黃俊偉，張少敏，劉慧燕，崔春*，趙謀明

(1.華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 501641；2.廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院 食品工程系，廣東 佛山 528216)

低氟南極磷蝦酶解物的制備及其營養(yǎng)特性評價

黃俊偉1，張少敏2，劉慧燕2，崔春1*，趙謀明1

(1.華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 501641；2.廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院 食品工程系，廣東 佛山 528216)

利用外源酶和內(nèi)源酶協(xié)同酶解南極磷蝦，對酶解過程中南極磷蝦氟溶出規(guī)律和蛋白水解情況進(jìn)行研究，以氟溶出率和蛋白回收率為指標(biāo)，響應(yīng)面優(yōu)化酶解工藝制備低氟南極磷蝦酶解物，并對其營養(yǎng)價值和抗氧化活性進(jìn)行評價。研究結(jié)果表明：胰酶為最適外源酶，高溫和酸性條件下酶解都會促進(jìn)南極磷蝦氟溶出，最優(yōu)酶解條件為溫度45 ℃，初始pH 7.5，酶解時間7 h，此時氟溶出率和蛋白回收率分別為15.52%和69.64%。南極磷蝦酶解物(AKPHs)的氟含量為24.90 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FDA安全限量標(biāo)準(zhǔn)。AKPHs相對分子質(zhì)量<3000 Da的組分高達(dá)80.48%，其中1000～3000 Da和<500 Da的組分分別為47.97%和20.11%。必需氨基酸、支鏈氨基酸、抗氧化氨基酸、鮮甜味氨基酸和疏水性氨基酸占總氨基酸比例分別為41.18%，18.99%，8.29%，47.50%和40.37%；除纈氨酸含量略低外，其他氨基酸都符合或者超過FAO/WHO/UNU(2007)推薦的成人模式。

南極磷蝦；酶解；氟；營養(yǎng)價值

南極磷蝦是一種小型的、外形類似蝦的甲殼類動物，是世界上最大的動物蛋白資源之一。南極磷蝦在海水中集群分布，密度可達(dá)11.3～44.9 g·m-2，容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化捕撈。南極磷蝦蛋白氨基酸組成豐富，必需氨基酸齊全，消化率高[1]。盡管近年來全球捕獲量日益增長，但南極磷蝦開發(fā)利用率仍偏低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其年最大允許捕獲量(400×104～ 600×104t)。據(jù)報(bào)道，南極磷蝦氟含量極高，全蝦氟含量1102～1432 mg/kg，蝦殼3828～4278 mg/kg，蝦肉178～285 mg/kg[2]，比海水的氟含量(1.3 mg/kg)高出幾個數(shù)量級。研究表明：攝入高含量的氟可能會導(dǎo)致氟骨病、氟斑牙等?？紤]到南極磷蝦富氟特性及其氟的高生物可給性，若直接食用南極磷蝦可能會對人體有害，因此，南極磷蝦主要作為飼料用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)[3]。

為了能有效利用南極磷蝦蛋白，降低其氟含量，提高其食用價值和產(chǎn)品附加值，國內(nèi)外學(xué)者做了許多工作。機(jī)械脫殼處理可以有效回收蝦肉，降低氟含量，但該法會產(chǎn)生大量廢水，蝦肉得率僅為10%～15%(以磷蝦全重計(jì))，蝦肉氟含量依然高達(dá)178～285 mg/kg。磷蝦可用來制作肉糜，但該法耗水多，磷蝦中水溶性蛋白損失嚴(yán)重，蛋白回收率不高。Chen等[4]用堿溶酸沉法回收南極磷蝦蛋白，得率僅為45%～50%，而且該法需要多次調(diào)節(jié)pH和離心，耗水量大，成本高；多次酸洗可降低磷蝦蛋白的氟含量，但會消耗更多的水和試劑，成本更高。酶解處理是提高南極磷蝦蛋白回收率的有效手段。相較于完整蛋白，酶解產(chǎn)物更容易被人體吸收利用。許多研究表明南極磷蝦酶解產(chǎn)物具有抗氧化、抑制有害菌[5]、預(yù)防骨質(zhì)疏松[6]、抑制ACE酶活力[7]等生理活性。

目前關(guān)于南極磷蝦氟方面的文獻(xiàn)報(bào)道大多集中在南極磷蝦富氟機(jī)制研究、氟化物化學(xué)形態(tài)分析、儲藏過程中南極磷蝦氟遷移規(guī)律[8]、加工處理方式對其氟含量影響以及脫氟處理[9]等方面，關(guān)于南極磷蝦酶解過程中氟溶出規(guī)律，尤其是通過控制酶解參數(shù)來減少酶解產(chǎn)物氟含量的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。本文利用內(nèi)源酶和外源酶協(xié)同酶解南極磷蝦，兼顧蛋白回收率和氟溶出率，采用響應(yīng)面優(yōu)化工藝制備低氟南極磷蝦酶解物，并對其營養(yǎng)價值進(jìn)行評價，旨在為高附加值南極磷蝦產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

冰凍南極磷蝦(frozen whole krill)：青島遠(yuǎn)洋捕撈有限公司，-20 ℃保存?zhèn)溆?。酶制劑：胰?重慶市祥盛生物制藥有限公司；PR23和木瓜蛋白酶 廣州裕立寶生物科技公司；堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、復(fù)合蛋白酶 北京諾維信酶制劑公司；酸性蛋白酶 山東隆科特酶制劑有限公司；中性蛋白酶 廣州明遠(yuǎn)生物科技有限公司。超純水為實(shí)驗(yàn)室使用Milli Q超純水儀自制。抗壞血酸、EDTA、鹽酸、氫氧化鈉、硫酸鉀等其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 主要儀器設(shè)備

HYP-308消化爐、KDN-103F型微量凱氏定氮儀 上海纖檢儀器有限公司；善美SM-G21型絞肉機(jī) 廣州新域機(jī)電制造有限公司；電子分析天平 梅特勒-托利多國際股份有限公司；pH-3E pH計(jì) 上海雷磁儀器廠；THZ-82恒溫振蕩器 常州國華電器有限公司；日立L-8800型氨基酸分析儀；Waters 高效液相色譜儀 美國 Waters 公司；Milli Q超純水儀 Merck Millipore公司；PF-202-C氟離子復(fù)合電極 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TG20-WS離心機(jī) 長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 低氟南極磷蝦酶解物的制備

冰凍南極磷蝦→解凍→絞成磷蝦肉糜→按照原料與水1∶1的比例加入超純水?dāng)嚢杌靹颉{(diào)至合適pH，加入0.1% (E/S)外源酶協(xié)同酶解→沸水浴滅酶10 min→冷卻至室溫→8000 r/min離心20 min→上清液過濾紙→南極磷蝦水解物(AKPHs)。實(shí)驗(yàn)中用到的外源酶最適酶解條件如下：胰酶(50 ℃，pH 7.0)；PR23(50 ℃，pH 4.0)；堿性蛋白酶(55 ℃，pH 8.0)；酸性蛋白酶(50 ℃，pH 3.0)；風(fēng)味蛋白酶(50 ℃，pH 7.0)，中性蛋白酶(50 ℃，pH 7.0)，木瓜蛋白酶(50 ℃，pH 7.0)，復(fù)合蛋白酶(50 ℃，pH 7.0)。

1.3.2 基本理化指標(biāo)的測定

粗蛋白：凱氏定氮法，參照國標(biāo)GB/T 5009.5-2010；水分含量：參考國標(biāo)GB/T 5009.3-2010；灰分：參考國標(biāo)GB 5009.4-2010；粗脂肪：Bligh & Dyer法；氟含量：氟離子選擇性電極法，參照國標(biāo)GB/T 5009.18-2003；總糖的測定：苯酚硫酸法。

1.3.3 蛋白回收率、水解度和氟溶出率的測定

使用凱氏定氮法測定原料和酶解液的總氮含量，甲醛滴定法測定氨氮含量，氟離子選擇性電極法測定原料和酶解液的氟含量。蛋白回收率定義為酶解液中的蛋白總量占原料蛋白總量的比值；水解度定義為酶解液中的游離氨氮量占原料總蛋白氮量的比值；氟溶出率定義為酶解液中的總氟量占原料總氟量的比值。

1.3.4 肽分子量分布

參考趙強(qiáng)忠等[10]的方法，采用凝膠色譜法測定酶解液肽分子量分布。標(biāo)準(zhǔn)肽樣品為ferritin(440000 Da)，醛縮酶(158000 Da)，牛血清蛋白(67000 Da)，細(xì)胞色素C(12384 Da)，抑肽酶(6511 Da)，VB12(1355 Da)，谷胱甘肽(307 Da)。將標(biāo)準(zhǔn)品的相對分子質(zhì)量對數(shù)值與洗脫液體積進(jìn)行線性擬合，得到方程y=-2.2777x+18.59(R2=0.99)，其中y為標(biāo)準(zhǔn)肽相對分子量對數(shù)值，x為洗脫體積。

1.3.5 總氨基酸組成的測定

參考GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的測定》。取1 mL待測樣于水解管中，定量加入4 mL去離子水，再加入5 mL(優(yōu)級純)濃鹽酸，水解管用液氮冷卻后減壓封口，放在(110±1) ℃恒溫干燥箱中水解22 h后取出冷卻。然后過濾，取1 mL濾液揮干后加入1 mL去離子水溶解后蒸干，反復(fù)3次，最后加入4 mL pH 2.2緩沖溶液溶解后供氨基酸自動分析儀測定其氨基酸組成。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用Excel軟件進(jìn)行處理，Design Expert(Trial Version 8.0.5)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)，SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 南極磷蝦基本成分分析

表1 南極磷蝦基本成分

南極磷蝦蛋白是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，氨基酸種類齊全，而且磷蝦蛋白的生物價比其他肉類蛋白和奶類蛋白(例如酪蛋白)高。由表1可知，蛋白質(zhì)是南極磷蝦除水分外的主要成分，干基蛋白質(zhì)含量高達(dá)63.34%，這與Grantham的研究結(jié)果相一致[11]。南極磷蝦含有3.88%的粗脂肪，灰分和氟含量也相當(dāng)高，分別為2.70%和278 mg/kg(鮮重計(jì))，若以干重計(jì)，其氟含量高達(dá)1336 mg/kg。美國FDA規(guī)定魚蛋白濃縮物的氟含量最高為100 mg/kg，而我國的限量標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，GB 2762-2005規(guī)定肉類和魚類(淡水)的氟含量不得高于2 mg/kg。可見，未經(jīng)處理的南極磷蝦其氟含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這些安全標(biāo)準(zhǔn)，直接食用南極磷蝦可能會對人體有害。

2.2 最佳外源酶的篩選

圖1 不同外源酶對南極磷蝦蛋白酶解效果的比較

圖2 不同外源酶對南極磷蝦氟溶出效果的比較

選用目前常用的食品級蛋白酶，包括最適pH在酸性(PR23、酸性蛋白酶)、中性(胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、復(fù)合蛋白酶)和堿性蛋白酶來酶解南極磷蝦。由圖1可知，胰酶的酶解效果最好，蛋白回收率高達(dá)68.42%，水解度為29.66%；其次為PR23和堿性蛋白酶，它們的蛋白回收率分別為55.44%和55.42%。木瓜蛋白酶的酶解效果最差，蛋白回收率和水解度僅為39.97%和16.71%。由圖2可知，酸性條件酶解的樣品氟溶出率最大，PR23和酸性蛋白酶酶解樣品的氟溶出率分別高達(dá)12.60%和12.85%。除了胰酶外，中性和堿性條件下酶解對南極磷蝦的氟溶出率影響最小。Qi等[12]在堿溶酸沉法提取磷蝦蛋白時發(fā)現(xiàn)pH值對南極磷蝦氟溶出效果沒有影響；而Wang認(rèn)為南極磷蝦中的氟具有酸溶出特性，本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果正好驗(yàn)證了后者的結(jié)論。胰酶樣品的氟溶出率最高，這可能與蛋白質(zhì)降解有關(guān)。凍藏過程中南極磷蝦中的氟會逐漸遷移到磷蝦肉中，磷蝦肉中本來就有的氟和遷移進(jìn)來的氟在酶解過程中與蛋白質(zhì)結(jié)合能力變?nèi)?，大量的氟因而轉(zhuǎn)移到酶解液中。綜合考慮蛋白回收率和氟溶出率，我們選擇胰酶來進(jìn)行后續(xù)的工藝優(yōu)化研究。

2.3 低氟南極磷蝦酶解物的響應(yīng)面優(yōu)化分析

2.3.1 回歸模型的建立

根據(jù)Box-Benhnken原理設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。為了反映酶解過程中的磷蝦蛋白水解情況和氟溶出規(guī)律，我們選擇Y1蛋白質(zhì)回收率、Y2溶出率作為響應(yīng)值。綜合預(yù)實(shí)驗(yàn)中單因素實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果，固定外源酶的添加量為0.1%(E/S)，料液比為1∶1，選擇對響應(yīng)值影響較大的3個影響因素——酶解pH、溫度、時間來進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，以求得到蛋白回收率高、氟溶出率低的南極磷蝦最優(yōu)酶解工藝，實(shí)驗(yàn)因素水平見表2，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 響應(yīng)面優(yōu)化法各因素和水平設(shè)計(jì)

表3 南極磷蝦酶解響應(yīng)面分析方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

使用Design Expert(Trial Version 8.0.5)來進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)，總共有15個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，其中12個為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，3個為中心點(diǎn)，以估算誤差。利用二次回歸方程對表3中15個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)值和因素進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到以下數(shù)學(xué)模型：

Y1=68.18+1.79A+1.01B+2.09C+0.048AB+1.27AC+1.30BC+0.12A2-0.21B2-2.37C2；

Y2=20.41-0.19A+2.04B+0.17C-0.53AB+0.073AC+0.56BC+0.14A2-1.79B2-1.46C2。

2.3.2 回歸模型的檢驗(yàn)

表4 蛋白質(zhì)回收率的響應(yīng)面二次模型方差分析

表5 氟溶出率的響應(yīng)面二次模型方差分析

由表4和表5可知，這兩個模型的F值分別為14.47和12.87，對應(yīng)的P值為0.0045和0.0058，均小于0.01，說明這兩個數(shù)學(xué)模型具有高度顯著性；失擬項(xiàng)(lack of fit)表示模型預(yù)測值與實(shí)際值不擬合的概率，表4和表5中失擬項(xiàng)均大于0.05，說明模型失擬不顯著；模型復(fù)相關(guān)系數(shù)R2分別為96.3%，95.86%，表明有大約3.7%和4.14%的總量變異不能由模型進(jìn)行解釋；變異系數(shù)分別為1.33%和3.67%，說明數(shù)據(jù)離散程度?。粌蓚€模型的信噪比(Adeq Precision)均大于4。上述參數(shù)說明實(shí)驗(yàn)值和預(yù)測值之間具有很好的擬合度，這兩個模型因素水平區(qū)間設(shè)計(jì)合理，可用于對低氟南極磷蝦酶解物的制備工藝實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、預(yù)測。對于蛋白質(zhì)回收率模型， A(pH)，C(時間)和C2對結(jié)果有極顯著性影響；B(溫度)，AC，BC有顯著影響；B(溫度)，B2，C2對氟溶出率有極顯著影響；A(pH)，C(時間)和交互項(xiàng)對氟溶出率不顯著。由F值和P值可知，一次項(xiàng)中，時間和pH對蛋白回收率影響最大，溫度影響最小，但溫度卻是影響氟溶出率的最主要因素。由此可知，各個因素對蛋白質(zhì)回收率和氟溶出率的影響不是簡單的線性關(guān)系。

2.3.3 回歸模型降維分析

圖3 蛋白回收率和氟溶出率的響應(yīng)面分析

由圖3中a可知，隨著溫度和pH的升高，南極磷蝦酶解液的蛋白回收率逐漸上升，而且pH對蛋白回收率的影響比溫度更大，兩者交互作用不顯著，這與方差分析結(jié)果一致；在50～55 ℃，pH在7～7.5之間蛋白回收率有最大值，這可能是因?yàn)樵摋l件接近胰酶和南極磷蝦內(nèi)源性蛋白酶水解系統(tǒng)的最適pH和最適溫度。Wang等研究南極磷蝦二段自溶工藝時發(fā)現(xiàn)南極磷蝦第一段自溶和第二段自溶的最優(yōu)pH分別為7.5和7.23；Kolakowski等[13]研究認(rèn)為50～55 ℃是利用內(nèi)源酶酶解得到南極磷蝦多肽的最優(yōu)溫度。由此可見，在該條件下外源酶和內(nèi)源酶協(xié)同酶解效果最好。

由圖3中b可知，當(dāng)酶解時間較短時，溫度對蛋白回收率的影響不明顯；酶解時間較長時，隨著酶解溫度升高，蛋白回收率逐漸變大；在整個酶解過程中，隨著酶解時間的延長，蛋白回收率逐漸上升趨于平緩，甚至有些下降。

由圖3中c可知，溫度處于低水平時pH對氟溶出沒有顯著影響，高溫條件下pH值越低，氟越容易溶出。Wang在研究中也發(fā)現(xiàn)酸性條件下南極磷蝦中的氟更容易溶出，并利用該特性提取出低氟南極磷蝦蛋白。由圖3中c也可知，高溫酶解時的氟溶出率明顯高于低溫酶解時的氟溶出率，這可能是因?yàn)闇囟壬邔?dǎo)致南極磷蝦中的氟活化能越來越大，氟更容易遷移到酶解液中；此外，隨著蛋白回收率的提高，南極磷蝦蛋白在酶解過程中逐漸降解小分子肽和游離氨基酸，導(dǎo)致原先與蛋白質(zhì)結(jié)合的氟化物被釋放出來。

由圖3中d可知，低溫條件下延長酶解時間，氟溶出率幾乎沒有變化，而高溫下隨著酶解時間的增加，氟溶出率逐漸增大?？梢姡L時間高溫酶解會造成酶解物的氟含量過大，降低產(chǎn)品安全性。

2.3.4 模型最優(yōu)分析與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

利用軟件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面最優(yōu)化，在料液比1∶1，胰酶添加量0.1%(原料計(jì))的條件下，將蛋白質(zhì)回收率優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定為“maximize”，氟溶出率優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定為“minimize”，得到蛋白回收率高、氟溶出率低的南極磷蝦酶解工藝：酶解時間7 h，酶解溫度45 ℃，酶解pH 7.5，此時蛋白回收率和氟溶出率分別為68.52%和15.29%。我們采用上述最優(yōu)工藝，得到實(shí)際條件下蛋白回收率和氟溶出率分別為69.64%和15.52%，預(yù)測值和實(shí)驗(yàn)值相差僅1.12%和0.23%，可見該模型預(yù)測可行。最優(yōu)條件下AKPHs水解度為30.71%，氟含量較低，僅為24.90 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國FDA的限量標(biāo)準(zhǔn)(100 mg/kg)，但是該含量仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國水產(chǎn)品氟化物限量(2 mg/kg)，可見本文制備的南極磷蝦酶解液還需要深度脫氟處理，以達(dá)到中國食用標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.5 AKPHs肽分子量分布

采用凝膠色譜測定南極磷蝦酶解液的肽分子量分布，結(jié)果見表6。

表6 酶解產(chǎn)物肽分子量分析結(jié)果

由表6可知，相對分子量在1000～3000 Da的組分為AKPHs的主要成分，占比為47.97%，其次為分子量小于500 Da的組分和分子量在3000～5000 Da的組分，占比分別為20.11%和14.73%。酶解液中大分子物質(zhì)含量最少，分子量大于10000 Da的組分和分子量在5000～10000 Da的組分僅占AKPHs的0.54%和4.25%。由此可見，在酶解過程中南極磷蝦中的大分子蛋白質(zhì)逐漸被水解成小分子的多肽和氨基酸，小分子量物質(zhì)(主要為多肽和游離氨基酸)是南極磷蝦酶解液的主要成分。已有文獻(xiàn)報(bào)道，小分子肽不僅容易被人體吸收利用，而且具有許多生理活性，例如抗氧化、降血壓功效等。目前國內(nèi)外研究的生物活性肽其分子量主要集中在3000 Da以下，本實(shí)驗(yàn)制得南極磷蝦酶解物分子量小于3000 Da的組分高達(dá)80.48%，這也預(yù)示著AKPHs具有較高的營養(yǎng)價值和生理活性，值得我們對其進(jìn)行深入研究。

2.3.6 AKPHs營養(yǎng)學(xué)特性分析

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值主要與其含有的氨基酸種類、含量和比例有關(guān)。AKPHs的氨基酸組成見表7。

表7 AKPHs氨基酸組成分析

注：Trp在強(qiáng)酸水解過程中被破壞；必需氨基酸包括Met，Trp，Leu，Ile，Phe，Lys，Val，Thr；支鏈氨基酸包括Leu，Ile，Val；抗氧化氨基酸包括His，Tyr，Met，Cys；鮮甜味氨基酸包括Glu，Asp，Phe，Tyr，Ala，Gly；疏水性氨基酸包括Ala，Val，Trp，Met，Leu，Ile，Tyr，Phe，Pro。

由表7可知，AKPHs氨基酸組成豐富，種類齊全，幾乎含有構(gòu)成蛋白質(zhì)的所有氨基酸。其中，谷氨酸和天冬氨酸的含量最高，分別為6.76，4.43 mg/mL，而胱氨酸含量最低，僅為0.217 mg/mL。AKPHs含有所有必需氨基酸，其含量占總氨基酸的41.18%；Cys，Met，Tyr和His等抗氧化氨基酸和Leu，Ile，Val等支鏈氨基酸的含量也較高，其含量分別占總氨基酸的8.29%和18.99%，表明AKPHs具有較高的營養(yǎng)價值和生理活性。AKPHs的疏水性氨基酸的含量極高，占總氨基酸的40.37%，這些氨基酸對AKPHs的抗氧化活性有一定的貢獻(xiàn)作用。此外，Asp，Glu，Gly和Ala等鮮甜味氨基酸的含量高達(dá)47.50%，說明AKPHs鮮甜味突出，口感好。為了進(jìn)一步評價AKPHs的營養(yǎng)價值，我們將其與FAO/WHO/UNU(2007)推薦模式比對分析。由表7可知，除了纈氨酸的含量和氨基酸評分比推薦模式略低外，其他的氨基酸含量都滿足或超過FAO/WHO/UNU(2007)推薦的成人模式[14]，說明AKPHs營養(yǎng)價值高，能夠滿足人們的營養(yǎng)需求。

3 結(jié)論

南極磷蝦蛋白質(zhì)含量高，其干基蛋白質(zhì)含量為63.34%，但是其干基氟含量高達(dá)1336 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于FDA限量標(biāo)準(zhǔn)(100 mg/kg)和中國水產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)(2 mg/kg)，如果直接食用未經(jīng)處理的南極磷蝦可能會對人體有害。

酶解溫度越高，氟的溶出率越大，酸性條件也會促進(jìn)南極磷蝦氟溶出。在對南極磷蝦進(jìn)行酶解處理時可以選擇最適pH在中性范圍的蛋白酶類，避免在酸性條件下酶解。

通過Box-Benhnken響應(yīng)面優(yōu)化法得到低氟南極磷蝦酶解物制備工藝，最優(yōu)酶解條件為：料液比1∶1，胰酶添加量0.1%(原料計(jì))，酶解溫度45 ℃，pH 7.5，酶解時間7 h，此時蛋白質(zhì)回收率和氟溶出率分別為69.64%和14.25%，酶解物的氟含量僅為24.90 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FDA安全限量標(biāo)準(zhǔn)100 mg/kg。

AKPHs的組成成分以小分子肽為主，小于3000 Da的組分高達(dá)80.48%，其中小于500 Da的組分和1000～3000 Da的組分分別為20.11%和47.97%。AKPHs氨基酸含量豐富，必需氨基酸、支鏈氨基酸、抗氧化氨基酸、鮮甜味氨基酸和疏水性氨基酸占比分別為41.18%，18.99%，8.29%，47.50%和40.37%，除了纈氨酸的含量和氨基酸評分比推薦模式略低外，其他的氨基酸含量都滿足FAO/WHO/UNU(2007)推薦的成人模式。

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Preparation of Antarctic Krill Hydrolysates with Low Fluoride Content and Evaluation of Their Nutritional Properties

HUANG Jun-wei1, ZHANG Shao-min2, LIU Hui-yan2, CUI Chun1*, ZHAO Mou-ming1

(1.School of Food Science and Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510641, China; 2.Department of Food Engineering, Guangdong Vocational College of Environmental Protection Engineering, Foshan 528216, China)

Synergistic hydrolysis of Antarctic krill (Euphausiasuperba) is performed with exogenous and endogenous enzymes, and fluoride dissolution patterns as well as proteolysis characteristics are investigated in this study. The fluoride dissolution rate and protein recovery are as response values, response surface methodology (RSM) is applied to optimize the preparation of Antarctic krill hydrolysates with low fluoride content. Their nutritional values and antioxidant activities are determined. Hydrolysis temperature of 45 ℃, initial pH of 7.5 and hydrolysis duration of 7 h are the optimal parameters. Under the above conditions, the fluoride dissolution rate and protein recovery are 15.52% and 69.64% respectively. The fluoride content of Antarctic krill protein hydrolysates is 24.90 mg/kg, which is far below the FDA limit. The hydrolysates with molecular weight <3000 Da accounting for 80.48% of Antarctic krill hydrolysates, the peptides with MW of 1000～3000 Da and hydrolysates with MW<500 Da accounting for 47.97% and 20.11% respectively. Among the total amino acids, the essential amino acids, branched-chain amino acids, antioxidant amino acids, umami and sweet amino acids and hydrophobic amino acids accounting for 41.18%, 18.99%, 8.29%, 47.50% and 40.37% respectively. All amino acids are in sufficient amount to meet FAO/WHO/UNU requirements for adults except Val.

Antarctic krill; enzymatic hydrolysis; fluoride; nutritional value

2016-11-17 *通訊作者

廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(201604020067)

黃俊偉(1991-)，男，碩士，研究方向：食品生物技術(shù)；

崔春(1978-)，男，教授，博士，研究方向：食品生物技術(shù)。

TS201.4

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.05.006

1000-9973(2017)05-0021-07