逐级超滤处理对罗非鱼肉酶解液理化性质的影响

吴文龙，杨 萍，李利敏，洪鹏志

（广东省水产品加工与安全重点实验室，广东普通高等学校水产品深加工重点实验室，广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524088）

我国是世界上最大的罗非鱼养殖国及出口国，2011年产量达144.1万吨，约占当年世界总产量的40%，居第一位[1]。我国罗非鱼主要用于生产冻罗非鱼片、冻全鱼，产品多出口美国、加拿大、欧盟、日本等地，产品形式单一，附加值低。近来利用酶技术处理罗非鱼肉引起了关注[2-4]。罗非鱼肉蛋白质含量高，必需氨基酸组成均衡且含量丰富，其蛋白酶解液含有丰富的氨基酸和生物活性肽[5-6]，可作为保健与营养食品的原料，不仅可以提高罗非鱼的深加工水平，也可以增加其附加值。超滤技术日益受到国内外研究者的关注，超滤技术可以根据分离物质相对分子质量的大小不同，选择不同截留限的膜，将各组分分离，还可以使具有一定特定功能的氨基酸和肽段富集，操作简单，成本低，且易于实现工业化生产。在蛋白酶解液处理方面应用的报道也越来越多[7-8]。但关于超滤分离截留液与透过液理化性质的研究少见有报道。本文研究了罗非鱼肉酶解液逐级超滤得到不同截留限的透过液和截留液理化性质，旨在为超滤技术的应用、罗非鱼肉酶解液的开发利用提供基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

罗非鱼 购于市场，去除内脏、去头、去鳞，清洗后，采肉机取肉，小袋分装后于-18℃冻藏备用；中性蛋白酶（20万U/g）、风味蛋白酶（1.5万U/g） 购于南宁庞博生物有限公司，均为食品级；其他化学试剂 均为国产分析纯。

水浴恒温振荡器 江苏金坛市佳美仪器有限公司；S-3C型pH计、UV-8000型紫外分光光度计 上海伟业仪器厂；板式超滤设备 Millipore公司；Thermo Fisher Scientific X seriesⅡ型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 美国。

1.2 实验方法

1.2.1 酶解液制备 罗非鱼肉解冻，按料液比1∶3（g/V）加水，于50℃恒温振荡水浴锅中预热，加入0.21%中性蛋白酶，酶解1.5h，然后加1.2%风味蛋白酶，酶解4h，于沸水浴中灭酶10m in，冷却，5000r/m in、4℃离心15m in得酶解液。

1.2.2 逐级超滤方法 罗非鱼肉酶解液首先采用截留分子量为10ku的超滤膜在循环压力为13790Pa、进口压力为82740Pa、工作温度为（23±2）℃、循环周期为30m in条件下进行全回流超滤分离，当截留液体积剩余大约5%时终止操作，取透过液作为下一级超滤的初始料液，利用截留分子量逐渐减小的超滤膜（5、3、1ku）重复进行上述操作。最终获得10ku透过液、5ku截留液、5ku透过液、3ku截留液、3ku透过液、1ku截留液、1ku透过液7个部分。

1.2.3 超滤组分的感官评价 感官评价小组由十名感官评定员（5名男，5名女）组成，评定前待评定样品的温度应保持在室温（23±2）℃，本实验中五大风味鲜味、苦味、甜味、咸味、酸味分别以味精（0.35%）、咖啡因（0.08%）、蔗糖（1%）、氯化钠（0.35%）、柠檬酸（0.08%）为标准物质进行评定。采用五分制，分析结果采用雷达图进行标识，评分标准：5-非常强，4-强，3-标准，2-弱，1-很弱，0-不可鉴别[4]。

1.2.4 总糖的测定 参照蒽酮比色法[9]。

1.2.5 金属离子测定 采用ICP-MS测定透过液中金属离子含量。按照说明书操作。

1.2.6 色值的测定 以蒸馏水为参照液，用722分光光度计在420nm波长测定吸光度[10]，用Abs表示。

1.2.7 澄清度的测定 以蒸馏水为参照液，用722分光光度计在680nm波长测定透光率[11]，用T（%）表示。

1.2.8 其他指标的测定 将逐级超滤的截留液、透过液用蒸馏水配成蛋白质含量为2%的溶液进行呈味特征评价与总糖、金属离子含量测定；经121℃、30m in灭菌后，在50℃培养箱内培养7d，记录第1、3、5、7d各超滤液感官观察结果及其色值、透光率。

2 结果与分析

2.1 超滤对酶解液热稳定性的影响

由表1可知，在培养之前，各透过液、截留液均澄清透明，没有沉淀。在培养第1d时，10ku透过液、5ku截留液颜色加深，呈土黄色；3ku截留液、1ku截留液颜色加深，由亮黄变成浅黄色，且均有不同量的沉淀出现；5ku透过液、3ku透过液、1ku透过液色泽稍有加深，均没有沉淀出现。在培养第3d时，10ku透过液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液沉淀量均有不同程度的增加，色泽出现不同程度的加深；5ku透过液、3ku透过液、1ku透过液变化不大，没有沉淀出现，色泽稍有加深；在培养第5d时，10ku透过液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液中沉淀继续增加，颜色继续增加；5ku透过液、3ku透过液、1ku透过液变化不大，没有沉淀出现，色泽稍有加深；在培养第7d时各溶液趋于稳定，变化不明显。

表1 热稳定性感官观察结果Table1 The thermal stability of sensory observations

色值、澄清度测定结果如表2所示，由表2可知，各溶液的澄清度随培养时间延长均有不同程度的降低，其中10ku透过液、5ku截留液、3ku截留液变化较为明显，5ku透过液、3ku透过液、1ku截留液、1ku透过液变化不明显；另外色值变化规律与澄清度变化规律相似，各溶液的色值均有不同程度的升高，10ku透过液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液变化较为明显，5ku透过液、3ku透过液、1ku透过液变化不明显，这一结果与感官观察结果一致。说明10ku透过液、5ku截留液热稳定性较差，3ku截留液、1ku截留液热稳定性良好，5ku透过液、3ku透过液、1ku透过液热稳定性最佳，推测10、5ku超滤膜可以有效的截留影响酶解液热稳定性的物质；各级截留液与透过液的色值均随放置时间延长而增大，澄清度降低。

表2 色值（Abs）、澄清度（%）观察结果Table2 The colour value and clarity of the thermal stability of sensory observations

2.2 超滤对酶解液呈味特征的影响

由图1可知，截留分子量不同的超滤膜的透过液具有不同的呈味特征，总体来说，5ku透过液苦味最为突出，1ku透过液苦味最弱；3ku透过液鲜味最为突出；1ku透过液甜味最为突出。结果说明不同分子量范围的超滤液具有不同的呈味特征，超滤技术在一定程度上看可以改变酶解液的总体风味。肖如武等[12]发现蓝蛤蛋白酶解液中呈腥味或其吸附载体和起挥物质分子量主要集中在10ku以上，3ku透过液的鲜甜味最强，通过各级超滤膜处理后可以有效地提高酶解液鲜甜味的强度。

图1 超滤组分的感官评价Fig.1 Sensory evaluation of ultrafiltration components

2.3 超滤对酶解液中总糖含量的影响

图2 罗非鱼肉酶解液及超滤透过液的总糖含量Fig.2 The contents of total sugar in ultrafiltration components

在各超滤透过液蛋白浓度相同时，罗非鱼肉酶解液中总糖含量为1.745mg/m L，如图2所示，3ku透过液中总糖最多，达到2.326mg/m L，10ku透过液为2.0656mg/m L。其次是1ku透过液，含量达1.774mg/m L，5ku透过液中总糖含量最少，为1.528mg/m L，这与前面分析结果一致。一般鱼类中含糖量较少，其中糖原的含量也比较小，但据一些研究报道，糖原物质可以调和鱼贝类浸出物成分的味道，增强浓厚感，并使之产生鱼贝类特有的风味[13]。糖原对罗非鱼肉超滤液呈味的贡献还需进一步的实验研究。

2.4 超滤对酶解液中金属离子含量的影响

无机离子也是海产品中必不可少的辅助呈味成分，其中K离子较少或缺失会降低海产品的鲜味，Na离子减少或缺失会使海产品的甜味、鲜味、咸味等风味特性的劣化。如表3所示，在各超滤透过液蛋白浓度相同时，酶解液与各超滤透过液中Na离子含量最高，其次是K、Mg、Ca离子，Zn离子含量最小。与酶解液相比，各级超滤透过液中，除了Zn离子，其余四种离子含量均降低，其中，Na离子、Mg离子与K离子含量减少幅度最大的都是5ku透过液，分别达33.96%、30.15%与37.71%，Ca离子含量减少幅度最大的是1ku透过液，达23.38%。可见，各级超滤对Zn离子几乎都没有截留效果，5ku截留限的膜对Na、Mg、K离子的截留量最大。

表3 罗非鱼肉酶解液及超滤透过液中无机离子含量（mg/L）Table3 The contentofmetal ion in ultrafiltration components（mg/L）

3 结论

本研究结果显示，罗非鱼肉酶解液逐级超滤过程中，在相同蛋白质浓度条件下，10ku透过液、5ku截留液热稳定性较差，3ku截留液、1ku截留液热稳定性良好，5ku透过液、3ku透过液、1ku透过液热稳定性最佳，各级截留液与透过液的色值均随放置时间延长而增大，澄清度降低。推测10、5ku超滤膜可以有效的截留影响酶解液热稳定性的物质；截留分子量不同的超滤膜的透过液具有不同的呈味特征，5ku透过液苦味最为突出，1ku透过液苦味最弱；3ku透过液鲜味最为突出；1ku透过液甜味最为突出；3ku透过液中总糖含量最多，其次是1ku透过液，5ku透过液含量最少；各级超滤对Zn离子几乎都没有截留效果，5ku截留限的膜对Na、Mg、K离子的截留量最大。

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