張 楨馬海霞楊賢慶

周娟娟1，3楊 燕1，3梁 慧1，3

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣東 廣州 510300；

2.中國(guó)海洋大學(xué)，山東 青島 266003；3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201300））

羅非魚下腳料酶解液脫腥去苦的研究

張 楨1，2馬海霞1楊賢慶1

周娟娟1，3楊 燕1，3梁 慧1，3

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣東 廣州 510300；

2.中國(guó)海洋大學(xué)，山東 青島 266003；3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201300））

采用微生物發(fā)酵和活性碳吸附兩種處理方式對(duì)羅非魚下腳料酶解液進(jìn)行脫腥去苦的研究。通過(guò)不同的考察指標(biāo)，選取最佳微生物發(fā)酵條件、最佳活性碳吸附條件，并通過(guò)游離氨基酸含量分析，比較處理前后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化，確定羅非魚下腳料酶解液最佳脫腥去苦方式為干酪乳桿菌Lc、植物乳桿菌Lp菌發(fā)酵，發(fā)酵條件：發(fā)酵比例為1∶1（Lc∶Lp），接種量2%，發(fā)酵時(shí)間16h，最適溫度37℃，該條件下對(duì)羅非魚下角料酶解液脫腥去苦效果最佳。

羅非魚；酶解；下腳料；微生物發(fā)酵；活性碳吸附；脫腥；去苦；游離氨基酸

羅非魚是當(dāng)前淡水養(yǎng)殖業(yè)的重要養(yǎng)殖品種之一，其加工產(chǎn)品主要有凍魚片、面包羅非魚和凍全魚［1］。羅非魚在加工過(guò)程中下腳料約占全魚重量的50%，在現(xiàn)有生產(chǎn)水平下，這些下腳料主要用來(lái)生產(chǎn)魚粉，其附加產(chǎn)值低［2］。由于羅非魚下腳料中是蛋白質(zhì)含量較高，故可作為水解蛋白的加工原料。

水解蛋白（HAP）是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白來(lái)源，主要成分是氨基酸、小分子多肽、核苷酸等呈味物質(zhì)。羅非魚下腳料經(jīng)酶解后的水解蛋白溶液呈黃色，有苦腥味。據(jù)報(bào)道［3－7］，水解蛋白的腥臭味來(lái)源于原料本身和水解過(guò)程，其成分包括氨、吲哚、三甲胺、硫化氫、低分子醛酮、揮發(fā)性有機(jī)酸等，考察氨基酸態(tài)氮和感官評(píng)定可以從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味角度描述酶解液的理化性質(zhì)。

苦腥味已成為蛋白質(zhì)酶解物在食品和醫(yī)療保健品中應(yīng)用的主要限制因素［8］。目前水產(chǎn)品蛋白水解產(chǎn)物脫腥去苦方式主要有發(fā)酵法、吸附法和包埋法。微生物發(fā)酵可以去除水產(chǎn)品的腥味和異味，而且能產(chǎn)生特殊的香味，發(fā)酵后產(chǎn)生的代謝物對(duì)香味有增強(qiáng)作用，但是微生物發(fā)酵脫色效果不明顯［9］；在吸附法中，活性炭是一種多孔性含碳物質(zhì)，其孔隙結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)、比表面積極大，故吸附性很強(qiáng)?？傮w來(lái)說(shuō)，活性炭能夠脫去一定的魚腥味，并且作用后顏色很好，其主要缺點(diǎn)就是蛋白質(zhì)損失較大［10］；β－CD是環(huán)狀低聚葡萄糖，由于其存在1個(gè)立體疏水空腔，可依據(jù)主、客間分子大小、范德華力、疏水作用力與許多客體分子形成包合物，從而達(dá)到脫腥的目的［11，12］，但其單獨(dú)使用脫腥去苦效果不明顯，工業(yè)意義研究不大，故本試驗(yàn)未進(jìn)行深入研究。

本試驗(yàn)采用微生物發(fā)酵和活性碳吸附兩種方式處理羅非魚下腳料酶解產(chǎn)物，通過(guò)分析處理后蛋白質(zhì)及總氮損失率、苦味值和腥味值的變化情況，來(lái)研究、比較微生物發(fā)酵、活性碳對(duì)除腥去苦的效果，確定最佳微生物發(fā)酵條件和活性碳吸附條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅非魚下腳料：魚頭、魚排，廣州恒發(fā)水產(chǎn)有限公司；

干酪乳桿菌（Lactobacillus casei，Lc）、植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum，Lp）：廣州微生物工業(yè)研究所微生物保藏中心；

MRS肉湯培養(yǎng)基、MRs瓊脂培養(yǎng)基、活性碳：廣州粵深化學(xué)試劑公司；

風(fēng)味蛋白酶（外切酶）：酶活為8×104U/g，廣州華琪生物有限公司；

木瓜蛋白酶（內(nèi)切酶）：酶活為6×104U/g，廣州齊云生物技術(shù)有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

電子分析天平：GB204，梅特勒－托利多公司；

凱式定氮儀：Kjeltor 2300，丹麥Foss公司；

電熱恒溫水浴鍋：DK－S24型，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

電位滴定儀：809Titando，瑞士萬(wàn)通公司；

pH 計(jì)：PB－10，上海Sartorius公司；

多管自動(dòng)平衡離心機(jī)：TDZ5－WS，長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；

均質(zhì)機(jī)：T 25Basic，德國(guó)IKA Labortechnik公司；

高速氨基酸分析儀：日立835－50型，日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 羅非魚下腳料酶解液制備 將羅非魚下腳料（魚頭、魚排）用絞碎機(jī)絞碎，然后按固液比1∶6.25（m∶V）加水，調(diào)節(jié)pH值和溫度至適宜值，加入木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶（比例1∶3（m∶m），酶添加量（0.3%）進(jìn)行酶解。將酶解液升溫至90℃，并保溫滅酶15min，3 500r/min離心10min，取上清液待測(cè)。

1.3.2 羅非魚下腳料微生物發(fā)酵液制備

（1）接種：無(wú)菌操作，原料中接種一定量的菌種于羅非魚下腳料酶解液中。

（2）發(fā)酵：接種后的發(fā)酵液置于發(fā)酵室中發(fā)酵。

1.3.3 微生物發(fā)酵單因素試驗(yàn)

（1）發(fā)酵溫度的影響：在發(fā)酵時(shí)間為12h、接種量為4%的條件下，分別在28，30，35，37℃的發(fā)酵溫度下對(duì)乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，考察不同發(fā)酵溫度對(duì)微生物發(fā)酵的影響。

（2）發(fā)酵時(shí)間的影響：在發(fā)酵溫度為37℃、接種量為4%的條件下，分別在10，12，14，16h的發(fā)酵時(shí)間下對(duì)乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，考察不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)微生物發(fā)酵的影響。

（3）接種量的影響：在發(fā)酵溫度為37℃、發(fā)酵時(shí)間為12h的條件下，分別在接種量為2%、3%、4%、5%時(shí)對(duì)乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，考察不同接種量對(duì)微生物發(fā)酵的影響。

1.3.4 活性炭吸附試驗(yàn)設(shè)計(jì) 取羅非魚下腳料酶解液50mL，置于100mL燒杯中，加入一定比例的活性炭，在一定溫度的水浴鍋里，攪拌一定時(shí)間，進(jìn)行吸附試驗(yàn)。

1.3.5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

（1）總氮的測(cè)定：用凱氏定氮儀測(cè)定。

（2）氨基酸態(tài)氮的測(cè)定：采用甲醛滴定法。

（3）總酸的測(cè)定：采用酸堿中和滴定法。

（4）氮損失率的計(jì)算：按式（1）進(jìn)行。

（5）氨基酸含量分析：參照文獻(xiàn)［13］。

（6）感官評(píng)定：由十名經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的感官評(píng)定小組成員按照表1所示的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)酶解液進(jìn)行感官評(píng)分［14，15］。

表1 感官評(píng)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation rating criteria

2 結(jié)果與分析

2.1 干酪乳桿菌和植物乳桿菌混合脫腥去苦條件優(yōu)化效果

在單因素試驗(yàn)中，由于兩個(gè)菌種同時(shí)在37℃效果較好，故設(shè)定正交試驗(yàn)的發(fā)酵溫度為37℃，對(duì)混菌發(fā)酵設(shè)計(jì)L25（35）正交試驗(yàn)，考察氨基酸態(tài)氮含量，選取最佳混合微生物發(fā)酵條件。因素水平表見(jiàn)表2，試驗(yàn)結(jié)果分析見(jiàn)表3、4。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factor and level of orthogonal test

由表3和表4可知，各因素對(duì)混菌發(fā)酵羅非魚下腳料脫腥去苦的的主次關(guān)系為時(shí)間＞菌種比例＞接種量，其中時(shí)間具有顯著性影響，發(fā)酵比例、接種量不具顯著影響，故可取低水平值。考慮到工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際，最佳組合為發(fā)酵比例Lc∶Lp為1∶1、接種量為2%、時(shí)間14h，發(fā)酵溫度37℃。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 3 Analysis and results of orthogonal test

表4 正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果Table 4 The orthonogal analysis of variance

2.2 活性碳脫腥去苦效果

判斷活性炭脫腥去苦效果好壞的重要考察因素是水解液的蛋白質(zhì)損失率，在保證蛋白質(zhì)損失率較小的前提下，從節(jié)能和成本核算和水解蛋白的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味的品質(zhì)保證考慮，參考文獻(xiàn)［7］中試驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)得出最佳組合。因素水平及試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5、表6。

表5 正交試驗(yàn)因素水平表Table 5 Factor and level of orthogonal test

表6 活性炭吸附正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 6 Analysis and results of orthonogal of activated carbon adsorption

通過(guò)正交試驗(yàn)，在所設(shè)定的試驗(yàn)水平范圍內(nèi)，活性碳處理對(duì)羅非魚下腳料酶解液脫腥去苦的具有一定效果?？捎杀?、6可看出。通過(guò)綜合比較氮損失率和感官評(píng)分，并從節(jié)能和成本核算以及水解蛋白的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味等方面證考慮，選擇第五次試驗(yàn)為最佳組合，即最佳組合為活性碳用量2g/L，作用時(shí)間40min，作用溫度60℃，這與文獻(xiàn)［7］記載的有關(guān)活性碳吸附脫腥去苦的試驗(yàn)參數(shù)有所不同，這是否與不同魚種類有關(guān)，還有待進(jìn)一步研究。

2.3 處理效果比較

分別對(duì)微生物發(fā)酵（即采用發(fā)酵比例Lc∶Lp為1∶1、接種量為2%、時(shí)間14h，發(fā)酵溫度37℃），活性碳處理的最佳處理工藝（即活性碳用量2g/L，作用時(shí)間40min，作用溫度60℃）進(jìn)行氨基酸態(tài)氮含量、感官評(píng)分的比較結(jié)果見(jiàn)表7。由表7可知，微生物發(fā)酵在氨基酸態(tài)氮含量和感觀評(píng)分中，都較于活性碳吸附處理有優(yōu)勢(shì)，故選取微生物發(fā)酵法作為羅非魚下腳料酶解液脫腥去苦的最佳方案。

表7 兩種處理方式效果分析表Table 7 Result in different processing mode

2.4 氨基酸含量分析結(jié)果

采用日立835－50型高速氨基酸分析儀對(duì)經(jīng)過(guò)不同處理方式的樣品進(jìn)行分析結(jié)果見(jiàn)表8。

由表8可知，與酶解原液相比，經(jīng)微生物發(fā)酵后的游離氨基酸總量增加了0.281 6mg/mL，而經(jīng)活性炭處理的酶解液略有下降。經(jīng)微生物發(fā)酵后，谷氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸、亮氨酸、門冬氨酸均有不同程度的增加，蘇氨酸，胱氨酸的含量有所下降；經(jīng)過(guò)活性碳處理后的門冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸的含量有所增加，其中以組氨酸和精氨酸增加較大，但相比較微生物發(fā)酵處理的效果，活性碳處理后的氨基酸含量較低。

表8 不同處理方式游離氨基酸含量Table 8 Content of free amino acid in different processing mode /（mg·mL－1）

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)微生物發(fā)酵、活性碳吸附兩種方式對(duì)羅非魚下腳料酶解液進(jìn)行脫腥去苦試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：微生物發(fā)酵法的最佳組合是Lc、Lp發(fā)酵比例為1∶1，接種量2%，發(fā)酵時(shí)間16h，最適溫度37℃；活性炭吸附法的最佳組合是活性炭的用量為2g/L，時(shí)間40min，最適溫度55℃，經(jīng)過(guò)對(duì)處理效果及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分析，微生物發(fā)酵是脫腥去苦方式中的最佳方式。本試驗(yàn)比較了混合微生物發(fā)酵和活性炭吸附這兩種羅非魚下腳料酶解液脫腥去苦的方法，發(fā)現(xiàn)微生物發(fā)酵對(duì)于酶解液脫腥去苦的效果，優(yōu)于活性炭吸附作用，但是活性炭吸附可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其優(yōu)點(diǎn)在于所需時(shí)間短、試驗(yàn)條件簡(jiǎn)單等，不過(guò)對(duì)于科學(xué)研究，微生物發(fā)酵有著相對(duì)優(yōu)勢(shì)，可供研究人員借鑒。

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Research on removal bitter and fishiness from hydrolysates of tilapia by－product

ZHANG Zhen1，2MA Hai－xia1YANG Xian－qing1

ZHOU Juan－juan1，3YANG Yan1，3LIANG Hui1，3

（1.South China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Guangzhou，
Guangdong510300，China；2.College of Food Science and Engineering，Ocean University of China，Qingdao，Shandong266003，China；3.College of Food Science，Shanghai Ocean University，Shanghai201300，China）

Research on microbial fermentation，activated carbon adsorption to find the best to remove bitter and fishiness from hydrolysates of tilapia wastes.The best microorganism fermentation conditions and the best active carbon adsorption conditions were gotten by considering different indexes，and through the content of amino acid analyzing，fore and aft nutrition changes comparing，the best processing conditions were obtained to remove bitter and fishiness from hydrolysates of tilapia wastes.And these were：Lactobacillus casei（Lc）to Lactobacillus plantarum （Lp）1：1，inoculation amount 2%，fermentation time 16h，temperature 37℃.

tilapia；enzymolysis；wastes；microbial fermentation；ac－tivated carbon adsorption；off－flavors；removal bitter；amino acids

10.3969/j.issn.1003－5788.2012.02.007

國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（編號(hào)：2010GB 23260577）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（編號(hào)：CARS－49）；廣 東 省 科 技 計(jì) 劃 項(xiàng) 目 （編 號(hào)：2009A020700004）；廣東省水產(chǎn)蛋白改性技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)（編號(hào)：2011A020102005）

張楨 （1987－），女，中國(guó)海洋大學(xué)在讀研究生。E－mail：tracyzhang312＠163.com

楊賢慶

2011－12－01