□ 羅世華 北海高新技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心

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大宗低值海產(chǎn)品蛋白提取工藝及海鮮精產(chǎn)品的研發(fā)

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本文以低值魚貝類為原料，對(duì)其進(jìn)行組織破碎、多酶水解、濃縮等工藝提取其中生物蛋白資源，用于生產(chǎn)各種海鮮精產(chǎn)品。

在海洋生物資源中，魚貝類是人類最重要的食物資源。尤以低值的魚貝類占的比例最大，小雜魚、低值魚和貝類產(chǎn)量占海洋捕獲量60%～70%。由于北部灣的水產(chǎn)品加工相對(duì)落后，一直來(lái)海洋低值魚貝類未能得到充分的開(kāi)發(fā)利用，其加工率不到30%，有的直接投放海區(qū)作飼料，造成資源的浪費(fèi)和海區(qū)的嚴(yán)重污染。如何合理開(kāi)發(fā)海洋生物資源，成為北部灣研究的重要課題。隨著社會(huì)的進(jìn)步和高新科技的不斷發(fā)展，以低值魚貝類為原料，通過(guò)先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)備加工工藝處理提取其生物蛋白資源，用于生產(chǎn)各種海鮮調(diào)味品及其他產(chǎn)品，可以充分利用海洋低值魚貝類的價(jià)值，減少污染。

實(shí)驗(yàn)材料、工藝流程及方法

實(shí)驗(yàn)材料

主要采用北海豐富的低值魚貝類等為原料

工藝流程

低值海魚、蝦、貝→清洗→絞碎→酶解→滅酶→冷卻→沉降→過(guò)濾→酶解液→提取生物蛋白→真空濃縮→美拉德反應(yīng)→噴霧干燥→調(diào)配→海鮮精調(diào)味品

各種質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)定：

總氮測(cè)定：凱氏定氮法（凱氏定氮儀）

氨基酸態(tài)氮含量測(cè)定：凱氏定氮法（凱氏定氮儀）

揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定：凱氏定氮法（凱氏定氮儀）

設(shè)備

酶控反應(yīng)裝置、溫控反應(yīng)裝置、真空濃縮、板框壓濾機(jī)、噴霧干燥塔、流化干燥床、造粒機(jī)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

低值海產(chǎn)品（魚、蝦、貝）的選擇

低值海產(chǎn)品來(lái)自于不受污染的海域，原料鮮度要求良好，揮發(fā)性鹽基氮≤30 mg/kg，細(xì)菌總數(shù)≤6×106，原料大小不限，除有毒魚、貝（如鮭魚、鯖魚等）外，其他不限，貝類主要為珍珠貝。

清洗

選擇處理量為2～3 T /h的自動(dòng)清洗機(jī)，采用鼓泡式清洗，通過(guò)空氣壓縮機(jī)壓縮空氣，原料翻滾式連續(xù)式清水清洗。

表1 海產(chǎn)品酶解蛋白提取率及氨基酸轉(zhuǎn)化率

絞碎

絞肉機(jī)生產(chǎn)處理量為2 T /h，約3小時(shí)可將原料處理完畢。原料絞碎后，進(jìn)入緩沖缸中。

酶解

筆者自主設(shè)計(jì)了連續(xù)作業(yè)式的可控酶解反應(yīng)系統(tǒng)，提取海產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)。通過(guò)研究提高氨基酸得率并將酶解分階段性和連續(xù)性有機(jī)結(jié)合起來(lái)的方法，使蛋白利用率達(dá)到88%，氨基酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%，其提取出來(lái)的生物蛋白資源基本上無(wú)苦味，所制備的水解蛋白基本無(wú)腥臭味。

1 酶的選擇

利用外切酶和內(nèi)切酶相結(jié)合同時(shí)作用于魚、蝦、貝等原料，先是利用外切酶（采用復(fù)合蛋白酶）將魚、蝦、貝類蛋白肽鍵切段，將大分子的蛋白質(zhì)分解成小分子的多肽類物質(zhì)，然后再利用內(nèi)切酶（風(fēng)味蛋白酶）將多肽物質(zhì)分解成氨基酸，至此將蛋白質(zhì)完全水解，呈味物質(zhì)完全釋放，蛋白質(zhì)的利用率達(dá)到88%以上，氨基酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)50%以上。

2 酶解時(shí)間確定

依據(jù)微生物繁殖的溫度及所用的蛋白酶作用的最適溫度，酶解溫度控制在55℃，PH值為6.5～7.0。在此條件下微生物增長(zhǎng)得到有效控制，從而有效保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，而酶解時(shí)間的確定，通過(guò)試驗(yàn)（如表2所示）得出結(jié)論，魚、貝的最佳酶時(shí)間為9小時(shí)，蝦的最佳酶解時(shí)間為6小時(shí)。

滅酶、冷卻

升溫至90℃，進(jìn)行滅酶15～30分鐘。酶解后酶解液溫度約為90℃，通過(guò)二級(jí)板式冷卻器冷卻（90℃—40℃—10℃），至酶解液溫度為10℃左右.

沉降、過(guò)濾、酶解液、提取生物蛋白

滅酶后的酶解液靜置1小時(shí)沉降，以便進(jìn)行固液分離。通過(guò)4個(gè)容積為4 000 L的靜置沉降罐將酶解液的油層分離出來(lái)，上層為油層，下層為渣液，將上層油去除干凈，中層清夜（為生物蛋白酶解液，無(wú)苦味）進(jìn)入下道工序。酶解液經(jīng)過(guò)30目振動(dòng)篩進(jìn)行固液分離后，經(jīng)過(guò)300目雙聯(lián)過(guò)濾器過(guò)濾。

真空濃縮

清液靜置沉降完成后，出液后，料液經(jīng)板式換熱器加熱，10℃升溫至約70℃送入雙效濃縮器濃縮。通過(guò)濃縮，由固形物含量10%濃縮至約40%，，由10%的酶解液濃縮至約40%的濃縮液每小時(shí)須蒸發(fā)掉水分900 k g/h，設(shè)備的蒸發(fā)能力為1 500 kg/h，5小時(shí)可以完成濃縮。通過(guò)低溫濃縮，很好地保存產(chǎn)品的各種營(yíng)養(yǎng)成分。低溫濃縮的生產(chǎn)參數(shù)為：一效濃縮真空度0.06～0.065 Pa，濃縮溫度為80～85℃，二效濃縮真空度為0.08～0.085 Pa，溫度為70～75℃。

表2 魚、蝦、貝酶解時(shí)間確定試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

美拉德反應(yīng)

本實(shí)驗(yàn)利用美拉德反應(yīng)生香技術(shù)，研究了水解蛋白的組成、含量、美拉德反應(yīng)的工藝和參數(shù)與美拉德反應(yīng)物的呈香特性之間的相互關(guān)系，以及具有不同香型的調(diào)味基料的成分組成、含量和理化特性與其呈味之間的相互關(guān)系，已經(jīng)成功得到具有豐厚的肉香味、醬香味和海鮮味的反應(yīng)物的反應(yīng)條件。美拉德反應(yīng)最佳條件溫度110℃，壓力0.1～0.15 MPa，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，同等條件下反應(yīng)溫度越高，產(chǎn)品顏色越深；反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)品顏色越深。

噴霧干燥（海鮮蛋白粉）

固形物含量為40%的濃漿經(jīng)過(guò)噴霧干燥后，干燥至水分含量不超過(guò)5%的粉體。粉體作為造粒的原料，或者作為成品出售。

噴霧干燥操作條件為進(jìn)風(fēng)溫度220～230℃，出風(fēng)溫度為118～123℃。

調(diào)配

根據(jù)不同消費(fèi)者的愛(ài)好和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分，調(diào)味料內(nèi)按照產(chǎn)品配方稱取一定輔料麥芽糊精，適當(dāng)添加天然香辛料（去腥）、I+G（呈味核苷酸二鈉）、糖、鹽等輔料入夾層鍋內(nèi)，邊加熱邊攪拌進(jìn)行調(diào)配，進(jìn)行均質(zhì)。通過(guò)膠體磨均質(zhì)后，輔料充分混勻，將混合好的物料進(jìn)行制粒，制成的顆料經(jīng)流化干燥床進(jìn)行干燥。

經(jīng)研究，流化干燥參數(shù)：溫度為130℃，水分蒸發(fā)量為115 kg/h的流化床振動(dòng)干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥終止時(shí)物料水分含量不高于5%。流化干燥操作條件為進(jìn)風(fēng)溫度130～150℃，出風(fēng)溫度95～110℃。

海鮮精調(diào)味品

經(jīng)酶解提取、噴霧干燥、美拉德反應(yīng)、造粒及流化干燥，生產(chǎn)的海鮮精調(diào)味品無(wú)腥味，且具有海鮮特有的鮮香風(fēng)味。

結(jié)論

目前，調(diào)味品在營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生、方便、適口的基礎(chǔ)上將呈現(xiàn)多元化發(fā)展格局，尤其是天然調(diào)味品及其調(diào)味基料出現(xiàn)方興未艾的增長(zhǎng)勢(shì)頭。利用復(fù)合酶水解結(jié)合微生物仿生水解技術(shù)對(duì)低值魚進(jìn)行深度酶解，并采用生物脫腥技術(shù)、美拉德反應(yīng)生香技術(shù)等，從大宗低值海產(chǎn)品蛋白資源中開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出富含風(fēng)味提升肽、呈味肽類的高檔調(diào)味品或基料，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。