鳀鱼的酶解加工利用

康从民，王新宇，吕英波

(1.青岛科技大学化工学院，山东 青岛 266042；2.山东建筑大学机电工程学院，山东 济南 250101)

鳀鱼是鳀属(Engraulis)鱼类的统称，是一种集群性强、昼夜垂直移动明显的中、上层小型鱼类，也是世界上单一渔业品种产量最高的鱼种，主要分布于南北半球的温带水域，我国的黄海和东海海域含有丰富的鳀鱼资源。鳀鱼富含蛋白质，但因其肌肉组织脆弱，离水后极易受损腐烂，鲜销困难，俗称“烂船丁”。20世纪80年代以前，鳀鱼资源一直未被大规模地开发利用，仅仅用作田间肥料或初步加工晒制成咸干食品，其利用价值相对较低。近30年来，鱼粉加工业快速发展，有力地刺激了鳀鱼资源的开发。目前，鳀鱼资源已进入充分利用阶段，捕捞强度已达到过饱和程度，但山东、浙江等鳀鱼捕获加工大省对鳀鱼的利用主要仍是加工成普通鱼粉作为鱼禽饲料。研究发现，鳀鱼制品的营养价值较高，可以作为功能食品甚至药品，随着人们对健康食品的关注，鳀鱼的精深加工利用逐渐引起人们的重视，其中利用酶水解加工所得的鳀鱼制品各方面性能都较为优越。作者在此重点介绍酶解法在鳀鱼加工利用中的应用。

1 鳀鱼制品简介

鳀鱼生物制品是以鳀鱼为原料，经过特殊生物发酵而产生的生物制品。其氨基酸、维生素(A、D、E、B1、B2、B6)及微量元素(铁、锌、钙、钾、钠、硒、碘、磷)的含量较高，尤其是其中含有珍贵的牛磺酸。

鳀鱼富含蛋白质及脂肪，营养价值非常高，是制造鱼油及其它制品的优良原料，应用前景十分广阔。鳀鱼资源的开发研究已做了许多工作，除了将鳀鱼进行蒸煮、压榨制成优质的鱼粉外，其进一步精炼可以制成保健鱼油、饲料鱼油。鳀鱼提油后的原鱼浆，蛋白质含量高、成分全面，肉质细腻嫩滑，骨刺少而软，可制成各种营养丰富的食品，如鱼酱、仿真虾、贝、蟹等制品。张晋陆等[1]从鳀鱼中提取了高质量的EPA、DHA鱼油，同时将提取鱼油后的鱼浆加工成速冻仿真虾、蟹等水产品。

1.1 鳀鱼鱼酱油

较早开发的鳀鱼调味品是发酵生产鱼酱油[2]。鱼酱油是一种风味独特的调味品，传统生产方法以鱼、虾等为原料，利用鱼体所含的蛋白酶及其它酶，在多种微生物共同参与下，对原料鱼中的蛋白质、脂肪等成分进行发酵分解、酿制而成，其中鳀鱼体内重要的组织蛋白酶L对水解至关重要。

1.2 鳀鱼水解蛋白

王长云等[3]利用枯草杆菌中性蛋白酶制备了鳀鱼蛋白水解物，经喷雾干燥后获得了含蛋白质88.26%的水解物制品。刘洋等[4]研究了鳀鱼蛋白水解物对动物的促生长效果，发现其饲料效率(FE)、蛋白质效率(PER)、净蛋白效率(NPR)均与乳粉蛋白相近。朱碧英和毋瑾超[5～8]用胃蛋白酶和胰蛋白酶水解鳀鱼并制备了可溶性肽类水解物，经分析，产品由1.74%的52～58个氨基酸残基的长链肽、29.75%的20～41个氨基酸残基的中长肽和50%的2～10个氨基酸残基的寡肽组成，还探讨了复合酶制备的鳀鱼水解产物的氨基酸组成以及相对分子质量分布情况，不仅解决了水解产物的苦味问题，而且成功开发出鳀鱼可溶性蛋白和鱼油。

2 酶解鳀鱼的研究状况

当前对酶解鳀鱼的研究主要集中在两个方面：(1)酶解条件及其产物的功能特性；(2)营养价值及生理活性。

2.1 酶解条件及其产物功能特性的研究

研究人员[9～13]利用工业化商品蛋白酶对海洋蛋白质资源的水解工艺条件及其产物的功能特性进行了大量的研究，结果表明，利用酶解方法降解蛋白质制备各类活性肽是行之有效的方法。

朱碧英等[5～8，14]用胃蛋白酶、胰蛋白酶水解鳀鱼蛋白制备可溶性肽类水解物，水解产物中肽类相对分子量在7400 Da以下，其中相对分子量6600～7400 Da的占1.74%；相对分子量2500～5300 Da的占29.75%；相对分子量在1000 Da以下的占50%。朱碧英等[15]还用高效液相色谱分析了胃蛋白酶、胰蛋白酶复合水解产物的分子组成，发现其肽类物质占96%，游离氨基酸只占4%，而且分子量1000 Da以下的2～8个氨基酸残基的寡肽占54%，证明用胃蛋白酶、胰蛋白酶复合水解可获得低苦味的寡肽产物。

杆菌类蛋白酶是一种非专一性蛋白水解酶[16]，其水解产物中疏水性氨基酸不一定位于肽链末端，获得的苦味肽含量较高，使枯草杆菌蛋白酶水解产物苦味较强。如延长水解时间，水解产物则以游离氨基酸为主。汪少芸等[17]对复合风味蛋白酶与市售碱性蛋白酶、1398中性蛋白酶进行比较，优选出工艺用酶，并进一步探讨酶用量、酶解pH值、酶解温度和酶解时间对水解度的影响，确定最佳工艺条件。结果表明，复合风味蛋白酶的水解能力远远大于1398中性蛋白酶和碱性蛋白酶。感官评定结果显示，复合风味蛋白酶的水解产物无明显苦味，而随着酶解时间的延长和水解率的提高，其它两种酶水解产物苦味不同程度地增强。因此，确定复合风味蛋白酶为最佳工艺用酶。

陈彦等[18]研究了相关因素对各种酶水解的影响，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶分别在酶浓度为0.3%、0.7%以及pH值为6.5、温度为55℃、水解时间为4 h的条件下达到最佳的适度水解效果；胰蛋白酶单酶水解的最佳条件为：酶浓度0.7%、pH值7.5、温度45℃、水解时间3 h。

此外，Siringan等[19]对鳀鱼体内胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的水解作用进行了比较研究。结果发现，鳀鱼自身的这两种酶水解蛋白活性很高。鉴于其优良的理化性质，人们对这两种酶进行进一步比较发现，从分子量、水解氨基酸组成以及水解肽活性方面分析，胰凝乳蛋白酶的性质更稳定、活性更高。

2.2 营养价值及生理活性研究

目前国内外对鱼类资源的加工利用研究已突破开发为食品的范围，研究热点转向这些加工产品对生物体的调节、保健作用。鳀鱼油中含有大量的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸，食用后可有效降低血清胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的含量，对预防肿瘤及高血压等心血管疾病效果显著。

Shukla等[20]研究了鱼蛋白对胆固醇和三酰基甘油代谢的影响，发现鱼蛋白对动物血浆和肝脂质有多方面的影响，至少肝脏中参与脂质内稳态平衡的基因表达的改变参与了这种影响。

近几年国内也开始注重对鱼类生物制品的保健功能研究。张永奎等[21，22]分别对鳀鱼酱油的降血糖作用进行了模型动物实验和临床研究，发现服用鳀鱼酱油一个月后，空腹血糖明显下降，服用前后，血压、肝功能等各项指标无明显变化，也无明显的不良反应。洪詠平等[23]、Hoyle[24]以鳀鱼发酵制品饲喂高血脂大鼠，考察鳀鱼发酵制品对高血脂大鼠血脂水平的影响，结果表明，鳀鱼发酵制品可显著降低大鼠血清中胆固醇、甘油三酯水平，提高血清中高密度脂蛋白胆固醇的含量，对高血脂大鼠具有明显的血脂调节作用。

鳀鱼酶解物含有20种氨基酸，其中必需氨基酸含量丰富，占总氨基酸的38%；此外还含有较多的赖氨酸(Lys)和一定量的牛磺酸(Tau)。肽谱分析表明，鳀鱼酶解物中含有多肽混合物，其中96.11%多肽的相对分子质量在6900～4600 Da之间，小于2200 Da的小肽分子占31.9%。大量研究表明，小肠粘膜细胞能直接吸收2～10个氨基酸的小肽进入动物体内，参与机体代谢循环，促进体内蛋白质的合成。小肽(2～9肽)类在人体代谢中具有重要的生理功能，如酪蛋白磷酸具有在动物体内促进钙质吸收、大豆肽具有明显降血脂作用、沙丁鱼蛋白酶解肽有降血压的能力[25，26]。许多具有免疫活性、抗高血压和促进生长功能的寡肽，多源于食物蛋白质经特定蛋白酶水解获得，食用后可避免肠道酶的水解消化，进入小肠吸收。鳀鱼酶解物中8肽以下的短肽占50%以上，动物实验证明其降低高脂大鼠血清TG和TC作用显著[27]。但对其降血脂机制和途径仍不清楚，有待进一步研究。

鳀鱼酶解物中另有较高含量的牛磺酸(Tau)，体现出海洋生物的特色。据文献报道[28，29]，牛磺酸具有广泛的药理作用，如抗菌解毒、强心降压、保肝利胆等，长期食用能起到预防和治疗感冒、扁桃体炎、糖尿病和支气管炎等作用；因此酶解产物不仅能用作蛋白质补剂以平衡人体营养，甚至可用作功能食品，起着预防和辅助治疗的作用。

3 应用前景及展望

海洋蛋白质资源的品质极高，所含氨基酸比值与人体肌肉成分极为接近，吸收利用率高，向海洋索取食物、功能蛋白和特殊活性物质已成为世界各沿海国家海洋开发的一项重要内容。

在国内，对鳀鱼资源的深度利用逐渐成为焦点，一些学者对国内鳀鱼资源的分布进行了统计，并就如何合理利用鳀鱼资源提出了不少合理化建议[30]。在国外，鳀鱼分布相对较少，研究主要集中在鳀鱼资源的统计分析与保护，并对鳀鱼的加工特性进行可行性分析，但对鳀鱼的深度开发研究较少。

随着高脂血症病人的不断增加，以及人们对其危害性认识的提高，对具有辅助降血脂功能食品的需求不断扩大。鳀鱼发酵液含有丰富的牛磺酸、多不饱和脂肪酸等具有辅助降血脂功能的活性物质，分析鳀鱼发酵液中具有辅助降血脂活性物质的含量，评价鳀鱼发酵液辅助降血脂效果，将为鳀鱼发酵液辅助降血脂功能食品的开发提供理论依据及应用前景。

鳀鱼短肽类可溶性蛋白质产品中的必需氨基酸含量高，比例平衡。同时，由于其平均相对分子质量低，易于消化吸收，有利于机体的代谢及生长，因而非常适合老人和小孩食用，可开发为婴儿代乳粉或食品营养添加剂，还可以制成各类保健口服液，是一种新颖的食品营养强化剂。经气相色谱分析，通过特殊工艺精制后鳀鱼鱼油的不饱和度高达72%，其中EPA、DHA总含量达29.197%，特别是具有抑制血小板聚集、降低血脂、防治心血管病的EPA的含量高达16.198%，与市售的美国阿拉斯加深海鱼油含量接近，在医药等领域有广阔的开发前景[31～33]。

对海产低值鱼类及鱼加工下脚蛋白料进行适度、合理的水解处理，可获得更具营养价值和利用价值的水解液，有利于鱼蛋白新产品的制备。但如何通过恰当和有效的水解工艺去获得利用价值高、后续处理简单的水解液，还有待进一步的深入研究。提高资源的精深加工程度、实现产品的高值化是未来海洋蛋白资源也是鳀鱼资源利用研究发展的必然趋势。

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