干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)成分分析及其提取工藝的建立

錢炳俊，李 平，劉小兵，徐思捷

(1.鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品營(yíng)養(yǎng)與衛(wèi)生系，江蘇 鹽城224005； 2.上海交通大學(xué) 食品科學(xué)與工程系，上海200240； 3.海南椰島酒業(yè)釀造有限公司，海南 ?？?70000)

干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)成分分析及其提取工藝的建立

錢炳俊1,2，李 平3，劉小兵3，徐思捷2

(1.鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品營(yíng)養(yǎng)與衛(wèi)生系，江蘇 鹽城224005； 2.上海交通大學(xué) 食品科學(xué)與工程系，上海200240； 3.海南椰島酒業(yè)釀造有限公司，海南 海口570000)

為了探索干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)素的提取工藝，以干制牡蠣軟體組織為材料，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用高壓均質(zhì)和高靜壓2種物理輔助方式，以乙醇體積分?jǐn)?shù)、浸泡時(shí)間和作用壓力為正交因素，以牡蠣主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)蛋白質(zhì)、糖原和?；撬崽崛÷蕿樽顑?yōu)工藝穩(wěn)定性的考察指標(biāo)，優(yōu)化提取工藝條件。結(jié)果顯示，干制牡蠣中營(yíng)養(yǎng)素和礦物質(zhì)含量豐富，氨基酸組成完善。提取最佳工藝參數(shù)為：水提法，浸泡1 h，120 MPa高壓均質(zhì)。在此條件下，蛋白質(zhì)、糖原、?；撬岬奶崛÷史謩e為53.73%、84.99%、93.48%，提取工藝具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。

牡蠣； 營(yíng)養(yǎng)素； 高壓均質(zhì)； 高靜壓； 提取率

牡蠣屬軟體動(dòng)物門牡蠣科或燕蛤科，是世界性養(yǎng)殖貝類，也是我國(guó)四大養(yǎng)殖貝類之一。牡蠣營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高，有“海中牛奶”的美譽(yù)，是我國(guó)首批被列為藥食同源的保健療效食品之一[1]。牡蠣的蛋白質(zhì)含量高達(dá)50%，且含有大量的氨基酸、糖原、?；撬岷突钚晕⒘吭氐?，藥用價(jià)值極高[2]。研究表明，牡蠣提取物具有多種生物活性[3-6]。因此，以牡蠣全組織為原料提取的營(yíng)養(yǎng)成分開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。

由于牡蠣中富含的?；撬岷投嗵悄苋苡谒?，對(duì)?；撬岷投嗵堑奶崛∫话氵x用水提法，而對(duì)牡蠣中絕大多數(shù)可溶于水、稀酸、稀堿和稀鹽溶液的結(jié)合蛋白如糖蛋白，普遍采用水提取法、酸堿溶液提取法[7]及醇提取法[8]等。黃來(lái)珍等[9]以羥自由基等的清除率為考察指標(biāo)，比較分析了水浸提、鹽浸提及超聲波輔助鹽浸提3種方法對(duì)近江牡蠣糖蛋白的提取效果，結(jié)果顯示，超聲波輔助鹽浸提法效果較佳。目前，可食性生物營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)的提取工藝要求避免采用酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)和熱處理。因此，物理冷處理技術(shù)逐步在營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)提取工藝中得到廣泛應(yīng)用，如高壓均質(zhì)技術(shù)和高靜壓技術(shù)等。高壓均質(zhì)技術(shù)可極大加速可溶物的滲透和擴(kuò)散速度[10]，高靜壓技術(shù)是一種低熱加工處理技術(shù)，對(duì)食品質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)具有顯著的保持作用[11]。

鑒于高壓均質(zhì)技術(shù)、高靜壓技術(shù)的優(yōu)越性，本研究分析了干制牡蠣中各營(yíng)養(yǎng)成分的含量，并采用以不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇為提取劑，輔以高壓均質(zhì)和高靜壓技術(shù)的物理輔助提取技術(shù)，對(duì)干制牡蠣軟體組織中蛋白質(zhì)、糖原和?；撬徇M(jìn)行提取，分析其提取率，以期建立最優(yōu)提取工藝，為牡蠣營(yíng)養(yǎng)素食品級(jí)提取液的制備奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

干制牡蠣由海南椰島酒業(yè)釀造有限公司提供。

0.1%甲基紅乙醇溶液和0.1%溴甲酚綠乙醇溶液由鹽城衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品營(yíng)養(yǎng)與衛(wèi)生系實(shí)驗(yàn)室配制；BCA蛋白質(zhì)濃度測(cè)定試劑盒等購(gòu)自碧云天生物技術(shù)研究所；美國(guó)SPEX多元素混標(biāo)購(gòu)自上海漾盟儀器有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平由梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司生產(chǎn)；粉碎機(jī)由廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)；電熱恒溫干燥箱由上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠生產(chǎn)；FOSS Kjeltec TM2100 半自動(dòng)定氮儀由福斯分析儀器公司(瑞典)生產(chǎn)；高速離心機(jī)由德國(guó)赫默公司生產(chǎn)；UV -1800 紫外分光光度計(jì)由日本島津公司生產(chǎn)；馬弗爐由上海久工電器有限公司生產(chǎn)；Hitachi L-8900 氨基酸全動(dòng)分析儀由日本日立公司生產(chǎn)；高壓均質(zhì)機(jī)由ATS Engineering Inc生產(chǎn)；高靜壓設(shè)備由包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)；水浴恒溫振蕩器、酶標(biāo)儀和ICAP6300型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀等由美國(guó)Thermo Scienti-fic公司生產(chǎn)。

1.3 方法

As shown in Fig. 5(h), the measured reflectance peak at 1550 nm (center of the transparency window) is tuned by increasing the delay time between the pump and probe pulses by using the femtosecond laser pump and probe method. The refractive index n of the polycrystalline ITO is given by59:

1.3.1 干制牡蠣各指標(biāo)測(cè)定 水分含量的測(cè)定采用常壓干燥法(GB/T 5009.3—2003)；灰分的測(cè)定采用高溫灼燒法(GB/T 5009.4—2003)；蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法(GB/T 5009.5—2003)；礦物質(zhì)元素的測(cè)定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。

脂肪含量的測(cè)定采用氯仿-甲醇法[12]。將干制牡蠣樣品分散于氯仿-甲醇混合溶液中，在65 ℃水浴中加熱微沸1 h,在65～70 ℃水浴中蒸發(fā)回收溶劑后于100～105 ℃烘箱中干燥30 min，冷卻稱質(zhì)量，反復(fù)至恒質(zhì)量。

糖原含量的測(cè)定采用蒽酮比色法[13]。干制牡蠣樣品加入蒽酮試劑，沸水浴10 min后冷卻至室溫，暗處?kù)o置10 min后于620 nm處測(cè)吸光值。

氨基酸組成及含量的測(cè)定采用氨基酸自動(dòng)分析儀。干制牡蠣樣品經(jīng)鹽酸水解處理后沖入高純度氮?dú)獬檎婵眨?10 ℃的恒溫干燥箱中水解22 h。氨基酸自動(dòng)分析儀以蛋白質(zhì)水解法測(cè)定試樣液的氨基酸組成和含量。

1.3.2 干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)素的提取 牡蠣干粉中加入各體積分?jǐn)?shù)乙醇溶液，70 ℃恒溫水浴振蕩浸泡，不同時(shí)間浸泡結(jié)束后均用600 W超聲波振蕩20 min，樣品進(jìn)行高壓均質(zhì)或高靜壓處理，在9 000 r/min離心10 min。

1.3.3 干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)素提取的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以乙醇體積分?jǐn)?shù)(0、20%、40%)、浸泡時(shí)間(1.0 h、1.5 h、2.0 h)、高壓均質(zhì)(80 MPa、100 MPa、120 MPa)或高靜壓壓力(200 MPa、350 MPa、500 MPa)為3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)(表1)。以蛋白質(zhì)提取率、糖原提取率和?；撬崽崛÷蕿榭疾熘笜?biāo)，分別予以3個(gè)指標(biāo)不同的權(quán)重(0.2、0.4、0.4)進(jìn)行綜合評(píng)分，確定最佳工藝參數(shù)。

表1 干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)素提取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

蛋白質(zhì)、糖原、?；撬崽崛÷视?jì)算按照如下公式：

糖原提取率=提取液中糖原含量原料中糖原含量×100%

?；撬崽崛÷?提取液中?；撬岷吭现信；撬岷俊?00%。

1.3.4 干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)素提取的驗(yàn)證試驗(yàn) 分別稱取3等份的干制牡蠣，按正交試驗(yàn)確定的最佳提取工藝條件進(jìn)行提取，以蛋白質(zhì)、糖原和?；撬岬奶崛÷首鳛樵u(píng)價(jià)提取工藝優(yōu)良的指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每組試驗(yàn)平行3次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行基本分析，用SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)方差分析，數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)成分含量

從表2、3可以看出，椰島酒業(yè)釀造有限公司提供的干制牡蠣蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低，且其糖原和牛磺酸含量豐富。同時(shí)牡蠣中氨基酸含量豐富，組成完善，人體所需的8種必需氨基酸均存在(除色氨酸)，且含量較高，約為總氨基酸的39.21%，其中賴氨酸和亮氨酸含量豐富。天門冬氨酸、谷氨酸這2種呈味氨基酸含量最高，約為25.57%，這可能是牡蠣肉鮮味美的原因之一。此外，干制牡蠣中礦物質(zhì)含量也十分豐富，Na、K含量可高達(dá)8～12 mg/g，Ca、Mg含量也較高，人體所需微量元素Zn可達(dá)213.30 μg/g，Se達(dá)3.74 μg/g(表4)。

表2 干制牡蠣基本營(yíng)養(yǎng)成分 %

表3 干制牡蠣氨基酸組成

表4 干制牡蠣礦物質(zhì)元素檢測(cè)結(jié)果 μg/g

2.2 干制牡蠣高壓均質(zhì)及高靜壓提取工藝優(yōu)化

多糖和牛磺酸一般用水提法，而牡蠣中糖蛋白可用醇提法，因此采用0～40%體積分?jǐn)?shù)的乙醇作為提取劑。根據(jù)文獻(xiàn)[14]，乙醇沉淀提取多糖的最佳時(shí)間為2 h，考慮到?；撬岷投嗵堑乃苄?，故選擇乙醇的提取浸泡時(shí)間為1～2 h；根據(jù)文獻(xiàn)[15]，超高壓可以促進(jìn)牡蠣提取物中蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量的提高，且與壓力成正比，兼顧實(shí)驗(yàn)室設(shè)備壓力參數(shù)，選擇高壓均質(zhì)的壓力為80～120 MPa，高靜壓壓力為200～500 MPa。在各因素確定的情況下，極差R值的大小決定了各因素對(duì)結(jié)果貢獻(xiàn)率的大小。表5和6結(jié)果顯示，RA>RB>RC，說(shuō)明乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)牡蠣營(yíng)養(yǎng)元素的提取作用影響最大，而且根據(jù)K值的大小可判斷，高壓均質(zhì)提取的最佳處理工藝為A1B1C3，高靜壓提取的最佳工藝為A1B1C3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)為0(直接水提)，浸泡時(shí)間為1 h，高壓均質(zhì)壓力為120 MPa或者高靜壓壓力為500 MPa。此外，比較2種最優(yōu)提取方案的綜合評(píng)分，可以發(fā)現(xiàn)高壓均質(zhì)處理組的效果優(yōu)于高靜壓處理組。綜上，試驗(yàn)采取高壓均質(zhì)處理的最優(yōu)提取條件，即直接水提、浸泡1 h、高壓均質(zhì)壓力為120 MPa，進(jìn)行干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)元素的提取。

表5 干制牡蠣高壓均質(zhì)處理正交試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表5 干制牡蠣高壓均質(zhì)處理正交試驗(yàn)結(jié)果

表6 干制牡蠣高靜壓處理正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

從表7可以看出，在正交試驗(yàn)確定的最優(yōu)提取條件下，蛋白質(zhì)、糖原和?；撬岬奶崛÷史謩e為53.73%、84.99%和93.48%，優(yōu)于或接近于正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，3個(gè)重復(fù)處理之間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為2.47%、2.60%和4.21%，均低于5%，說(shuō)明確定的最佳工藝條件具有較好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

表7 干制牡蠣最優(yōu)工藝條件下提取結(jié)果 %

3 結(jié)論與討論

干制牡蠣肉蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低，且糖原、?；撬岷渴重S富，蛋白質(zhì)含量為46.87%，糖原含量為22.59%，?；撬岷繛?.04%。氨基酸組成完善，含有除色氨酸外的7種人體必需氨基酸，同時(shí)呈味氨基酸天門冬氨酸和谷氨酸含量豐富，此研究結(jié)果與先前王丹等[16]的研究結(jié)果類似。此外，牡蠣中礦物質(zhì)元素含量較高，除K、Na、Ca、Mg等基本元素外，還含有豐富的人體所需的必需微量元素Zn和Se。

通過(guò)正交試驗(yàn)確定了干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的最佳提取工藝：水提法，浸泡時(shí)間1 h，高壓均質(zhì)壓力120 MPa。在此最優(yōu)條件下，蛋白質(zhì)、糖原和?；撬岬奶崛÷史謩e為53.73%、84.99%和93.48%。與王丹等[16]采用80 ℃恒溫水浴提取方法相比，糖原和?；撬崽崛÷噬杂薪档?，但蛋白質(zhì)提取率提高，提取效果的優(yōu)越性顯著。同時(shí)，本研究采用的是常溫水提法，相對(duì)于王丹等[16]采用80 ℃恒溫?zé)崴峁に?，能夠避免溫度?duì)營(yíng)養(yǎng)的破壞(如蛋白質(zhì)的降解)，這可能是本研究蛋白質(zhì)提取率提高的原因之一。?；撬崽崛÷时韧跞鸱嫉萚17]采用超濾、離子交換、反滲透濃縮等現(xiàn)代加工技術(shù)提取率略低，但?；撬岷投嗵堑奶崛÷时韧鯐詽嵉萚18]采用超聲波破碎組織法和水提法提取櫛孔扇貝高，說(shuō)明高壓均質(zhì)處理相對(duì)于超聲波處理更容易使?；撬岷投嗵侨艹?。根據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差值，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)選的提取工藝具有良好的穩(wěn)定性與重現(xiàn)性。此外，無(wú)論是高壓均質(zhì)還是高靜壓處理，牡蠣蛋白質(zhì)和?；撬岬奶崛÷识际请S著壓力的升高而增大，原因可能是在高壓作用下，牡蠣組織中的部分鹽溶性蛋白質(zhì)優(yōu)先溶出；而且高壓處理過(guò)程中牡蠣可能發(fā)生一定的生理生化反應(yīng)，可提高牡蠣中某些蛋白質(zhì)水解酶的活性，從而提高蛋白質(zhì)和?；撬岬奶崛÷省Ｒ虼?，本研究所確定的干制牡蠣營(yíng)養(yǎng)成分提取工藝，可以高效地提取牡蠣中的蛋白質(zhì)、糖原和?；撬岬葼I(yíng)養(yǎng)成分。

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Determination of Nutritional Components and Extraction of Dried Oysters

QIAN Bingjun1，2,LI Ping3,LIU Xiaobing3,XU Sijie2

(1.Department of Food Nutrition and Hygiene,Yancheng Vocational Institute of Health Sciences,Yancheng 224005,China; 2.Department of Food Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China; 3.Hainan Yedao Wine Brewing Co.Ltd.,Haikou 570000,China)

Dried oysters soft-tissue was used as raw materials,the basic nutritional components and extraction process were investigated.The orthogonal experiment was applied for establishment of the extraction process.High-pressure homogenization and high hydrostatic pressure treatment were used,and the concentration of ethanol,socking time and pressure were taken as orthogonal factors.The extraction rates of protein,glycogen and taurine were taken as indicators for optimizing the extraction condition.The results showed that dried oysters soft-tissue was rich in nutritional components and minerals,and the distribution of amino acids was perfect.The optimal extraction condition was socking in water for 1 h and high-pressure homogenization under 120 MPa.Under the optimal condition,the extraction rate of protein,glycogen and taurine were 53.73%,84.99% and 93.48%,respectively.The optimal process was stable and reproductive.

oyster; nutritional components; high-pressure homogenization; high hydrostatic pressure; extraction rate

2016-01-12

海南椰島酒業(yè)釀造有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(SA1500055)

錢炳俊(1973-)，男，江蘇鹽城人，助理研究員，主要從事食品加工與營(yíng)養(yǎng)研究。 E-mail：bjqianfd@sjtu.edu.cn

S98

A

1004-3268(2016)07-0152-05