鱼皮酶法去鳞技术的研究

吕 飞，沈军樑，金炉俊，丁玉庭，尤国庭

(1.浙江工业大学生物工程与环境学院，浙江杭州 310014;2.温州恒源水产有限公司，浙江温州 325700)

水产品及水产品加工是我国农业的一个重要组成部分，在国民经济中占有比较重要的地位。随着水产品加工业的快速发展，产生了大量的鱼皮等副产物，鱼皮中含有大量的胶原蛋白，因此，研究和开发鱼皮、鱼鳞等水产加工副产物逐渐受到人们的重视［1］。如何将鱼皮鱼鳞有效快速分离是阻碍鱼皮、鱼鳞合理利用的关键问题。有关鱼皮去鳞的研究鲜见报道。目前工业化生产上主要以机械去鳞为主，其去鳞效果受鱼体大小影响，易对鱼体造成损伤，去鳞效果差。有研究表明蛋白酶具有较好的去鳞效果［2-3］，作者研究木瓜蛋白酶的去鳞效果，以期为生产研究提供一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜带鳞黑鱼鱼皮，购于浙江省杭州市朝晖六区农贸市场。

木瓜蛋白酶 (酶活≥100万 U·g-1)。Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、羟脯氨酸标准液、氯胺T、浓硫酸、浓硝酸均为化学纯。

1.2 方法

1.2.1 酶法去鳞工艺

带鳞黑鱼鱼皮-洗去表面黏液及除去残留鱼肉-木瓜蛋白酶处理-搅拌。感官评价去鳞效果及测定胶原蛋白流失率。

1.2.2 处理设计

首先以单因素试验分析酶处理时间、酶处理温度和木瓜蛋白酶用量的去鳞效果。研究木瓜蛋白酶在酶用量为0.6%，反应温度为20℃，酶处理时间为 5，10，20，30和 40 min时;酶用量为0.6%，反应时间为20 min，酶处理温度为10，20，30，40和50℃时;反应温度为20℃，反应时间为20 min，酶用量分别为水用量的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1.0%时鱼皮的去鳞情况和胶原蛋白流失率。然后进行优化试验，在单因素试验的基础上进行3因素3水平正交试验。

试验料水比为1∶10，重复3次。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 胶原蛋白流失率的测定

蛋白酶活力的测定。采用Folin-酚法测定蛋白酶活力［4］。

羟脯氨酸标准曲线的绘制。参照ISO 3496(E)配制质量浓度分别为0.5，1.0，1.5和2.0 μg·mL-1的羟脯氨酸标准溶液，测定其D560值［5］，绘制羟脯氨酸的标准曲线。根据羟脯氨酸标准样品的质量浓度和吸光度值，以羟脯氨酸质量浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线，计算得到回归方程:

鱼皮去鳞液中胶原蛋白浓度的测定。处理去鳞后的溶液，转速8 000 r·min-1离心10 min，取上清液25 mL于锥形瓶中，加6 mol·L-1盐酸溶液50 mL，加塞，105℃下水解16 h，过滤到100 mL容量瓶中，定容至刻度［6］。该溶液经氯胺T氧化，根据氧化后的羟脯氨酸与对二甲氨基苯甲醛反应生成的红色化合物，于波长 (558±2)nm处比色。根据标准曲线方程计算去鳞液中羟脯氨酸的含量，样品中羟脯氨酸含量的计算公式:W=(C×4×F×10-3)/M。式中，W为提取的羟脯氨酸含量 (mg·g-1);C为标准曲线上对应的羟脯氨酸质量浓度(μg·mL-1);M为样品质量 (g);F为稀释倍数。胶原蛋白含量=羟脯氨酸含量 ×11.1［7］，折算成胶原蛋白量。

1.3.2 去鳞效果感官评价

去鳞效果采用评分检验法，由8个鉴评员评判，每个鉴评员根据评定标准将样品的效果特征以数字标度形式表示，取其平均值作为评定结果。评定标准［8］:无效果 (去鳞率≤10%)1分;有轻微效果 (10%＜去鳞率≤50%)2分;有效果 (50%＜去鳞率≤75%)3分;效果好 (75% ＜去鳞率≤90%)4分;效果很好 (去鳞率＞90%)5分。

2 结果与分析

2.1 酶处理时间

鱼皮富含胶原蛋白，蛋白酶去除鱼皮的鱼鳞时，胶原蛋白的含量随着处理时间的增加而减少。利用木瓜蛋白酶进行鱼皮去鳞处理时要考虑胶原蛋白含量的变化，试验测定去鳞液中胶原蛋白的含量。在酶用量为用水量的0.6%、处理温度20℃的条件下，酶处理时间为5，10，20，30和40 min时鱼皮的去鳞效果评分结果见表1。

表1 酶处理时间对鱼皮去鳞效果的影响

随着酶处理时间的增加，鱼皮去鳞效果逐渐变好。当酶处理5 min时去鳞率大致接近30%～40%;酶处理10 min，50%以上的鱼鳞被脱除;酶处理20 min，90%以上的鱼鳞被脱除;酶处理30 min和40 min，鱼皮的去鳞程度几乎没有变化，但酶处理30 min后的鱼皮在搅拌和酶的作用下明显变薄，甚至破碎。与短时间处理相比，浸泡液变得黏稠，表明鱼皮本身的胶原蛋白被溶出。随着酶处理时间的延长，浸泡液中胶原蛋白的含量增加。当酶处理时间为5 min时去鳞液中的胶原蛋白含量仅0.13 mg·mL-1;当酶处理时间增加到40 min时，去鳞液中的胶原蛋白含量上升到3.25 mg·mL-1(图1)。结合去鳞效果和胶原蛋白溶出情况，确定酶处理时间20～30 min为宜，此时去鳞液中胶原蛋白的质量浓度在1.97 ～2.77 mg·mL-1。

图1 酶处理时间对去鳞液中胶原蛋白质量浓度的影响

2.2 酶处理温度

反应温度对木瓜蛋白酶活性的影响较大，从而影响鱼皮的去鳞效果。在酶处理20 min，酶用量为加水量的0.6%条件下，设定酶处理温度为10，20，30，40和50℃，试验结果如表2所示。

表2 酶处理温度对鱼皮去鳞效果的影响

10℃处理的鱼皮去鳞率在70%左右;20℃处理可以脱去90%以上的鱼鳞;30℃处理的鱼鳞脱除率仍达90%以上;40℃处理，鱼鳞几乎完全被去除，所得去鳞鱼皮的色泽光亮质地较软。50℃处理的去鳞情况与40℃处理几乎没有差异，但所得去鳞鱼皮质地更为柔软，甚至破碎。可见，随着酶处理温度的提高，蛋白酶对鱼皮的去鳞效果变好，但酶处理温度不宜高于30℃，20～30℃较适宜。

图2显出酶处理温度并非越高越好，随着处理温度的升高，酶处理鱼皮去鳞液中胶原蛋白含量呈增大趋势。

图2 酶处理温度对去鳞液中胶原蛋白质量浓度的影响

2.3 木瓜蛋白酶用量

酶用量对鱼皮去鳞影响显著。酶用量少，去鳞不完全;酶用量多，鱼皮的胶原蛋白会溶解，且增加去鳞成本。在酶处理时间20 min，酶处理温度20℃的条件下，选择木瓜蛋白酶用量分别为水用量的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1%，结果见表3。

表3 木瓜蛋白酶用量与鱼皮去鳞效果的影响

由表3可见，随着木瓜蛋白酶的用量增加，去鳞效果变好。当酶用量低于0.2%时，去鳞效果不明显;当酶用量达0.4%时，去鳞率为40%～50%;当木瓜蛋白酶用量0.6%时，90%以上的鱼鳞被脱除;当酶用量再至0.8%时，鱼鳞几乎全部被去除，但由于蛋白质酶解，所得去鳞鱼皮变薄。木瓜蛋白酶用量越大，去鳞液中胶原蛋白含量越高(图3)。当酶用量低于0.2%时，蛋白酶用量对去鳞液中胶原蛋白含量的影响较小;之后，随着蛋白酶用量的增加，去鳞液中胶原蛋白含量快速增加，当木瓜蛋白酶用量为0.2%时，去鳞液中的胶原蛋白含量为0.96 mg·mL-1;当木瓜蛋白酶用量1%时，去鳞液中的胶原蛋白含量达4.17 mg·mL-1。根据前面确定的去鳞液中胶原蛋白质量浓度宜为1.97～2.77 mg·mL-1，结合去鳞效果，认为木瓜蛋白酶用量0.6%～0.8%已可达到较好的去鳞效果。

图3 木瓜蛋白酶用量对去鳞液中胶原蛋白质量浓度的影响

2.4 优化组合

鱼皮去鳞优化试验的3因素3水平正交试验方案及结果见表4。

表4 各处理组合的胶原蛋白含量与脱皮感官得分结果

对去鳞效果起主导作用的因素首先是酶用量A，其次为处理时间C，最后是处理温度B。选取水平时，要求其感官评测得分越高越好。A因素以水平2为最佳，即0.6%;C因素以水平3为最佳，即30 min;B因素以水平2为最佳，即20℃。因此最佳组合为A2B2C3。

对去鳞液中胶原蛋白含量起主导作用的因素首先是酶用量A，其次为处理温度B，最后是处理时间C。选取水平时，要求去鳞液中胶原蛋白含量尽可能小，其胶原蛋白含量损失最小时，A因素以水平1为最佳，即0.4%;B因素以水平1为最佳，即10℃;C因素以水平2为最佳，即20 min。因此最佳组合为A1B1C2。

酶用量对去鳞液内胶原蛋白含量的影响极为显著 (P＜0.01)，温度对其影响较为显著 (P＜0.05)，时间对其则没有显著影响。酶用量对去鳞效果的影响较为显著 (P＜0.1)，温度和时间对去鳞效果没有显著影响。综合去鳞液中胶原蛋白的含量以及感官得分可得出最佳的组合为A2B2C2。

3 小结

利用蛋白酶的酶解特性，能够很好地解决鱼皮去鳞难的问题，此法操作简单，效果很好。其酶解最佳工艺条件是:木瓜蛋白酶酶溶液浓度为0.6%，温度为20℃，搅拌时间为20 min。

［1］ 曾名勇，张联英，刘尊英，等.几种鱼皮胶原蛋白的理化特性及其影响因素 ［J］.中国海洋大学学报，2005，35(4):608-612.

［2］ 夏松养.酶技术在鱿鱼脱皮中的应用研究［J］.食品工业科技，2004，(6):28-30.

［3］ 张海明.罗非鱼的养殖及发展前景［J］.饲料广角，2004，(11):40-42.

［4］ ISO3496(E).Meat and meat products-determination of(L-)hydroxyproline content［S］ .

［5］ Troter J A，Lyons-Levy G，Thurmond F A，et al.Covalent composition of collagen fibrils from the dermis of thesea cucumber， Cucumaria frondosa， a tissue with mutable mechanical properties ［J］.Comp Biochem Physiol，1995，112A:463-478.

［6］ 陈青，徐志斌，励建荣.东海海参木瓜蛋白酶法脱皮工艺研究 ［J］.中国食品学报，2010，10(4):121-124.

［7］ 日本食品工业学会《食品分析法》编辑委员会.食品分析法 (下) ［M］.重庆:四川科学技术出版社，1986:74-77.

［8］ 霍红.模糊数学在食品感官评价质量控制方法中的应用［J］.食品科学，2004，25(6):30-34.?