魚皮酶法去鱗技術的研究

呂 飛，沈軍樑，金爐俊，丁玉庭，尤國庭

(1.浙江工業大學生物工程與環境學院，浙江杭州 310014;2.溫州恒源水產有限公司，浙江溫州 325700)

水產品及水產品加工是我國農業的一個重要組成部分，在國民經濟中占有比較重要的地位。隨著水產品加工業的快速發展，產生了大量的魚皮等副產物，魚皮中含有大量的膠原蛋白，因此，研究和開發魚皮、魚鱗等水產加工副產物逐漸受到人們的重視［1］。如何將魚皮魚鱗有效快速分離是阻礙魚皮、魚鱗合理利用的關鍵問題。有關魚皮去鱗的研究鮮見報道。目前工業化生產上主要以機械去鱗為主，其去鱗效果受魚體大小影響，易對魚體造成損傷，去鱗效果差。有研究表明蛋白酶具有較好的去鱗效果［2-3］，作者研究木瓜蛋白酶的去鱗效果，以期為生產研究提供一定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮帶鱗黑魚魚皮，購于浙江省杭州市朝暉六區農貿市場。

木瓜蛋白酶 (酶活≥100萬 U·g-1)。Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、羥脯氨酸標準液、氯胺T、濃硫酸、濃硝酸均為化學純。

1.2 方法

1.2.1 酶法去鱗工藝

帶鱗黑魚魚皮-洗去表面黏液及除去殘留魚肉-木瓜蛋白酶處理-攪拌。感官評價去鱗效果及測定膠原蛋白流失率。

1.2.2 處理設計

首先以單因素試驗分析酶處理時間、酶處理溫度和木瓜蛋白酶用量的去鱗效果。研究木瓜蛋白酶在酶用量為0.6%，反應溫度為20℃，酶處理時間為 5，10，20，30和 40 min時;酶用量為0.6%，反應時間為20 min，酶處理溫度為10，20，30，40和50℃時;反應溫度為20℃，反應時間為20 min，酶用量分別為水用量的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1.0%時魚皮的去鱗情況和膠原蛋白流失率。然后進行優化試驗，在單因素試驗的基礎上進行3因素3水平正交試驗。

試驗料水比為1∶10，重復3次。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 膠原蛋白流失率的測定

蛋白酶活力的測定。采用Folin-酚法測定蛋白酶活力［4］。

羥脯氨酸標準曲線的繪制。參照ISO 3496(E)配制質量濃度分別為0.5，1.0，1.5和2.0 μg·mL-1的羥脯氨酸標準溶液，測定其D560值［5］，繪制羥脯氨酸的標準曲線。根據羥脯氨酸標準樣品的質量濃度和吸光度值，以羥脯氨酸質量濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準曲線，計算得到回歸方程:

魚皮去鱗液中膠原蛋白濃度的測定。處理去鱗后的溶液，轉速8 000 r·min-1離心10 min，取上清液25 mL于錐形瓶中，加6 mol·L-1鹽酸溶液50 mL，加塞，105℃下水解16 h，過濾到100 mL容量瓶中，定容至刻度［6］。該溶液經氯胺T氧化，根據氧化后的羥脯氨酸與對二甲氨基苯甲醛反應生成的紅色化合物，于波長 (558±2)nm處比色。根據標準曲線方程計算去鱗液中羥脯氨酸的含量，樣品中羥脯氨酸含量的計算公式:W=(C×4×F×10-3)/M。式中，W為提取的羥脯氨酸含量 (mg·g-1);C為標準曲線上對應的羥脯氨酸質量濃度(μg·mL-1);M為樣品質量 (g);F為稀釋倍數。膠原蛋白含量=羥脯氨酸含量 ×11.1［7］，折算成膠原蛋白量。

1.3.2 去鱗效果感官評價

去鱗效果采用評分檢驗法，由8個鑒評員評判，每個鑒評員根據評定標準將樣品的效果特征以數字標度形式表示，取其平均值作為評定結果。評定標準［8］:無效果 (去鱗率≤10%)1分;有輕微效果 (10%＜去鱗率≤50%)2分;有效果 (50%＜去鱗率≤75%)3分;效果好 (75% ＜去鱗率≤90%)4分;效果很好 (去鱗率＞90%)5分。

2 結果與分析

2.1 酶處理時間

魚皮富含膠原蛋白，蛋白酶去除魚皮的魚鱗時，膠原蛋白的含量隨著處理時間的增加而減少。利用木瓜蛋白酶進行魚皮去鱗處理時要考慮膠原蛋白含量的變化，試驗測定去鱗液中膠原蛋白的含量。在酶用量為用水量的0.6%、處理溫度20℃的條件下，酶處理時間為5，10，20，30和40 min時魚皮的去鱗效果評分結果見表1。

表1 酶處理時間對魚皮去鱗效果的影響

隨著酶處理時間的增加，魚皮去鱗效果逐漸變好。當酶處理5 min時去鱗率大致接近30%～40%;酶處理10 min，50%以上的魚鱗被脫除;酶處理20 min，90%以上的魚鱗被脫除;酶處理30 min和40 min，魚皮的去鱗程度幾乎沒有變化，但酶處理30 min后的魚皮在攪拌和酶的作用下明顯變薄，甚至破碎。與短時間處理相比，浸泡液變得黏稠，表明魚皮本身的膠原蛋白被溶出。隨著酶處理時間的延長，浸泡液中膠原蛋白的含量增加。當酶處理時間為5 min時去鱗液中的膠原蛋白含量僅0.13 mg·mL-1;當酶處理時間增加到40 min時，去鱗液中的膠原蛋白含量上升到3.25 mg·mL-1(圖1)。結合去鱗效果和膠原蛋白溶出情況，確定酶處理時間20～30 min為宜，此時去鱗液中膠原蛋白的質量濃度在1.97 ～2.77 mg·mL-1。

圖1 酶處理時間對去鱗液中膠原蛋白質量濃度的影響

2.2 酶處理溫度

反應溫度對木瓜蛋白酶活性的影響較大，從而影響魚皮的去鱗效果。在酶處理20 min，酶用量為加水量的0.6%條件下，設定酶處理溫度為10，20，30，40和50℃，試驗結果如表2所示。

表2 酶處理溫度對魚皮去鱗效果的影響

10℃處理的魚皮去鱗率在70%左右;20℃處理可以脫去90%以上的魚鱗;30℃處理的魚鱗脫除率仍達90%以上;40℃處理，魚鱗幾乎完全被去除，所得去鱗魚皮的色澤光亮質地較軟。50℃處理的去鱗情況與40℃處理幾乎沒有差異，但所得去鱗魚皮質地更為柔軟，甚至破碎。可見，隨著酶處理溫度的提高，蛋白酶對魚皮的去鱗效果變好，但酶處理溫度不宜高于30℃，20～30℃較適宜。

圖2顯出酶處理溫度并非越高越好，隨著處理溫度的升高，酶處理魚皮去鱗液中膠原蛋白含量呈增大趨勢。

圖2 酶處理溫度對去鱗液中膠原蛋白質量濃度的影響

2.3 木瓜蛋白酶用量

酶用量對魚皮去鱗影響顯著。酶用量少，去鱗不完全;酶用量多，魚皮的膠原蛋白會溶解，且增加去鱗成本。在酶處理時間20 min，酶處理溫度20℃的條件下，選擇木瓜蛋白酶用量分別為水用量的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1%，結果見表3。

表3 木瓜蛋白酶用量與魚皮去鱗效果的影響

由表3可見，隨著木瓜蛋白酶的用量增加，去鱗效果變好。當酶用量低于0.2%時，去鱗效果不明顯;當酶用量達0.4%時，去鱗率為40%～50%;當木瓜蛋白酶用量0.6%時，90%以上的魚鱗被脫除;當酶用量再至0.8%時，魚鱗幾乎全部被去除，但由于蛋白質酶解，所得去鱗魚皮變薄。木瓜蛋白酶用量越大，去鱗液中膠原蛋白含量越高(圖3)。當酶用量低于0.2%時，蛋白酶用量對去鱗液中膠原蛋白含量的影響較小;之后，隨著蛋白酶用量的增加，去鱗液中膠原蛋白含量快速增加，當木瓜蛋白酶用量為0.2%時，去鱗液中的膠原蛋白含量為0.96 mg·mL-1;當木瓜蛋白酶用量1%時，去鱗液中的膠原蛋白含量達4.17 mg·mL-1。根據前面確定的去鱗液中膠原蛋白質量濃度宜為1.97～2.77 mg·mL-1，結合去鱗效果，認為木瓜蛋白酶用量0.6%～0.8%已可達到較好的去鱗效果。

圖3 木瓜蛋白酶用量對去鱗液中膠原蛋白質量濃度的影響

2.4 優化組合

魚皮去鱗優化試驗的3因素3水平正交試驗方案及結果見表4。

表4 各處理組合的膠原蛋白含量與脫皮感官得分結果

對去鱗效果起主導作用的因素首先是酶用量A，其次為處理時間C，最后是處理溫度B。選取水平時，要求其感官評測得分越高越好。A因素以水平2為最佳，即0.6%;C因素以水平3為最佳，即30 min;B因素以水平2為最佳，即20℃。因此最佳組合為A2B2C3。

對去鱗液中膠原蛋白含量起主導作用的因素首先是酶用量A，其次為處理溫度B，最后是處理時間C。選取水平時，要求去鱗液中膠原蛋白含量盡可能小，其膠原蛋白含量損失最小時，A因素以水平1為最佳，即0.4%;B因素以水平1為最佳，即10℃;C因素以水平2為最佳，即20 min。因此最佳組合為A1B1C2。

酶用量對去鱗液內膠原蛋白含量的影響極為顯著 (P＜0.01)，溫度對其影響較為顯著 (P＜0.05)，時間對其則沒有顯著影響。酶用量對去鱗效果的影響較為顯著 (P＜0.1)，溫度和時間對去鱗效果沒有顯著影響。綜合去鱗液中膠原蛋白的含量以及感官得分可得出最佳的組合為A2B2C2。

3 小結

利用蛋白酶的酶解特性，能夠很好地解決魚皮去鱗難的問題，此法操作簡單，效果很好。其酶解最佳工藝條件是:木瓜蛋白酶酶溶液濃度為0.6%，溫度為20℃，攪拌時間為20 min。

［1］ 曾名勇，張聯英，劉尊英，等.幾種魚皮膠原蛋白的理化特性及其影響因素 ［J］.中國海洋大學學報，2005，35(4):608-612.

［2］ 夏松養.酶技術在魷魚脫皮中的應用研究［J］.食品工業科技，2004，(6):28-30.

［3］ 張海明.羅非魚的養殖及發展前景［J］.飼料廣角，2004，(11):40-42.

［4］ ISO3496(E).Meat and meat products-determination of(L-)hydroxyproline content［S］ .

［5］ Troter J A，Lyons-Levy G，Thurmond F A，et al.Covalent composition of collagen fibrils from the dermis of thesea cucumber， Cucumaria frondosa， a tissue with mutable mechanical properties ［J］.Comp Biochem Physiol，1995，112A:463-478.

［6］ 陳青，徐志斌，勵建榮.東海海參木瓜蛋白酶法脫皮工藝研究 ［J］.中國食品學報，2010，10(4):121-124.

［7］ 日本食品工業學會《食品分析法》編輯委員會.食品分析法 (下) ［M］.重慶:四川科學技術出版社，1986:74-77.

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