产品颜色浅 、浑浊， 因 为蛋白质的分子量大，溶解性不好。而加了蛋白酶的产品，因 为大分子的蛋白质水解成 厂小分子的肽和氨基酸， 溶解性提高， 产品的颜色变深 ，状态更澄清。同样的原因使水解液的蛋白质 得率也增加了，其中P r o t a me x复合蛋白酶和F l a v o u r z y me 风味 蛋白酶 L F l a v o u r z y me 的水解效果更好。 综合以上的因素， 我们 决定选择风味酶作为首选的水解海参的蛋白酶。 2 2蛋白酶用量的确定 在实验中要注意的是，蛋白质的水解将产生一定量的呈味 氨基酸 ( 成味和鲜味) ，他们对产品的口味会有影响，所以需要 控制一定的水解度。这主要取决于蛋白酶的用量。我们考察了 蛋白酶酶用量对海参水解效果的影响。结果如表 2 ： 从表中的数据我们可以看出，随着蛋白酶用量的增加 ，水 解度逐渐增加，水解液的蛋白质得率也逐渐提高，但是当蛋白 酶用量在5 以上， 蛋白质得率的提高就不太明显了， 而且水解 液中的游离氨基酸含量太高，呈现出较浓郁的咸味和鲜味，所 表2 不同蛋白酶用量的水解效果 j 加酶量 ( ) 水解度 ( ) 蛋白质得率 ( ) 1 1 O 3 3 8 2 8 3 2 0 5 5 8 6 0 5 2 7 1 6 8 2 7 8 2 9 7 6 9 2 2 水解条件：F l a v o u r z y me N, 味蛋白酶，5 0 C，4 h 以我们初步确定风味蛋白酶的用量为5 ， 这时水解液的蛋白质 得率为6 8 2 7 。 2 3两种蛋 白酶复配的使用 从前面的实验我们确定了F l a v o u r z y me 风味蛋 白酶的用量 为5 时的效果较好，但是这个用量偏大。我们分析的原因是： 海参的p H值为6 7 5 ， 而风味酶的最适作用条件是偏酸性的 ， 所 以我们考虑使用P r o t a me x 复合蛋白酶 ( 它的最适作用条件是中 性)先水解半个小时，这样水解液的p H值会降低 0 5 个单位 ， 然后再用风味酶继续水解 ， 这样可以充分发挥两种蛋白酶的效 果。我们在实验中的用量为复合酶 1 ，风味酶 2 。我们同时 考察 了F l a v o u r z y me风味蛋 白酶作用不同时间后的水解效果。 结果如表 3 ： 表3 两种蛋 白酶复配 的水解效果 水解时间 ( h ) 水解度 ( ) 蛋白质得率 ( ) l 2 5 1 6 0 7 0 2 2 9 7 6 5 45 3 31 I 2 7 3 40 4 31 8 74 22 备注： 表中的水解时间是指复合蛋白酶水解半小时之后， 风味蛋 白酶开始水解所用的时间 从表中的数据我们可以看出，两种蛋白酶复配使用的效果 较好， 在总用量3 就可以达到单独使用Ha v o u r z y me 风味蛋 白 酶5 的效果。从水解时间上来看，随着时间的增加， 蛋白质得 率不断提高，但是在水解 3 个小时以上后 ，水解液的口味较重， 再加上考虑到实际生产时的需要，我们确定的水解时间为 3 小 时，此时的蛋白质得率为7 3 4 0 。 3 结论 通过以上实验，我们初步确定海参的酶解条件：1 的复合 酶水解半小时 ， 2 的风味酶水解3 小时， 温度 5 0 C 。