酸法水解河蜆蛋白質(zhì)的工藝優(yōu)化研究

馬永全，胡林子，2，于 新，*

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州510225；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110161）

酸法水解河蜆蛋白質(zhì)的工藝優(yōu)化研究

馬永全1，胡林子1，2，于 新1，*

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州510225；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110161）

采用酸法水解河蜆蛋白質(zhì)，對(duì)蜆肉進(jìn)行絞碎、酸水解處理，以水解度為指標(biāo)，通過鹽酸、檸檬酸、乳酸的單因素實(shí)驗(yàn)，確定選用鹽酸。通過正交實(shí)驗(yàn)，得出河蜆蛋白質(zhì)酸水解的最佳條件為：鹽酸用量5.5%，溫度100℃，水解時(shí)間9h，料液比1∶3，河蜆蛋白質(zhì)水解度達(dá)到59.34%。

河蜆，酸法，水解度，研究

河蜆［Corbicula fluminea（Muller）］廣泛分布在我國(guó)湖泊、江河中，天然資源豐富［2］。其肉味鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，富含大量的蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸等活性物質(zhì)［3］，除鮮食外，還可以加工成蜆干、罐頭、凍蜆肉或腌制成咸蜆［2］。廣泛應(yīng)用于調(diào)味品、保健食品、營(yíng)養(yǎng)食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。不但在國(guó)內(nèi)受到人們喜愛，在日本、韓國(guó)和東南亞一些國(guó)家，也普遍受到人們的青睞［4］。河蜆資源豐富，原料廉價(jià)，但是新鮮河蜆的肉殼分離困難，通常用開水煮后，才易于剝離肉殼。前期酶解實(shí)驗(yàn)表明：經(jīng)開水煮過，蜆肉收縮，變得致密，酶解率較低，且易雜菌污染，發(fā)臭、變味。酶制劑價(jià)格高，蜆肉酶水解成本也高。但酸水解可以有效地解決以上問題，且水解后經(jīng)NaOH中和，食用安全。近十年來，國(guó)內(nèi)外大量研究報(bào)道了關(guān)于水解利用貝類蛋白工藝及其水解物功效的研究［5-6］。本實(shí)驗(yàn)以河蜆為原料，探索酸水解方法制備復(fù)合氨基酸液的條件，并通過正交實(shí)驗(yàn)以期獲得最佳水解工藝條件，為河蜆深加工利用研制出一種既營(yíng)養(yǎng)豐富，又安全可靠的保健品，為解決當(dāng)前河蜆增產(chǎn)后的河蜆資源利用問題和增加河蜆附加值提供科學(xué)的方法和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

河蜆 廣州市濱江市場(chǎng)；檸檬酸 江蘇強(qiáng)盛化工有限公司；鹽酸 洛陽(yáng)化學(xué)試劑廠；乳酸 天津市大茂化學(xué)試劑廠；L-亮氨酸、茚三酮 上海伯奧生物科技有限公司；其他試劑 均為分析純。

電子天平 德國(guó)Sartorial公司；TGL-16C型臺(tái)式離心機(jī) 上海安寧科學(xué)儀器廠；754型紫外可見分光光度計(jì) 上海第三分析儀器廠；pHS-25型酸度計(jì)上海偉業(yè)儀器廠；G-9140A型電熱恒溫干燥箱廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；TJ12-H絞肉機(jī) 廣州恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理 河蜆→清洗→熱燙→去殼除雜→清洗→瀝水→多次絞碎→樣品

1.2.2 分析方法 氨基氮的測(cè)定：茚三酮比色法［7］；總氮的測(cè)定：凱氏定氮法［8］。

1.2.3 工作曲線繪制 以亮氨酸為標(biāo)準(zhǔn)氨基酸，繪制茚三酮比色法標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性回歸方程為 y= 0.7077x+0.0084，R2=0.999，說明本實(shí)驗(yàn)方法在0.132～1.703μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。

圖1 L-亮氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)乳酸、檸檬酸、鹽酸水解效果的影響

固定酸用量5%，水解時(shí)間6h，料液比1∶2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 水解溫度對(duì)河蜆蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖2可知，在其它條件相同的情況下，在60～100℃內(nèi)，鹽酸、檸檬酸和乳酸的水解度均隨溫度的升高而上升，但乳酸變幅不明顯，說明溫度對(duì)乳酸水解影響不大。在較低溫度時(shí)，檸檬酸的水解度隨溫度升高小幅上升，在90℃和100℃兩個(gè)溫度條件下，差異比較大，100℃水解度較高。由于高溫水解能耗較高，對(duì)設(shè)備的要求也高，綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)不再進(jìn)行100℃以上的水解實(shí)驗(yàn)。

2.2 水解時(shí)間對(duì)乳酸、檸檬酸、鹽酸水解效果的影響

固定酸用量5%，水解溫度為80℃，料液比1∶2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 水解時(shí)間對(duì)河蜆蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖3可知，在水解9h前，三種酸的蛋白水解度均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。9h后，鹽酸蛋白的水解度繼續(xù)增長(zhǎng)，乳酸蛋白水解度變幅不大，說明氨基氮積累已至最大濃度。而檸檬酸的蛋白水解度逐漸降低。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，鹽酸水解度變化范圍比較大，從1h開始的水解度4.8%到12h的34.82%，一直呈增大趨勢(shì)。但綜合考慮其能耗與成本及水解液色澤問題，建議選取9h水解時(shí)間。

2.3 酸用量對(duì)乳酸、檸檬酸、鹽酸水解效果的影響

固定水解時(shí)間6h，水解溫度80℃，料液比1∶2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可知，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，乳酸、檸檬酸的用量對(duì)河蜆蛋白質(zhì)的水解影響不大，繼續(xù)加大酸的用量，則水解液顏色變深，且有難聞的氣味，因此不再考慮增加酸的用量。鹽酸水解河蜆蛋白質(zhì)時(shí)，蛋白水解度隨著鹽酸用量的增加而呈上升趨勢(shì)，溶液中氫離子濃度越高，則蛋白肽鍵被切斷的可能性越大，酸量的增加必然提高了酸對(duì)河蜆蛋白的作用能力，但鹽酸濃度越高，水解液中的氯丙醇含量越高，如果鹽酸濃度低于6%，水解液中的氯丙醇含量?jī)H為0.02mg/kg，符合國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家對(duì)氯丙醇的最低限量［9］?？紤]到食用安全性及生產(chǎn)成本、水解液色澤等，選取鹽酸用量為5%較合適。

圖4 酸用量對(duì)河蜆蛋白質(zhì)水解度的影響

2.4 料液比對(duì)乳酸、檸檬酸、鹽酸水解效果的影響

固定酸用量5%，水解時(shí)間6h，水解溫度80℃，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 料水比對(duì)河蜆蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖5可知，料液比的變化對(duì)乳酸和檸檬酸的蛋白水解度影響不大。但對(duì)鹽酸水解河蜆蛋白的水解度影響較大。隨著料液比的增加，鹽酸分散更均勻，可以更好的作用于蛋白質(zhì)，提高了蛋白質(zhì)的水解效果。

2.5 河蜆蛋白水解優(yōu)化條件

單因素實(shí)驗(yàn)表明，在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，鹽酸水解效果優(yōu)于乳酸和檸檬酸。所以，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)用鹽酸進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，來選取最優(yōu)的水解條件。選取時(shí)間、溫度、酸用量、料液比4個(gè)對(duì)河蜆?biāo)舛扔绊戄^大的因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，采用L9（34）正交表，因素水平見表1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

從表2可以看出，在本實(shí)驗(yàn)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的各個(gè)因素主次順序?yàn)镃＞A＞D＞B，即水解時(shí)間起主要作用，其次是酸用量和料液比，溫度起次要作用。由表中的K值和極差R值判斷可知：鹽酸水解河蜆的優(yōu)化工藝條件為A3B3C2D2，但此水解條件在正交實(shí)驗(yàn)中并未出現(xiàn)。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

進(jìn)一步對(duì)A3B3C2D2這一工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，即酸用量5.5%，溫度100℃，料液比1∶3，水解9h，河蜆蛋白質(zhì)的水解度達(dá)59.34%。

3 結(jié)論

通過對(duì)影響河蜆蛋白質(zhì)水解生成氨基酸的各單因素實(shí)驗(yàn)可知，鹽酸的水解效果優(yōu)于檸檬酸和乳酸。選取鹽酸做正交實(shí)驗(yàn)，最終確定了鹽酸水解河蜆蛋白的最佳條件為：用5.5%鹽酸、溫度100℃、水解時(shí)間9h、料液比 1∶3，河蜆蛋白質(zhì)水解度可達(dá)到59.34%。

［1］祝雯，林志鏗，吳組建，等.河蜆糖蛋白對(duì)人肝癌細(xì)胞凋亡的影響［J］.中國(guó)公共衛(wèi)生，2004，20（6）：674-675.

［2］PC Marsh.Secondary production of introduced Asiatic clam，Corbicula fluminea in a central Arizona canal［J］.Hydrobiology，1985，124：103-110.

［3］韓鵬，王勤.河蜆軟體部分營(yíng)養(yǎng)成分分析及評(píng)價(jià)［J］.廈門大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，46（1）：115-117.

［4］Mai K，Mereer J P，Donlon J.Comparative studies on the nutrition of two species of abalone［J］.Aquaculture，1995，l36（2）：165-l80.

［5］Fleming A E，Van Barneveld R J，Hone P W.The development of anificial diets for abalone：a review and future directions［J］. Aquaculture，1996，140（2）：51-53.

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［8］大連輕工業(yè)學(xué)院，華南理工大學(xué)，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，等.食品分析［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006：224-225.

［9］李祥，李運(yùn)濤，魏尚洲.酸水解蛋白質(zhì)調(diào)味液安全生產(chǎn)工藝研究［J］.中國(guó)釀制，2004（3）：11-15.

Study on acid hydrolysis technic of Corbicula Fluminea Protein

MA Yong-quan1，HU Lin-zi1，2，YU Xin1，*
（1.College of Light Industry and Food Science，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510225，China；2.College of Food Science and Engineering，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China）

Corbicula fluminea protein was broken up by the method of acid hydrolysis.The process included mincing corbicula and acid hydrolyzing.According to the degree of hydrolysis，hydrochloric acid was selected for the orthogonal experiment after the single factors experiment of hydrochloric acid，citric acid，lactic acid.The results showed that the optimum conditions were established as follow：dosage of hydrochloric acid 5.5%，temperature 100℃hydrolysis time 9 hours，corbicula to water ratio 1∶3.The degree of corbicula acid hydrolysis was 59.34%.

corbicula fluminea；acid hydrolysis；degree of hydrolysis；research

TS254.1

B

1002-0306（2010）11-0288-03

2009-12-11 *通訊聯(lián)系人

馬永全（1983-），男，在讀碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)綜合利用。

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2005B20401002）。