鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白酶解产物功能特性及抗氧化性

史策　韩烽烽　刘鹏　徐萍　罗永康

摘 要：采用风味蛋白酶对鳕鱼和鲅鱼鱼肉进行酶解，研究水解度、pH值及酶解时间对酶解产物功能特性和抗氧化活性的影响。结果表明：随着酶解时间延长，鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的水解度、亚铁离子螯合力逐渐增加，DPPH自由基清除能力逐渐下降；不同pH值下，鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白酶解产物均具有良好的溶解性和热稳定性；鲅鱼酶解产物的水解度、溶解性、热稳定性和亚铁离子螯合力显著高于鳕鱼酶解产物。

关键词：鳕鱼鱼肉；鲅鱼鱼肉；酶解产物；水解度；功能特性；抗氧化性

中图分类号：TS254 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2013）08-0005-03

鳕鱼（Gadus macrocephalus）属于鳕鱼科，是底层冷水性群聚鱼类。鳕鱼肉蛋白质含量高，营养丰富，所含氨基酸齐全，具有很高的开发利用价值[1]。鲅鱼（Scomberomorus commersoni）属于鲈形目鲅科，学名为马鲛，俗称燕鱼、青箭等，是我国北方海区的重要经济鱼之一。鲅鱼肉质细嫩、营养丰富，富含蛋白质、VA和多种矿物质等营养元素。鲅鱼有洄游特性，无法人工养殖，捕捞产品主要以鲜食为主，加工水平很低。一些小鲅鱼由于体积小、肉薄、风味差，在市场上不受欢迎，浪费情况严重[2]。因此，加强鳕鱼和鲅鱼的合理加工和充分利用，是迫切需要解决的问题。

近年来，国内外采用酶解的方法对鱼蛋白进行深加工利用的研究报道较多[3-6]。通过蛋白酶的作用可以改善食品原料的质量以及提高副产物综合利用的程度，酶解后的鱼蛋白产物功能特性及生物活性与原料蛋白相比，都得到了一定的改善[7]。因此，开展鱼蛋白酶解产物功能特性的研究对提高产品附加值具有重要意义。

本研究采用风味蛋白酶酶解鳕鱼和鲅鱼鱼肉，对鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白水解物的水解度、溶解性、热稳定性、亚铁离子螯合能力和DPPH自由基清除能力进行系统研究，为鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白资源的开发利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鳕鱼和鲅鱼购于北京农贸市场，冷冻运至实验室，流水解冻后去鳞、去内脏、去头、去皮、洗净后进行采肉。

风味蛋白酶 广西南宁庞博生物工程有限公司；三硝基苯磺酸（TNBS）、啡咯嗪、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH） 美国Sigma公司；其他试剂为化学分析纯。

1.2 仪器与设备

FD-1PF冷冻干燥机 北京市德天佑科技发展有限公司；TGL-16A高速台式离心机 上海安亭科技仪器厂；恒温水浴锅 北京市长风仪器仪表有限公司；UV-2600分光光度计 美国Unico公司。

1.3 方法

1.3.1 鱼肉酶解产物的制备

鱼肉→与水混合（鳕鱼鱼肉：水=1：1.3（g/mL）；鲅鱼鱼肉：水=1：1（g/mL））→灭鱼肉中内源性酶（95℃、10min）→匀浆（3000×g）→调温度、pH值→加蛋白酶酶解（风味蛋白酶加酶量为鱼肉中蛋白含量的0.6%）→酶解（20、40、60、90min）→灭酶（95℃，15min）→离心（10000r/min）→取上清液→冷冻干燥（-60℃）→鱼肉酶解产物

酶解条件：风味蛋白酶的最适反应条件为pH7.0、50℃。

1.3.2 水解度的测定

采用TNBS法[8]测定。

1.3.3 功能特性的测定

1.3.3.1 溶解性测定

称取0.01g水解产物，用去离子水配制成10mL溶液，用浓度0.5mol/L HCl溶液或NaOH溶液将水解溶液pH值调至4和7，10000×g离心15min，上清液中的蛋白质含量采用双缩脲法进行测定[9]，水解产物中总蛋白含量采用凯氏定氮法[10]测定。溶解性的计算公式如下：

溶解性/%=上清液蛋白质含量/总蛋白含量×100

1.3.3.2 热稳定性的测定

参考Fujiwara等[11]热稳定性的测定方法。

1.3.4 抗氧化性的测定

亚铁离子螯合力的测定：参考Decker等[12]的方法；清除DPPH自由基的测定：参考Bougatef等[13]的方法稍作改动。

2 结果与分析

2.1 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物水解度的变化

如图1所示，鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的水解度均在酶解20min内变化较大，而后随酶解时间延长水解度变化逐渐减小。这与草鱼鱼肉蛋白酶解产物的水解度变化趋势相似[14]，表明在最初的20min内，风味蛋白酶对鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白的水解作用最强，随着水解体系中游离氨基酸含量逐渐增加，风味蛋白酶的水解作用受到抑制，导致鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的水解度变化逐渐减小。在整个酶解过程中，鲅鱼酶解产物的水解度高于鳕鱼酶解产物。

图 1 鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白酶解过程水解度随时间的变化

Fig.1 Temporal evolution of degree of hydrolysis of cod and Spanish mackerel meat by Flavourzyme

2.2 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的功能特性

2.2.1 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的溶解性

图 2 酶解时间对不同pH值条件下鱼肉酶解产物溶解性的影响

Fig.2 Effect of medium pH on the solubility of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

由图2可知，鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白酶解产物在不同pH值下具有良好的溶解性，均大于76.97%。pH4条件下时鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白酶解产物的溶解性小于pH7条件，表明在酸性条件下，酶解产物溶解性较小，这与鲢鱼酶解产物的研究结果相似[15]。鲅鱼酶解产物的溶解性在酶解20min时均达到最低，然后随酶解时间延长而增大，这与鲽鱼[16]的溶解性变化类似。

2.2.2 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的热稳定性

图 3 酶解时间对不同pH值条件下鱼肉酶解产物热稳定性的影响（93℃，10min）

Fig.3 Effect of medium pH on the thermal stability （93 ℃， 10 min） of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

如图3可知，在pH4条件下，鳕鱼鱼肉酶解产物的热稳定性比鲅鱼酶解产物高，达到80%以上，并随着酶解时间延长，鲅鱼蛋白酶解产物热稳定性逐渐增加。在pH7条件下，鲅鱼鱼肉酶解产物热稳定性比鳕鱼高，可能是由于鲅鱼鱼肉蛋白的肽链更易展开，并改善了其亲水-疏水的平衡，与水更易形成氢键，导致酶解产物中的蛋白质分子之间不易凝集[17]。

2.3 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的抗氧化性

2.3.1 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的亚铁离子螯合能力

图 4 酶解时间对鱼肉酶解产物亚铁离子螯合能力的影响

Fig.4 Ferrous ion-chelating capacity of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

如图4所示，随着酶解时间延长，对鳕鱼和鲅鱼蛋白酶解产物螯合率的影响逐渐减小。其中，相同酶解时间下，鲅鱼蛋白酶解产物亚铁离子的螯合能力显著高于鳕鱼酶解产物（P<0.05）。可能由于鲅鱼酶解产物水解度强于鳕鱼酶解产物。这与Klompong等[18]对黄条纹鲹鱼肉蛋白酶解产物亚铁离子螯合率的研究结果相似，水解度越大，亚铁离子螯合率越强。

2.3.2 鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物的DPPH自由基清除能力

图 5 酶解时间对鱼肉酶解产物清除DPPH自由基能力的影响

Fig.5 DPPH radical scavenging capacity of cod and Spanish mackerel meat hydrolysates collected at different time points

如图5所示，鳕鱼和鲅鱼酶解产物均具有较强的DPPH自由基清除能力，其中酶解20min的鳕鱼酶解产物的DPPH自由基清除能力最强，达85.24%。随着酶解时间延长，鳕鱼和鲅鱼酶解产物DPPH自由基清除能力逐渐降低，可能是水解过程中产生的不同成分的短肽和游离氨基酸影响了DPPH自由基清除能力。相同酶解时间制备的酶解产物中，鳕鱼酶解产物的DPPH自由基清除能力显著高于鲅鱼酶解产物（P<0.05）。不同鱼类酶解产物间DPPH自由基清除能力的差异，可能是由于酶解产物中疏水性氨基酸含量不同所致[19-20]。

3 结 论

3.1 鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白酶解产物具有良好的溶解性，均大于76.97%，并且酶解产物经93℃，10min热处理后溶解性仍保持在66.00%以上。

3.2 经过酶解后，鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解产物具有不同程度的抗氧化特性。其中鳕鱼和鲅鱼鱼肉酶解20min的酶解产物，其酶解时间较短并具有较强的DPPH自由基清除力和亚铁离子螯合能力方面均显现出较强的体外抗氧化性。

3.3 采用风味蛋白酶酶解改性的鳕鱼和鲅鱼鱼肉蛋白功能特性及抗氧化性良好，可作为食品基料或蛋白强化剂应用于食品工业中。

参考文献：

[1] 丁利君， 钟森辉. 鳕鱼蛋白酶解工艺优化及其酶解液抗氧化研究[J]. 食品科学， 2008， 29（8）： 398-401.

[2] 李秀霞， 孙协军， 郑天添， 等. 酶法水解制备鲅鱼可溶性肽的工艺研究[J]. 粮油加工， 2010（5）： 100-103.

[3] Wasswa J， Tang Jian， Gu Xiaohong， et al. Influence of the extent of enzymatic hydrolysis on the functional properties of protein hydrolysate from grass carp （Ctenopharyngodon idella） skin[J]. Food Chemistry， 2007， 104（4）： 1698-1704.

[4] 郭浩楠， 杨荣华， 袁晓晴， 等. 戴志远鲢鱼蛋白的酶解及其酶解物功能性质的研究[J]. 中国食品学报， 2010（4）： 106-112.

[5] 赵玉红， 孔保华， 张立钢， 等. 鱼蛋白水解物功能特性的研究[J]. 东北农业大学学报， 2001（2）： 175-180.

[6] 刁静静， 孔保华， 陈洪生. 骨蛋白水解物的功能特性及抗氧化性的研究进展[J]. 肉类研究， 2007， 21（6）： 26-29.

[7] 袁晓晴， 戴志远， 婧叶， 等. 鳙鱼鱼肉蛋白的酶解工艺研究[J]. 食品科技， 2009， 34（2）： 136-139.

[8] Alder-Nissen J. Determination of the degree of hydroysis of food protein hydrolysates by trinitrobenzensulfonic acid[J]. Journal of Agricultural Food Chemistry， 1979， 27（6）： 1256-1262.

[9] 杨建雄. 生物化学与分子生物学实验技术教程[M]. 北京： 科学出版社， 2002.

[10] 范天吉. 乳和乳制品分析检测与执行标准实务全书[M]. 呼和浩特： 内蒙古人民出版社， 2003.

[11] Fujiwara K， Oosawa T， Saeki H. Improved thermal stability and emulsifying properties of carp myofibrillar proteins by conjugation with dextran[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 1998， 46（4）： 1257-1261.

[12] Decker E A， Welch B. Role of ferritin as a lipid oxidation catalyst in muscle food[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 1990， 38（3）： 674-677.

[13] Bougatef A， Nedjar-Arroume N， Manni L， et al. Purification and identification of novel antioxidant peptides from enzymatic hydrolysates of sardinelle （Sardinella aurita） by-product proteins[J]. Food Chemistry， 2010， 118（3）： 559-565.

[14] 李雪， 尤娟， 罗永康. 草鱼肉蛋白酶解物功能特性及质量控制的研究[J]. 食品工业科技， 2011， 31（2）： 81-84.

[15] 董士远， 刘尊英， 曾名涌， 等. 两种酶水解鲢鱼蛋白产物功能性质研究[J]. 食品科学， 2008， 29（12）： 94-98.

[16] 洪惠， 罗永康， 吕元萌， 等. 酶法制备鱼骨胶原多肽螯合钙的研究[J]. 中国农业大学学报， 2012（1）： 149-155.

[17] 周亚迪， 陈孙福， 包玉龙， 等. 鳄鱼皮酶解产物功能特性及抗氧化活性[J]. 肉类研究， 2012， 26（12）： 1-4.

[18] Klompong V， Benjakul S， Kantachote D， et al. Antioxidative activity and functional properties of protein hydrolysate of yellow stripe trevally （Selaroides leptolepis） as influenced by the degree of hydrolysis and enzyme type[J]. Food Chemistry， 2007， 102（4）： 1317-1327.

[19] TANG Chuanhe， PENG Jing， ZHEN Dawen， et al. Physicochemical and antioxidant properties of buckwheat （Fagopyrume sculentum Moench） protein hydrolysates[J]. Food Chemistry， 2009， 115（2）： 672-628.

[20] Pownall T L， Udenigwe C C， Aluko R E. Amino acid composition and antioxidant properties of pea seed （Pisum sativum L.） enzymatic protein hydrolysate fractions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2010， 58（8）： 4712-4718.