鱼肉蛋白质含量

低值鱼肉蛋白酶解工艺研究

张佳兰

【摘要】以翘嘴红鲐(Hemiculterlcucisculus)肉为研究对象,选用中性蛋白酶、碱

性蛋白酶、木瓜蛋白酶3种酶,研究了反应条件对翘嘴红鲐肉蛋白水解度的影响规

律,并通过正交试验方法得出了蛋白酶的水解最佳工艺:中性蛋白酶的适宜反应条件

为pH7.0,加酶量为3600U/g,温度为50℃,料液比为1∶4,时间为8h；碱性蛋白酶

的适宜反应条件为pH9.0,加酶量为3600U/g,温度为45℃,料液比为1∶5,时间为

8h;木瓜蛋白酶的适宜反应条件为pH6.5,加酶量为4800U/g,温度为50℃,料液比

为1∶4,时间为8h.

【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》

【年(卷),期】2011(008)011

【总页数】5页(P248-251,257)

【关键词】翘嘴红鲌(Hemiculterlcucisculus)肉;蛋白酶;酶解;水解度

【作者】张佳兰

【作者单位】长江大学动物科学学院,湖北荆州434025

【正文语种】中文

【中图分类】TS254.1

近年来，我国水产生产持续稳定发展，已成为世界第一渔业大国。随着养殖规模的

不断扩张，产量大幅度提高，水产品加工的地位已显得日益重要。随着人们生活水

平的提高，低值鱼类直接食用的价值越来越低[1]。目前，低值鱼深加工仍是个薄

弱环节。除冷冻外运外，精加工尚处于起步待开发阶段[2-3]。对低值鱼蛋白进行

水解得到的水解蛋白，含有大量的肽类和氨基酸，不仅具有独特的风味，而且还有

许多生理活性，在调味品和营养保健等方面都有很广泛的应用[4-5]。本研究以翘

嘴红鲌(Hemiculterlcucisculus)为对象，探讨了鱼肉酶解工艺，试图为低值鱼的

深加工探索一条出路。

1.1材料

翘嘴红鲌采购于长江大学农贸市场。测定小翘嘴红鲌的基本组成为：蛋白质

15.74g/100g、粗脂肪4.60g/100g、水分72.39g/100g和灰分0.98g/100g。

中性蛋白酶(60000U/g)、碱性蛋白酶(10000U/g)、木瓜蛋白酶(500000U/g)、茚

三酮、乙酸、乙酸钠、盐酸、氢氧化钠、考马斯亮蓝G-250、无水乙醚均为化学

纯，国药集团化学试剂有限公司生产；牛血清、抗坏血酸、亮氨酸均为分析纯，天

津市百世化工有限公司生产。

HH-4数控恒温水浴锅、离心机为常州圆华电器有限公司生产；UV-1800紫外可

见分光光度计为上海美谱达仪器有限公司生产；101A-3型电热鼓风干燥箱为武汉

教学仪器总厂生产；PL3031/1000电子天平为梅特勒托利多仪器(上海)有限公司

生产。

1.2方法

将翘嘴红鲌经去头、去尾、去内脏、去鱼鳞的预处理，清洗，沥干水分，绞碎成鱼

肉。

采用常压干燥法GB-64351986测定鱼肉水分、高温灼烧法GB/T5009.4-1985测

定鱼肉总灰分、索氏抽提法GB/T5512-1985测定鱼肉粗脂肪、考马斯亮蓝G-

250染色法测定鱼肉蛋白质。

称取一定量绞碎的鱼肉，按比例加入适量的蒸馏水，用2mol/L的NaOH或HCl

调节至合适的pH，恒温水浴一定时间，水解结束后沸水浴灭酶10min，于

4000r/min离心10min，上清液即酶解液。

水解液中的游离氨基态氮含量采用茚三酮法，以亮氨酸为标准品在520nm处比色

测定光密度。标准样品测定后经回归处理得到氨基酸含量(x，μg/mL)与光密度(y)

的直线回归方程为：y=0.1348x-1.0714×10-4(R2=0.9993)。根据此直线回归方

程计算水解液中的游离氨基态氮含量，再按下式计算水解度：水解度(%)=(上清液

中的游离氨基态氮含量/原料中总蛋白质含量)×100%。

通过单因素试验考察中性蛋白酶(温度50℃、pH7.0)、碱性蛋白酶(温度50℃、

pH9.0)、木瓜蛋白酶(温度50℃、pH7.0)3种酶的反应条件对翘嘴红鲌肉蛋白水

解度的影响，通过正交试验优化其水解条件。

单因素试验条件：(1)在加酶量2400U/g，温度50℃，时间2h，料液比1∶5条

件下，考察pH分别为5、6、7、8、9、10时对翘嘴红鲌肉蛋白水解度的影响。

(2)在温度50℃，时间2h，料液比1∶5、pH为7(碱性蛋白酶为9)条件下，考察

加酶量分别为1200、2400、3600、4800、6000U/g时对翘嘴红鲌肉蛋白水解

度的影响。(3)在加酶量2400U/g，温度50℃，时间2h，pH为7(碱性蛋白酶为

9)条件下，考察料液比分别为1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7时对翘嘴红鲌肉蛋

白水解度的影响。(4)在加酶量2400U/g，时间2h，料液比1∶5、pH为7(碱性

蛋白酶为9)条件下，考察水解温度分别为40、45、50、55、60℃时对翘嘴红鲌

肉蛋白水解度的影响。(5)在加酶量2400U/g，温度50℃，料液比1∶5、pH为

7(碱性蛋白酶为9)条件下，考察水解时间分别为1、2、4、6、8h时对翘嘴红鲌

肉蛋白水解度的影响。

在单因素试验的基础上，以水解度为试验指标，以pH、加酶量、料液比、水解温

度和水解时间为因素，通过L16(45)正交设计优化3种酶的水解条件。

2.1pH对水解度的影响

2.2加酶量对水解度的影响

图1是3种酶在温度50℃、料液比1∶5、加酶量2400U/g、不同pH条件下水

解2h，沸水浴灭酶后测得的水解度结果。

对环境酸碱度敏感是酶的特点之一，每一种酶只能在一定pH条件下才表现出其最

大的酶活性。各种酶的最适pH都不同。过酸或过碱都会影响酶蛋白的构象，甚至

导致酶变性失活[5]。由图1可知，随着pH的增加，3种酶的水解度呈先上升后

下降的趋势。中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶的最适pH分别为7.0、9.0、

7.0。

中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶在各自适宜的pH和反应温度50℃、相同

的料液比1∶5，不同的加酶量条件下水解小翘嘴红鲌肉蛋白2h，图2为测得的水

解度结果。

由图2可知，随着酶用量的增加，3种酶的水解度值逐渐上升，但当加酶量达到一

定量时，水解度值反而减小。加酶量过大时，能与酶反应的底物的位点不足，酶出

现过量的现象。因此可以确定3种酶的适宜添加量分别为3600、3600、

4800U/g。

2.3料液比对水解度的影响

在加酶量为2400U/g、温度50℃，各种酶在各自适宜pH，不同料液比条件下水

解2h后沸水浴灭酶，测得其水解度结果如图3。

由图3可知，随着溶剂的增多，水解度呈先上升后下降趋势。中性蛋白酶和木瓜

蛋白酶的最适料液比为1∶4，碱性蛋白酶最适料液比为1∶5。

2.4水解温度对水解度的影响

中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶加酶

量均为2400U/g、料液比为1∶5，在各自适宜pH，不同温度条件下水解2h，沸

水浴灭酶后测得其水解度结果如图4。

从图4可知，水解度呈先上升后下降趋势。在低于最适温度时，水解度随温度升

高而上升；当高于最适温度时，酶活性有一定程度丧失，导致水解度下降。中性蛋

白酶和木瓜蛋白酶的最适温度为50℃，碱性蛋白酶的最适温度为45℃。

2.6水解时间对水解度的影响

3种酶在各自适宜的条件下，水解不同的时间，水解度结果如图5。从图5可知，

随着水解时间的延长，水解度不断升高，中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶的

最适水解时间分别为6h、8h、6h。

2.6正交试验结果

根据单因素试验结果，以水解度为试验指标进行正交试验，选取L16(45)正交表，

因素水平设置如表1所示。

正交试验结果分析如表2所示。由表2可知，中性蛋白酶水解翘嘴红鲌肉蛋白的

主次因素是pH>温度>料液比>加酶量>时间。即pH因素影响最大，温度因素次

之，而后是料液比因素，加酶量因素影响较小，时间因素的影响最小。根据正交试

验结果，初步确定中性蛋白酶的最佳水解工艺参数为：最适温度为50℃，最适时

间为8h，最适加酶量为3600U/g，最适料液比是1∶4，最适pH7.0。

碱性蛋白酶水解翘嘴红鲌肉蛋白的主次因素是时间>温度>pH>料液比>加酶量。

即时间因素影响最大，温度因素次之，而后是pH因素，料液比因素影响较小，加

酶量因素的影响最小。根据正交试验结果，初步确定碱性蛋白酶的最佳水解工艺参

数为：最适温度为45℃，最适时间为8h，最适加酶量为3600U/g，最适料液比

是1∶5，最适pH9.0。

木瓜蛋白酶水解小翘嘴红鲌肉蛋白的主次因素是pH>温度>加酶量>料液比>时间。

即pH因素影响最大，温度因素次之，而后是加酶量因素，料液比因素影响较小，

时间因素的影响最小。根据正交试验结果，初步确定木瓜蛋白酶的最佳水解工艺参

数为：最适温度为50℃，最适时间为8h，最适加酶量为4800U/g，最适料液比

是1∶4，最适pH6.5。

在单因素试验和正交试验的基础上，根据所得的最佳水平组合做验证试验。中性蛋

白酶在最佳水平组合条件下，水解度达到13.64%；碱性蛋白酶达到21.27%；木

瓜蛋白酶达到16.42%。采用最佳水平组合后，其水解度大有提高。

鱼蛋白经水解作用后，其功能和品质可得到更大的提高，所以，酶水解法为低值鱼

深加工提供了一条有效的途径。本研究以翘嘴红鲌为低值鱼代表，得出了其鱼肉3

种酶类酶解工艺。具体为中性蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶最适水解条件分别

是温度50、45、50℃，时间8、8、8h，加酶量3600、3600、4800U/g，料液

比1∶4、1∶5、1∶4，和pH7.0、9.0、6.5。

【相关文献】

[1]赵占西.我国淡水水产品加工业的现状和前景展望[J].河海大学常州分校学报,2001,24(12):30-

37.

[2]戴新明,熊善柏.湖北省淡水鱼加工与综合利用[J].渔业现代化,2004,8(3):14-17.

[3]光翠娥,黄敏.加强淡水鱼的加工与综合利用[J].食品研究与开发,2005,32(3):25-27.

[4]孔繁东,任雪娇,祖国仁,等.低值鱼调味品的研究进展[J].中国酿造,2010,(2):11-12.

[5]LiatB,LiedE,EspeM,tichydrolysisofby-productsfromthefish-

filletingindustry:chemicalcharacterisationandnutritionalevaluation[J].Journalofthe

ScienceofFoodandAgriculture,2000,80:9-10.