黄花鱼内脏及下脚料复合酶解工艺研究

雷静，潘超然

（山东科技职业学院，山东 潍坊 261053）

黄花鱼又名黄鱼、石首鱼，系鲈形目，石首鱼科，黄鱼属，属洄游性经济鱼类，是我国传统四大经济鱼类之一，主要分布在我国东海、黄海南部、台湾海峡以及南海。黄花鱼营养丰富，每100克中含蛋白质17.6 g，脂肪 0.8g，钙 33mg，磷 135mg，铁 10mg，含热量 326J[1]。除了食用价值外，黄花鱼的药用价值非常可观，其性温、味甘、无毒，全身都是宝，肉、耳石、鳔、胆汁、精巢均可入药[2]。耳石可清热通淋，平肝熄风，治小便涩痛不利，尿路结石及解毒；鱼胆汁可清热解毒、平肝降脂；鱼鳔克滋阴添精、养血止血、润肺健脾，治产后风症[1]。

黄花鱼蛋白质含量丰富，主要以冷冻和腌制品为主，在腌制品的加工过程中，内脏常被作为下脚料弃掉，其下脚料约占全鱼质量的20%以上，内含药用价值丰富的鳔、胆囊、精巢等。这些下脚料如不被加以利用，不但造成环境污染，而且致使大量蛋白质资源流失。本文对这些下脚料进行复合酶解、综合利用，提高其附加值，目前酶解方法多见于鲍鱼、鲫鱼、罗非鱼等的研究，鲜见有关黄花鱼内脏酶解的报道。本试验通过对黄花鱼内脏复合酶解条件的研究，确定最佳工艺参数，以提高水解液中氨基态氮的得率。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

1.1.1 材料

黄花鱼内脏；木瓜蛋白酶（80万单位/g)；碱性蛋白酶（20万单位/g）；中性蛋白酶（20万单位/g）。

1.1.2 试剂

氢氧化钠、盐酸、酚酞指示剂、37%中性甲醛、中性饱和草酸钾、浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸。

1.1.3 仪器

TE313S-DS电子天平：德国赛多利斯集团；SHP-2500恒温培养箱：上海精宏有限公司；KDT-1000凯氏定氮仪：苏州天威仪器有限公司；DS-1高速捣碎机：北京中慧天诚科技有限公司；S20K酸度计：梅特勒-托利多集团；SH-3010B数显恒温水浴锅：河北精威试验仪器有限公司；TD5A-WS低速离心机：湘仪离心机仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

内脏→搅碎→调节固液比（1∶1）→调节pH→酶解→灭酶→冷却→离心去渣→水解液→测氨基态氮得率

1.2.2 测定及分析方法

1.2.2.1 总氮的测定

凯氏定氮法。

1.2.2.2 氨基态氮的测定

由于酶解液有较深的颜色，所以采用电位滴定法[3]。氨基酸得率按以下公式计算：

式中：N1为水解液中氨基态氮含量，g；N2为原料中粗蛋白含量，g。

2 结果与分析

2.1 酶及其用量的选择

根据刘春娥、林洪等的报道[4]，本项目采用3种单一酶，即木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶，并将它们按1∶1的配比两两组合，制成6组不同的蛋白酶作为试验用酶。在各种酶最适宜酶解条件下进行酶解试验，结果如图1所示。

图1 不同复合酶对水解程度的影响Fig.1 Hydrolysis effect of different compound-protease

从图1可以看出：复合酶水解效果均强于单一酶，且碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶组合的酶解效果最佳，酶解液中氨基态氮得率为70.9%；同时可以看出，当酶用量在0.5%～0.6%之间时，增加酶的用量对酶解液中氨基态氮得率无明显影响，因此选择复合蛋白酶用量在0.5%左右。

2.2 复合酶的不同配比对酶解效果的影响

保持复合蛋白酶（碱性蛋白酶+木瓜蛋白酶）总添加量为0.5%不变，改变复合酶配比，设定酶反应pH为8.0，酶反应温度55℃，酶反应时间6 h，结果见图2。

图2 不同配比的复合酶对酶解效果的影响Fig.2 Hydrolysis effect of compound-protease on different ratio

由图2可知，复合蛋白酶在碱性蛋白酶:木瓜蛋白酶＝2∶1的酶解条件下酶解效果最好，酶解后氨基态氮得率为71.6%。因此，选择2∶1为碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶的最佳配比。

2.3 不同温度对酶解效果的影响

保持复合蛋白酶（碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=2∶1）总添加量为0.5%不变，设定酶解pH为8.0，酶解时间6 h，分别在 45、50、55、60、65、70 ℃下进行酶解实验，结果见图3。

图3 复合蛋白酶在不同温度下的酶解效果Fig.3 Hydrolysis effect of compound-protease at different temperature

由图3可知，在一定条件下，酶解得率随着温度的升高而加大，在55℃时，酶解液氨基态氮得率为70.8%，达到最高。超过55℃，随着温度的升高，酶开始失活，氨基态氮得率下降。因此，选择55℃作为复合蛋白酶的最适酶解温度。

2.4 不同时间对酶解效果的影响

保持复合蛋白酶（碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=2∶1）总添加量为0.5%不变，设定酶反应pH为8.0，酶反应温度 55 ℃，分别酶解 5、5.5、6、6.5、7 h，结果见图 4，可知，随着酶解时间的延长，氨基态氮得率增加。当时间为6 h后，增加趋于平缓，原因可能是随着时间的延长，底物浓度降低，酶活力下降所致。因此，选择酶解时间以6 h为宜。

图4 复合蛋白酶在不同酶解时间下的酶解效果Fig.4 Hydrolysis effect of compound-protease under different hydrolysis time

2.5 不同起始pH对酶解效果的影响

保持复合蛋白酶（碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶=2∶1）总添加量为0.5%不变，设定酶解温度55℃，酶解时间6 h，分别在起始 pH 为 7.0、7.5、8.0、8.5、9.0 条件下进行酶解，结果见图5。

图5 复合蛋白酶在不同酶解pH下的酶解效果Fig.5 Hydrolysis effect of compound-protease under different hydrolysis pH

由图5知，pH在8～9时，酶解效果最佳，但是随着pH的进一步增大，氨基态氮得率下降，说明强碱性环境不利于复合酶的进一步酶解。因此，酶解最适起始pH在8.5左右。

2.6 酶解工艺参数优化

在单因素实验的基础上，选用酶解时间、酶解温度、复合酶配比、起始pH作为4个因素，以氨基态氮得率为指标进行L16（45）正交试验，优化黄花鱼内脏酶解工艺参数。正交试验结果见表1。

根据正交试验结果，比较各列的极差结果R值，可以发现RA>RB>RD>RC，即在试验所设定的因素中，A（复合酶配比）对复合酶酶解的影响最大，其次是B（酶解温度），D（酶解时间），C（pH）的影响最小，通过对 K值的比较，可知A3B3C1D3为最优水平。应用SPSS软件对正交试验结果再进行方差分析，分析结果见表2。

由表2可以看出，在所选取的4个因素中，对酶解效果影响的主次顺序为：A>B>D>C，即复合酶配比＞酶解温度＞水解时间>pH。进一步统计分析和显著性检验表明，因素 A 显著（0.01<α<0.05），因素 B 显著（0.01<α<0.05），因素 C 不显著（α>0.05），因素 D 显著（0.01<α<0.05），说明复合酶配比、酶解温度、酶解时间对酶解效果的影响显著，而起始pH对其影响不显著。方差分析得到酶解最佳工艺条件为A3B3C1D3，此条件下氨基态氮得率为72.3%，但直观分析最佳工艺条件为A3B3C1D2，通过验证对比试验，得到碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶比例为2∶1、酶解温度55℃、酶解时间6.5 h、pH为8。

表1 复合蛋白酶最佳酶解条件正交试验结果Table 1 Orthogonal experimental results under the optimalconditions of compound-protease

表2 复合蛋白酶最佳酶解条件方差分析结果Table 2 Variance analysis of orthogonal experiment

3 结论

酶的种类及其复合配比、酶解温度对氨基态氮得率的影响较显著，酶解的最佳工艺参数为：碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶比例为2∶1、酶解温度55℃、酶解时间6.5 h、pH为8，在此条件下氨基态氮得率达72%以上。

[1]汪宝树.春末吃黄花鱼味正鲜[J].现代养生,2003(4):15

[2]马卫平,陈晓海,王辉东,等.黄花鱼的营养保健功能[J].肉品卫生,1999(3):31

[3]林祖申.酱油生产技术问答[M].北京:中国轻工业出版社,2000:103

[4]刘春娥,林洪,曹立民,等.鱿鱼内脏蛋白质酶解工艺的研究[J].食品工业科技,2004,25(9):83-8