鱈魚和鲅魚魚肉蛋白酶解產物功能特性及抗氧化性

史策　韓烽烽　劉鵬　徐萍　羅永康

摘 要：采用風味蛋白酶對鱈魚和鲅魚魚肉進行酶解，研究水解度、pH值及酶解時間對酶解產物功能特性和抗氧化活性的影響。結果表明：隨著酶解時間延長，鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的水解度、亞鐵離子螯合力逐漸增加，DPPH自由基清除能力逐漸下降；不同pH值下，鱈魚和鲅魚魚肉蛋白酶解產物均具有良好的溶解性和熱穩定性；鲅魚酶解產物的水解度、溶解性、熱穩定性和亞鐵離子螯合力顯著高于鱈魚酶解產物。

關鍵詞：鱈魚魚肉；鲅魚魚肉；酶解產物；水解度；功能特性；抗氧化性

中圖分類號：TS254 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2013）08-0005-03

鱈魚（Gadus macrocephalus）屬于鱈魚科，是底層冷水性群聚魚類。鱈魚肉蛋白質含量高，營養豐富，所含氨基酸齊全，具有很高的開發利用價值[1]。鲅魚（Scomberomorus commersoni）屬于鱸形目鲅科，學名為馬鮫，俗稱燕魚、青箭等，是我國北方海區的重要經濟魚之一。鲅魚肉質細嫩、營養豐富，富含蛋白質、VA和多種礦物質等營養元素。鲅魚有洄游特性，無法人工養殖，捕撈產品主要以鮮食為主，加工水平很低。一些小鲅魚由于體積小、肉薄、風味差，在市場上不受歡迎，浪費情況嚴重[2]。因此，加強鱈魚和鲅魚的合理加工和充分利用，是迫切需要解決的問題。

近年來，國內外采用酶解的方法對魚蛋白進行深加工利用的研究報道較多[3-6]。通過蛋白酶的作用可以改善食品原料的質量以及提高副產物綜合利用的程度，酶解后的魚蛋白產物功能特性及生物活性與原料蛋白相比，都得到了一定的改善[7]。因此，開展魚蛋白酶解產物功能特性的研究對提高產品附加值具有重要意義。

本研究采用風味蛋白酶酶解鱈魚和鲅魚魚肉，對鱈魚和鲅魚魚肉蛋白水解物的水解度、溶解性、熱穩定性、亞鐵離子螯合能力和DPPH自由基清除能力進行系統研究，為鱈魚和鲅魚魚肉蛋白資源的開發利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱈魚和鲅魚購于北京農貿市場，冷凍運至實驗室，流水解凍后去鱗、去內臟、去頭、去皮、洗凈后進行采肉。

風味蛋白酶 廣西南寧龐博生物工程有限公司；三硝基苯磺酸（TNBS）、啡咯嗪、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH） 美國Sigma公司；其他試劑為化學分析純。

1.2 儀器與設備

FD-1PF冷凍干燥機 北京市德天佑科技發展有限公司；TGL-16A高速臺式離心機 上海安亭科技儀器廠；恒溫水浴鍋 北京市長風儀器儀表有限公司；UV-2600分光光度計 美國Unico公司。

1.3 方法

1.3.1 魚肉酶解產物的制備

魚肉→與水混合（鱈魚魚肉：水=1：1.3（g/mL）；鲅魚魚肉：水=1：1（g/mL））→滅魚肉中內源性酶（95℃、10min）→勻漿（3000×g）→調溫度、pH值→加蛋白酶酶解（風味蛋白酶加酶量為魚肉中蛋白含量的0.6%）→酶解（20、40、60、90min）→滅酶（95℃，15min）→離心（10000r/min）→取上清液→冷凍干燥（-60℃）→魚肉酶解產物

酶解條件：風味蛋白酶的最適反應條件為pH7.0、50℃。

1.3.2 水解度的測定

采用TNBS法[8]測定。

1.3.3 功能特性的測定

1.3.3.1 溶解性測定

稱取0.01g水解產物，用去離子水配制成10mL溶液，用濃度0.5mol/L HCl溶液或NaOH溶液將水解溶液pH值調至4和7，10000×g離心15min，上清液中的蛋白質含量采用雙縮脲法進行測定[9]，水解產物中總蛋白含量采用凱氏定氮法[10]測定。溶解性的計算公式如下：

溶解性/%=上清液蛋白質含量/總蛋白含量×100

1.3.3.2 熱穩定性的測定

參考Fujiwara等[11]熱穩定性的測定方法。

1.3.4 抗氧化性的測定

亞鐵離子螯合力的測定：參考Decker等[12]的方法；清除DPPH自由基的測定：參考Bougatef等[13]的方法稍作改動。

2 結果與分析

2.1 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物水解度的變化

如圖1所示，鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的水解度均在酶解20min內變化較大，而后隨酶解時間延長水解度變化逐漸減小。這與草魚魚肉蛋白酶解產物的水解度變化趨勢相似[14]，表明在最初的20min內，風味蛋白酶對鱈魚和鲅魚魚肉蛋白的水解作用最強，隨著水解體系中游離氨基酸含量逐漸增加，風味蛋白酶的水解作用受到抑制，導致鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的水解度變化逐漸減小。在整個酶解過程中，鲅魚酶解產物的水解度高于鱈魚酶解產物。

圖 1 鱈魚和鲅魚魚肉蛋白酶解過程水解度隨時間的變化

Fig.1 Temporal evolution of degree of hydrolysis of cod and Spanish mackerel meat by Flavourzyme

2.2 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的功能特性

2.2.1 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的溶解性

圖 2 酶解時間對不同pH值條件下魚肉酶解產物溶解性的影響

Fig.2 Effect of medium pH on the solubility of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

由圖2可知，鱈魚和鲅魚魚肉蛋白酶解產物在不同pH值下具有良好的溶解性，均大于76.97%。pH4條件下時鱈魚和鲅魚魚肉蛋白酶解產物的溶解性小于pH7條件，表明在酸性條件下，酶解產物溶解性較小，這與鰱魚酶解產物的研究結果相似[15]。鲅魚酶解產物的溶解性在酶解20min時均達到最低，然后隨酶解時間延長而增大，這與鰈魚[16]的溶解性變化類似。

2.2.2 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的熱穩定性

圖 3 酶解時間對不同pH值條件下魚肉酶解產物熱穩定性的影響（93℃，10min）

Fig.3 Effect of medium pH on the thermal stability （93 ℃， 10 min） of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

如圖3可知，在pH4條件下，鱈魚魚肉酶解產物的熱穩定性比鲅魚酶解產物高，達到80%以上，并隨著酶解時間延長，鲅魚蛋白酶解產物熱穩定性逐漸增加。在pH7條件下，鲅魚魚肉酶解產物熱穩定性比鱈魚高，可能是由于鲅魚魚肉蛋白的肽鏈更易展開，并改善了其親水-疏水的平衡，與水更易形成氫鍵，導致酶解產物中的蛋白質分子之間不易凝集[17]。

2.3 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的抗氧化性

2.3.1 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的亞鐵離子螯合能力

圖 4 酶解時間對魚肉酶解產物亞鐵離子螯合能力的影響

Fig.4 Ferrous ion-chelating capacity of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

如圖4所示，隨著酶解時間延長，對鱈魚和鲅魚蛋白酶解產物螯合率的影響逐漸減小。其中，相同酶解時間下，鲅魚蛋白酶解產物亞鐵離子的螯合能力顯著高于鱈魚酶解產物（P<0.05）。可能由于鲅魚酶解產物水解度強于鱈魚酶解產物。這與Klompong等[18]對黃條紋鲹魚肉蛋白酶解產物亞鐵離子螯合率的研究結果相似，水解度越大，亞鐵離子螯合率越強。

2.3.2 鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物的DPPH自由基清除能力

圖 5 酶解時間對魚肉酶解產物清除DPPH自由基能力的影響

Fig.5 DPPH radical scavenging capacity of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

如圖5所示，鱈魚和鲅魚酶解產物均具有較強的DPPH自由基清除能力，其中酶解20min的鱈魚酶解產物的DPPH自由基清除能力最強，達85.24%。隨著酶解時間延長，鱈魚和鲅魚酶解產物DPPH自由基清除能力逐漸降低，可能是水解過程中產生的不同成分的短肽和游離氨基酸影響了DPPH自由基清除能力。相同酶解時間制備的酶解產物中，鱈魚酶解產物的DPPH自由基清除能力顯著高于鲅魚酶解產物（P<0.05）。不同魚類酶解產物間DPPH自由基清除能力的差異，可能是由于酶解產物中疏水性氨基酸含量不同所致[19-20]。

3 結 論

3.1 鱈魚和鲅魚魚肉蛋白酶解產物具有良好的溶解性，均大于76.97%，并且酶解產物經93℃，10min熱處理后溶解性仍保持在66.00%以上。

3.2 經過酶解后，鱈魚和鲅魚魚肉酶解產物具有不同程度的抗氧化特性。其中鱈魚和鲅魚魚肉酶解20min的酶解產物，其酶解時間較短并具有較強的DPPH自由基清除力和亞鐵離子螯合能力方面均顯現出較強的體外抗氧化性。

3.3 采用風味蛋白酶酶解改性的鱈魚和鲅魚魚肉蛋白功能特性及抗氧化性良好，可作為食品基料或蛋白強化劑應用于食品工業中。

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