罗非鱼下脚料酶解液脱腥去苦的研究

张 桢马海霞杨贤庆

周娟娟1，3杨 燕1，3梁 慧1，3

（1.中国水产科学研究院南海水产研究所，广东 广州 510300；

2.中国海洋大学，山东 青岛 266003；3.上海海洋大学食品学院，上海 201300））

罗非鱼下脚料酶解液脱腥去苦的研究

张 桢1，2马海霞1杨贤庆1

周娟娟1，3杨 燕1，3梁 慧1，3

（1.中国水产科学研究院南海水产研究所，广东 广州 510300；

2.中国海洋大学，山东 青岛 266003；3.上海海洋大学食品学院，上海 201300））

采用微生物发酵和活性碳吸附两种处理方式对罗非鱼下脚料酶解液进行脱腥去苦的研究。通过不同的考察指标，选取最佳微生物发酵条件、最佳活性碳吸附条件，并通过游离氨基酸含量分析，比较处理前后营养物质的变化，确定罗非鱼下脚料酶解液最佳脱腥去苦方式为干酪乳杆菌Lc、植物乳杆菌Lp菌发酵，发酵条件：发酵比例为1∶1（Lc∶Lp），接种量2%，发酵时间16h，最适温度37℃，该条件下对罗非鱼下角料酶解液脱腥去苦效果最佳。

罗非鱼；酶解；下脚料；微生物发酵；活性碳吸附；脱腥；去苦；游离氨基酸

罗非鱼是当前淡水养殖业的重要养殖品种之一，其加工产品主要有冻鱼片、面包罗非鱼和冻全鱼［1］。罗非鱼在加工过程中下脚料约占全鱼重量的50%，在现有生产水平下，这些下脚料主要用来生产鱼粉，其附加产值低［2］。由于罗非鱼下脚料中是蛋白质含量较高，故可作为水解蛋白的加工原料。

水解蛋白（HAP）是一种优质的蛋白来源，主要成分是氨基酸、小分子多肽、核苷酸等呈味物质。罗非鱼下脚料经酶解后的水解蛋白溶液呈黄色，有苦腥味。据报道［3－7］，水解蛋白的腥臭味来源于原料本身和水解过程，其成分包括氨、吲哚、三甲胺、硫化氢、低分子醛酮、挥发性有机酸等，考察氨基酸态氮和感官评定可以从营养物质和风味角度描述酶解液的理化性质。

苦腥味已成为蛋白质酶解物在食品和医疗保健品中应用的主要限制因素［8］。目前水产品蛋白水解产物脱腥去苦方式主要有发酵法、吸附法和包埋法。微生物发酵可以去除水产品的腥味和异味，而且能产生特殊的香味，发酵后产生的代谢物对香味有增强作用，但是微生物发酵脱色效果不明显［9］；在吸附法中，活性炭是一种多孔性含碳物质，其孔隙结构高度发达、比表面积极大，故吸附性很强。总体来说，活性炭能够脱去一定的鱼腥味，并且作用后颜色很好，其主要缺点就是蛋白质损失较大［10］；β－CD是环状低聚葡萄糖，由于其存在1个立体疏水空腔，可依据主、客间分子大小、范德华力、疏水作用力与许多客体分子形成包合物，从而达到脱腥的目的［11，12］，但其单独使用脱腥去苦效果不明显，工业意义研究不大，故本试验未进行深入研究。

本试验采用微生物发酵和活性碳吸附两种方式处理罗非鱼下脚料酶解产物，通过分析处理后蛋白质及总氮损失率、苦味值和腥味值的变化情况，来研究、比较微生物发酵、活性碳对除腥去苦的效果，确定最佳微生物发酵条件和活性碳吸附条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

罗非鱼下脚料：鱼头、鱼排，广州恒发水产有限公司；

干酪乳杆菌（Lactobacillus casei，Lc）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum，Lp）：广州微生物工业研究所微生物保藏中心；

MRS肉汤培养基、MRs琼脂培养基、活性碳：广州粤深化学试剂公司；

风味蛋白酶（外切酶）：酶活为8×104U/g，广州华琪生物有限公司；

木瓜蛋白酶（内切酶）：酶活为6×104U/g，广州齐云生物技术有限公司。

1.2 试验仪器

电子分析天平：GB204，梅特勒－托利多公司；

凯式定氮仪：Kjeltor 2300，丹麦Foss公司；

电热恒温水浴锅：DK－S24型，上海森信实验仪器有限公司；

电位滴定仪：809Titando，瑞士万通公司；

pH 计：PB－10，上海Sartorius公司；

多管自动平衡离心机：TDZ5－WS，长沙湘仪离心机仪器有限公司；

均质机：T 25Basic，德国IKA Labortechnik公司；

高速氨基酸分析仪：日立835－50型，日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 罗非鱼下脚料酶解液制备 将罗非鱼下脚料（鱼头、鱼排）用绞碎机绞碎，然后按固液比1∶6.25（m∶V）加水，调节pH值和温度至适宜值，加入木瓜蛋白酶、风味蛋白酶（比例1∶3（m∶m），酶添加量（0.3%）进行酶解。将酶解液升温至90℃，并保温灭酶15min，3 500r/min离心10min，取上清液待测。

1.3.2 罗非鱼下脚料微生物发酵液制备

（1）接种：无菌操作，原料中接种一定量的菌种于罗非鱼下脚料酶解液中。

（2）发酵：接种后的发酵液置于发酵室中发酵。

1.3.3 微生物发酵单因素试验

（1）发酵温度的影响：在发酵时间为12h、接种量为4%的条件下，分别在28，30，35，37℃的发酵温度下对乳酸菌进行发酵，考察不同发酵温度对微生物发酵的影响。

（2）发酵时间的影响：在发酵温度为37℃、接种量为4%的条件下，分别在10，12，14，16h的发酵时间下对乳酸菌进行发酵，考察不同发酵时间对微生物发酵的影响。

（3）接种量的影响：在发酵温度为37℃、发酵时间为12h的条件下，分别在接种量为2%、3%、4%、5%时对乳酸菌进行发酵，考察不同接种量对微生物发酵的影响。

1.3.4 活性炭吸附试验设计 取罗非鱼下脚料酶解液50mL，置于100mL烧杯中，加入一定比例的活性炭，在一定温度的水浴锅里，搅拌一定时间，进行吸附试验。

1.3.5 测定项目及方法

（1）总氮的测定：用凯氏定氮仪测定。

（2）氨基酸态氮的测定：采用甲醛滴定法。

（3）总酸的测定：采用酸碱中和滴定法。

（4）氮损失率的计算：按式（1）进行。

（5）氨基酸含量分析：参照文献［13］。

（6）感官评定：由十名经过训练的感官评定小组成员按照表1所示的评分标准，对酶解液进行感官评分［14，15］。

表1 感官评定评分标准Table 1 Sensory evaluation rating criteria

2 结果与分析

2.1 干酪乳杆菌和植物乳杆菌混合脱腥去苦条件优化效果

在单因素试验中，由于两个菌种同时在37℃效果较好，故设定正交试验的发酵温度为37℃，对混菌发酵设计L25（35）正交试验，考察氨基酸态氮含量，选取最佳混合微生物发酵条件。因素水平表见表2，试验结果分析见表3、4。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factor and level of orthogonal test

由表3和表4可知，各因素对混菌发酵罗非鱼下脚料脱腥去苦的的主次关系为时间＞菌种比例＞接种量，其中时间具有显著性影响，发酵比例、接种量不具显著影响，故可取低水平值。考虑到工业生产的实际，最佳组合为发酵比例Lc∶Lp为1∶1、接种量为2%、时间14h，发酵温度37℃。

表3 正交试验结果及分析Table 3 Analysis and results of orthogonal test

表4 正交试验方差分析结果Table 4 The orthonogal analysis of variance

2.2 活性碳脱腥去苦效果

判断活性炭脱腥去苦效果好坏的重要考察因素是水解液的蛋白质损失率，在保证蛋白质损失率较小的前提下，从节能和成本核算和水解蛋白的营养风味的品质保证考虑，参考文献［7］中试验方法，设计正交试验得出最佳组合。因素水平及试验结果见表5、表6。

表5 正交试验因素水平表Table 5 Factor and level of orthogonal test

表6 活性炭吸附正交试验结果与分析Table 6 Analysis and results of orthonogal of activated carbon adsorption

通过正交试验，在所设定的试验水平范围内，活性碳处理对罗非鱼下脚料酶解液脱腥去苦的具有一定效果。可由表5、6可看出。通过综合比较氮损失率和感官评分，并从节能和成本核算以及水解蛋白的营养风味等方面证考虑，选择第五次试验为最佳组合，即最佳组合为活性碳用量2g/L，作用时间40min，作用温度60℃，这与文献［7］记载的有关活性碳吸附脱腥去苦的试验参数有所不同，这是否与不同鱼种类有关，还有待进一步研究。

2.3 处理效果比较

分别对微生物发酵（即采用发酵比例Lc∶Lp为1∶1、接种量为2%、时间14h，发酵温度37℃），活性碳处理的最佳处理工艺（即活性碳用量2g/L，作用时间40min，作用温度60℃）进行氨基酸态氮含量、感官评分的比较结果见表7。由表7可知，微生物发酵在氨基酸态氮含量和感观评分中，都较于活性碳吸附处理有优势，故选取微生物发酵法作为罗非鱼下脚料酶解液脱腥去苦的最佳方案。

表7 两种处理方式效果分析表Table 7 Result in different processing mode

2.4 氨基酸含量分析结果

采用日立835－50型高速氨基酸分析仪对经过不同处理方式的样品进行分析结果见表8。

由表8可知，与酶解原液相比，经微生物发酵后的游离氨基酸总量增加了0.281 6mg/mL，而经活性炭处理的酶解液略有下降。经微生物发酵后，谷氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸、亮氨酸、门冬氨酸均有不同程度的增加，苏氨酸，胱氨酸的含量有所下降；经过活性碳处理后的门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸的含量有所增加，其中以组氨酸和精氨酸增加较大，但相比较微生物发酵处理的效果，活性碳处理后的氨基酸含量较低。

表8 不同处理方式游离氨基酸含量Table 8 Content of free amino acid in different processing mode /（mg·mL－1）

3 结论

本试验通过微生物发酵、活性碳吸附两种方式对罗非鱼下脚料酶解液进行脱腥去苦试验，得出以下结论：微生物发酵法的最佳组合是Lc、Lp发酵比例为1∶1，接种量2%，发酵时间16h，最适温度37℃；活性炭吸附法的最佳组合是活性炭的用量为2g/L，时间40min，最适温度55℃，经过对处理效果及营养物质分析，微生物发酵是脱腥去苦方式中的最佳方式。本试验比较了混合微生物发酵和活性炭吸附这两种罗非鱼下脚料酶解液脱腥去苦的方法，发现微生物发酵对于酶解液脱腥去苦的效果，优于活性炭吸附作用，但是活性炭吸附可以应用于工业生产中，其优点在于所需时间短、试验条件简单等，不过对于科学研究，微生物发酵有着相对优势，可供研究人员借鉴。

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3 裘迪红，周涛，戴志远，等.鲐鱼蛋白水解液脱苦脱腥的研究［J］.食品科学，2001（5）：37～39.

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15 杨文鸽.三角帆蚌肉酶解液的脱苦脱腥研究［J］.食品科学，2003（4）：94～97.

Research on removal bitter and fishiness from hydrolysates of tilapia by－product

ZHANG Zhen1，2MA Hai－xia1YANG Xian－qing1

ZHOU Juan－juan1，3YANG Yan1，3LIANG Hui1，3

（1.South China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Guangzhou，
Guangdong510300，China；2.College of Food Science and Engineering，Ocean University of China，Qingdao，Shandong266003，China；3.College of Food Science，Shanghai Ocean University，Shanghai201300，China）

Research on microbial fermentation，activated carbon adsorption to find the best to remove bitter and fishiness from hydrolysates of tilapia wastes.The best microorganism fermentation conditions and the best active carbon adsorption conditions were gotten by considering different indexes，and through the content of amino acid analyzing，fore and aft nutrition changes comparing，the best processing conditions were obtained to remove bitter and fishiness from hydrolysates of tilapia wastes.And these were：Lactobacillus casei（Lc）to Lactobacillus plantarum （Lp）1：1，inoculation amount 2%，fermentation time 16h，temperature 37℃.

tilapia；enzymolysis；wastes；microbial fermentation；ac－tivated carbon adsorption；off－flavors；removal bitter；amino acids

10.3969/j.issn.1003－5788.2012.02.007

国家农业科技成果转化资金项目（编号：2010GB 23260577）；国家现代农业产业技术体系项目（编号：CARS－49）；广 东 省 科 技 计 划 项 目 （编 号：2009A020700004）；广东省水产蛋白改性技术研究团队专项经费（编号：2011A020102005）

张桢 （1987－），女，中国海洋大学在读研究生。E－mail：tracyzhang312＠163.com

杨贤庆

2011－12－01