魷魚皮膠原蛋白肽的脫色及其對風(fēng)味影響的研究

王佳圓 馬佳雯 蔡金秀 曹少謙 戚向陽，*

（1上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波 315100）

魷魚年產(chǎn)量高，分布廣泛［1］。魷魚在加工過程中會產(chǎn)生包括頭、足、內(nèi)臟及表皮等廢棄物，其中魷魚皮占副產(chǎn)物加工量的8%～13%［2］，但大部分魚皮都被掩埋或丟棄，不僅造成資源的浪費，還會對環(huán)境產(chǎn)生污染［3］?，F(xiàn)有研究表明，水產(chǎn)源膠原蛋白比陸生動物源膠原蛋白具有更高的安全性［4］，且水產(chǎn)源膠原蛋白具有抗氧化［5］、降血壓［6］、抑制惡性腫瘤細(xì)胞活性［7］等生理活性。

目前開發(fā)的許多魷魚皮膠原蛋白制品，如助消化藥物、添加劑等，風(fēng)味色澤較差，需進一步進行脫色等處理才能被廣泛應(yīng)用［8］。常用的脫色方法有雙氧水法、大孔樹脂吸附法和活性炭法等。雙氧水法操作簡單，脫色效果好，但因較強的氧化作用，對樣品理化性質(zhì)影響大，如殘留物將會影響產(chǎn)品的品質(zhì)［9］。大孔樹脂具有吸附量大、機械強度高、安全可靠、可再生使用等優(yōu)點。鄭金娃等［10］利用不同樹脂對海參多肽酶解液脫色脫腥，發(fā)現(xiàn)樹脂D380 脫色效果良好，且具有一定的脫腥能力?；钚蕴课侥芰?，微孔數(shù)量多，不僅能高效地吸附酶解液的色素［11］，還可以通過去除水中的有機物從而達到除嗅、除味的效果［12］，已被廣泛用于水產(chǎn)品的脫色去腥［13］，但再生困難且蛋白損失率較高。因此，有必要篩選出最佳脫色劑，進一步探究樣品脫色脫腥效果。

本研究以魷魚皮膠原蛋白肽為原料，探討不同顆?；钚蕴考安煌瑯渲瑢︳滛~皮酶解液的脫色效果，并采用電子鼻、電子舌、氨基酸分析、感官評價等對脫色前后的膠原蛋白肽風(fēng)味進行分析，以期為魷魚皮高附加值產(chǎn)品的開發(fā)及膠原蛋白肽的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與主要試劑

魷魚皮，寧波水產(chǎn)批發(fā)市場；堿性蛋白酶（2×106U·g-1）、BCA 蛋白濃度測定試劑盒，北京索萊寶生物科技有限公司；粉狀活性炭（粒徑200 目）、顆粒狀活性炭（粒徑20 目），上海國藥化學(xué)試劑集團；D4006（非極性）、D152（弱酸性陽離子）、AB-8（弱堿性陰離子）、D3520（非極性）、D380（弱堿性陰離子），鄭州和成新材料科技有限公司；細(xì)胞色素C（MW12400）、抑酞菌（MW6500）、桿菌酶（MW1450）、乙氨酸-乙氨酸-酪氨酸-精氨酸（MW451）、乙氨酸-乙氨酸-乙氨酸（MW189），上海源葉生物科技有限公司；谷氨酸鈉、檸檬酸、鹽酸-奎寧、氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉、無水乙醇（分析純），上海國藥化學(xué)試劑集團。

1.2 主要儀器與設(shè)備

101-2 -BS 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進醫(yī)療器械廠；UV-1750紫外可見分光光度計，日本島津儀器有限公司；Multiskan FC 酶標(biāo)儀，美國賽默飛公司；SCIENTZ-10N 冷凍干燥機，寧波新芝生物科技股份有限公司；L-8900 全自動氨基酸分析儀，日本日立公司；Waters e2695 型高效液相色譜儀，美國Waters 公司；PEN3便攜式電子鼻，德國Airsense 公司；ASTREE 電子舌，法國Alpha MOS公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 魷魚皮膠原蛋白肽的制備 將10 g 魷魚皮與蒸餾水按1∶5 的料液比混合均勻，加入堿性蛋白酶2 555 U·g-1（0.012 8 g），在pH 值9.0、50 ℃條件下水浴酶解4.6 h，沸水鈍酶10 min 后，冰浴冷卻，8 000 r·min-1離心15 min，取上清液并定容至100 mL，得到魷魚皮膠原蛋白酶解液。

1.3.2 脫色工藝優(yōu)化

1.3.2.1 脫色材料篩選 樹脂靜態(tài)脫色試驗：取20 mL魷魚皮酶解液倒入燒杯中，加入5%（w/v）經(jīng)預(yù)處理的5種樹脂D4006、D152、AB-8、D3520、D380，室溫下脫色1 h后，過濾，濾液用蒸餾水定容至25 mL，測定脫色率及蛋白損失率。

活性炭靜態(tài)脫色試驗：將20 mL 魷魚皮酶解液置于50 mL 燒杯中，加入0.5%（w/v）的粉狀活性炭及顆粒狀活性炭，室溫下脫色30 min，過濾，濾液用蒸餾水定容至25 mL，測定脫色率及蛋白損失率。

1.3.2.2 活性炭脫色單因素試驗 取20 mL 魷魚皮酶解液于燒杯中，加入粉狀活性炭脫色后，過濾，濾液用蒸餾水定容至25 mL，測定脫色率及蛋白損失率。分別考察粉狀活性炭添加量（0.05%～0.30%）、脫色時間（10～60 min）、脫色溫度（10～60 ℃）和溶液pH 值（1～6）對魷魚皮酶解液脫色效果的影響。

1.3.2.3 脫色正交試驗 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取溶液pH值（A）、添加量（B）、脫色溫度（C）、脫色時間（D）進行三因素四水平的正交試驗L9（34），以脫色率和蛋白損失率綜合評定脫色效果。試驗因素水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素與水平表Table 1 Orthogonal test factor and level table

1.3.3 脫色率的測定 將制得的魷魚皮膠原蛋白酶解液用不同脫色劑進行脫色，采用分光光度法測定脫色前后溶液在362 nm 波長處的吸光度值。按公式（1）計算膠原蛋白肽脫色率［14］：

式中，A：脫色率，%；A1：脫色前酶解液在362 nm波長處的吸光度值；A2：脫色后上清液在362 nm 波長處的吸光度值。

1.3.4 蛋白損失率的測定 利用BCA試劑盒測定膠原蛋白酶解液脫色前后蛋白含量的變化。按照公式（2）計算蛋白損失率：

式中，W：蛋白損失率，%；W1：脫色前酶解液中蛋白含量，mg·mL-1；W2：脫色后酶解液中蛋白含量，mg·mL-1。

1.3.5 膠原蛋白肽分子量分布測定 利用高效液相色譜儀測定膠原蛋白肽分子量分布，并用GPC 軟件對其分子量分布進行分析。色譜柱為TSKgel 2000 SWXL 300 mm×7.8 mm；流動相∶乙腈∶水∶三氟乙酸=45∶55∶0.1（V/V/V）；檢測波長：UV220 nm；流速：0.5 mL·min-1；柱溫：30 ℃。稱取細(xì)胞色素C（MW12400）、桿菌酶（MW1450）、乙氨酸-乙氨酸-酪氨酸-精氨酸（MW451）、乙氨酸-乙氨酸-乙氨酸（MW189）標(biāo)準(zhǔn)品，用流動相溶解配制成0.2 mg·mL-1左右的標(biāo)準(zhǔn)分子量溶液。

1.3.6 游離氨基酸組成分析 根據(jù)文獻［15］進行樣品前處理，取最佳制備條件下魷魚皮酶解液凍干粉1 g，用50 mL 0.04 mol·L-1鹽酸浸提30 min，搖勻后過濾。取2 mL上清液于離心管中，加入8%磺基水楊酸2 mL，混勻，靜置15 min，10 000 r·min-1離心10 min，取上清液，過0.22μm膜后用全自動氨基酸分析儀進行分析。

1.3.7 電子鼻分析 準(zhǔn)確吸取最佳制備條件下的魷魚皮酶解液5 mL，置于20 mL頂空瓶中，密封后于50 ℃水浴鍋中加熱15 min，取出后將針頭插入頂空瓶上端進行檢測，信號采集時間為120 s，每采樣1 次，通過跑空瓶的形式對進樣通道進行清洗，降低對下一樣品的影響。每個樣品重復(fù)3次。不同傳感器對應(yīng)了不同的物質(zhì)類別［16］，組成電子鼻傳感器陣列的10 個金屬氧化物傳感器的敏感物質(zhì)及其檢測限見表2。

表2 PEN2電子鼻傳感器陣列及其性能特點Table 2 Electronic nose sensor array and its performance characteristics

1.3.8 魷魚皮膠原蛋白肽酶解液脫苦前后滋味感官分析 選取谷氨酸鈉、檸檬酸、鹽酸-奎寧、NaCl、蔗糖分別作為鮮、酸、苦、咸、甜的標(biāo)準(zhǔn)品［17］，對應(yīng)的濃度及分值如表3所示。選取10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的感官品評員進行感官評價。感官評價之前無辛辣刺激食品攝入，且不能使用香水化妝品等物品。每種味道由低濃度標(biāo)準(zhǔn)品至高濃度標(biāo)準(zhǔn)品順序進行感官評定，每次評定后均用水漱口，口中無異味后再品嘗下一個樣品。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品濃度對應(yīng)的分值對樣品進行對照打分，得到樣品的分值。

表3 不同濃度滋味標(biāo)準(zhǔn)品評分值Table 3 Standard taste evaluation scores of different concentrations

1.3.9 電子舌分析 本試驗所用電子舌能直接檢出鮮、酸、苦、咸的響應(yīng)值，以谷氨酸鈉、檸檬酸、鹽酸奎寧、NaCl為標(biāo)準(zhǔn)品用蒸餾水配置成不同濃度梯度［18］。取脫色前后的魷魚皮酶解液和不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品15 mL于樣品杯中，室溫下進行電子舌檢測，每個樣品測定4個平行值，取后3次測定數(shù)值進行分析，檢測期間設(shè)定采樣時間為120 s，清洗時間10 s，每次檢測完畢后均進行清洗。測定前儀器需經(jīng)活化、自檢和校準(zhǔn)等程序，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

1.4 數(shù)據(jù)分析

電子鼻數(shù)據(jù)采用PEN3-Win Muster 數(shù)據(jù)處理軟件進行主成分分析（principal compcnent analysis，PCA）；采用SPSS 17.0 軟件對所得數(shù)據(jù)進行方差分析（analysis of variance，ANOVA），顯著性檢驗方法為Duncan 多重檢驗，顯著水平為P＜0.05，使用GraphPad Prism及Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫色材料篩選結(jié)果

由圖1可知，以脫色率為指標(biāo)，粉狀活性炭脫色效果最佳，脫色率達到81.20%。根據(jù)蛋白損失率，樹脂D152蛋白損失率最低，為1.27%，但脫色率僅達到8.34%。所測試的樹脂中，脫色效果最好的為樹脂D380，脫色率為32.17%。D380、AB-8 為陰離子交換樹脂，脫色率高于其余陽離子交換樹脂和非極性樹脂，可能是因為酶解液中陰離子型色素占比較高。極性樹脂AB-8與D380 的脫色率大于非極性樹脂D4006 和D3520，可能是因為酶解液中的色素多為極性分子。綜合考慮脫色率及蛋白損失率，最后選用粉狀活性炭作為魷魚皮酶解液的脫色劑。

圖1 脫色劑對膠原肽脫色率和蛋白損失率的影響Fig.1 Effect of decolorant on decolorization rate and protein loss rate of collagen peptide

2.2 活性炭脫色工藝的優(yōu)化

2.2.1 pH值的影響 由圖2可知，隨著pH值的升高，魷魚皮酶解液的脫色率與蛋白損失率均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在酸性較高的條件下脫色率較高，當(dāng)pH值在2以下時脫色率達到87.17%，之后隨pH值上升，脫色率呈下降趨勢，表明脫色率與H+濃度有關(guān)［19］。為了避免pH值過低導(dǎo)致膠原蛋白肽的損失，選擇pH值為2。

圖2 pH值對膠原肽脫色率和蛋白損失率的影響Fig.2 Effect of pH value on decolorization rate and protein loss rate of collagen peptide

2.2.2 活性炭添加量的影響 由圖3可知，當(dāng)活性炭添加量由0.05%增加到0.30%時，魷魚皮酶解液的脫色率由56.91%提高到82.32%，蛋白損失率也由25.93%上升至36.22%，該結(jié)果與李秉潤等［20］利用活性炭對水蛭酶解液脫腥脫色的研究結(jié)果一致，隨著活性炭添加量的增加，蛋白損失率逐漸增加。為了減少多肽損失，選擇活性炭添加量為0.15%。

圖3 活性炭添加量對膠原肽脫色率和蛋白損失率的影響Fig.3 Effect of activated carbon content on decolorization rate and protein loss rate of collagen peptide

2.2.3 脫色時間的影響 由圖4可知，膠原蛋白肽脫色率與蛋白損失率均隨脫色時間的延長而增加，當(dāng)脫色時間大于30 min時，脫色率趨于穩(wěn)定，蛋白損失率略有上升。

圖4 脫色時間對膠原肽脫色率和蛋白損失率的影響Fig.4 Effect of decolorizing time on decolorization rate and protein loss rate of collagen peptide

2.2.4 脫色溫度的影響 由圖5可知，當(dāng)溫度從10 ℃上升到60 ℃時，魷魚皮膠原蛋白肽的脫色率由62.12%上升至77.57%。綜合考慮脫色率及蛋白損失率，選擇溫度為30 ℃。

圖5 脫色溫度對膠原肽脫色率和蛋白損失率的影響Fig.5 Effects of decolorizing temperature on decolorization rate and protein loss rate of collagen peptide

2.2.5 正交試驗結(jié)果 粉狀活性炭脫色效果優(yōu)化正交試驗結(jié)果見表4～6。通過極差分析可知，各因素對脫色率及蛋白質(zhì)損失率的影響大小次序為B＞A＞C＞D，即活性炭添加量＞pH值＞脫色溫度＞脫色時間。以脫色率為依據(jù)，脫色效果最佳的組合是A1B3C3D3，即pH 值1、活性炭添加量0.2%、脫色溫度40 ℃、脫色時間40 min。以蛋白損失率為依據(jù)，脫色效果最佳的組合是A1B1C1D1，即pH 值1、活性炭添加量0.1%、脫色溫度20 ℃、脫色時間20 min。綜合分析脫色率及蛋白損失率，活性炭最佳脫色工藝為A2B1C2D2，即pH 值2、活性炭添加量0.1%、脫色溫度30 ℃、脫色時間30 min。進一步驗證試驗表明，在該條件下，活性炭的脫色率達到82.91%±0.05%，蛋白回收率達到75.82%±0.17%，樣品得率為72.32%±0.16%。

表4 活性炭脫色正交試驗結(jié)果與分析Table 4 Results and analysis of orthogonal test for decolorization of activated carbon

表5 脫色率方差分析Table 5 Variance analysis of decolorization rate

表6 蛋白質(zhì)損失率方差分析Table 6 Analysis of variance of protein loss rate

2.3 脫色前后膠原蛋白肽的分子量分布

由圖6和表7可知，魷魚皮膠原蛋白肽經(jīng)粉狀活性炭脫色后分子量分布與脫色前相比差異不大。脫色后分子量小于180 Da 的肽占比下降幅度最大，下降了3.14 個百分點，分子量小于500 Da 的肽占比共下降4.79 個百分點，可能是因為粉狀活性炭在吸附色素的同時，溶液中的氨基酸類、二肽及三肽也部分被吸附［21］。此外，脫色后分子量大于2 000 Da的肽占比也有所下降，而分子量在500～1 000 Da的肽占比增幅較大，達到了4.69個百分點，分子量在500～2 000 Da的肽占比共增加了6.14個百分點。脫色前后分子量小于1 000 Da的膠原蛋白肽所占比例分別為79.47%、79.37%，無顯著差異（P＞0.05）。表示脫色過程中主要損失了分子量小于500 Da 及大于2 000 Da 的魷魚皮膠原蛋白肽，Ajibola等［22］研究發(fā)現(xiàn)分子量小于1 000 Da肽的抗氧化活性高于分子量大于1 000 Da的肽；也有文獻報道，相對于氨基酸及大分子多肽，寡肽（＞四肽）對維持腸道健康和功能具有重要作用，且可以作為生理活性物質(zhì)被直接吸收［23］。因此，可推測脫色工藝對于活性較高的膠原蛋白肽影響較少。

表7 脫色前后膠原蛋白肽分子質(zhì)量分布Table 7 Molecular weight distribution of the decolorized and non-decolorized squid skin collagen peptides

圖6 魷魚皮膠原蛋白肽凝膠色譜圖Fig.6 Gel chromatogram of collogen peptide of squid skin

2.4 脫色前后膠原蛋白肽的氨基酸組成

由表8可知，魷魚皮膠原蛋白肽共檢出20 種游離氨基酸，其中鮮味2種、甜味5種、苦味9種以及無味氨基酸4種［24］。脫色后魷魚皮酶解液中的游離氨基酸含量降低了2.02 mg·g-1，呈味氨基酸含量降低了0.89 mg·g-1，但呈味氨基酸（delicious amino acid，DAA）占總游離氨基酸（total free amino acid，TFAA）的比例上升了1.75 個百分點。谷氨酸（Glu）是酶解液的主要鮮味氨基酸，脫色后樣品的鮮味氨基酸占比由10.21%上升至13.12%；此外，脫色前后甜味氨基酸占比無明顯差異，分別為12.99%和13.73%，其中丙氨酸（Ala）占比最高。脫色后酶解液的苦味氨基酸占比由71.50%下降至67.72%，其中酪氨酸（Tyr）是主要的苦味氨基酸，脫色后由16.81%降至14.24%。表明脫色可有效改善酶解液的風(fēng)味，具有一定的脫苦作用，并提升鮮味。

表8 脫色工藝對膠原肽游離氨基酸含量的影響Table 8 Effect of decolorization process on free amino acid content of collagen peptide

味道強度值（taste active value，TAV）表示各個呈味物質(zhì)的含量與其閾值的比。當(dāng)TAV＞1時，表明該物質(zhì)對樣品呈味貢獻大；當(dāng)TAV＜1時，表明該物質(zhì)對樣品幾乎沒有呈味貢獻［25］。酶解液脫色前TAV最大的為蛋氨酸（Met），為12.10，其次為Glu，其TAV為11.10，表明苦味氨基酸和鮮味氨基酸對樣品整體滋味呈味具有重要貢獻。脫色后，Glu的TAV上升至15.17，成為最主要呈味氨基酸，而Met的TAV由12.10下降至11.40，進一步表明脫色可使主要的苦味氨基酸呈味貢獻下降，鮮味氨基酸呈味貢獻上升，酶解液風(fēng)味得到一定程度的提升。

2.5 脫色前后膠原蛋白肽的電子鼻分析

PCA分析是將提取的傳感器響應(yīng)信號進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進行線性分類處理，其總貢獻率越大（＞75%），檢測數(shù)據(jù)的信息反映越好［26］。圖7為脫色前后酶解液電子鼻響應(yīng)信號的PCA 分析結(jié)果，酶解液脫色前后的響應(yīng)值沒有重疊區(qū)域，區(qū)分度較好，PC1和PC2的貢獻率分別為96.38%和3.44%，累計貢獻率達99.82%，各組樣品的數(shù)據(jù)點按其類別對應(yīng)聚類，且兩兩之間能實現(xiàn)較好地區(qū)分，說明這兩個主成分幾乎包含了樣品的所有信息，可用來代表魷魚皮酶解液中揮發(fā)性物質(zhì)的整體信息，該結(jié)果表明脫色前后魷魚皮酶解液的氣味相互獨立。

圖7 魷魚皮酶解液電子鼻響應(yīng)值的PCA分析Fig.7 PCA analysis of electronic nose response of enzymatic hydrolysate of squid skin

圖8為魷魚皮酶解液揮發(fā)性成分的電子鼻載荷分析。脫色前后累計貢獻率達到了99.99%，基本涵蓋了樣品的所有信息。魷魚皮酶解液脫色后，第1 主成分（PC1）貢獻率最大的成分由R7（硫）變成了R2（氮氧化物）；第2 主成分（PC2）貢獻率最大的成分由R2（氮氧化物）變成了R7（硫），表明脫色后氮氧化物類揮發(fā)性成分對氣味的貢獻最大，硫化類（硫化氫等）揮發(fā)性成分對氣味的貢獻率變小。綜上所述，魷魚皮酶解液脫色前后氣味發(fā)生了明顯變化，且脫色后風(fēng)味得到一定程度的改善。

圖8 魷魚皮酶解液風(fēng)味LOADINGS分析Fig.8 Aroma LOADINGS analysis of squid skin enzymatic hydrolysate

2.6 脫色前后膠原蛋白肽的感官評價分析

以鮮、酸、苦、咸、甜標(biāo)準(zhǔn)品為標(biāo)準(zhǔn)對脫色前后的魷魚皮酶解液進行感官評價，結(jié)果如圖9所示。魷魚皮膠原蛋白肽酶解液以苦咸味為主，經(jīng)活性炭脫色處理后，魷魚皮膠原蛋白肽酶解液的苦味顯著下降（P＜0.05），鮮、酸及咸味顯著上升（P＜0.05），甜味無顯著變化，表明活性炭處理對魷魚皮膠原蛋白肽酶解液有一定的脫苦效果。

圖9 魷魚皮膠原蛋白肽酶解液滋味感官評分Fig.9 Sensory taste score of squid skin enzymatic hydrolysate

2.7 脫色前后膠原蛋白肽的電子舌分析

由圖10可知，脫色前后PC1 和PC2 貢獻率分別為70.26%和13.30%，累計貢獻率為83.56%，表明PC1、PC2 包含了大量樣品原始數(shù)據(jù)，可以整體反應(yīng)樣品信息［27］。判別指數(shù)（discrimination index，DI）是區(qū)分樣品之間差異的表征值［28］。本試驗DI為95.95，表明樣品之間區(qū)分度大。不同樣品之間滋味差異可以通過樣品在主成分分析圖中的距離遠(yuǎn)近來表征［29］。魷魚皮膠原蛋白肽酶解液脫色前后樣品位于主成分分析圖中不同區(qū)域，不重疊，且距離較遠(yuǎn)，表明脫色前后樣品滋味差異較大。

圖10 魷魚皮酶解液滋味主成分分析Fig.10 Principal component analysis of taste of enzymatic hydrolysate of squid skin

主成分分析中，可根據(jù)樣品落點的區(qū)域及樣品間的距離來判斷樣品之間的相似性，本研究樣品所在區(qū)域表明該標(biāo)準(zhǔn)品滋味屬性，樣品之間距離越近表明滋味屬性越相似。圖11為魷魚皮酶解液脫色前后不同滋味的主成分分析圖。鮮、酸、苦、咸不同滋味的主成分累計貢獻率分別為81.76%、80.26%、88.56%、81.99%，表明第1和第2主成分能夠代表大部分的原始數(shù)據(jù)信息。DI 值分別為99.83、99.78、98.59、99.83，表明電子舌能較好地區(qū)分脫色前后魷魚皮酶解液的滋味。脫色前后樣品整體風(fēng)味無交疊，區(qū)分效果好。根據(jù)每種滋味對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)品濃度梯度［30］，可見鮮味、酸味、咸味有不同程度的提升，苦味下降。表明魷魚皮酶解液經(jīng)脫色工藝優(yōu)化后風(fēng)味有明顯提升，主要表現(xiàn)為鮮味、酸味、咸味加強，苦味減弱。綜合電子鼻和感官評定分析可知，魷魚皮酶解液脫色前后風(fēng)味有明顯差別，脫色的同時明顯改善了酶解液的風(fēng)味，有助于魷魚皮酶解液后續(xù)的加工及應(yīng)用。

圖11 魷魚皮酶解液不同滋味的主成分分析Fig.11 Principal component analysis of different tastes of enzymatic hydrolysate of squid skin

3 討論

膠原蛋白肽是以膠原蛋白為原料，利用化學(xué)、物理方法或者生物酶法降解得到的產(chǎn)物，具有廣泛的生物活性［31］。早期有研究者發(fā)現(xiàn)蛋白酶解液具有苦味，且水產(chǎn)源蛋白酶解液依舊存在腥味［32］，為掩蓋不良?xì)馕?，可以通過選擇分離法［33］、掩蓋法［34］、酶解法［35］等方法脫腥脫苦提升產(chǎn)品品質(zhì)，而活性炭法作為選擇分離法是較為常見的脫色方式［36］。本研究比較不同脫色劑效果，發(fā)現(xiàn)粉狀活性炭脫色率最佳，與前人研究結(jié)果類似［37-38］，可能是由于粉狀活性炭微孔數(shù)量多，比表面積大，從而能夠快速且高效地吸附蛋白酶解液色素分子［39］。

本研究通過高效液相色譜分析樣品脫色前后的分子量分布，發(fā)現(xiàn)樣品脫色前后分子量分布差異不大，可能是由于活性炭脫色是通過范德華力和靜電作用吸附色素［40］，未破壞化學(xué)鍵，從而較好地保持了樣品中多肽的結(jié)構(gòu)［41］。此外，脫色后樣品分子量小于500 Da和大于2 000 Da 的肽占比有所減少，這可能是由于粉狀活性炭是疏水性吸附劑，易吸附分子量偏小的芳香族氨基酸、色素和其他分子量偏大的小肽［42］。氨基酸作為重要的呈味物質(zhì)，有助于滋味的形成。本研究發(fā)現(xiàn)，脫色前后甜味氨基酸占比幾乎無差異，苦味氨基酸占比降低，這可能是由于添加活性炭不影響含羥基和烷基的中性氨基酸（Thr、Ser 和Gly、Ala）和部分堿性氨基酸（Lys），易吸附芳香基氨基酸（Tyr 和Phe）、含硫氨基酸（Met）和堿性氨基酸（His 和Arg）［43］。電子鼻試驗結(jié)果表明樣品脫色前后氣味完全不同，且脫色后氮氧化物類揮發(fā)性成分代替硫化類（硫化氫等）揮發(fā)性成分對氣味的貢獻最大，這與常鈺菲［44］、錢琴蓮等［45］的研究結(jié)果一致。感官評價試驗結(jié)果表明樣品脫色處理后苦味下降，甜味基本無變化，而其余風(fēng)味有不同程度提升。電子舌分析也表明脫色前后膠原蛋白肽風(fēng)味差異明顯，脫色后的膠原蛋白肽苦味明顯下降，鮮味、酸味、咸味都有不同程度提升。表明活性炭能有效改善酶解液的風(fēng)味，主要歸因于粉末狀活性炭具有有效面積大、微孔數(shù)量多、吸附性能好等特點，能夠在一定程度上減少色素以及魚腥味等揮發(fā)性物質(zhì)，從而有效改善產(chǎn)品風(fēng)味［46］。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，粉狀活性炭對魷魚皮酶解液脫色脫苦效果最好，最佳工藝條件為：pH 值2.0，活性炭添加量0.1%，脫色溫度30 ℃，脫色時間30 min，在該工藝條件下的脫色率為82.91%，蛋白回收率達到75.82%。通過凝膠色譜、游離氨基酸、電子鼻、電子舌及感官評定分析表明，脫色前后膠原蛋白肽的分子量分布差異不大，但脫色前后魷魚皮酶解液的風(fēng)味明顯不同，苦味得以改善。綜上所述，粉狀活性炭脫色工藝可有效改善魷魚皮酶解液的風(fēng)味，提高魚膠原蛋白肽產(chǎn)品品質(zhì)。而脫色處理對其生物活性及功能特性的影響還有待進一步研究。