陳海燕,鄭惠娜,曹文紅,周春霞,章超樺,郝記明,張　靜

(廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院,廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東普通高等學(xué)校水產(chǎn)品深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家貝類(lèi)加工技術(shù)研發(fā)分中心(湛江),廣東湛江 524088)

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響應(yīng)面法優(yōu)化波紋巴非蛤肌肉蛋白酶解工藝條件

陳海燕,鄭惠娜*,曹文紅,周春霞,章超樺*,郝記明,張靜

(廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院,廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東普通高等學(xué)校水產(chǎn)品深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家貝類(lèi)加工技術(shù)研發(fā)分中心(湛江),廣東湛江 524088)

波紋巴非蛤廣泛分布于我國(guó)沿海地區(qū),是一種高蛋白低脂肪的海洋蛋白資源。本研究以水解度、蛋白質(zhì)回收率和感官評(píng)價(jià)為指標(biāo),選取動(dòng)物水解蛋白酶、中性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、木瓜蛋白酶,采用單酶酶解和復(fù)合酶酶解波紋巴非蛤肌肉蛋白,綜合指標(biāo)篩選出最佳酶種類(lèi)及酶解方法。并且以時(shí)間,液料比,加酶量為單因素,采用響應(yīng)面優(yōu)化酶解條件,確定最佳酶解工藝。研究結(jié)果表明:動(dòng)物蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶按1∶1比例同時(shí)添加,酶解3 h后,酶解產(chǎn)物的水解度和蛋白質(zhì)回收率分別達(dá)到22.29%±1.02%和79.95%±0.51%,感官評(píng)價(jià)總分為15.6,與其他酶解方式相比較好。通過(guò)單因素以及響應(yīng)面優(yōu)化,得到最佳酶解條件:加酶量1700 U/g,酶解時(shí)間3.5 h,液料比為3.4∶1。在此條件下,水解度為30.04%±0.64%,蛋白質(zhì)回收率為81.46%±0.70%,與預(yù)測(cè)值水解度30.54%±0.137%和蛋白質(zhì)回收率82.62%±0.092%無(wú)顯著性差異(p>0.05)。感官評(píng)價(jià)綜合得分為15.8,風(fēng)味較好,研究結(jié)果為波紋巴非蛤肌肉蛋白的精深加工利用提供參考。

波紋巴非蛤,酶解,水解度,蛋白質(zhì)回收率,響應(yīng)面

波紋巴非蛤Paphiaundulta俗稱(chēng)“花甲螺”,是一種南海著名的海產(chǎn)貝類(lèi),主要分布于中國(guó)福建、廣東、廣西等地沿海以及日本、澳大利亞、菲律賓、紅海、波斯灣等國(guó)家和地區(qū),是沿海居民經(jīng)常食用的海產(chǎn)貝類(lèi)[1]。波紋巴非蛤不僅肉質(zhì)細(xì)嫩、味道鮮美,且蛋白質(zhì)、糖原、脂肪、微量元素和維生素等含量豐富,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)還含有豐富的生物活性物質(zhì),在降血壓、抗疲勞、抑菌、抗氧化等[2-5]方面均具有顯著的活性,因此,以波紋巴非蛤肉為原料,對(duì)其進(jìn)行精深加工,制備功能產(chǎn)品,具有巨大市場(chǎng)發(fā)展前景。

表2　各蛋白酶的反應(yīng)條件Table 2　The reaction conditions for each protease

通過(guò)生物酶解法降解蛋白質(zhì)是實(shí)現(xiàn)資源高值化利用的一個(gè)重要方面,國(guó)外許多學(xué)者已經(jīng)將此方法廣泛用于食品工業(yè)中[6],如增強(qiáng)抗氧化、抗炎、抗癌活性等[7-9]。酶解方法有單酶的酶解和復(fù)合酶的酶解,其中復(fù)合酶的酶解又包括分步加酶和同時(shí)加酶兩種方式[10]。目前對(duì)于波紋巴非蛤的酶解,大多采用單酶的方法,苗艷麗,袁毅樺分別利用木瓜蛋白酶和堿性蛋白酶對(duì)波紋巴非蛤進(jìn)行酶解,得到了豐富的游離氨基酸和63.04%提取率的小分子肽[11-12];而復(fù)合酶的酶解,只有方富永采用分步酶解的方法提高了酶解液的水解度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[13]。因此,本研究采用單酶和復(fù)合酶酶解兩種方法酶解波紋巴非蛤肌肉,綜合指標(biāo)篩選出最佳酶種類(lèi)及酶解方法,采用響應(yīng)面優(yōu)化酶解工藝,以期為酶解波紋巴非蛤制備功能產(chǎn)品的研究提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

波紋巴非蛤湛江市霞山東風(fēng)市場(chǎng),開(kāi)殼后取肉洗凈瀝干,200 g分裝,于-20 ℃保藏備用。

風(fēng)味蛋白酶(18×104U/g)、動(dòng)物水解蛋白酶(23×104U/g)、中性蛋白酶(20×104U/g)、木瓜蛋白酶(21×104U/g),食品級(jí)廣西龐博生物科技有限公司;其余化學(xué)試劑均為分析純。

JA2003電子天平上海恒平科學(xué)儀器有限公司;UV-8000紫外分光光度計(jì)上海元析儀器有限公司;HZ-9212S恒溫振蕩器太倉(cāng)市科教器材廠;HHS21-8-S水浴鍋上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;料理機(jī)九陽(yáng)股份有限公司;90-4型數(shù)顯恒溫磁力攪拌器上海滬西分析儀器廠有限公司;數(shù)顯雷磁PHS-25 PH計(jì)上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;Sigma 3k15高速冷凍離心機(jī)貝朗國(guó)際生物工程公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1蛋白質(zhì)回收率的測(cè)定方法采用凱氏定氮法[14]

蛋白質(zhì)回收率(%)=上清液中總蛋白質(zhì)含量/底物蛋白質(zhì)含量×100

1.2.2水解度的測(cè)定方法原料中總氮量和非蛋白氮量采用凱氏定氮法[14],水解液中的氨基態(tài)氮量和原料中游離的氨基態(tài)氮量采用中性甲醛電位滴定法[15]。計(jì)算公式如下:

式中:A為原料中總氮量;B為水解液中的氨基氮量;C為原料中游離的氨基氮量;D為原料中的非蛋白氮量。

1.2.3感官評(píng)價(jià)由10位感官評(píng)價(jià)人員(5位男性和5位女性)組成感官評(píng)價(jià)小組,在感官評(píng)價(jià)前對(duì)所有人員進(jìn)行培訓(xùn),參考《食品感官評(píng)價(jià)》[16]和《食品感官評(píng)價(jià)原理與實(shí)踐》[17],以總分為25分,每一項(xiàng)滿(mǎn)分為5分對(duì)酶解液的顏色,腥味,澄清度,苦味,香氣進(jìn)行評(píng)定打分,計(jì)算各個(gè)分?jǐn)?shù)的平均值,感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1　感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1　Standard of sensory evaluation

1.2.4酶解工藝條件優(yōu)化

1.2.4.1單酶酶解實(shí)驗(yàn)波紋巴非蛤解凍后絞碎,稱(chēng)取10 g肉糜,置于燒杯中,液料比為3∶1,加入蒸餾水,均質(zhì),分別加入四種蛋白酶進(jìn)行酶解(酶解條件如表2),酶解溫度為50 ℃,酶解3 h后,100 ℃下滅酶10 min,冷卻,離心(4500 r/min,15 min)取上清液,得到酶解液。測(cè)定水解度、蛋白質(zhì)回收率以及感官評(píng)價(jià)。

1.2.4.2復(fù)合酶酶解分步加酶:在酶解溫度、初始pH不變的條件下,分別加動(dòng)物蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶(500 U/g原料),進(jìn)行酶解,酶解后滅酶,再加風(fēng)味蛋白酶(500 U/g原料),進(jìn)行復(fù)合酶解,酶解后滅酶,離心,取上清液,測(cè)定水解度,蛋白質(zhì)回收率以及感官評(píng)價(jià)。同時(shí)加酶:在酶解溫度、時(shí)間、酶解初始pH不變的條件下,動(dòng)物蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶分別和風(fēng)味蛋白酶按1∶1的比例加入,加酶量均為500 U/g原料進(jìn)行復(fù)合酶解,酶解后滅酶,離心,取上清液,測(cè)定水解度,蛋白質(zhì)回收率以及感官評(píng)價(jià)。

1.2.4.3單因素實(shí)驗(yàn)不同的酶解時(shí)間:在液料比為3∶1,按1∶1的比例添加動(dòng)物蛋白酶與風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行復(fù)合酶解,加酶量為1000 U/g 原料,溫度為50 ℃,自然pH條件下,分別酶解1、2、3、4、5 h。酶解后滅酶,離心,取上清液,測(cè)定水解度和蛋白質(zhì)回收率。不同的液料比:在加酶量1000 U/g 原料,按1∶1的比例添加動(dòng)物蛋白酶與風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行復(fù)合酶解,時(shí)間3 h,溫度50 ℃,自然pH條件下,對(duì)液料比為2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1五個(gè)水平進(jìn)行酶解,酶解后滅酶,離心,取上清液,測(cè)定水解度和蛋白質(zhì)回收率。不同的酶添加量:在酶解溫度50 ℃,液料比3∶1,自然pH條件下,按1∶1的比例添加動(dòng)物蛋白酶與風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行復(fù)合酶解,分別調(diào)整加酶量為500、1000、1500、2000、2500 U/g原料,進(jìn)行酶解3 h,酶解后滅酶,離心,取上清液,測(cè)定水解度和蛋白質(zhì)回收率。

1.2.4.4響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇時(shí)間、液料比、加酶量這3個(gè)因素,以水解度和蛋白質(zhì)回收率為響應(yīng)值,根據(jù)Design-Expert8.0.6軟件中Box-Behnken法設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)方案,其相應(yīng)的因素水平見(jiàn)表3。

表3　Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)因素水平與編碼Table 3　Levels and factors of Box-Benhnken

1.2.5數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0進(jìn)行顯著性(p<0.05)分析,Origin8.0,Design Expert8.0.6作圖。

2　結(jié)果與討論

2.1不同蛋白酶酶解效果的比較

由圖1可知,動(dòng)物蛋白酶作用的水解度為24.70%±0.67%,是四種酶中最高的,其次是中性蛋白酶,木瓜蛋白酶次之,風(fēng)味酶最低。中性蛋白酶的蛋白質(zhì)回收率最高為84.03%±2.34%,其次是動(dòng)物蛋白酶,木瓜蛋白酶次之,風(fēng)味蛋白酶最低。由圖2可知,感官上,動(dòng)物蛋白酶感官評(píng)價(jià)總分為9.9分,效果最好,其次是風(fēng)味蛋白酶9.5分、木瓜蛋白酶次之,中性蛋白酶最差。由于不同的酶作用位點(diǎn)不同,酶解效果也會(huì)有所差異,進(jìn)而呈現(xiàn)出不同的風(fēng)味[18]。所以選取動(dòng)物蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶分別和風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行復(fù)合酶解,選出酶解效果最好的酶種類(lèi)和酶解方式。

圖1　不同酶酶解產(chǎn)物水解度及蛋白質(zhì)回收率比較Fig.1　Comparison of hydrolysis degree and protein recovery of different enzymatic hydrolysis products注:不同字母表示數(shù)值差異顯著, 圖3同,圖4、圖6、圖8～圖10同。

圖2　不同酶酶解產(chǎn)物感官評(píng)定結(jié)果Fig.2　The results of sensory evaluation of different rate enzymatic hydrolysis products

2.2分步加酶酶解方式的選擇

圖3　分步加酶酶解產(chǎn)物水解度比較Fig.3　The comparison of hydrolysis degree of adding the enzyme step by step注:A,B,C,D分別代表動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶,風(fēng)味蛋白酶;A→D酶解時(shí)間為3 h表示先加入A酶解2 h再加入D酶解1 h;4、5、6 h表示先加入A酶解3 h再加入D酶解1、2、3 h;B→D,C→D表示的意思與A→D一致。

由圖3可知,在動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶酶解2 h,再加風(fēng)味蛋白酶酶解1 h時(shí)水解度分別為17.65%±0.53%,17.34%±0.35%,19.55%±0.62%,較動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶酶解3 h,再加風(fēng)味酶酶解的水解度低,綜合分析加入風(fēng)味酶酶解1、2、3 h的水解度無(wú)顯著性差異(p>0.05),考慮到酶解時(shí)間太長(zhǎng)不利于工業(yè)化生產(chǎn),所以選擇動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶酶解3 h再加入風(fēng)味蛋白酶酶解1 h為分步加酶的最合適方式。

2.3分步加酶的酶解效果比較

由圖4可知,在動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶分別酶解3 h,再加風(fēng)味酶酶解1 h后,中性蛋白酶的水解度和蛋白質(zhì)回收率分別是21.59%±2.21%和80.21%±1.29%是三種酶解組合方式中最高的,但其他兩種組合與其也沒(méi)有顯著性差異(p>0.05)。由圖5可知感官效果最好的是動(dòng)物蛋白酶和風(fēng)味酶的組合,總分為14.1,顯著高于其他兩種組合。

圖4　分步加酶酶解產(chǎn)物水解度及蛋白質(zhì)回收率比較Fig.4　The comparison of hydrolysis degree and protein adding the enzyme step by step

圖5　分步加酶酶解產(chǎn)物感官評(píng)定結(jié)果Fig.5　The results of sensory evaluation of recovery of adding the enzyme step by step注:A,B,C,D分別代表動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶, 木瓜蛋白酶,風(fēng)味蛋白酶;A 3 h+D1 h,B 3 h+D1 h, C 3 h+D1 h是動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶, 木瓜蛋白酶酶解3 h后再加風(fēng)味蛋白酶酶解1 h。

2. 4同時(shí)加酶的酶解效果比較

由圖6可知,在動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶分別與風(fēng)味蛋白酶按1∶1的比例同時(shí)加入時(shí),動(dòng)物水解蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶這一組合的水解度為22.29%±1.02%,是較高的,蛋白質(zhì)回收率為79.95%±0.51%,略低于中性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶這一組合,但無(wú)顯著性差異,木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶這一組合結(jié)果是三組中最低的。由圖7可知感官評(píng)價(jià)最好的是動(dòng)物蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶這一組合,總分為15.6,次之是木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶這一組合,總分為11,最差的是中性蛋白酶這一組合。

圖6　同時(shí)加酶酶解產(chǎn)物水解度及蛋白質(zhì)回收率比較Fig.6　The comparison of hydrolysis degree and protein recovery of adding the enzyme simultaneously注:A,B,C,D分別代表動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶, 木瓜蛋白酶,風(fēng)味蛋白酶,AD,BD,CD是同時(shí)加酶。

圖7　同時(shí)加酶酶解產(chǎn)物感官評(píng)定結(jié)果Fig.7　The results of sensory evaluation of adding the enzyme simultaneously

綜合以上酶種類(lèi)和不同酶解方式對(duì)水解度,蛋白質(zhì)回收率,感官效果上的比較分析,單酶酶解和復(fù)合酶酶解對(duì)水解度和蛋白質(zhì)回收率的影響相差甚小,但感官上復(fù)合酶酶解的效果較好,同時(shí)加酶和分步加酶相比較,同時(shí)加酶的感官效果較好,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的需要,選擇動(dòng)物蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶同時(shí)加入這一酶解方式進(jìn)行下一步酶解條件的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

2.5單因素實(shí)驗(yàn)

2.5.1不同的酶解時(shí)間從圖8可以看出,隨著酶解時(shí)間的增加,水解度在不斷增大,特別是從1 h到3 h這段時(shí)間增加迅速,到4 h時(shí)增加緩慢,原因可能是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,底物越來(lái)越少,酶活力下降,水解度趨于平緩。這與許晏用復(fù)合酶提取牡蠣抗氧化肽,水解時(shí)間對(duì)蛋白酶水解度的影響變化一致[19]。但蛋白質(zhì)回收率在2 h到3 h這一時(shí)間段增加迅速,酶解達(dá)到3 h后就不再增大,趨于平緩,略有下降。但從3 h到5 h沒(méi)有顯著性差異(p>0.05),所以選擇2～4 h為響應(yīng)面優(yōu)化范圍。

圖8　酶解時(shí)間對(duì)DH,蛋白質(zhì)回收率的影響Fig.8　The effect of hydrolysis time on DH and protein recovery

2.5.2不同的液料比從圖9可以看出隨著液料比的增加,水解度在逐漸增大,從2∶1到3∶1增加迅速,3∶1到4∶1增加緩慢,從4∶1開(kāi)始已經(jīng)趨于平緩狀態(tài),基本上不再增加。蛋白質(zhì)回收率的變化趨勢(shì)與水解度基本一致,只是液料比4∶1后略有下降。這是因?yàn)榈孜餄舛容^大時(shí),酶與底物接觸不充分,限制了反應(yīng)的進(jìn)行,當(dāng)?shù)孜餄舛戎饾u減小時(shí),溶質(zhì)流動(dòng)性變大,反應(yīng)迅速,當(dāng)?shù)孜餄舛葴p小到一定程度后,水解度和蛋白質(zhì)回收率增加緩慢或略有下降[20]。但與4∶1時(shí)沒(méi)有顯著性差異(p>0.05),所以選擇液料比為2∶1～4∶1為響應(yīng)面優(yōu)化范圍,以確定最佳液料比。

圖9　液料比對(duì)DH,蛋白質(zhì)回收率的影響Fig.9　The effect of liquid-solid ratio on DH and protein recovery

2.5.3不同的酶添加量從圖10可以得出,隨著加酶量的增加,水解度在逐漸增大,從500 U/g到1500 U/g,水解度增加迅速,從1500 U/g開(kāi)始增加緩慢,而且與2000 U/g、2500 U/g沒(méi)有顯著性差異(p>0.05)。蛋白質(zhì)回收率的變化趨勢(shì)與水解度一致,當(dāng)?shù)孜锪恳欢?隨著酶濃度的增加,蛋白酶與蛋白質(zhì)分子肽鏈的接觸機(jī)會(huì)增加,在同一時(shí)間內(nèi)水解的肽鏈數(shù)不斷增加,水解度不斷升高,之后增加趨勢(shì)趨于平緩,原因在于隨著酶用量的增加,底物已被酶分子所飽和,酶用量增加對(duì)水解度影響減弱。這與高郡煥等[21]用中性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶酶解四角蛤蜊的水解度變化趨勢(shì)一致。所以選擇1000～2000 U/g為響應(yīng)面優(yōu)化區(qū)間,以確定最合適的加酶量。

圖10　加酶量對(duì)DH,蛋白質(zhì)回收率的影響Fig.10　The effect of quantity of enzyme on DH and protein recovery

2.6響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

2.6.1響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以酶解時(shí)間、液料比和加酶量為主要因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表4所示。

表4　響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4　Design and results of response surface experimental methodology

2.6.2模型的建立及其顯著性檢驗(yàn)回歸模型方差分析及回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)見(jiàn)表5。利用Design Expert8.0.6軟件對(duì)表4數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)面模型分析,得到DH及蛋白質(zhì)回收率與各因素變量的二次多項(xiàng)回歸模型方程:

Y1=27.52+2.57X1+1.37X2+3.93X3+0.31X1X2-0.35X1X3-1.06X2X3-0.63X12-0.88 X22-1.92X32

Y2=81.04+3.57X1+3.24X2+2.94X3-1.83X1X2-3.42X1X3-0.53X2X3-2.72X12-2.06X22-1.74X32

表5　水解度回歸模型方差分析Table 5　ANOVA for quadratic model for DH

表6　蛋白質(zhì)回收率回歸模型方差分析Table 6　ANOVA for quadratic model for protein recovery

2.6.5響應(yīng)面曲面分析及優(yōu)化通過(guò)回歸模型方差分析結(jié)果,對(duì)其中交互作用顯著的二次項(xiàng)利用Design Expert8.0.6 軟件繪制三維空間曲面圖,見(jiàn)圖11～圖13。

圖11　加酶量和液料比的交互作用對(duì)水解度的影響Fig.11　The effect of quantity of enzyme and liquid-solid ratio on DH

圖12　時(shí)間和液料比的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)回收率的影響Fig.12　The effect of time and liquid-solid ratio on protein recovery

圖13　時(shí)間和加酶量的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)回收率的影響Fig.13　The effect of time and quantity of enzyme on protein recovery

圖11為加酶量和液料比的交互作用對(duì)水解度的影響,呈開(kāi)口向下的凸面,且響應(yīng)曲面中心處于考察的范圍內(nèi),水解度有極大值。圖12是時(shí)間和液料比的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)回收率的影響,隨著時(shí)間和液料比的增加,蛋白質(zhì)回收率在逐漸增大,達(dá)到極值點(diǎn)后,開(kāi)始下降。圖13是時(shí)間和加酶量的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)回收率的影響,與圖12的變化趨勢(shì)一致,這說(shuō)明要尋找的最佳時(shí)間點(diǎn),液料比值和酶的添加量都在設(shè)定的范圍內(nèi)。

根據(jù)Design-Expert 8.0.6軟件,對(duì)兩個(gè)回歸方程進(jìn)行綜合模擬分析,得到模擬酶解波紋巴非蛤制備蛤精的最佳條件為酶解時(shí)間3.56 h,液料比3.48∶1,加酶量1793.40 U/g。此條件下,水解度最大預(yù)測(cè)值為30.54%±0.137%,蛋白回收率為82.62%±0.092%。

2.6.6驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)考慮到實(shí)際生產(chǎn)的便利,將酶解條件改為:加酶量1700 U/g,酶解時(shí)間為3.5 h,液料比為3.4∶1,在此條件下進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到水解度為29.83%±0.64%,蛋白質(zhì)回收率81.46%±0.70%,與模型預(yù)測(cè)值無(wú)顯著性差異(p>0.05),證明該模型能較好的預(yù)測(cè)復(fù)合酶同時(shí)酶解波紋巴非蛤的情況。對(duì)比金帶細(xì)鲹魚(yú)利用單酶酶解后水解度達(dá)到18.15%[22],草魚(yú)蛋白質(zhì)經(jīng)堿性蛋白酶酶解后水解度達(dá)到23.46%[23],牡蠣酶解后蛋白質(zhì)回收率為67.55%[24],波紋巴非蛤經(jīng)復(fù)合酶酶解后具有較高的水解度和較好的蛋白質(zhì)回收率,并且感官評(píng)價(jià)綜合得分為15.8,效果較好,因此選用加酶量1700 U/g,酶解時(shí)間為3.5 h,液料比為3.4∶1為最終的酶解條件。

3　結(jié)論

以水解度,蛋白質(zhì)回收率以及感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)對(duì)動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行單酶酶解的比較,再以動(dòng)物水解蛋白酶,中性蛋白酶,木瓜蛋白酶分別與風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行分步加酶和同時(shí)加酶兩種復(fù)合酶解方式進(jìn)行酶解比較,綜合得出動(dòng)物蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶按1∶1的比例同時(shí)加入這一組合是最合適用于酶解波紋巴非蛤制備蛤肉酶解液的酶解方式。

通過(guò)單因素以及響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn),得到最佳酶解條件:加酶量1700 U/g,酶解時(shí)間3.5 h,液料比為3.4∶1,在此條件下,水解度為30.04%±0.64%,蛋白質(zhì)回收率81.46%±0.70%,與預(yù)測(cè)值水解度為30.54%±0.137%,蛋白質(zhì)回收率為 82.62%±0.092%無(wú)顯著性差異(p>0.05)。感官評(píng)價(jià)綜合得分為15.8,風(fēng)味較好,可為波紋巴非蛤肌肉蛋白的精深加工利用提供參考。

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Optimization of enzymatic hydrolysis ofPaphiaundultamuscle protein by response surface methodology

CHEN Hai-yan,ZHENG Hui-na*,CAO Wen-hong,ZHOU Chun-xia,ZHANG Chao-hua*,HAO Ji-ming,ZHANG Jing

(College of Food Science and Technology,Guangdong Ocean University,Guangdong Province Key Laboratory of Aquatic Products Processing and Safety,Key Laboratory of Advanced Processing of Aquatic Products of Guangdong Higher Education Institution,National Research and Development Branch Center for Shellfish Processing(Zhanjiang),Zhanjiang 524088,China)

Paphia(Paphiaundulta)is widely distributed in the coastal areas of China. It is rich in protein and low fat. Enzymatic preparation conditions ofPaphiaundultamuscle protein was studied in the paper. According to the degree of hydrolysis,protein recov-ery rate and sensory evaluation as the index,the hydrolyzed animal protease,neutral protease,flavor protease and papain as hydrolyzed protease,and the best enzyme type and the enzymatic hydrolysis method was obtained by comprehensive index. And with the time,liquid ratio,quantity of enzyme as a single factor,the optimum conditions of enzymatic hydrolysis were determined by using response surface optimization. The results showed that after 3 hours of simultaneous addition by the ratio of 1∶1 of animal protease and flavor protease enzymatic hydrolysis,the degree of hydrolysis and protein recovery rate of enzymatic hydrolysis product were 22.29%±1.02% and 79.95%±0.51% respectively,the total score of sensory evaluation was 15.6,which was better compared with other enzymatic hydrolysis methods. Through the single factor and response surface optimization experiment,the optimized conditions were the quantity of enzyme of 1700 U/g,enzymolysis time of 3.5 h,liquid-solid ratio of 3.4∶1. Under this condition,the degree of hydrolysis was 30.04%±0.64%,protein recovery rate of was 81.46%±0.70%,there was no significant difference(p>0.05)compared with the predicted value of the degree of hydrolysis and protein recovery rate which were 30.54%±0.137% and 82.62%±0.092%,respectively. The comprehensive score of sensory evaluation was 15.8 with a better flavor and the results provided a reference for the deep processing ofPaphiaundulatemuscle protein.

Paphiaundulta;Enzymatic hydrolysis;degree of hydrolysis;protein recovery rate;response surface

2016-02-25

陳海燕(1989-),女,在讀碩士研究生,研究方向:水產(chǎn)品貯藏與加工,E-mail:chenhhy0209@163.com。

章超樺(1956-),男,博士，教授,研究方向:水產(chǎn)品加工及高值化利用,E-mail:zhangch2@139.com。

鄭惠娜(1979-),女,博士，副教授,研究方向:海洋生物資源高值化利用,E-mail:margaretpaper@126.com。

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-48-07B);廣東省高校重大科研項(xiàng)目培育計(jì)劃(GDOU2013050245);廣東省高等學(xué)校優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計(jì)劃(Yq2014005)。

TS254.4

B

1002-0306(2016)15-0218-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.034