酶解法生產蝦醬的工藝探究

孟凡欣

（連云港市贛榆區綜合檢驗檢測中心，江蘇連云港 222100）

我國江蘇省連云港市、鹽城市沿海地區每年都能捕撈到大量的蝦類，如毛蝦、糠蝦、小型磷蝦等[1]，由于這些蝦個體偏小，用于生產加工海產品比較困難，大多數都被用作魚和螃蟹的飼料，僅有少量用于腌制蝦醬和制作蝦汁等調味品。連云港市贛榆區地處黃海之濱，擁有著豐富的海洋資源，尤以毛蝦產量巨大。毛蝦一般都就地曬干或烘干制成蝦皮，蝦皮含有蛋白質、礦物質、蝦青素等營養成分，每100 g 蝦皮蛋白質含量約39.3 g，遠高于對蝦、黃鱔等水產品蛋白質含量，每100 g 蝦皮含鈣和磷的量為991 mg 和582 mg，所以又被稱之為“補鈣神器”。科學研究結果表明，血壓的高低與鈣含量呈負相關，適當進補含鈣豐富的蝦皮、蝦醬，能在一定程度上控制血壓。美國《新科學家》雜志報道，在飲食中補充鈣物質，能直接抑制結腸癌細胞增殖，并可在2 ～3個月后使細胞趨于正常。雖然蝦皮含鈣量高，且鈣元素對人體健康有一定益處，但是蝦皮對儲存條件要求較高，一般情況下需在-18 ℃儲存，常溫或達不到冷凍儲存條件會導致蝦皮顏色暗淡發黃、氣味刺鼻。而將毛蝦經過前處理、發酵、熬制等工藝制作成蝦醬，不僅可以保留毛蝦含有的鈣、磷等礦物質元素，還可以給消費者提供口感更為豐富的風味美食。更主要的是蝦醬可以常溫儲存，保質期較長，運輸方便，所以將本地毛蝦制作成蝦醬也是提高毛蝦資源利用率的一條可行途徑。

目前國內蝦醬的制作工藝基本上局限于傳統方法，利用自然條件發酵，發酵容易受到季節的限制，其發酵溫度、程度、過程難控制，加鹽量普遍在20%以上，發酵周期過長（普遍在2 ～3 個月），且過高的含鹽量會抑制蛋白質的分解，導致蝦醬中氨基酸態氮含量降低，從而使蝦醬呈現出的鮮味程度降低，品質難于控制。隨著科學技術的進步，酶法發酵技術在國內外得到了應用，人們已經利用酶法發酵技術生產醬油、黃豆醬等調味品。隨著酶法發酵技術的日趨完善，其將會被應用到更多的領域。

木瓜蛋白酶又稱木瓜酶，是一種蛋白水解酶，廣泛存在于番木瓜根、莖、葉和果實內，其中在未成熟的乳汁中含量最豐富。木瓜蛋白酶是一種在酸性、中性、堿性環境下均能分解蛋白質的蛋白酶，外觀為白色至淺黃色粉末，微有吸濕性，可溶于水和甘油，水溶液為無色或淡黃色，幾乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有機溶劑。此外，木瓜蛋白酶是一種含巰基肽鏈內切酶，有較廣泛的特異性，對動植物蛋白、多肽、酯等有較強的水解能力，但幾乎不分解蛋白胨，木瓜蛋白酶的最適pH 值為6 ～7，在中性或偏酸性時亦有作用，木瓜蛋白酶的最適溫度為55 ～65 ℃，耐熱性強，在90 ℃時也不會完全失活。

酶解法具有反應條件溫和、不破壞氨基酸的結構、無副反應發生等優點，被食品工業廣泛采用[1-2]。本文以毛蝦為原料，通過木瓜蛋白酶水解發酵將毛蝦制作成味道更鮮美、更易常溫儲存及運輸的蝦醬，以木瓜蛋白酶的酶解反應時間、酶解反應溫度及酶解反應所處溶液的pH 為單因素，以氨基酸態氮、蛋白質水解度為指標進行了試驗，對酶解工藝的條件進行了優化。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

本地市售毛蝦；木瓜蛋白酶，江蘇鼎軒生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

JY002 電子天平，江蘇鼎軒生物科技有限公司；PH-3 精密酸度計，江蘇鼎軒生物科技有限公司；MH-J 電子恒溫水浴鍋，奧普儀器設備有限公司；MH-Y2 恒溫磁力攪拌器，奧普儀器設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 蝦醬生產工藝流程

蝦醬生產工藝流程為毛蝦原料→挑揀雜質清洗→瀝干水份→毛蝦粉碎→加酶酶解→過濾→加入食鹽→水浴保溫→成品檢驗。

1.3.2 木瓜蛋白酶活力的測定

樣品用0.1 mol·L-1、pH 為7.2 的磷酸鹽緩沖溶液攪拌溶解后稀釋至一定濃度，選擇一定的pH 值和溫度條件，酶液中加入2%酪蛋白溶液，搖勻靜置10 min，加入0.4 mol·L-1三氯乙酸溶液，搖勻靜止10 min 過濾，取濾液加0.4 mol·L-1碳酸鈉溶液、福林試劑使用液，顯色20 min 于680 nm 波長處測定吸光度。

1.3.3 樣品中理化指標的測定

樣品中游離氨基酸態氮用甲醛滴定法[3]測定，蛋白質用凱氏定氮法[4]測定，食鹽含量用硝酸鹽滴定法[5]測定。

1.3.4 蛋白質水解度的測定蛋白質水解度的測定采用甲醛滴定法[6-7]，按公式（1）計算。

2 結果與分析

2.1 pH 對酶解反應的影響

將毛蝦分成4 組，分別調節pH 值至6.8、7.0、7.2 和7.4，然后加入木瓜蛋白酶（毛蝦質量的1.5%），55 ℃酶解1 h，再加鹽（毛蝦質量的18%），將酶解水溶液置于50 ℃水浴鍋保溫，每隔1 d 測定蛋白質水解度（Degree of Hydrolysis，DH），見圖1。隨著酶解反應的進行，蛋白質的水解度逐漸升高，前3 天上升幅度較大，同時間段內尤以pH 為7.0 時上升幅度最為明顯；第4 天時，隨著酶活力下降，酶解反應的速度較為緩慢，DH 值增加也趨于緩慢。通過分析可知，pH 7.0 為木瓜蛋白酶水解毛蝦的最適pH，酸度過大過小都會影響DH 值。

圖1 不同pH 對DH 的影響

2.2 酶解時間對酶解反應的影響

將毛蝦分為4 組，調節pH 至7.0，分別加入木瓜蛋白酶（毛蝦質量的1.5%），55 ℃酶解 0 h、0.5 h、1.0 h、2.0 h，然后加食鹽（毛蝦質量的18%），將酶解水溶液置于50 ℃水浴鍋保溫，間隔1 d 測定蛋白質水解度DH 值，見圖2。

圖2 不同酶解時間對DH 的影響

分析試驗數據可知，毛蝦在木瓜蛋白酶酶解反應初期，隨著酶解反應的進行，蛋白質水解度DH 值迅速上升，酶解反應1.0 h 時DH 值升高幅度最大。酶解反應后期，蛋白質水解度增速放緩，主要原因是隨著反應時間的延長，部分木瓜蛋白酶酶活力降低，加之樣品溶液中的鹽也會抑制酶活性，使蛋白質水解降低，毛蝦水解物受到反饋抑制導致降解率降低，因此酶解時間1.0 h 為適宜的酶解時間。

2.3 保溫溫度對酶解反應的影響

將毛蝦分為4 組，調節pH 至7.0，分別加木瓜蛋白酶（毛蝦質量的1.5%），55 ℃酶解反應1 h 后，加入食用鹽（毛蝦質量的18%），將酶解反應水溶液分別置于恒溫水浴鍋保溫，調節溫度為30 ℃、40 ℃、50 ℃，間隔1 d 測定蛋白質水解度DH 值，見圖3。

圖3 不同溫度對DH 的影響

分析可知，酶解反應前期，隨著保溫溫度的不斷升高和時間的延長，DH 值呈現上升趨勢，且以50 ℃時上升幅度最為明顯；當保溫時間接近4 d 時，30 ℃和40 ℃時的DH 值增速變緩，50 ℃時的DH 值較30 ℃和40 ℃時的DH 值略有上升趨勢，這是由于隨著保溫時間的延長，不同的溫度對酶活性產生了影響，導致酶解反應速度降低。因此選擇保溫4 d、溫度50 ℃為最佳條件。

2.4 酶解蝦醬與傳統蝦醬主要質量指標對比試驗

用毛蝦來生產酶解蝦醬，要求生產用毛蝦原料必須新鮮，沒有異味，否則生產出來的蝦醬中揮發性鹽基氮指標會過高，最終采用的生產工藝條件為木瓜蛋白酶用量（毛蝦質量的1.5%）、食鹽用量（毛蝦質量的18%）、酶解pH 7.0，酶解溫度55 ℃，酶解時間1.0 h，保溫溫度50 ℃，保溫4 d。

對在優化得到的酶解條件下制作的蝦醬進行檢測，測定其中的氨基酸態氮、蛋白質、含鹽量指標，并與市售的傳統蝦醬進行比較，結果見表1。酶解蝦醬氨基酸態氮含量明顯高于市售傳統發酵蝦醬，鮮味明顯，蛋白質含量略高，含鹽量明顯低于傳統市售蝦醬，咸味適中。

表1 酶解蝦醬與市售蝦醬指標對比

3 結論

在酶解pH 為7.0，酶解溫度為55 ℃，酶解時間為1.0 h，保溫溫度為50 ℃，保溫4 d 的酶解條件下，蝦醬的含鹽量從約30%降至18%左右，明顯提高了產品的風味。與傳統的2 ～3 個月自然發酵相比，該工藝大大縮短了產品的發酵時間，酶解發酵加工工藝簡單，過程易控，為高效利用本地區毛蝦資源提供了新的加工工藝。