海參水解條件的研究

黃偉波 任文彬 劉 穎*

1（廣東海洋大學(xué)，食品科技學(xué)院，湛江 5240882）2（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，輕工食品學(xué)院，廣州 510225）

海參水解條件的研究

黃偉波1*任文彬2劉 穎1**

1（廣東海洋大學(xué)，食品科技學(xué)院，湛江 5240882）2（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，輕工食品學(xué)院，廣州 510225）

以湛江市東風(fēng)海鮮批發(fā)市場(chǎng)購(gòu)買的水發(fā)海參為原料進(jìn)行酶水解條件研究。結(jié)果表明：選用枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶質(zhì)量比為1∶1的混合酶水解效果最佳；海參∶蒸餾水質(zhì)量比為1∶4，pH為7.0，混合酶添加量為海參質(zhì)量的2.0%，酶解溫度50℃、酶解時(shí)間為4 h的條件下，得到的水解效果較好，可溶性蛋白為69.2%。

海參；酶法水解；工藝

海參是一種高蛋白、低脂肪、低糖、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的海產(chǎn)品，不僅含有18種以上的氨基酸，還富含多種維生素及豐富的微量元素；從保健功能看，海參含有多種生物調(diào)節(jié)活性物質(zhì)，如抗癌物質(zhì)、抗脈管遺傳物質(zhì)、抗發(fā)炎物質(zhì)、抗動(dòng)脈硬化等成分。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的海參食品及保健品較少。傳統(tǒng)的干海參加工由于加工過(guò)程需長(zhǎng)時(shí)間水煮、浸泡，造成大量的營(yíng)養(yǎng)成分損失，產(chǎn)品已無(wú)海參的鮮味。另外，傳統(tǒng)干海參加工還存在食用不便、無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可循、易摻假使雜、復(fù)水較難、結(jié)殼龜裂、脂肪氧化，導(dǎo)致產(chǎn)品變色等缺點(diǎn)，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的均一性和耐藏性。采用酶解技術(shù)制備的海參口服液，是將海參中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性的多肽或氨基酸，易于被人體吸收利用。本文著重探討了利用酶法水解海參蛋白質(zhì)的工藝，為以后研制更多的海參產(chǎn)品提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 鮮海參樣品

購(gòu)于湛江市東風(fēng)海鮮批發(fā)市場(chǎng)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)工藝流程

海參→清洗、瀝干、攪碎、冷凍備用→蛋白酶酶解研究（正交試驗(yàn)）→滅酶（沸水浴15min）、測(cè)定氨基酸態(tài)氮→得出最優(yōu)水解方案。

1.2.2 原料處理

將海參洗凈泥沙，去除內(nèi)臟，再將其切成小塊，打漿后混合均勻，冷凍備用。

1.2.3 酶解工藝的研究

1.2.3.1 酶制劑的選擇

氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定：中性甲醛滴定法（見(jiàn)參考文獻(xiàn)［3］）。

分別選用枯草桿菌中性蛋白酶、木瓜蛋白酶以及質(zhì)量比為1∶1的枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶的混合酶，在同樣條件下對(duì)海參進(jìn)行水解效果比較，即取相同質(zhì)量的海參原料，在溫度為50℃，pH為7.0，海參與水質(zhì)量比為1∶4，酶用量為海參質(zhì)量的2.0%，酶解3h，以氨基酸態(tài)氮含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2.3.2 酶解時(shí)間的確定

在海參中加入其質(zhì)量4倍的蒸餾水，pH為7.0，酶解溫度50℃，酶添加量為海參質(zhì)量的2.0%的條件下，在恒溫水浴鍋中進(jìn)行酶解反應(yīng)，反應(yīng)2h、3 h、4 h、5 h、6 h后，分別測(cè)定酶解液中氨基酸態(tài)氮的含量，以確定酶解時(shí)間對(duì)海參水解的影響。

1.2.3.3 酶添加量的確定

在海參中加入其質(zhì)量4倍的蒸餾水，pH為7.0，酶解溫度50℃，酶添加量分別為海參質(zhì)量的1%、2%、3%、4%的條件下，在恒溫水浴鍋中進(jìn)行酶解反應(yīng)，3 h后分別測(cè)定酶解液中氨基酸態(tài)氮的含量，以確定酶添加量對(duì)海參水解的影響。

1.2.3.4 酶解溫度的確定

在海參中加入其質(zhì)量4倍的蒸餾水，pH為7.0，酶添加量為海參質(zhì)量的2%，酶解溫度分別為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的條件下，酶解反應(yīng)3 h，分別測(cè)定酶解液中氨基酸態(tài)氮的含量，以確定酶酶解時(shí)間對(duì)海參水解的影響。

1.2.3.5 海參酶解的正交試驗(yàn)

根據(jù)上面的單因素試驗(yàn)的結(jié)果，分別以酶解時(shí)間、酶添加量和酶解溫度3個(gè)因素進(jìn)行3水平的正交試驗(yàn)。

可溶性蛋白得率參考文獻(xiàn)［4］。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶制劑的選擇

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，在相同條件下，枯草桿菌中性蛋白酶的氨基酸態(tài)氮的生成量為0.19 g/100 mL，木瓜蛋白酶的氨基酸態(tài)氮的生成量為0.22 g/100 mL，質(zhì)量比1∶1的枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶混合酶的氨基酸態(tài)氮生成量為0.30 g/100 mL。就氨基酸態(tài)氮生成量而言，水解效果以質(zhì)量比1∶1的枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶的混合酶為最高，其次為木瓜蛋白酶，再次為枯草桿菌中性蛋白酶，所以選擇質(zhì)量比1∶1的枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶的混合酶為本次試驗(yàn)的水解酶。

表1 不同酶對(duì)水解效果的影響

2.2 混合酶酶解時(shí)間對(duì)酶解效果的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1中可見(jiàn)，反應(yīng)開始的2 h～4 h內(nèi)，反應(yīng)速度較快，所以氨基酸態(tài)氮含量的增加幅度也較大，隨著水解時(shí)間的延長(zhǎng)，氨基酸態(tài)氮的生成量逐漸增多，但4 h之后，氨基酸態(tài)氮的變化趨勢(shì)逐漸趨于緩慢。原因可能是隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)物逐漸增加，抑制酶解反應(yīng)的正向進(jìn)行；另外由于加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，酶可能部分失活，影響酶解效果，從而影響氨基酸態(tài)氮的生成。

圖1 不同酶解時(shí)間對(duì)海參水解效果的影響

2.3 加酶量對(duì)酶解效果的影響

圖2 不同加酶量對(duì)酶解效果的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2中可見(jiàn)，隨著加酶量的增加，水解液氨基酸態(tài)氮含量也增加，酶解效果越好，當(dāng)質(zhì)量比1∶1的枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶混合酶的添加量超過(guò)海參質(zhì)量的2%后，水解液氨基酸態(tài)氮含量增幅趨于平緩。

2.4 酶解溫度對(duì)酶解效果的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。從圖3中可見(jiàn)，溫度對(duì)酶解效果的影響顯著，在30℃～60℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高水解液中氨基酸態(tài)氮含量也逐漸升高，60℃時(shí)氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到最大值，為0.34g/100mL，繼續(xù)升高溫度，氨基酸態(tài)氮的含量反而下降，這可能因?yàn)闇囟冗^(guò)高，引起了蛋白酶分子結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵的解體，導(dǎo)致了蛋白酶的變性，使其活力減弱，進(jìn)而酶與底物的結(jié)合能力下降，導(dǎo)致酶解的效果減弱。

圖3 不同酶解溫度對(duì)酶解效果的影響

2.5 海參酶解的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化

影響酶解反應(yīng)的幾個(gè)主要因素為加酶量、時(shí)間、pH、溫度和底物濃度。根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)資料，在海參中加入海參質(zhì)量4倍的蒸餾水，pH為7.0的條件下，選用酶解時(shí)間（A）、酶添加量（B）和酶解溫度（C）3個(gè)因素，每個(gè)因素3個(gè)水平，以酶解后氨基酸態(tài)氮含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行3因素3水平的正交試驗(yàn)L9（33），試驗(yàn)安排見(jiàn)表2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 酶解正交試驗(yàn)因素與水平表

從表3可知，各因素對(duì)酶解效果的影響順序?yàn)镃＞B＞A，即酶解溫度＞酶添加量＞酶解時(shí)間，水解最佳組合條件為A2B2C2，即酶解溫度為50℃、酶添加量為海參質(zhì)量的2.0%、酶解時(shí)間為4 h時(shí)的酶解效果最好。

2.6 驗(yàn)證試驗(yàn)

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照酶解正交試驗(yàn)得到的最優(yōu)工藝條件，進(jìn)行了重復(fù)酶解試驗(yàn)，并增加了可溶性蛋白質(zhì)得率對(duì)酶解效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即在海參中加入海參質(zhì)量4倍的蒸餾水，pH為7.0，酶添加量為海參質(zhì)量的2.0%，在恒溫水浴鍋中50℃保溫4 h后，得出實(shí)際結(jié)果的氨基酸態(tài)氮含量為0.39 g/100 mL，可溶性蛋白得率為69.2%。

3 結(jié)論

選用質(zhì)量比1∶1的枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶混合酶為水解酶效果比兩種蛋白酶單獨(dú)使用效果好。海參與蒸餾水質(zhì)量比為1∶4，pH為7.0，混合酶添加量為海參質(zhì)量的2.0%，酶解溫度50℃，酶解時(shí)間為4 h，得到的水解效果較好，可制成可溶性蛋白得率較高的海參口服液。

［1］張健，王茂劍，趙云平，等.我國(guó)海參深加工工藝研究現(xiàn)狀［J］.齊魯漁業(yè)，2008，25（11）：57-58.

［2］畢琳，李八方.海參的加工現(xiàn)狀［J］.科學(xué)養(yǎng)魚，2005，14（3）：67-70.

［3］張水華，食品分析［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006：174-177.

［4］GUN J W，SEUNG MH.Debittering of citrus products using beta-cyclodextrin polymer and ultra-filtration process［J］.Korean Journal of Food Science and Technology，1997，29（2）：302-308.

Study on the Enzymatic-hydrolysis ofSea Cucumber

HUANGWei-bo1*RENWen-bin2LIUYing1**1(College offood science and technology，GuangDongOcean University，ZhanJiang 524088，China)
2(College oflight industryand Food Science，Zhongkai UniversityofAgricultural and Engineering，GuangZhou 510225，China)

Using sea cucumber bought in Dongfeng seafoodwholesalemarketin Zhanjiangasrawmaterial，the experiment for enzymatic-hydrolysis ofsea cucumber was studied.The results showed that the better effect on enzymatic-hydrolysis of sea cucumber was achieved throughenzymemixedbybacillussubtilisneutralprotease and papain (1:1).The bestenzymatic-hydrolysis parameters was as follows:the ratio of sea cucumber to distilled water was 1:4，the pH value was 7.0，the mixed enzyme dosage was 2.0%of raw materials，hydrolysis temperaturewas50℃，hydrolysistimewas4h.Theyieldof solubleproteinwas69.2%.

seacucumber； enzymatichydrolysis；technique

*黃偉波，男，1987年出生，2010年畢業(yè)于廣東海洋大學(xué)食品學(xué)院。

**通訊作者：劉穎，女，1966年出生，副教授。

Email:Liuyingxk@sina.com.

2010-11-16