元向東+王海峰

摘要：以3種脫苦劑風(fēng)味蛋白酶、活性炭和β-環(huán)糊精對(duì)骨膠原蛋白溶液的脫苦效果進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明，風(fēng)味蛋白酶作為脫苦劑的最佳條件：酶用量為8 000 U，pH值=6.5，溫度為45 ℃，時(shí)間為3.0 h；活性炭作為脫苦劑的最佳條件：活性炭用量為1%，pH值=7，溫度為40 ℃，時(shí)間為0.5 h；β-環(huán)糊精作為脫苦劑的最佳條件：β-環(huán)糊精用量為2.0%，pH值=7，溫度為35 ℃，時(shí)間為1.0 h。通過對(duì)3種脫苦劑風(fēng)味蛋白酶、活性炭和β-環(huán)糊精對(duì)骨膠原蛋白溶液脫苦后的效果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明風(fēng)味蛋白酶脫苦效果最好。

關(guān)鍵詞：骨膠原蛋白；風(fēng)味蛋白酶；活性炭；β-環(huán)糊精；脫苦劑；酶用量；pH值；溫度

中圖分類號(hào)： TS201.2+1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）17-0186-03

膠原蛋白是一類在所有哺乳動(dòng)物中都存在的纖維狀、大分子蛋白質(zhì)，是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中最豐富的蛋白質(zhì)，約占整個(gè)細(xì)胞總蛋白的1/4[1-2]，主要存在于哺乳動(dòng)物的皮、肌腱、骨等組織中，起著支撐、保護(hù)機(jī)體的作用[3-4]。膠原蛋白種類較多，其中Ⅰ型膠原蛋白主要存在于動(dòng)物的皮和骨中[5-6]。膠原蛋白有很強(qiáng)的生物活性及生物功能，它參與細(xì)胞的遷移、分化、增殖，使皮膚、骨骼、軟骨、肌腱、韌帶和血管保持一定的機(jī)械強(qiáng)度和彈性。在醫(yī)學(xué)上已用于藥物膠囊、緩釋劑、止血、人體組織代替物、修復(fù)皮膚等[7-8]；在食品工業(yè)中用來制作腸衣等可食性包裝材料和固定化酶載體等[9-10]。動(dòng)物骨骼經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚砗罂傻玫侥z原蛋白，同時(shí)產(chǎn)生了大量的苦味肽，苦味肽的苦味主要是由構(gòu)成肽鏈?zhǔn)杷园被嵋鸬?。?dāng)?shù)鞍踪|(zhì)水解時(shí)，肽鏈含有的疏水性氨基酸就會(huì)暴露出來，接觸味蕾呈現(xiàn)苦味[11]。這些苦味肽的形成引起食品的風(fēng)味缺陷，限制了其應(yīng)用。目前，國內(nèi)關(guān)于掩蓋和除去骨膠原蛋白苦味的研究報(bào)道很少，本研究對(duì)骨膠原蛋白脫苦工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，以期為改善骨膠原蛋白口感提供技術(shù)支持，改善食品的風(fēng)味缺陷，擴(kuò)大骨膠原蛋白的應(yīng)用。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

骨膠原蛋白由包頭東寶生物技術(shù)股份有限公司提供；風(fēng)味蛋白酶由諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司提供；活性炭、β-環(huán)糊精。

1.2儀器與設(shè)備

主要儀器有AR1140電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]、pH值計(jì)（PHS-3B型上海雷磁儀器廠）、數(shù)顯恒溫水浴鍋（上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司）、自動(dòng)攪拌器（上海精密科學(xué)儀器廠）。

1.3感官鑒定方法

固定10名品嘗者對(duì)骨膠原蛋白溶液苦味進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并將咖啡因配成濃度分別為0、0.025%、0.050%、0100%、0.200%、0.300%，其對(duì)應(yīng)的評(píng)分值和苦味程度分別為0（無苦味）、1（略有苦味）、2（苦味較弱）、3（苦味一般）、4（苦味較重）、5（苦味極重）。按此評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，10名品嘗者品嘗骨膠原蛋白溶液的苦味，并與標(biāo)準(zhǔn)液比較進(jìn)行評(píng)分，取平均值表示苦味程度。

2結(jié)果與分析

2.1風(fēng)味蛋白酶作為脫苦劑的單因素及正交試驗(yàn)

2.1.1酶的用量對(duì)脫苦效果的影響在一定量的骨膠原蛋白溶液，pH值=7.0，反應(yīng)溫度為45 ℃，反應(yīng)時(shí)間為3 h條件下，以上述苦味評(píng)分方法為指標(biāo)，分別研究酶用量為5 000、8 000、11 000、14 000、17 000、20 000 U對(duì)脫苦效果的影響。

由圖1可看出，隨著酶用量的增大，骨膠原蛋白溶液的苦味值越來越小，當(dāng)酶用量在11 000 U時(shí)，苦味評(píng)分為0.83，從11 000 U之后苦味評(píng)分基本趨于平穩(wěn)狀態(tài)。主要是因?yàn)轱L(fēng)味蛋白酶是疏水性專一性的酶，水解后使疏水性氨基酸比較多的位于多肽末端，從而使苦味值降低。同時(shí)考慮到酶的成本也比較高，所以選擇11 000 U為最適加酶量。

2.1.2pH值對(duì)脫苦效果的影響在一定量的骨膠原蛋白溶液，風(fēng)味蛋白酶加入量為11 000 U，反應(yīng)溫度為45 ℃，反應(yīng)時(shí)間為3 h條件下，以上述苦味評(píng)分方法為指標(biāo)，分別研究pH值為6.0、6.5、7.0、7.5、8.0時(shí)，對(duì)脫苦效果的影響。

由圖2可看出，當(dāng)pH值在6.0～7.0范圍時(shí)，骨膠原蛋白溶液的苦味值隨著pH值的升高而降低；當(dāng)pH值=7.0時(shí)，苦味值最低；當(dāng)pH值大于7.0時(shí)，苦味值與pH值呈正相關(guān)。造成這樣的原因主要是pH值的改變能影響酶活性中心上的必需基團(tuán)解離程度，同時(shí)也影響底物和輔酶的解離程度，進(jìn)而影響酶對(duì)底物的結(jié)合和催化作用。所以選擇pH值=7.0為風(fēng)味蛋白酶的最適pH值。

2.1.3溫度對(duì)脫苦效果的影響在一定量的骨膠原蛋白溶液，風(fēng)味蛋白酶加入量11 000 U，pH值=7.0，反應(yīng)時(shí)間為3 h條件下，以上述苦味評(píng)分方法為指標(biāo)，分別研究溫度為35、40、45、50、55 ℃對(duì)脫苦效果的影響。

由圖3可看出，當(dāng)溫度在35～45 ℃范圍之內(nèi)時(shí)，骨膠原蛋白溶液的苦味值隨著溫度的升高而降低；當(dāng)溫度為45 ℃時(shí)，苦味值最低為1.2；當(dāng)溫度大于45 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，苦味值增大。這主要是因?yàn)闇囟冗^高引起維持風(fēng)味蛋白酶分子結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵解體，導(dǎo)致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶活性減弱。因此選擇45 ℃為最適反應(yīng)溫度。

2.1.4時(shí)間對(duì)脫苦效果的影響在一定量的骨膠原蛋白溶液，風(fēng)味蛋白酶加入量11 000 U，pH值=7.0，反應(yīng)溫度為 45 ℃ 條件下，以上述苦味評(píng)分方法為指標(biāo)，分別研究時(shí)間為1、2、3、4、5 h對(duì)脫苦效果的影響。由圖4可看出，苦味評(píng)分值與酶解時(shí)間呈負(fù)向相關(guān)。當(dāng)酶解時(shí)間在1～3 h范圍時(shí)，苦味評(píng)分值下降輻度較大；當(dāng)酶解時(shí)間大于3 h時(shí)，苦味評(píng)分值變化幅度不大。這是由于產(chǎn)物的不斷增加，酶可以作用的肽鍵在不斷地減少，酶的催化反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，酶活性受到抑制。為了節(jié)約成本，綜合考慮選擇3 h為最適酶解時(shí)間。endprint

2.1.5風(fēng)味蛋白酶脫苦正交優(yōu)化試驗(yàn)根據(jù)上述單因素試驗(yàn)，選取風(fēng)味蛋白酶用量、pH值、溫度、時(shí)間，按照正交表 L9（34） 進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)（表1），以上述苦味評(píng)分方法為指標(biāo)確定骨膠原蛋白脫苦的最佳工藝條件（表2）。

2.2活性炭作為脫苦劑的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)，選取活性炭的用量、pH值、溫度、時(shí)間，按照正交表L9（34）進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)（表3），以上述苦味評(píng)分方法為指標(biāo)，確定以活性炭為脫苦劑的骨膠原蛋白脫苦的最佳工藝條件（表4）。

2.3β-環(huán)糊精作為脫苦劑的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)，選取β-環(huán)糊精的用量、pH值、溫度、

2.4風(fēng)味蛋白酶、活性炭和β-環(huán)糊精作為脫苦劑脫苦效果的對(duì)比結(jié)果

由表7可看出，風(fēng)味蛋白酶、活性炭和β-環(huán)糊精的脫苦

3結(jié)論

風(fēng)味蛋白酶作為脫苦劑的最佳條件為：用量8 000 U，pH值=6.5，溫度45 ℃，時(shí)間3.0 h，脫苦后的骨膠原蛋白溶液基本沒有苦味。活性炭作為脫苦劑的最佳條件為用量1.0%，pH值=7，溫度40 ℃，時(shí)間0.5 h，脫苦后的骨膠原蛋白溶液明顯感覺不出苦味。β-環(huán)糊精作為脫苦劑的最佳條件為用量2.0%，pH值=7，溫度35 ℃，時(shí)間1.0 h，脫苦后的骨膠原蛋白溶液基本沒有苦味，但有一股其他的味道。風(fēng)味蛋白酶、活性炭和β-環(huán)糊精在最佳條件下對(duì)骨膠原蛋白做脫苦試驗(yàn)，結(jié)果表明，風(fēng)味蛋白酶效果最好。

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