逐級(jí)超濾處理對(duì)羅非魚(yú)肉酶解液理化性質(zhì)的影響

吳文龍，楊 萍，李利敏，洪鵬志

（廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東普通高等學(xué)校水產(chǎn)品深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江524088）

我國(guó)是世界上最大的羅非魚(yú)養(yǎng)殖國(guó)及出口國(guó)，2011年產(chǎn)量達(dá)144.1萬(wàn)噸，約占當(dāng)年世界總產(chǎn)量的40%，居第一位[1]。我國(guó)羅非魚(yú)主要用于生產(chǎn)凍羅非魚(yú)片、凍全魚(yú)，產(chǎn)品多出口美國(guó)、加拿大、歐盟、日本等地，產(chǎn)品形式單一，附加值低。近來(lái)利用酶技術(shù)處理羅非魚(yú)肉引起了關(guān)注[2-4]。羅非魚(yú)肉蛋白質(zhì)含量高，必需氨基酸組成均衡且含量豐富，其蛋白酶解液含有豐富的氨基酸和生物活性肽[5-6]，可作為保健與營(yíng)養(yǎng)食品的原料，不僅可以提高羅非魚(yú)的深加工水平，也可以增加其附加值。超濾技術(shù)日益受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注，超濾技術(shù)可以根據(jù)分離物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同，選擇不同截留限的膜，將各組分分離，還可以使具有一定特定功能的氨基酸和肽段富集，操作簡(jiǎn)單，成本低，且易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在蛋白酶解液處理方面應(yīng)用的報(bào)道也越來(lái)越多[7-8]。但關(guān)于超濾分離截留液與透過(guò)液理化性質(zhì)的研究少見(jiàn)有報(bào)道。本文研究了羅非魚(yú)肉酶解液逐級(jí)超濾得到不同截留限的透過(guò)液和截留液理化性質(zhì)，旨在為超濾技術(shù)的應(yīng)用、羅非魚(yú)肉酶解液的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

羅非魚(yú) 購(gòu)于市場(chǎng)，去除內(nèi)臟、去頭、去鱗，清洗后，采肉機(jī)取肉，小袋分裝后于-18℃凍藏備用；中性蛋白酶（20萬(wàn)U/g）、風(fēng)味蛋白酶（1.5萬(wàn)U/g） 購(gòu)于南寧龐博生物有限公司，均為食品級(jí)；其他化學(xué)試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

水浴恒溫振蕩器 江蘇金壇市佳美儀器有限公司；S-3C型pH計(jì)、UV-8000型紫外分光光度計(jì) 上海偉業(yè)儀器廠；板式超濾設(shè)備 Millipore公司；Thermo Fisher Scientific X seriesⅡ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS） 美國(guó)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酶解液制備 羅非魚(yú)肉解凍，按料液比1∶3（g/V）加水，于50℃恒溫振蕩水浴鍋中預(yù)熱，加入0.21%中性蛋白酶，酶解1.5h，然后加1.2%風(fēng)味蛋白酶，酶解4h，于沸水浴中滅酶10m in，冷卻，5000r/m in、4℃離心15m in得酶解液。

1.2.2 逐級(jí)超濾方法 羅非魚(yú)肉酶解液首先采用截留分子量為10ku的超濾膜在循環(huán)壓力為13790Pa、進(jìn)口壓力為82740Pa、工作溫度為（23±2）℃、循環(huán)周期為30m in條件下進(jìn)行全回流超濾分離，當(dāng)截留液體積剩余大約5%時(shí)終止操作，取透過(guò)液作為下一級(jí)超濾的初始料液，利用截留分子量逐漸減小的超濾膜（5、3、1ku）重復(fù)進(jìn)行上述操作。最終獲得10ku透過(guò)液、5ku截留液、5ku透過(guò)液、3ku截留液、3ku透過(guò)液、1ku截留液、1ku透過(guò)液7個(gè)部分。

1.2.3 超濾組分的感官評(píng)價(jià) 感官評(píng)價(jià)小組由十名感官評(píng)定員（5名男，5名女）組成，評(píng)定前待評(píng)定樣品的溫度應(yīng)保持在室溫（23±2）℃，本實(shí)驗(yàn)中五大風(fēng)味鮮味、苦味、甜味、咸味、酸味分別以味精（0.35%）、咖啡因（0.08%）、蔗糖（1%）、氯化鈉（0.35%）、檸檬酸（0.08%）為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行評(píng)定。采用五分制，分析結(jié)果采用雷達(dá)圖進(jìn)行標(biāo)識(shí)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：5-非常強(qiáng)，4-強(qiáng)，3-標(biāo)準(zhǔn)，2-弱，1-很弱，0-不可鑒別[4]。

1.2.4 總糖的測(cè)定 參照蒽酮比色法[9]。

1.2.5 金屬離子測(cè)定 采用ICP-MS測(cè)定透過(guò)液中金屬離子含量。按照說(shuō)明書(shū)操作。

1.2.6 色值的測(cè)定 以蒸餾水為參照液，用722分光光度計(jì)在420nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度[10]，用Abs表示。

1.2.7 澄清度的測(cè)定 以蒸餾水為參照液，用722分光光度計(jì)在680nm波長(zhǎng)測(cè)定透光率[11]，用T（%）表示。

1.2.8 其他指標(biāo)的測(cè)定 將逐級(jí)超濾的截留液、透過(guò)液用蒸餾水配成蛋白質(zhì)含量為2%的溶液進(jìn)行呈味特征評(píng)價(jià)與總糖、金屬離子含量測(cè)定；經(jīng)121℃、30m in滅菌后，在50℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)7d，記錄第1、3、5、7d各超濾液感官觀察結(jié)果及其色值、透光率。

2 結(jié)果與分析

2.1 超濾對(duì)酶解液熱穩(wěn)定性的影響

由表1可知，在培養(yǎng)之前，各透過(guò)液、截留液均澄清透明，沒(méi)有沉淀。在培養(yǎng)第1d時(shí)，10ku透過(guò)液、5ku截留液顏色加深，呈土黃色；3ku截留液、1ku截留液顏色加深，由亮黃變成淺黃色，且均有不同量的沉淀出現(xiàn)；5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku透過(guò)液色澤稍有加深，均沒(méi)有沉淀出現(xiàn)。在培養(yǎng)第3d時(shí)，10ku透過(guò)液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液沉淀量均有不同程度的增加，色澤出現(xiàn)不同程度的加深；5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku透過(guò)液變化不大，沒(méi)有沉淀出現(xiàn)，色澤稍有加深；在培養(yǎng)第5d時(shí)，10ku透過(guò)液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液中沉淀繼續(xù)增加，顏色繼續(xù)增加；5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku透過(guò)液變化不大，沒(méi)有沉淀出現(xiàn)，色澤稍有加深；在培養(yǎng)第7d時(shí)各溶液趨于穩(wěn)定，變化不明顯。

表1 熱穩(wěn)定性感官觀察結(jié)果Table1 The thermal stability of sensory observations

色值、澄清度測(cè)定結(jié)果如表2所示，由表2可知，各溶液的澄清度隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)均有不同程度的降低，其中10ku透過(guò)液、5ku截留液、3ku截留液變化較為明顯，5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku截留液、1ku透過(guò)液變化不明顯；另外色值變化規(guī)律與澄清度變化規(guī)律相似，各溶液的色值均有不同程度的升高，10ku透過(guò)液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液變化較為明顯，5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku透過(guò)液變化不明顯，這一結(jié)果與感官觀察結(jié)果一致。說(shuō)明10ku透過(guò)液、5ku截留液熱穩(wěn)定性較差，3ku截留液、1ku截留液熱穩(wěn)定性良好，5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku透過(guò)液熱穩(wěn)定性最佳，推測(cè)10、5ku超濾膜可以有效的截留影響酶解液熱穩(wěn)定性的物質(zhì)；各級(jí)截留液與透過(guò)液的色值均隨放置時(shí)間延長(zhǎng)而增大，澄清度降低。

表2 色值（Abs）、澄清度（%）觀察結(jié)果Table2 The colour value and clarity of the thermal stability of sensory observations

2.2 超濾對(duì)酶解液呈味特征的影響

由圖1可知，截留分子量不同的超濾膜的透過(guò)液具有不同的呈味特征，總體來(lái)說(shuō)，5ku透過(guò)液苦味最為突出，1ku透過(guò)液苦味最弱；3ku透過(guò)液鮮味最為突出；1ku透過(guò)液甜味最為突出。結(jié)果說(shuō)明不同分子量范圍的超濾液具有不同的呈味特征，超濾技術(shù)在一定程度上看可以改變酶解液的總體風(fēng)味。肖如武等[12]發(fā)現(xiàn)藍(lán)蛤蛋白酶解液中呈腥味或其吸附載體和起揮物質(zhì)分子量主要集中在10ku以上，3ku透過(guò)液的鮮甜味最強(qiáng)，通過(guò)各級(jí)超濾膜處理后可以有效地提高酶解液鮮甜味的強(qiáng)度。

圖1 超濾組分的感官評(píng)價(jià)Fig.1 Sensory evaluation of ultrafiltration components

2.3 超濾對(duì)酶解液中總糖含量的影響

圖2 羅非魚(yú)肉酶解液及超濾透過(guò)液的總糖含量Fig.2 The contents of total sugar in ultrafiltration components

在各超濾透過(guò)液蛋白濃度相同時(shí)，羅非魚(yú)肉酶解液中總糖含量為1.745mg/m L，如圖2所示，3ku透過(guò)液中總糖最多，達(dá)到2.326mg/m L，10ku透過(guò)液為2.0656mg/m L。其次是1ku透過(guò)液，含量達(dá)1.774mg/m L，5ku透過(guò)液中總糖含量最少，為1.528mg/m L，這與前面分析結(jié)果一致。一般魚(yú)類中含糖量較少，其中糖原的含量也比較小，但據(jù)一些研究報(bào)道，糖原物質(zhì)可以調(diào)和魚(yú)貝類浸出物成分的味道，增強(qiáng)濃厚感，并使之產(chǎn)生魚(yú)貝類特有的風(fēng)味[13]。糖原對(duì)羅非魚(yú)肉超濾液呈味的貢獻(xiàn)還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

2.4 超濾對(duì)酶解液中金屬離子含量的影響

無(wú)機(jī)離子也是海產(chǎn)品中必不可少的輔助呈味成分，其中K離子較少或缺失會(huì)降低海產(chǎn)品的鮮味，Na離子減少或缺失會(huì)使海產(chǎn)品的甜味、鮮味、咸味等風(fēng)味特性的劣化。如表3所示，在各超濾透過(guò)液蛋白濃度相同時(shí)，酶解液與各超濾透過(guò)液中Na離子含量最高，其次是K、Mg、Ca離子，Zn離子含量最小。與酶解液相比，各級(jí)超濾透過(guò)液中，除了Zn離子，其余四種離子含量均降低，其中，Na離子、Mg離子與K離子含量減少幅度最大的都是5ku透過(guò)液，分別達(dá)33.96%、30.15%與37.71%，Ca離子含量減少幅度最大的是1ku透過(guò)液，達(dá)23.38%。可見(jiàn)，各級(jí)超濾對(duì)Zn離子幾乎都沒(méi)有截留效果，5ku截留限的膜對(duì)Na、Mg、K離子的截留量最大。

表3 羅非魚(yú)肉酶解液及超濾透過(guò)液中無(wú)機(jī)離子含量（mg/L）Table3 The contentofmetal ion in ultrafiltration components（mg/L）

3 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示，羅非魚(yú)肉酶解液逐級(jí)超濾過(guò)程中，在相同蛋白質(zhì)濃度條件下，10ku透過(guò)液、5ku截留液熱穩(wěn)定性較差，3ku截留液、1ku截留液熱穩(wěn)定性良好，5ku透過(guò)液、3ku透過(guò)液、1ku透過(guò)液熱穩(wěn)定性最佳，各級(jí)截留液與透過(guò)液的色值均隨放置時(shí)間延長(zhǎng)而增大，澄清度降低。推測(cè)10、5ku超濾膜可以有效的截留影響酶解液熱穩(wěn)定性的物質(zhì)；截留分子量不同的超濾膜的透過(guò)液具有不同的呈味特征，5ku透過(guò)液苦味最為突出，1ku透過(guò)液苦味最弱；3ku透過(guò)液鮮味最為突出；1ku透過(guò)液甜味最為突出；3ku透過(guò)液中總糖含量最多，其次是1ku透過(guò)液，5ku透過(guò)液含量最少；各級(jí)超濾對(duì)Zn離子幾乎都沒(méi)有截留效果，5ku截留限的膜對(duì)Na、Mg、K離子的截留量最大。

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