利用魷魚下腳料生產魷魚粉的工藝研究

石曉巖，劉春娟

(吉林省經濟管理干部學院，長春 130012)

魷魚，也稱柔魚、槍烏賊，有生命周期短、生長速度快及資源豐富等特點[1-2]，是世界海洋漁業資源中未充分利用且具有較大潛力的海洋生物之一，主要分布在西北太平洋、東南太平洋(秘魯漁場)、西南大西洋(阿根廷水域)和印度洋(阿曼外海漁場)[3]，中國近年來逐漸成為全球最大的魷魚捕撈國和生產國。

我國魷魚年產量接近100萬噸，魷魚在加工處理過程中會產生 20%～25%的下腳料[4]，例如表皮、內臟等，而這些下腳料中也含有大量的粗脂肪、多糖、蛋白質等營養成分，其中魷魚皮約占魷魚質量的10%。魷魚皮中蛋白質含量豐富，膠原蛋白是其主要成分，約占其干重的88%，另外還含有大量的脯氨酸、甘氨酸及羥脯氨酸，而且其水解物中含有豐富的生物活性肽；魷魚內臟約占魷魚質量的15%，其中蛋白質 21.24%，脂質含量 21.15%。另外，魷魚內臟富含牛磺酸、氨基酸以及其他微量元素等[5]。

這類魷魚副產物利用率很低，大都被簡單加工成魚粉用作飼料，也有一部分被隨意銷毀或掩埋，不僅造成嚴重的資源浪費，也對環境造成污染[6]。所以，對魷魚下腳料進行進一步分類再利用不僅可以杜絕資源浪費、提高經濟效益，而且能夠對行業的可持續發展提供保障。

目前，隨著生物質資源的深度開發與利用，國內外不少學者利用外加酶法獲得各種氨基酸和功能活性肽[7]，并通過 Maillard反應增香、噴霧干燥等工藝技術制備海鮮提取物產品[8]，其產品具備海鮮特征香氣、滋味鮮美、口感醇和、營養價值較高，成為海鮮高值化利用的重要研究方向[9-11]。

本文以魷魚生產過程中產生的魷魚皮和魷魚內臟下腳料為主要原料，采用定向深度酶解、美拉德反應增香、噴霧干燥等技術生產出口感純正、香氣濃郁、顏色自然、營養豐富的魷魚粉，以實現其綜合利用。該產品可以廣泛應用到方便食品、餐飲、冷凍調理制品、香精香料以及各種魷魚制品中，使用方便快捷，提高了魷魚的利用率和附加值，具有一定的開發價值。

1 材料與方法

1.1 主要材料

魷魚皮、魷魚內臟：榮成市人和利源水產品加工廠；風味蛋白酶、復合蛋白酶：天津諾維信科技發展有限公司；木糖：西安浩天生物工程有限公司；麥芽糊精：山東西王藥業有限公司；KEX-7123PG變性淀粉：杭州旭朗生物科技有限公司。

1.2 主要儀器設備

電熱恒溫水浴鍋 濟南歐萊博生物科技有限公司；JJ-1精密增力電動攪拌器 常州市頂新實驗儀器有限公司；XPR 精密天平 梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司；YM50L立式壓力蒸汽滅菌器 上海三申醫療器械有限公司；KN580全自動凱氏定氮儀 濟南阿爾瓦儀器有限公司；SPRAY-2000實驗室小型噴霧干燥機 上海熙揚儀器有限公司；60目標準篩 市售。

1.3 實驗工藝流程

1.4 實驗過程

1.4.1 生物酶解

1.4.1.1 加酶量對魷魚皮和魷魚內臟酶解效果的影響

將魷魚皮和魷魚內臟用清水沖洗，去除魚、蝦以及泥沙等雜質，分別稱取5份500 g魷魚皮和5份500 g魷魚內臟，各加入500 g水，每種原料再分別加入原料重量1‰、1.5‰、2‰、2.5‰、3‰的混合酶制劑(風味蛋白酶∶復合蛋白酶為1∶1)，將原料混合均勻后分別置于恒溫水浴鍋中保持55 ℃恒溫酶解4 h。酶解結束后，升溫至95 ℃以上滅酶20 min，過60目篩后，對酶解液進行水解度檢測，確定最佳的酶制劑用量。

1.4.1.2 酶解時間對魷魚皮和魷魚內臟酶解效果的影響

分別稱取5份500 g魷魚皮和5份500 g魷魚內臟，各加入500 g水，每種原料加入原料重量2‰混合酶制劑(風味蛋白酶∶復合蛋白酶為1∶1)，混合均勻后分別置于恒溫水浴鍋中保持55 ℃恒溫酶解3，3.5，4，4.5，5 h。酶解結束后，升溫至95 ℃以上滅酶20 min，過60目篩后，對酶解液進行水解度檢測，確定酶解最佳時間。

1.4.2 檢測方法

1.4.2.1 酶解液總氮含量的測定

凱氏定氮法：按GB 5009.5-2016規定的方法操作。

1.4.2.2 酶解液氨基酸態氮的測定

酸度計法：按GB 5009.235-2016規定的方法操作。

1.4.2.3 水分的測定

直接干燥法：按GB 5009.3-2016規定的方法測定。

1.4.2.4 水解度的測定

1.4.3 美拉德反應

美拉德反應是指還原單糖或多糖與伯胺或仲胺之間的復雜反應，其賦予食品色澤和風味品質[12]，是食品加工生產過程中生成食品特征風味的重要來源之一，同時結果受到反應溫度和反應時間的影響。實驗中美拉德反應所需的氨基酸和多肽由魷魚皮和魷魚內臟的酶解生成提供，用木糖作為還原糖進行美拉德反應，所以實驗以魷魚皮酶解液、魷魚內臟酶解液、木糖、反應溫度、反應時間為主要因素，對美拉德反應做正交實驗，實驗方案見表1。實驗用麥芽糊精和水將反應液濃度統一調制為40%，根據正交實驗結果選取最佳工藝。

表1 美拉德反應正交實驗方案

1.4.4 美拉德反應液的感官評定

將美拉德反應液分別按照1%、2%、4%的比例稀釋，然后邀請10名熟悉魷魚風味的專業人員對其進行品評和打分，得分采用百分制，評分因素和標準：魷魚風味(0%～30%)、協調性(0%～20%)、香氣強度(0%～20%)、鮮度(0%～15%)、存留時間(0%～15%)。然后將3個梯度稀釋液的評分取平均值作為正交實驗結果。

1.4.5 噴霧干燥

噴霧干燥工藝中加入一定量的變性淀粉會影響產品的得率、香氣、口感和狀態。實驗選取3份500 g美拉德反應液，分別加入1%、3%、5%變性淀粉，升溫至95 ℃持續攪拌30 min，然后進行噴霧干燥。噴霧干燥的溫度設定為進風溫度165 ℃，出風溫度100 ℃。然后對魷魚粉的得率、顏色、狀態以及1%稀釋液的香氣和口感5個方面進行評價，選取總分最高的為變性淀粉最佳添加量，評分標準見表2。

表2 噴霧干燥綜合評價表

2 實驗結果與分析

2.1 生物酶解實驗

2.1.1 加酶量對魷魚皮和魷魚內臟酶解效果的影響

加酶量對魷魚皮和魷魚內臟酶解效果的影響結果見圖1。

圖1 加酶量對魷魚皮和魷魚內臟水解度的影響

由圖1可知，魷魚皮和魷魚內臟的水解度隨著加酶量的增加而增加，在加酶量小于2‰時，水解度迅速升高；當加酶量超過2‰時水解度的增速放緩；當加酶量超過2.5‰時，水解度趨于平穩。由此可知，在加酶量低于2‰時，酶能夠被充分利用；當加酶量超過2.5‰時，酶解能力逐漸達到飽和，從有效利用資源的方面綜合考慮，魷魚皮和魷魚內臟的酶解加酶量均選取2‰，即風味蛋白酶1‰、復合蛋白酶1‰。

2.1.2 酶解時間對魷魚皮和魷魚內臟酶解效果的影響

酶解時間對魷魚皮和魷魚內臟酶解效果的影響結果見圖2。

圖2 酶解時間對魷魚皮和魷魚內臟水解度的影響

由圖2可知，魷魚皮在酶解初期水解度提升迅速，3.5 h后水解度上升速度變緩，4 h后水解度基本維持穩定。這是由于隨著水解過程的不斷進行，酶解液中的氨基酸和肽類物質不斷增多，酶的活性受到抑制，所以選取3.5 h為魷魚皮的酶解時間。而魷魚內臟在4.5 h后基本維持穩定，因此確定其最佳酶解時間為4.5 h。魷魚內臟的最佳酶解時間長于魷魚皮的主要原因是：魷魚皮的主要成分是易水解的膠原蛋白，而魷魚內臟中蛋白質含量較少，并含有較多的脂肪，影響到酶解過程的順利進行。

2.1.3 確定最佳酶解工藝

根據以上實驗確定魷魚皮的最佳酶解條件為添加風味蛋白酶1‰、復合蛋白酶1‰，酶解時間為3.5 h；魷魚內臟的最佳酶解條件為添加風味蛋白酶1‰、復合蛋白酶1‰，酶解時間為4.5 h。

在最佳酶解工藝條件下做重復驗證實驗，魷魚皮和魷魚內臟的水解率為50%左右。

2.2 美拉德反應正交實驗

對正交實驗做出的產品按照評分標準進行感官評定，正交實驗設計及結果分析見表3。

表3 美拉德反應正交實驗及感官得分表

續 表

由表3可知，酶解液美拉德反應各影響因素的主次順序為：魷魚皮酶解液添加量>木糖添加量>魷魚內臟酶解液添加量>美拉德反應溫度>美拉德反應時間，最佳工藝為：魷魚皮酶解液添加量20%、木糖添加量0.6%、魷魚內臟酶解液添加量25%、美拉德反應溫度110 ℃、反應時間40 min。按照上述最佳工藝重復制作2次美拉德反應液并打分，平均分為90.2，效果較好，與實驗預期相符。

2.3 變性淀粉添加量對最終產品品質的影響

對噴霧干燥后粉狀產品的得率、狀態、顏色及1%稀釋液的香氣和口感做對比品評和打分，結果見圖3。

圖3 變性淀粉添加量對魷魚粉各指標的影響

由圖3可知，隨著變性淀粉的增加，魷魚粉的得率提高，對魷魚粉的狀態也有積極的影響；對魷魚粉的顏色影響較小；但是隨著變性淀粉添加量的增多，產品的香氣和口感會相應地減弱。經綜合評價，添加3%變性淀粉的魷魚粉總分最高，所以最終選取變性淀粉的添加量為3%。

3 結論

由實驗可知，利用魷魚下腳料生產魷魚粉，酶解最佳工藝為：魷魚皮內酶解添加1‰風味蛋白酶、1‰復合蛋白酶，酶解時間3.5 h；魷魚內臟酶解添加1‰風味蛋白酶、1‰復合蛋白酶，酶解時間為4.5 h。美拉德反應的最佳工藝為：魷魚皮酶解液添加量20%、木糖添加量0.6%、魷魚內臟酶解液添加量25%、美拉德反應溫度110 ℃、反應時間40 min。噴霧干燥工藝中變性淀粉的最佳添加量為3%。

上述工藝生產的魷魚粉香氣濃郁，風味純正，顏色自然濃郁，顆粒細膩，流動性強，水溶性好，可以廣泛用于膨化食品、方便食品、香精香料中，對魷魚資源的再利用有重要意義。