逐級超濾處理對羅非魚肉酶解液理化性質的影響

吳文龍，楊 萍，李利敏，洪鵬志

（廣東省水產品加工與安全重點實驗室，廣東普通高等學校水產品深加工重點實驗室，廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江524088）

我國是世界上最大的羅非魚養(yǎng)殖國及出口國，2011年產量達144.1萬噸，約占當年世界總產量的40%，居第一位[1]。我國羅非魚主要用于生產凍羅非魚片、凍全魚，產品多出口美國、加拿大、歐盟、日本等地，產品形式單一，附加值低。近來利用酶技術處理羅非魚肉引起了關注[2-4]。羅非魚肉蛋白質含量高，必需氨基酸組成均衡且含量豐富，其蛋白酶解液含有豐富的氨基酸和生物活性肽[5-6]，可作為保健與營養(yǎng)食品的原料，不僅可以提高羅非魚的深加工水平，也可以增加其附加值。超濾技術日益受到國內外研究者的關注，超濾技術可以根據分離物質相對分子質量的大小不同，選擇不同截留限的膜，將各組分分離，還可以使具有一定特定功能的氨基酸和肽段富集，操作簡單，成本低，且易于實現工業(yè)化生產。在蛋白酶解液處理方面應用的報道也越來越多[7-8]。但關于超濾分離截留液與透過液理化性質的研究少見有報道。本文研究了羅非魚肉酶解液逐級超濾得到不同截留限的透過液和截留液理化性質，旨在為超濾技術的應用、羅非魚肉酶解液的開發(fā)利用提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

羅非魚 購于市場，去除內臟、去頭、去鱗，清洗后，采肉機取肉，小袋分裝后于-18℃凍藏備用；中性蛋白酶（20萬U/g）、風味蛋白酶（1.5萬U/g） 購于南寧龐博生物有限公司，均為食品級；其他化學試劑 均為國產分析純。

水浴恒溫振蕩器 江蘇金壇市佳美儀器有限公司；S-3C型pH計、UV-8000型紫外分光光度計 上海偉業(yè)儀器廠；板式超濾設備 Millipore公司；Thermo Fisher Scientific X seriesⅡ型電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS） 美國。

1.2 實驗方法

1.2.1 酶解液制備 羅非魚肉解凍，按料液比1∶3（g/V）加水，于50℃恒溫振蕩水浴鍋中預熱，加入0.21%中性蛋白酶，酶解1.5h，然后加1.2%風味蛋白酶，酶解4h，于沸水浴中滅酶10m in，冷卻，5000r/m in、4℃離心15m in得酶解液。

1.2.2 逐級超濾方法 羅非魚肉酶解液首先采用截留分子量為10ku的超濾膜在循環(huán)壓力為13790Pa、進口壓力為82740Pa、工作溫度為（23±2）℃、循環(huán)周期為30m in條件下進行全回流超濾分離，當截留液體積剩余大約5%時終止操作，取透過液作為下一級超濾的初始料液，利用截留分子量逐漸減小的超濾膜（5、3、1ku）重復進行上述操作。最終獲得10ku透過液、5ku截留液、5ku透過液、3ku截留液、3ku透過液、1ku截留液、1ku透過液7個部分。

1.2.3 超濾組分的感官評價 感官評價小組由十名感官評定員（5名男，5名女）組成，評定前待評定樣品的溫度應保持在室溫（23±2）℃，本實驗中五大風味鮮味、苦味、甜味、咸味、酸味分別以味精（0.35%）、咖啡因（0.08%）、蔗糖（1%）、氯化鈉（0.35%）、檸檬酸（0.08%）為標準物質進行評定。采用五分制，分析結果采用雷達圖進行標識，評分標準：5-非常強，4-強，3-標準，2-弱，1-很弱，0-不可鑒別[4]。

1.2.4 總糖的測定 參照蒽酮比色法[9]。

1.2.5 金屬離子測定 采用ICP-MS測定透過液中金屬離子含量。按照說明書操作。

1.2.6 色值的測定 以蒸餾水為參照液，用722分光光度計在420nm波長測定吸光度[10]，用Abs表示。

1.2.7 澄清度的測定 以蒸餾水為參照液，用722分光光度計在680nm波長測定透光率[11]，用T（%）表示。

1.2.8 其他指標的測定 將逐級超濾的截留液、透過液用蒸餾水配成蛋白質含量為2%的溶液進行呈味特征評價與總糖、金屬離子含量測定；經121℃、30m in滅菌后，在50℃培養(yǎng)箱內培養(yǎng)7d，記錄第1、3、5、7d各超濾液感官觀察結果及其色值、透光率。

2 結果與分析

2.1 超濾對酶解液熱穩(wěn)定性的影響

由表1可知，在培養(yǎng)之前，各透過液、截留液均澄清透明，沒有沉淀。在培養(yǎng)第1d時，10ku透過液、5ku截留液顏色加深，呈土黃色；3ku截留液、1ku截留液顏色加深，由亮黃變成淺黃色，且均有不同量的沉淀出現；5ku透過液、3ku透過液、1ku透過液色澤稍有加深，均沒有沉淀出現。在培養(yǎng)第3d時，10ku透過液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液沉淀量均有不同程度的增加，色澤出現不同程度的加深；5ku透過液、3ku透過液、1ku透過液變化不大，沒有沉淀出現，色澤稍有加深；在培養(yǎng)第5d時，10ku透過液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液中沉淀繼續(xù)增加，顏色繼續(xù)增加；5ku透過液、3ku透過液、1ku透過液變化不大，沒有沉淀出現，色澤稍有加深；在培養(yǎng)第7d時各溶液趨于穩(wěn)定，變化不明顯。

表1 熱穩(wěn)定性感官觀察結果Table1 The thermal stability of sensory observations

色值、澄清度測定結果如表2所示，由表2可知，各溶液的澄清度隨培養(yǎng)時間延長均有不同程度的降低，其中10ku透過液、5ku截留液、3ku截留液變化較為明顯，5ku透過液、3ku透過液、1ku截留液、1ku透過液變化不明顯；另外色值變化規(guī)律與澄清度變化規(guī)律相似，各溶液的色值均有不同程度的升高，10ku透過液、5ku截留液、3ku截留液、1ku截留液變化較為明顯，5ku透過液、3ku透過液、1ku透過液變化不明顯，這一結果與感官觀察結果一致。說明10ku透過液、5ku截留液熱穩(wěn)定性較差，3ku截留液、1ku截留液熱穩(wěn)定性良好，5ku透過液、3ku透過液、1ku透過液熱穩(wěn)定性最佳，推測10、5ku超濾膜可以有效的截留影響酶解液熱穩(wěn)定性的物質；各級截留液與透過液的色值均隨放置時間延長而增大，澄清度降低。

表2 色值（Abs）、澄清度（%）觀察結果Table2 The colour value and clarity of the thermal stability of sensory observations

2.2 超濾對酶解液呈味特征的影響

由圖1可知，截留分子量不同的超濾膜的透過液具有不同的呈味特征，總體來說，5ku透過液苦味最為突出，1ku透過液苦味最弱；3ku透過液鮮味最為突出；1ku透過液甜味最為突出。結果說明不同分子量范圍的超濾液具有不同的呈味特征，超濾技術在一定程度上看可以改變酶解液的總體風味。肖如武等[12]發(fā)現藍蛤蛋白酶解液中呈腥味或其吸附載體和起揮物質分子量主要集中在10ku以上，3ku透過液的鮮甜味最強，通過各級超濾膜處理后可以有效地提高酶解液鮮甜味的強度。

圖1 超濾組分的感官評價Fig.1 Sensory evaluation of ultrafiltration components

2.3 超濾對酶解液中總糖含量的影響

圖2 羅非魚肉酶解液及超濾透過液的總糖含量Fig.2 The contents of total sugar in ultrafiltration components

在各超濾透過液蛋白濃度相同時，羅非魚肉酶解液中總糖含量為1.745mg/m L，如圖2所示，3ku透過液中總糖最多，達到2.326mg/m L，10ku透過液為2.0656mg/m L。其次是1ku透過液，含量達1.774mg/m L，5ku透過液中總糖含量最少，為1.528mg/m L，這與前面分析結果一致。一般魚類中含糖量較少，其中糖原的含量也比較小，但據一些研究報道，糖原物質可以調和魚貝類浸出物成分的味道，增強濃厚感，并使之產生魚貝類特有的風味[13]。糖原對羅非魚肉超濾液呈味的貢獻還需進一步的實驗研究。

2.4 超濾對酶解液中金屬離子含量的影響

無機離子也是海產品中必不可少的輔助呈味成分，其中K離子較少或缺失會降低海產品的鮮味，Na離子減少或缺失會使海產品的甜味、鮮味、咸味等風味特性的劣化。如表3所示，在各超濾透過液蛋白濃度相同時，酶解液與各超濾透過液中Na離子含量最高，其次是K、Mg、Ca離子，Zn離子含量最小。與酶解液相比，各級超濾透過液中，除了Zn離子，其余四種離子含量均降低，其中，Na離子、Mg離子與K離子含量減少幅度最大的都是5ku透過液，分別達33.96%、30.15%與37.71%，Ca離子含量減少幅度最大的是1ku透過液，達23.38%。可見，各級超濾對Zn離子幾乎都沒有截留效果，5ku截留限的膜對Na、Mg、K離子的截留量最大。

表3 羅非魚肉酶解液及超濾透過液中無機離子含量（mg/L）Table3 The contentofmetal ion in ultrafiltration components（mg/L）

3 結論

本研究結果顯示，羅非魚肉酶解液逐級超濾過程中，在相同蛋白質濃度條件下，10ku透過液、5ku截留液熱穩(wěn)定性較差，3ku截留液、1ku截留液熱穩(wěn)定性良好，5ku透過液、3ku透過液、1ku透過液熱穩(wěn)定性最佳，各級截留液與透過液的色值均隨放置時間延長而增大，澄清度降低。推測10、5ku超濾膜可以有效的截留影響酶解液熱穩(wěn)定性的物質；截留分子量不同的超濾膜的透過液具有不同的呈味特征，5ku透過液苦味最為突出，1ku透過液苦味最弱；3ku透過液鮮味最為突出；1ku透過液甜味最為突出；3ku透過液中總糖含量最多，其次是1ku透過液，5ku透過液含量最少；各級超濾對Zn離子幾乎都沒有截留效果，5ku截留限的膜對Na、Mg、K離子的截留量最大。

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