贻贝蛋白的提取工艺的过程研究

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贻贝隶属于软体动物门、双壳纲、贻贝目、贻贝科,盛产于我国渤海、黄海等海域,在我国北方称海红,江浙一带称淡菜,容易人工养殖,产量高,有较高的营养价值、经济价值和药用价值。现代研究表明,贻贝提取物有抗肿瘤、抗衰老、抗病毒和抗菌等功能,具有增加机体免疫能力、降低血脂含量的功效。但我国的贻贝主要以活鲜品销售为主,精深加工率较低,贻贝上水后保鲜期短,一般是1~2天,即使加冰运销,也只能保存三天。为了解决贻贝出路,促进贻贝养殖事业的发展,应把贻贝的利用转向效益更好的开发海洋精深加工方向上来。本实验的目的是通过生物酶解制备贻贝蛋白粉,为进一步有效的合理利用贻贝寻找新的途径,对提高贻贝的经济价值具有重大意义。

1 材料与方法

1.1主要材料及试剂

贻贝购自浙江省舟山市南珍市场;胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、碳酸钠及氢氧化钠等购自北京亚太恒信生物科技有限公司。

1.2主要仪器

德国Sart0rius AG公司BSAl24S型电子天平;上海博迅实业有限公司医疗设备厂SSW型微电脑电热恒温槽;上海标本模型厂DS-l型高速组织捣碎机;日本HITACHI公司CFl6RXII高速冷冻离心机;上海洪纪仪器设备有限公司ATN-300自动凯氏定氮仪以及索氏脂肪抽提器、电热恒温鼓风干燥箱、马福炉、坩埚等。

1.3实验方法

酶活力测定F0lin酚法;

总氮量测定凯氏定氮法测定;

水解度用凯氏定氮法测定上清液和酶解液中蛋白质的含量,水解度公式为:水解度(%):上清液中蛋白质含量/酶解液中蛋白质总量×100%;蛋白质回收率(%)=酶解液中的蛋白质含量/贻贝中蛋白质总量×100。

脂肪测定索氏提取法;

水分测定常压干燥法;

灰分的测定灼烧称重法;

2 工艺流程

贻贝肉匀浆加酶水解灭酶脱苦脱腥抽滤水解液调等电点离心干燥。

3 工艺关键控制点

3.1选酶 确定所使用的酶及该酶进行水解试验最适用酶量、pH、时间、温度条件。

3.2灭酶 90℃条件下水浴加热15min,使灭活酶的同时起到一定的杀菌效果。

3.3脱苦脱腥 用硅藻土对滤液脱色除臭,抽滤得滤液。

3.4调配水解液 用酸滴定水解液,达到等电点时,蛋白质呈絮状沉淀析出。

3.5离心取蛋白 10000r/min离心15min后去除上清液,得到贻贝蛋白质。

3.6干燥制粉 真空冷冻干燥得到蛋白粉成品。

4 结果与讨论

4.1原料一般营养成分分析

贻贝贝肉一般营养成分分析结果见表1。原料水分含量最高,达80.47%;灰分含量最底1.16%。根据对贻贝成分分析,对其加工利用时,主要考虑蛋白质的利用率。鉴于贻贝蛋白质含量为12.11%,可以利用其加工成蛋白粉。在加工蛋白粉时,选择合适的酶进行水解液的制备是关键,从而在一定程度上可以提高经济效益。

4.2酶种选择

称取贻贝肉63克,放于锥形瓶中加入水126mL,使肉:水=1:2,摇匀加盐酸或氢氧化钠溶液调pH值。选择木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶作为水解用酶。分别在各种酶在合适条件下对原料分别进行水解,以水解度和蛋白质回收率作为评价指标,水解效果见表2。并进行感官评价见表3。

由表2可知,对于同一种蛋白质,采用不同的蛋白酶,由于酶本身的特性不同,酶水解的位点也不尽相同,使得水解效果不一。由试验知道,随着时间的变化,蛋白质水解度不断增加,到达一定时间后增加缓慢,且苦腥味加重。比较可知,中性蛋白酶的水解效果相对较为理想,胃蛋白酶与木瓜蛋白酶水解效果都不佳。同时,中性蛋白酶由微生物发酵制得,价格相对比较便宜。则选择中性蛋白酶水解贻贝较为合适。

由表2可知,木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶在酶解适宜条件下进行水解试验时,中性蛋白酶在其最佳酶解条件下水解效果最好。因此,选择中性蛋白酶作为实验用酶。

4.3中性蛋白酶适宜条件的确定

4.3.1水解时间的选择

采用中性蛋白酶在酶解初期的l h内,酶解反应速率最大,水解率达到26%左右,之后水解率不断增加,3 h后,水解效果增加不明显,反映基本达到平衡。为了获得较好的水解效果,但同时也考虑到水解时间,本试验选择水解时间为4h,见图1。

4.3.2温度的选择

在E/S=4000 U/g,pH=7,固液比为1:2,温度为40、50、55℃时进行酶解(图2)。由图2可看出,反应在第4h后,最终水解度开始随温度的升高而增大。而55%条件下,最终水解度反而随温度升高而减小。因此,中性蛋白酶的酶解适宜温度在50%为宜。

4.3.3pH的选择

在E/S=4000 U/g,固液比为1:2,温度为50℃的条件下,分别将pH值调整为6.5、7.0、7.5时,水解度也不同(图3)。图3表明,当pH降低时,水解效果不佳,水解率较低。而pH=7.5时,酶水解速率最大,可见中性蛋白酶水解翡翠贻贝的最适pH=7.5。

4.3.4酶用量的确定

中性蛋白酶是一种内切蛋白酶,作用的位点有一定的选择性。在pH=7.5,固液比为1:2,温度为50~C条件下,酶使用量不同,水解结果有所差别(图4)。由图4可看出,酶用量增加能提高水解度,其中加酶在5000U/g时所达到的最终水解效果和6000U/g的最终水解度接近。查阅资料后,此结果可解释为,酶用量在5000U/g以下时,酶解后期,底物能与酶结合的位点偏少,出现水解率随酶用量增加而水解效果不佳的现象。本着成本因素的考虑,选择4000U/g较为合适。

4.3.5固液比的确定

在E/S=4000 U/g,温度为50℃,pH=7.5的条件下进行不同加水量的选择,其水解效果不同(图5)。由图5可知,随着固液比比值增大,水解度也增大。从实验结果角度出发,采用固液比为1:2。

4.4贻贝蛋白粉的制备

脱苦脱腥后的贻贝蛋白水解液经真空冷冻干燥,得到淡黄色粉末状成品,无不良气味。

5 结束语

翡翠贻贝味道鲜美、营养丰富,是一种集营养、保健、防病于一体的食品。贻贝蛋白质含量高,含有人体所需的8种必需氨基酸,脂肪含量低,但必需脂肪酸和多不饱和脂肪酸系列的EPA和DHA的含量甚高。此外,还含有大量的维生素和人体所必需的锰、锌、硒、钻和碘等多种微量元素。贻贝肉风味独特,牛磺酸的含量丰富,具有特殊的类似于蚝的香味。是一种绿色、安全的海洋水产品。

经测定其中粗蛋白质含量为12.11%,水分含量为80.47%,粗脂肪含量为1.34%.粗灰分含量为l_16%。同时,实验利用酶法水解贻贝制蛋白粉工艺,得到了中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胃蛋白酶水解贻贝制蛋白粉。其各自最佳实验条件分别为:温度50'E、55℃、37℃,pH为7.5、7.0和2.0,固液比1:2,酶浓度为0.2%。三种酶经实验比较得,中性酶水解效果最佳,水解时间4 h,蛋白质回收率95.47%,水解度49.93%。其水解工艺条件为:固液比1:2,温度50℃,为pH=7.5,水解时间4 h。木瓜蛋白酶水解效果较差。

本试验制得的水解液,因是不完全水解,故水解液中存在着较多的游离氨基和蛋白质。因此,水解液可能比贻贝肉更容易被人体消化吸收。可以用来作为其他食品的辅料,提高营养价值。如将水解液加入面粉中制作海鲜挂面,可以提高挂面的营养价值和经济价值。同时可干燥成为高消化率的贻贝粉,还可以在水解液中加入一些调味料和香料(如葱、蒜、姜、辣椒等),经干燥后制作方便食品(如快食面)的海鲜调味料。本实验为了更好的提高贻 贝的经济效益,进一步有效的合理利用贻贝提供了一条新的思路。

基金项目:浙江省教育厅科研项目(N0.Y200907990);浙江省科技厅公益性技术研究项目(N0.2010C34007)。

作者简介:闫海强(1978一),男,讲师,研究方向:海洋保健食品和海洋药物。