罗非鱼下脚料酶解液风味改善的研究

吴郁丽

（广东省水产技术推广总站，广东 广州 510222）

罗非鱼下脚料酶解液风味改善的研究

吴郁丽

（广东省水产技术推广总站，广东 广州 510222）

采用多酶复合酶解罗非鱼下脚料,考察不同添加剂和酶解时间对酶解液风味的影响。研究表明添加量分别为30、50 mg/kg的焦磷酸钠和茶多酚能够抑制酶解液中脂肪酸的氧化酸败而改善其脂肪酸败味。延长酶解时间至48 h，酶解液苦味值有所下降。对其总氨基酸以及游离氨基酸、可溶性蛋白和肽链疏水值（Q值）进行分析和感官鉴定。结果表明,48 h酶解液甜味氨基酸含量为1178.05 mg/100 mL较36 h提高30%,而Q值为945.89 Cal/mol远小于1300 Cal/mol，和感官分析结果一致。

罗非鱼下脚料；脂肪酸败；苦味；感官分析；Q值

罗非鱼原产非洲，也称非洲鲫鱼。属于鲈形目丽鱼科罗非鱼属，该属有600多种，目前被养殖的有15种。罗非鱼于1957年引入中国至今，由于其杂食性，繁殖强，故年产量比较高，中国目前罗非鱼年产量约120万t，其多加工为鱼肉切片供出口用，由于罗非鱼体形较扁，鱼片利用率只占整条鱼的46%，而鱼片加工废弃物却占54%，其中鱼头占26.5%，内脏占6.8%，鱼排占16.5%，鱼鳞占2.2%，鱼皮占4.0%，而加工的废弃物多作为饲料用，目前国内少有对罗非鱼下脚料进行深度加工利用的报道，曾有关于用罗非鱼下脚料提取胶原蛋白和鱼油的报道[1]，也有用罗非鱼酶解下脚料生产骨粉的报道[2]，但当前对罗非鱼下脚料的酶解过程中存在着酶解效率低下，酶耗量较高的现象。文章采用多酶复合酶解技术对该下脚料进行处理有效地保证了较高的蛋白质利用率。同时，针对其产物存在的不良风味，探讨改善其产物风味的方法，其操作简便具有广阔的应用前景。再者，建立数字模型（Q值法）辅助解释酶解液其苦味变化的内在原因，对目前感官评价的主观性起到很好地量化补充，对蛋白质酶解液脱苦具有积极的指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

罗非鱼下脚料：购于湛江东风市场；氢氧化钠、盐酸、焦磷酸钠：分析纯。

1.2 仪器

MM12型绞肉机：广东省韶关市食品机械厂；JJ500型精密电子天平：常熟双杰测试仪器厂；pHS-25型pH计：上海雷磁仪器厂；LD4-2A型离心机：北京医用离心机厂；高效液相色谱仪、PICO.TAG氨基酸分析柱：美国Waters公司；恒温水浴锅：上海福玛实验设备有限公司；搅拌器：上海标本模型厂。

1.3 方法

1.3.1 测定方法

水分测定：常压干燥法[3]；蛋白质测定：半微量凯氏定氮法[4]；脂肪测定：索氏抽提法[5]；灰分测定：干法灰化法[6]；氨态氮测定：甲醛滴定法[7]。

1.3.2 氨基酸转化率的计算

1.3.3 肽疏水性分析

根据血红蛋白酶解产物中可溶蛋白和肽基氨基酸组成,按照Ney的Q[8]准则可计算出其中各个氨基酸的疏水性值△Q，则蛋白质的疏水性值Q就等于各个氨基酸疏水性值△Q的和，公式如下：

式中:AAi为100 g蛋白质中每种氨基酸的含量，mg；Mi为各种氨基酸的摩尔质量，（g/mol）；∑AAi/Mi为100 g蛋白质中氨基酸的物质的量，mol；△fti为氨基酸侧链疏水性值，（Cal/mol）；Q为蛋白质的疏水性值（Cal/mol）。

1.3.4 酶解液的制备

将罗非鱼下脚料粉碎打浆，搅拌后按料水比1:1（g/mL）加水，拟采用蛋白酶F作为主酶配合蛋白酶F和Alcalase进行酶解，各酶添加量按照酶F:0.1%（m/m,下同）+酶P:0.01%+alcalase:0.01%，pH自然，在55℃下进行酶解，酶解后于4800 r/min，0℃下离心10 min，抽滤即得酶解液。

1.3.5 酶解液的感官评定

对上述2种酶解液分别取不同酶解时间的清液进行分析，具体评定方法为酶解清液与水按1:1稀释后，按溶液质量1%加入食盐，杀菌15 min后冷却至常温下进行品尝，评定的指标为脂肪酸败味，苦味各设定4个水平。

1.3.6 酶解液脂肪的提取

水解液冷却后在3000 r/min下离心5 min后，用移液管吸出离心管下层的水解液，加入20 mL石油醚并充分搅拌，让鱼油溶解在石油醚中，加入5 mL 95%的乙醇，充分搅拌后在3000 r/min下离心5 min,用移液管吸取石油醚层于锥形瓶中，用氮气将石油醚完全吹干后，取鱼油测定过氧化值和酸值，酸值和过氧化值的测定方法参照国家标准GB/T5530-2005《动植物油脂酸值和酸度测定》和GB/T5538-2005《动植物油脂过氧化值测定》的方法。

1.3.7 酶解液氨基酸的测定

取样采用美国Waters高效液相色谱仪、PICO.TAG氨基酸分析柱,38℃、254 nm检测波长,流速为1 mL/min条件进行游离氨基酸分析。

2 结果与分析

2.1 罗非鱼下脚料基本成分的分析

罗非鱼下脚料的基本成分见表1。

表1 罗非鱼下脚料的基本成分Table 1 The basic chemical components of the abandoned tilapia stuff

罗非鱼下脚料的湿基粗蛋白质含量与罗非鱼肉差别不大，罗非鱼骨架中含有丰富的胶原蛋白，是风味氨基酸的前体，罗非鱼下脚料中脂肪含量较高，这主要是因为罗非鱼鱼头中含有大量的油脂，对于下脚料中较高的灰分含量主要来源于骨头中的灰分大大高于肌肉。

2.2 不同酶解时间酶解液的感官特性

作为呈味前体必须具备一定的风味，在酶解过程中随着氨基酸的释放，酶解液会有一定的风味变化，其中包括积极的风味如鲜味、甘味以及一些不良的风味如脂肪酸败味和苦味等。考虑到该原料脂肪含量比较高，在酶解过程随着蛋白结构的解体，脂肪会随之释放到酶解液中，这样就会造成一定的不良风味，所以分别就脂肪酸败味，苦味设定4个不同水平的指标，见表2。

不同酶解时间酶解液脂肪酸败味变化规律见图1。

随着酶解时间的延长，复合酶酶解液的脂肪酸败味较严重，这主要是因为复合酶酶切位点比较多，能广泛地水解肽键，从而能更有效地破坏脂质分子与蛋白质的结合而释放出脂肪，不同酶解时间酶解液酸价变化规律见图2，水产品特别是鱼油脂肪中的脂肪酸多为多不饱和脂肪酸，极易氧化酸败，随着酶解时间延长，酶解液中溶解氧气越多，不饱和脂肪酸和氧气接触机会越多，脂肪酸的酸败加重导致复合酶酶解液酸败味重。

表2 各种风味分值Table 2 The scales of different flavors

图1 不同酶解时间酶解液体脂肪酸败味变化规律Fig.1 The change of the rancidity flavor of hydrolysates during different intervals

图2 不同酶解时间酶解液酸价的变化规律Fig.2 The change of Acid Value of Hydrolysates during different intervals

酶解液苦味随时间变化见图3。

在前面24 h苦味值随着酶解时间的延长而大致有所下降，而苦味的变化则主要和肽的生成有关，罗非鱼的下脚料中亮氨酸，异亮氨酸和色氨酸等疏水氨基酸以肽的形式存在时比以游离氨基酸存在苦味值更高，如亮氨酸组成的二肽、三肽和四肽的苦味值分别是其游离氨基酸苦味值的8，15和30倍[10]。但随着酶解时间的延长,复合酶酶解液口感有所改善,在24 h～36 h之间，这主要是因为蛋白酶F具有外切酶的活性，能降解肽逐一释放出氨基酸，从而减少苦味肽中疏水氨基酸的含量，从而降低酶解液的苦味。

图3 不同酶解时间酶解液苦味变化规律Fig.3 The change of bitterness value of Hydrolysates during different intervals

2.3 酶解液风味的改善方法探讨

2.3.1 酶解液脂肪酸败味的改善

由上述试验证明用多酶复合酶解能够得到风味较好的酶解液，但其中由于罗非鱼下脚料中脂肪含量较高在酶解过程中随着脂肪的释放其风味会逐渐变差，同时其苦味仍然较高。再者，由于高含量脂肪的存在将影响该酶解液的保存性能。因此，通过添加不同的抗氧化试剂探讨不同抗氧化剂对其风味和酶解效果的影响。适当延长其酶解时间至48 h来确保高氨基酸转化率改善其口感。根据Imm等的研究结果表明，添加聚合磷酸盐能够有效地改善水产品酶解液的风味，屏蔽其苦味[11]，而茶多酚是一种常用的水溶性抗氧化剂，能够有效地抑制脂肪的氧化，缓解酶解液的脂肪哈败味。

不同抗氧化剂对酶解液感官指标影响见表3。

表3 不同的抗氧化剂对酶解液感官指标的影响Table 3 The effect of different antioxidants on the sensory evaluation of the hydrolysates

从表3可以看出，焦磷酸钠和茶多酚都对脂肪的氧化有一定的抑制作用。在低水平下，两者效果都不明显，而随着添加量的增加,茶多酚的效果优于焦磷酸钠，这可能是由于两者抗氧化的作用机制有所差别，其中焦磷酸钠在抑制脂肪氧化的过程中主要是由于其能够有效地络合金属离子抑制脂肪氧化酶的活性，而茶多酚则主要是作为氢供体提供与氧化自由基反应的氢，淬灭自由基链式反应，从而抑制其进一步氧化[12]。

添加茶多酚对蛋白酶酶解效果影响不大，而低浓度的焦磷酸钠能够缓冲酶解体系的pH,抑制由于氨基酸释放后酶解液pH的下降，有效地保持蛋白酶活性。再者，pH缓冲作用也能够将酶解液体系保持在中性条件下，这也有利于部分未被酶解的蛋白质继续溶解到体系中与蛋白酶接触而被降解。因此，添加焦磷酸钠能够有效提高酶解体系的蛋白质浓度和氨基酸转化率。虽然罗非鱼肉本身存在的磷酸盐水解酶（TPPase），该酶能够有效将焦磷酸钠降解生成单磷酸盐而降低该盐的效果，但高瑞昌、薛长湖等证明了在温度高于50℃（本实验水解温度为55℃）以上时，TPPase活力很低，基本可以忽略其作用，因此少量的焦磷酸盐能够在该体系中长时间存在不被降解而起作用[13]。

2.3.2 酶解液苦味的改善

从感官上鉴定得知，48 h酶解液苦味几乎没有。根据上述氨基酸分析可看出，从36 h到48 h，酶解液中的几种甜味氨基酸，天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸增加30%,从原先的813.66 mg/100 mL增加到1178.05 mg/100 mL（不同酶解液氨基酸组成见表4），而以肽的形式存在情况下,对苦味贡献较大的氨基酸，异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸等以肽的形式存在的比例分别从36 h时的35.2%、28.8%、79.64%减少至23.2%、23.6%、35.3%，同时根据按照Ney[8]的Q准则可计算出经过48 h酶解后,酶解液中可溶蛋白和肽的Q值变为 945.88 Cal/mol小于1000 Cal/mol，远小于1300 Cal/mol，不具有苦味与感官上鉴定的结果一致，证明了延长酶解时间改善风味的可行性[14]。

表4 氨基酸摩尔质量及其侧链疏水值、不同时间酶解产物氨基酸组成及产物中可溶蛋白、肽的疏水性值(Q值)Table 4 Molar mass of the amino acids and the side chain hydrophobic value,the amino acids of Hydrolysates in different hydrolysis times and the hydrophobic value of the constituted amino acids

3 结论

采用蛋白酶F（0.1%）+蛋白酶 P（0.01%）+Alcalase（0.01%）复合酶在55℃，自然pH下酶解48 h能制备出鲜味明显，苦味和脂肪酸酸味很淡的呈味基料，经HPLC分析其鲜味氨基酸含量为1178.05 mg/100 mL，其酶解效果较当前报道的酶解效果都要高,根据Ney的Q值法分析其可溶性蛋白，肽的疏水值（Q值）为945.89 Cal/mol，远小于1300 Cal/mol，验证了延长时间深度酶解减低苦味的可行性。

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Research on Sensory Improvement of Tilapia Abandoned Stuff Hydrolysates

WU Yu-li
（Fisheries Technical Promotion Terminus of Guangdong Province，Guangzhou 510222，Guangdong,China）

Adopted polyenzymes to hydrolyze the abandoned tilapia stuff，the effect of different addictives on the flavor of the hydrolysates was studied.The result indicated that the addition of 30，50 mg/kg of sodium pyrophosphate and tea polyphenols can improved the rancidity of the hydrolysates effectively.The bitterness taste was significantly improved when the time was prolonged to 48 hours.the analysis of the total amino acid and free amino acid chain peptide hydrophobic value（Q value）and sensory evaluation for the 36 h and 48 h hydrolysates indicated:the sweetness amino acids content of the 48 h hydrolysate was 1178.05 mg/100 mL，about 30%rise from the 36 h hydrolysis,the Q value was 945.89 Cal/mol less than 1300 Cal/mol in with the sensory evalution.

abandoned tilapia stuff;rancidity;bitterness taste;sensory anlysis;Q value

粤港关键领域招标项目（2005A2031001）

吴郁丽（1985—），女（汉），助理工程师，本科，研究方向：水产品加工与技术推广工作。

2010-08-30