2种蛋白酶酶解肉类效果的对比分析

罗龙娟，杨亿芝，欧碧仪，颜兴和，陈锻成

（广州裕立宝生物科技有限公司研发部，广东广州510663）

2种蛋白酶酶解肉类效果的对比分析

罗龙娟，杨亿芝，欧碧仪，颜兴和，陈锻成*

（广州裕立宝生物科技有限公司研发部，广东广州510663）

采用2种蛋白酶对猪肉、鸡肉和牛肉进行酶解，2种酶酶解3种底物所得酶解液在氨基酸态氮、总氮和固形物上存在一定的差距，其中，蛋白酶H2猪肉、鸡肉和牛肉酶解液的氨基酸态氮含量分别比蛋白酶H1高4.09%、2.02%和8.40%。H2猪肉和鸡肉酶解液总氮含量分别比H1高4.27%和1.46%。H2酶解猪肉、鸡肉和牛肉的固形物含量分别比H1高2.67%、0.99%和5.76%。H2的酶解效果较好，2种酶均对鸡肉的酶解效果好。H1酶解液的美拉德反应产物风味好于H1酶解液。

蛋白酶；美拉德反应；风味

肉味香精是一系列具有动物肉类制品香味的食用香精的总称，主要用于方便面调料、鸡精、罐头、熏肉、酱肉、香肠、火腿肠、香辣酱等食品以及动物饲料和宠物食品[1-2]。目前，肉类香精的生产方法主要是以下几种：（1）直接将肉煮熟，然后将汤汁浓缩或烘干磨碎[3]。这种肉类香精的优点是原汁原味、仿真性强，缺点是浓度较低、成本较高。（2）通过单体香料的调和来生产肉类香精，然而由于各种熟肉香型的特征十分复杂，这些调和的肉类香精仿真度较差[4]。（3）利用Maillard反应来制备肉味香精，仿真度高，且易控制[5-6]。目前，第3种方法应用最为广泛，Maillard反应中的氨基酸源也由单纯的氨基酸延伸到植物水解蛋白（hydrolyzed vegetable protein，HVP）、动物水解蛋白（hydrolyzed animal protein，HAP）和酵母抽提物等。氨基酸源的品质在一定程度上决定了肉类香精的品质。HVP和HAP的制备方法有水提法、酸水解法和酶解法。然而水提法效率低，酸水解法容易产生氯丙醇等有害物质，而酶解法以其环保、安全、高效等优点被广泛的应用[7]。王淑慧[8]利用鸭骨架酶解物，建立Maillard反应模型，制备了脂肪氧化型的鸭肉香精。鲁珍[9]利用蚕蛹酶解超滤蛋白进行Maillard反应制备呈味基料。本实验通过研究2种蛋白酶酶解液氨基酸态氮、总氮、固形物以及美拉德反应的风味差异，来筛选适合肉类水解的酶，以期为肉类香精的生产提供一定的数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪肉、鸡肉、牛肉购于广州市某超市；蛋白酶制剂H1和H2（肉类蛋白水解复配酶，复配酶来源和比例存在一定差别）：广州裕立宝生物科技有限公司；酪蛋白：美国Sigma公司；硫胺素、甲醛、氢氧化钠、盐酸、硫酸等（分析纯）：广州试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UV759S紫外-可见分光光度计：上海精科仪器有限公司；AB104-L电子天平：梅特勒-托利有限公司；KDN-08B凯氏定氮仪：上海新嘉电子有限公司；TIM-840电位滴定仪：法国雷迪美特公司；101-1A型鼓风电热恒温干燥箱：上海沪越实验仪器有限公司；DZKW-D-1电热恒温水浴锅：北京永光明医疗仪器厂；YX280A手提式不锈钢灭菌锅：上海三申医疗器械有限公司；MGJ-090绞肉机：佛山市顺德区名健电器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 检测方法

蛋白酶酶活定义：1 g固体酶粉（1 m L液体酶），在40℃（酸性pH=3.0、中性pH=7.5、碱性pH=10.5）条件下，1 m in水解酪素产生1 μg酪氨酸为一个酶活力单位（U）。木瓜蛋白酶酶活定义[10]：在37℃条件下，1 min水解酪蛋白生成1 μg酪氨酸所需的木瓜蛋白酶的量为一个酶活力单位（U）。

蛋白酶活检测方法[11]：参照GB/T 23527—2009《蛋白酶制剂》；水分检测方法[12]：参照GB 5009.3—2010《食品中水分测定》；氨基酸态氮和总氮检测方法[13-14]：参照GB/T 5009.39—2003《酱油卫生标准的分析方法》。

美拉德反应后的风味评价[15-16]：实验人员为经过感官培训的6名男女（20～28岁）。分别评价美拉德反应产物的苦味、涩味、鲜味、肉味、香气和口感。按表1进行评分。每个指标总分5分，满分30分。

表1 美拉德反应产物感官评价评分标准Table 1 Sensory evaluation standards of Maillard reaction products

1.3.2 酶解工艺流程

将肉切块、搅碎→分别称取50 g肉碎→1∶1加水，按各添加量进行加酶→55℃水解2 h→沸水浴10 m in灭酶→放至常温→过滤→检测相关指标

1.3.3 美拉德反应工艺[17-18]

分别称取猪肉、鸡肉和牛肉酶解物50 g，添加2%木糖、2%硫胺素，110℃反应60 min，取出冷却。

2 结果与分析

2.1 蛋白酶酶解条件及3种肉类基本特征

表2 蛋白酶酶活及酶解条件Table 2 Enzymatic condition and protease activity

由表2可知，H1的木瓜蛋白酶酶活稍高，蛋白酶酶活较H2较低，pH值和温度作用范围接近。

表3 猪肉、鸡肉和牛肉的基本理化指标Table 3 Physicochemical indexes of pork,chicken and beef

由表3可知，猪肉的水分含量和粗蛋白质含量较其他两种肉类低。牛肉与鸡肉的水分含量和蛋白质含量较为接近。

2.2 酶解液氨基酸态氮含量的对比

酶解液中氨基酸态氮含量测定结果见图1。

图1 2种酶对猪肉、鸡肉和牛肉酶解液氨基酸态氮含量的影响Fig.1 Effect of two kinds of pro teases on am ino acid nitrogen content of pork,chicken and beef hydrolysate

由图1可知，H2的酶解效果稍优于H1，其中猪肉酶解液的氨基酸态氮含量比H1高4.09%，鸡肉酶解液的氨基酸态氮含量比H1高2.02%，牛肉酶解液的氨基酸态氮含量比H1高8.40%。2种酶对鸡肉的酶解效果最好，对猪肉和牛肉的酶解效果接近。因为鸡肉的肉质较为松软，结缔组织的含量较猪肉和牛肉少[19]，酶解时更容易与酶结合，提高了酶解效率。蛋白酶为内切酶，优先切开的肽键包括谷氨酸（Glu）、亮氨酸（Leu）、赖氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）、谷氨酰氨（Gln）的羧端肽键等，木瓜蛋白酶属于半胱氨酸蛋白酶，其活性中心为含一双氨基酸胱氨酸-组氨酸（Cys-His）[20]，因此二者的配合可以有效的增加氨基酸态氮含量。而H2的蛋白酶活较高，因此酶解效果较好。

2.3 酶解液总氮含量的对比

酶解液中总氮含量测定结果见图2。

由图2可知，H1牛肉酶解液总氮含量最高，猪肉和鸡肉酶解液总氮含量稍低。H2鸡肉酶解液总氮含量最高，猪肉和鸡肉酶解液的总氮含量稍低。鸡肉的肉质相对松软，H2对鸡肉的酶解效果最好。H1的木瓜蛋白酶酶活比H2高，木瓜蛋白酶多用于牛肉的嫩化处理，可能对牛肉的水解效果较好。H2的蛋白酶酶活高于H1，因此对猪肉和鸡肉的酶解效果较好。

图2 2种酶对猪肉、鸡肉和牛肉酶解液总氮含量的影响Fig.2 Effects of two kinds of proteases on total nitrogen content of pork,chicken and beef hydrolysate

2.4 酶解液固形物含量的对比

酶解液中固形物含量测定结果见图3。

图3 2种酶对猪肉、鸡肉和牛肉酶解液固形物含量的影响Fig.3 Effects of two kinds of proteases on solid content of pork, chicken and beef hydrolysate

由图3可知，2种酶的猪肉、鸡肉和牛肉酶解液固形物差异不大，其中鸡肉酶解液的固形物含量最高。H2的酶解效果优于H1，分别高2.67%、0.99%和5.76%。整体而言，H2的酶解效果优于H1，因此酶解效果稍好，固形物含量更高。

2.5 美拉德反应产物风味的对比

酶解液中美拉德反应产物风味评价结果见图4～图6。

图4 2种酶对猪肉酶解液美拉德反应产物风味的影响Fig.4 Effects of two kinds of proteases on Maillard reaction products flavor of pork hydrolysate

由图4可知，H1和H2猪肉酶解液的美拉德反应产物涩味值相当。H2猪肉酶解液的美拉德反应产物的苦味值较强，鲜味和肉味与H1接近。而H1猪肉酶解液的美拉德反应产物的香气和口感较好。何慧等[21]的研究表明，蛋白质水解成小分子肽时会暴露出疏水性氨基酸残基而成苦味。而H2的水解效果较好，导致苦味值较高。

图5 2种酶对鸡肉酶解液美拉德反应产物风味的影响Fig.5 Effects of two kinds of proteases on Maillard reaction products flavor of chicken hydrolysate

由图5可知，H2鸡肉酶解液的美拉德反应产物的苦味值、鲜味值和口感比H1鸡肉酶解液美拉德反应产物稍弱，相差不大。蛋白酶H1和H2鸡肉酶解液的氨基酸态氮含量、总氮含量和固形物含量的差异不大，因此，二者鸡肉酶解液的风味相差不大。

图6 2种酶对牛肉酶解液美拉德反应产物风味的影响Fig.6 Effects of two kinds of proteases on Maillard reaction products flavor of beef hydrolysate

由图6可知，H2牛肉酶解液美拉德反应产物的苦味值与H1一样，涩味值较弱。而鲜味、肉味、香气和口感相较H1稍差。据宋诗清等[22]的研究表明，水解度为29.13%的牛肉酶解液赋予了热加工牛肉的最合适风味前体。因此，牛肉酶解液的水解度对后期美拉德反应产物的风味影响较大。可能蛋白酶H1对牛肉酶解程度适宜，因此对美拉德影响较大，而整体风味由于H2牛肉酶解液美拉德反应产物。

3 结论

复配酶制剂的复配比例对氨基酸态氮含量、总氮含量和固形物的影响很大。H2猪肉、鸡肉和牛肉酶解液的氨基酸态氮含量分别比H1高4.09%、2.02%和8.40%。H2猪肉和鸡肉酶解液总氮含量分别比H1高4.27%和1.46%。H2酶解猪肉、鸡肉和牛肉的固形物含量分别比H1高2.67%、0.99%和5.76%，可能是由于木瓜蛋白酶的作用效果。因此在酶解比因此复配酶制剂比例的确定应当注意酶活和实际应用效果。

酶解效果与酶解液的美拉德反应产物风味并不一致。2种酶的酶解产物苦味均较强，由于蛋白酶H1和H2成分相似，均由内切蛋白酶和木瓜蛋白酶组成，缺少用于脱苦的外切酶成分。内蛋白酶的酶解导致疏水性氨基酸的暴露，增加了苦味。总体而言，蛋白酶H1酶解3种底物所得酶解液的鲜味，肉味和香气优于蛋白酶H2，尽管蛋白酶H1的酶解效果相对较差，可能酶解程度适宜成为热加工反应的最适宜前体。对于酶解效果与酶解液美拉德反应产物不一致其他原因，有待进一步深入研究。

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《中国酿造》杂志社

Comparative analysis of the effect of two proteases on meat

LUO Longjuan,YANG Yizhi,OU Biyi,YAN Xinghe,CHEN Duancheng*
(Research and Development Department of Guangzhou Unikbio Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510663,China)

Two proteases were used to hydrolysis pork,chicken and beef.There were some differences in amino acid nitrogen content,total nitrogen and solid content among the hydrolysate of three substrates after hydrolysis by two kinds of enzyme.The am ino acid nitrogen of pork,chicken and beef hydrolysates by enzyme H2 was 4.09%,2.02%and 8.40%higher than that by enzyme H1,respectively.The total nitrogen of pork and chicken hydrolysates by enzyme H2 were 4.27%and 1.46%higher than that by enzyme H1,respectively.The solid content of pork,chicken and beef hydrolysates by enzyme H2 was 2.67%,0.99%and 5.76%higher than that by enzyme H1,respectively.In conclusion,the hydrolysis effect of H2 was better,and both enzymes had good hydrolysis effect on chicken.The Maillard reactions products of H1 hydrolysate had better flavor than H2 hydrolysate.

protease;Maillard reaction;flavor

Q556

A

0254-5071（2015）03-0133-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.03.032

2014-11-26

罗龙娟（1988-），女，硕士研究生，研究方向为蛋白酶制剂。

*通讯作者：陈锻成（1954-），男，工程师，博士，研究方向为食品酶制剂。