第四章 海洋动物水解蛋白的生产.ppt

1 水产品腌制加工的原理和作用 3 水产品冻藏的优缺点 4 简述鱼糜制品凝胶化以及凝胶劣化的原理 5 提取卡拉胶的原藻有哪些 简述卡拉胶作为食品添加剂的功能 6 同种鱼的鱼糜制品和水解蛋白的营养性哪个更高 为什么 7 简述水解蛋白的功能性质 1 第四章海洋动物水解蛋白的生产 2 第一节概述 3 1 用途 1 牛奶替代物 蛋白增补剂 饮料稳定剂 糖果风味剂 食品调味剂 微生物培养基 4 2 鱼蛋白水解可以回收水产品加工过程中的废弃物 利用未利用的鱼种和传统不可利用的蛋白 5 3 产生生物活性肽降血压肽抗氧化肽促钙吸收肽 6 第二节海洋动物蛋白质的水解 一 化学水解法1 优点2 缺点 难以控制水解物的化学组成与功能性质 反应条件剧烈 氨基酸被破坏 氨基酸产生消旋 形成成腐黑质使水解液变黑 设备的耐腐蚀要求较高 产生有毒物质 7 一 酸水解 6mol LHCl110 10 24h得到L 氨基酸 不引起消旋作用 色氨酸被完全破坏 丝氨酸和苏氨酸被部分分解 天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解掉 8 二 碱水解 6mol LNaOH6h得到D 和L 氨基酸的混合物 称消旋物 精氨酸脱氨 生成鸟氨酸和尿素 9 二 酶水解法 一 蛋白水解酶1 蛋白质酶解工程2 反应机理3 酶解技术4 酶的来源 10 11 二 自溶水解法 水解酶的种类 含量 活力均不同 而且还会受到体内其它物质 天然的蛋白酶抑制剂 的影响 难以控制产物性质 我国传统的鱼露 虾油 蚝油等的生产实质上就是利用了鱼 虾 贝组织中酶的自溶作用 12 三 外加蛋白酶水解 影响因素 温度 离子浓度 PH 工业化存在问题 酶的成本高 水解反应程度困难 得率较低 酶灭活过程增加成本 水解过程用的酶无法再利用 13 1 单酶酶解技术只用一种外源酶对原料中的蛋白质进行水解获得水解蛋白的方法 14 2 双酶酶解技术选用对蛋白质底物酶解特异性有互补作用的两种酶水解蛋白 15 3 多酶复合酶解技术两种以上的酶对原料蛋白质进行水解的方法 16 第三节酶法制造鱼蛋白水解物工艺 一 典型的海洋动物蛋白水解物制造工艺流程如下所示 原料预处理 加酶酶解反应 灭酶终止反应 分离 收集上清夜 脱腥 脱臭 脱色 浓缩 干燥 海洋动物蛋白水解物 17 二 原料预处理1 原料选择2 脱脂 当水解底物含有多于1 的脂肪 1 溶剂脱脂法 异丙醇 乙醇等 2 加入抗氧化剂 丁羟基甲苯 丁羟基茴香醚等防止氧化 18 三 酶的选择1 食品级的酶 无致病隐患 2 效率和价格 单位时间和成本内的得率最大 3 酸性蛋白酶抑菌性能好 但产物得率低 易水解过度 故多应用中性或微碱性的酶 19 四 酶解程度的测定产物水解度 Degreeofhydrolysis DH 1 pH stat法 20 2 渗透压计法冰点下降规律 Tf Kf m渗透压规律P0 K0 m渗透压 K0 Tf Kf 21 3 TCA法 三氯乙酸法 22 TNBS法三硝基苯磺酸 TNBS 是定量测定氨基酸的重要试剂之一 TNBS在偏碱性的条件下与氨基酸反应 先形成中间络合物 在光谱上有二个吸收值相近的高峰 分别位于355nm和420nm附近 23 GA glutaraldehyde 法 戊二醛法 氨基可与戊二醛的醛基之间形成醛亚胺键 24 五 酶反应的终止当酶解反应进行到一定程度 达到所需要的水解度后 必须终止酶反应 否则反应体系中的酶仍保持其活性 将进一步水解蛋白质和多肽 影响最后产物的功能和生理活性 酶解反应的终止可以采用化学法 加热法 化学法结合加热法 25 1 化学法灭活通过将酶水解反应物的pH调高或调低 使酶失活 26 2 加热法灭活通常将水解物和酶的浆状物移入水浴中 在75 100 的温度范围 加热5 30min 27 3 化学法结合加热法采用化学法结合加热法可以综合利用两种方法的优点 减轻单独使用一种方法的强度 从而更好地保持水解物的品质 在一定场合下 也可采用提高温度与降低pH相结合的方法 28 六 蛋白水解物的浓缩1 分离 离心 淤渣杂质 脂类 蛋白 水溶液 油层 抽滤 过滤 29 2 脱盐 离子交换树脂 30 3 喷雾干燥 31 4 超滤技术 32 七 蛋白水解液的脱苦和脱色 脱臭处理蛋白质水解后常常带有苦味 苦味来自于水解过程中产生的含疏水基团的短肽和疏水性氨基酸 其中 带有疏水基团的短肽比疏水性游离氨基酸的苦味大 短肽的苦味与其疏水基团的多少 种类及其排列顺序有直接关系 大多数苦味肽的链端都含有亮氨酸 33 一 鱼蛋白水解物的脱苦1 鱼蛋白水解物苦味产生原因 富含疏水性氨基酸的肽 水解度越高 苦味越低 但功能性越差 蛋白水解酶酶切位点的差异 34 苦味与DH关系图 控制适当的水解度 与脂类含量也有关 脂含量低则苦味低 35 Q值 Q g n g表示每种氨基酸侧链的疏水贡献 n是氨基酸残基数 Q规律 经验发现 Q值大于1400的肽可能有苦味 低于1300的无苦味 这种肽的苦味与平均疏水性的之间的相关性 即为Q规律 36 2 影响苦味程度的主要因素 1 原料的选择和预处理 2 疏水基团的位置 3 水解度 4 pH调节剂 37 3 脱苦方法 1 选择分离法 2 掩盖法 3 酶法 38 选择性分离 掩蔽法 A 在水解物中加入鲜味物质B 在水解物中加入封闭疏水基团的物质C 在水解过程中加入盐类物质 39 肽链外切酶法 外切肽酶依据其作用位点的不同分为氨基肽酶 AP 和羧基肽酶 CP 两大类 由于肽链C 末端疏水性对苦味的影响较之N 末端更大 故通常情况下CP的脱苦效果比AP更为显著 40 内切酶脱苦 内切蛋白酶种类甚多 诸如胰蛋白酶 胃蛋白酶 木瓜蛋白酶等 但由于催化反应方式所限 用于脱苦的内切酶几乎没有 相关研究也很少 41 类蛋白反应 A 类蛋白反应B 类蛋白反应的机理较为复杂 目前存在几种不同的理论 a缩合反应 b转肽作用 c物理聚合作用 42 43 控制适当的水解度根据产品质量要求 适当控制其水解度 对于减弱苦味也有一定的效果 44 二 脱色 脱腥1 鱼腥物质 氨及胺类 挥发性酸 挥发性羰基化合物 挥发性含硫化合物 其它挥发性化合物 其它反应 45 2 颜色产生原因在海洋动物蛋白酶解过程中 在蛋白质分解为肽和氨基酸的同时 会有大量色素物质生成 使水解液呈现深褐色或黑褐色 46 2 脱色 脱腥方法 1 脱色活性炭 硅藻土 树脂吸附 2 脱腥活性炭吸附 环糊精包埋 乙醇萃取法 微生物发酵法 糖处理 热处理 47 第四节海洋动物水解蛋白的功能性质 蛋白质功能性质蛋白水解过程中主要变化水解蛋白功能性影响因素 分子组成 结构特征 环境因素 物化条件 其它食物成分 48 49 一 溶解度1 影响溶解性因素 水化作用相关基团 与水作用方式 氢键 偶极 偶极 离子 偶极 2 氮溶解度指标 50 3 蛋白质水化过程干蛋白 极性点吸附水 多分子层 液体水凝聚 溶胀 溶剂化分散作用 溶液 溶胀的不溶性颗粒 块 51 4 增强水解蛋白溶解度的方法 ph作用 蛋白质等电点 溶解度最小 52 盐浓度 盐溶 盐析 53 酶的专一性 越小 肽段越小 极性点暴露越多 溶解度越高 水解度越高 溶解度越高 但是功能性越差 54 6 鱼水解蛋白 FPH 溶解性应用 食品添加剂 焙烤食品 饮料 汤料等 微生物培养基氮源 55 二 持水性1 持水性 是指蛋白质吸收水分并对抗水分逃逸而持有的能力 2 影响因素 1 与亲水基团数量和极性大小正相关 2 与水解蛋白的空间结构有关 56 3 FPH持水性在食品中的作用 食品中加入蛋白水解物 改善食品的性质 如防干保湿 抗氧化性 加热易熟等 4 持水性测定 过量水法 让蛋白质与过量水接触 再过滤掉过剩水 57 三 水解蛋白的乳化性相关概念1 乳化2 乳状液 58 3 水解蛋白促进乳化原理 59 4 水解蛋白的疏水性和乳化能力 表乳面化张活力力疏水值疏水值 60 一 水解蛋白的乳化能力特征 快速吸附于界面 在界面上迅速解开分子链并重新定向 在界面上和相邻分子形成牢固粘结 弹性强的膜 阻挡热和机械作用 61 二 水解蛋白乳化能力测定 乳化能力定义 在乳浊液相转变之前 1g蛋白水解物能乳化油的体积 乳化稳定性定义 乳浊液放置过程中抵制性质变化的能力 重力法测定 乳浊液总体积减去水相体积 除以乳浊液总体积 62 三 影响乳化特性的因素 水解蛋白肽分子大小 疏水性 其它因素 蛋白水解酶性质的影响 63 四 发泡性1 泡沫的形成A 泡沫B 构成C 形成 64 2 泡沫性质评价 65 3 泡沫稳定性影响因素A 不溶性蛋白质粒子B 盐类C 糖抑制膨胀 增加稳定D 脂肪E 蛋白质浓度 66 4 水解蛋白发泡性的作用 冰淇淋 面包 香肠 67 五 脂肪吸附性1 测定方法2 机理3 因素4 应用 68 第五节海洋动物蛋白酶解产物的生物活性 生物活性肽生物活性肽分类生物活性肽获得方式 69 一 降血压合成降血压药物对肾功能有副作用 然而从天然食物中分离的ACE抑制肽 虽然降压效果没有合成药物明显 但无毒副作用 70 目前已从沙丁鱼 带鱼 牡蛎 中国毛虾 蟹 海藻等海洋生物水解蛋白中获得ACE抑制肽 ACE肽的C端如为P F Y 则活性高 ACE肽序列中疏水氨基酸含量较多 则活性高 71 从沙丁鱼分离出的降压肽 8肽 Leu Lys Val Gly Val Lys Gln Tyr11肽 Tyr Lys Ser Phe Ile Lys Gly Tyr Pro Val Met 从金枪鱼中分离出的降压肽8肽 Pro Thr His Ile Lys Trp Gly Asp 72 二 清除自由基1 自由基 是含有一个不成对电子的原子团 2 抗氧化肽 通常把具有抑制生物大分子过氧化或清除体内自由基功效的生物活性肽称为抗氧化活性肽 3 自由基损害 膜蛋白质