新鲜螺旋藻藻泥脱腥处理工艺研究

王琳，余绍蕾，杜伟春，鸭乔

(1.云南绿A生物工程有限公司，云南 昆明 650106； 2.云南绿A生物产业园有限公司，云南 丽江 674202)

近几年，随着人们生活水平提高，保健意识逐渐增强，全天然的藻类生物螺旋藻也越来越多地被人们所熟知。螺旋藻被称为细胞的能量库，人体的超级营养包。它富含蛋白质、维生素、不饱和脂肪酸、螺旋藻多糖及微量元素[1]，与人体直接需要的营养物质几乎一致，并且极易消化吸收。螺旋藻具有较高的药理作用，在增强机体免疫力[2-3]、抗辐射、抗氧化[4]、抗疲劳、防治心血管疾病[5-7]、防癌抗癌[8]等方面都有一定的效果，但是其严重的藻腥味使得产品的开发受到极大的制约。目前螺旋藻产品主要是以片剂和胶囊为主，产品形式和利用方式比较单一，因此脱腥成为螺旋藻深加工产品开发首要解决的问题。目前大多研究主要集中在螺旋藻干燥粉的脱腥，而对藻泥脱腥的研究较少，本研究采用多种方法对藻泥进行脱腥，旨在找到一种理想的藻泥脱腥方法，降低生产成本，提高螺旋藻深加工产品的质量。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜螺旋藻藻泥、高活性干酵母粉、糖蜜提取物、胰蛋白酶等高压均质机、多功能恒温水浴锅、超声波发生器、旋转蒸发仪、真空泵、离心机等。

1.2 方法

1.2.1 材料的准备

取一定量的新鲜藻泥配置成10%的螺旋藻溶液，分别进行超声波破壁处理和高压均质机破壁处理，以未破壁处理的作对照。

1.2.2 脱腥方法

采用加热、掩蔽、发酵、酶解、真空等方法对螺旋藻进行脱腥单因素试验。并对脱腥效果较好的因素进行响应面设计。

1.2.3 螺旋藻脱腥后的评定

因脱腥效果无法作定量测定，以20人感官评定结果的平均值表示脱腥效果，并将腥味程度分成5个等级，其中：1表示基本无腥味；2表示腥味较弱；3表示有腥味；4表示腥味一般；5表示腥味偏重。

2 结果与分析

2.1 单因素效果

2.1.1 加热脱腥

由图1可见，温度对螺旋藻脱腥效果的影响比较明显，随着温度的增加，螺旋藻的腥味越来越淡，但是当温度大于60 ℃时，脱腥变化较小，趋于平稳。此外，经高压均质机破壁处理的藻泥脱腥效果较好。

2.1.2 掩盖脱腥

有研究发现，糖蜜提取物对异味和异嗅有显著效果，可显著遮盖令人不快的气味，尤其在减轻鱼腥方面具有显著效果。由图1可见，糖蜜提取物对螺旋藻的掩盖脱腥具有一定的效果，但是不同破壁方式之间的脱腥效果差别不大。

图1 不同条件对螺旋藻脱腥效果的影响

2.1.3 酶解脱腥

有研究显示，螺旋藻中主要产生腥味的物质可能是藻蓝蛋白，因此采用胰蛋白酶对其进行蛋白水解。由图1看出，胰蛋白酶对螺旋藻的脱腥效果处理并不显著，并且藻蓝蛋白已被分解成小分子，由此推断，螺旋藻中的主要腥味物质并非藻蓝蛋白。

2.1.4 发酵脱腥

由图1可知，在酵母粉浓度为8 g·L-1时，脱腥效果最好。经破壁处理的螺旋藻的脱腥效果优于未破壁处理的螺旋藻。但是反应结束后需要对反应液进行灭酶处理，而高温会造成螺旋藻中的有效物质分解或转化，不易于扩大生产。

2.1.5 真空脱腥

当温度大于60 ℃时，高压均质机破壁处理的螺旋藻，会发生褪色，因此设定温度为60 ℃。由图1可知，真空度对螺旋藻脱腥效果非常显著，经过高压均质机破壁处理的螺旋藻脱腥效果最好。采用真空脱腥并不改变螺旋藻的物理性状，且该方法操作简单，是螺旋藻理想的脱腥方法。

2.2 多因素响应面效果

由图1结果可知，加热、真空、掩盖脱腥的效果较好，针对其中的温度(B)、时间(D)、真空度(C)、糖蜜添加量(A)进行响应面设计。根据数据，对糖蜜提取物浓度、温度、时间和真空度四因素与感官评定分数之间的相互关系进行方程拟合，结果见表1。

表1 响应面设计对螺旋藻脱腥效果的影响

由表2可以看出，回归模型P值<0.0001，说明该模型极具显著性，R2=0.949 2说明该模型可以用于预测感官评定分数和最优脱腥工艺。方差分析结果表明，一次项中真空度对感官评定分数有极显著效果，温度有显著效果，二次项中温度影响极显著。变异系数(CV)显示回归模型的可信度，CV值越小，实验稳定性越好，可信度越高，本实验的CV值为5.05%，说明可信度较高。

表2 响应面回归模型方差分析

注：R2=0.949 2； CV=5.05%；*表示差异显著(P<0.05)；**表示差异极显著(P<0.01)。

根据回归模型做出相应的响应面和等高线见图2。不同糖蜜提物浓度、真空度、温度、时间对感官评定分数的影响，比较响应面最高点和等高线可知，在所选范围内无极值点，随着时间和真空度的增加，感官评定分数降低，结合成本考虑，选取真空度为0.06 MPa，时间为2.5 h。

图2 不同影响因素的响应面设计效果

由Design-Expert 8.0.5软件得到优化条件的处理，确定最优提取工艺关键因素为糖蜜提取物浓度0.55 g·L-1，温度61.77 ℃，真空度0.06 MPa，时间2.5 h，理论计算感官评定分数为0.955。结合实际情况确定糖蜜提取物浓度0.55 g·L-1，温度62 ℃，真空度0.06 MPa，时间2.5 h。在此基础上进行验证实验，实测感官评定分数为0.958，与预测值较接近。采用上述脱腥方法与目前已有研究所使用脱腥方法相比，能够有效提高脱腥效果，由此获得的螺旋藻粉适用于多种产品的开发，可进一步扩大螺旋藻粉的适用范围，提高人群接受度。

3 小结

螺旋藻的藻腥味是以醇类、酮类、烷烃类和芳香族化合物为主，还包括萜类、酸酯类哌嗪类化合物等在内的挥发性物质[9-12]。破壁处理能够使这些腥味物质溶解，有利于腥味物质的脱除。目前研究较多的是藻粉复溶脱腥，而其干燥-脱腥-干燥的过程大大增加了生产成本。而采用新鲜藻泥脱腥，干燥处理，可有效降低生产成本。本实验采用加热、掩盖、发酵、酶解、真空等方法对螺旋藻进行脱腥处理，其中采用酵母粉的发酵处理，存在灭酶问题，不易于扩大生产。因而，采用联合加热、掩盖、真空方式进行脱腥，在糖蜜提取物浓度0.55 g·L-1，温度62 ℃，真空度0.06 MPa，时间2.5 h条件下，脱腥效果显著，且不破坏螺旋藻中有效成分，是一种理想的脱腥方式。