任 彬,蒲小秋
(1.嶺南師范學院生命科學與技術學院,廣東湛江 524048;2.湛江第一中學,廣東湛江 524038)
牡蠣(Oyster)俗稱蠔,是世界上第一大養殖貝類,也是我國四大養殖貝類之一,肉味鮮美,具有較高的食用價值和藥用價值[1]。牡蠣中富含糖原、維生素、不飽和脂肪酸和微量元素等多種營養活性物質,有消除疲勞、抗氧化、改善血液循環、促進中樞神經發育、預防糖尿病等功效,因此牡蠣食品廣受消費者喜愛[2-5]。目前,我國水產品加工工藝和機械化水平較為落后,牡蠣加工副產品(如性腺等)未能有效利用,造成了一定的經濟損失。
近年來,隨著生活水平不斷提高,調味品工業在我國得到了較快發展,功能單一的調味品已經不能滿足所有消費者的需要,人們對復合調味品尤其是蠔油、海鮮醬油等海鮮復合調味品頗為青睞[6]。天然牡蠣中含有豐富的肌苷酸、鳥苷酸、谷氨酸、琥珀酸等呈鮮物質,是生產調味品的優質原料[7]。利用酶解工藝將牡蠣加工下腳料——性腺開發成美味的調味品,不僅可以提高牡蠣生產附加值、拓寬牡蠣類產品的消費市場、減少污染浪費,還可以為牡蠣的綜合利用和深度加工提供參考依據。
1.1.1 原料與試劑
新鮮牡蠣,購于湛江海鮮水產市場;胰蛋白酶(2.4×105U/g)、木瓜蛋白酶(2.4×105U/g)、氨基酸標準品(2.5 μmol/mL),上海Sigma(中國) 有限公司提供;活性干酵母,湖北安琪酵母股份有限公司提供;食鹽、食醋、白砂糖、麥芽糖、醬油、味精,購自成都永輝超市;肌苷酸鈉、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na,食品級),滄州禧潤食品配料有限公司提供;其余試劑,均為分析純,上海國藥集團有限公司提供。
1.1.2 儀器
S220型酸度計,梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司產品;NKY6120型顏色法凱氏定氮儀,上海望海環境科技有限公司產品;HI2003型多功能攪拌機,上海海菱有限公司產品;小型打漿機,九陽股份有限公司產品;TLE104E型分析天平,梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司產品;TGL-20M型臺式高速冷凍離心機,上海盧湘儀離心機儀器有限公司產品;S-433D型全自動氨基酸分析儀,德國Sykam(賽卡姆)公司產品。
1.2.1 工藝流程
牡蠣性腺→預處理→酶解→滅酶→脫腥→調味料調配→過濾→灌裝→滅菌→成品。
1.2.2 操作要點
(1) 預處理。去殼取牡蠣性腺,用清水洗凈,塑料網篩瀝水,利用打漿機均勻絞碎組織后裝于封口袋中,-18℃下貯藏,使用前解凍。
(2)酶解。將牡蠣性腺加入1倍質量的水,沸水浴10 min,冷卻至一定溫度后,在適宜條件下酶解。
(3) 滅酶。將酶解液加熱至100℃,保持10 min,冷卻至30℃以下。
(4) 脫腥。在滅酶后的酶解液中添加除腥劑,40℃下保溫50 min。
(5) 調配。將一定量的酶解液、醬油、食鹽、麥芽糖加入容器中混勻,再加入用少量熱水預先溶化的白砂糖,再依次加入CMC-Na、味精、肌苷酸鈉和醋,攪拌均勻。
(6)過濾。除去未溶解的原料及雜質。
(7)裝瓶。過濾后的調味品裝入瓶中,封口。
(8)滅菌。滅菌,自然冷卻,貼商標,即得成品。
1.3.1 分析方法
氨基氮總量按照GB 5009.124—2016甲醛滴定法測定,總氮量按照GB 5009.5—2016凱氏定氮法測定,感官評價按鄧嫣容[8]的方法進行。
感官評價標準見表1。
1.3.2 工藝優化設計
(1)酶解工藝優化。將牡蠣性腺分別用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、復合蛋白酶(胰蛋白酶∶木瓜蛋白酶=1∶1)進行水解,以酶解液中游離氨基酸態氮含量為指標,確定酶的種類。以水解度為指標,在單因素試驗基礎上,選擇酶用量、pH值、酶解溫度進行正交試驗,優化酶解條件。
表1 感官評價標準
(2)脫腥工藝優化。參考劉艷[4]的研究采用活性炭聯合活性干酵母復合脫腥法對酶解液脫腥,以感官評分為指標,在單因素試驗基礎上,選擇添加量、脫腥溫度、脫腥時間進行正交試驗,優化脫腥條件。
(3)調配工藝配方參數。以產品感官品質為指標,在單因素試驗基礎上進行正交試驗,確定牡蠣性腺酶解液、食鹽、食醋、白砂糖、麥芽糖、醬油、味精、肌苷酸鈉和CMC-Na的最適添加量。
2.1.1 酶種類對酶解效果的影響
分別在其各自最適條件下用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、復合蛋白酶(胰蛋白酶∶木瓜蛋白酶=1∶1)3種酶進行酶解,測定酶解液中游離氨基酸態氮含量。
不同種蛋白酶對酶解效果的影響見圖1。
圖1 不同種蛋白酶對酶解效果的影響
由圖1可知,這3種蛋白酶對牡蠣性腺的酶解能力不同,復合蛋白酶制備的酶解液氨基酸態氮含量較高,這與余杰等人[9]的研究結果相似,故選擇復合蛋白酶進行酶解。
2.1.2 酶用量對酶解效果的影響
分別以 400,600,800,1000,1 200,1 400 U/g酶用量的復合蛋白酶,在pH值7.0,溫度60℃下水解6 h后測定水解度。
不同酶用量的酶解效果見圖2。
圖2 不同酶用量的酶解效果
由圖2可知,水解度隨著酶用量的增加呈現先上升后下降的趨勢,在酶用量為1 200 U/g時水解度最大,故酶用量選擇1 200 U/g。
2.1.3 pH值對酶解效果的影響
在復合蛋白酶酶用量為1 200 U/g下,調節pH值分別為6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,于60℃下酶解6 h后測定水解度。
不同pH值的酶解效果見圖3。
圖3 不同pH值的酶解效果
由圖3可知,隨著pH值的升高,水解度呈先增后降的趨勢,pH值為7.5時水解度最高。由文獻[1]可知胰蛋白酶和木瓜蛋白酶最適pH值分別為8.0和7.0,因此弱堿性條件下,這2種蛋白酶水解效果最好,酶解適宜pH值選擇7.5。
2.1.4 酶解溫度對酶解效果的影響
在復合蛋白酶酶用量為1 200 U/g,pH值7.5下,調節酶解溫度分別為40,45,50,55,60℃,酶解6 h后測定水解度。
不同酶解溫度的酶解效果見圖4。
圖4 不同酶解溫度的酶解效果
由圖4可知,隨著酶解溫度的升高,水解度呈現先增加后下降的趨勢,當酶解溫度達到55℃時,水解度最高,為38.89%。酶解溫度會影響酶解反應速率與蛋白酶穩定性,在適宜范圍內,適當提高溫度可以加快蛋白酶的催化反應,而酶解溫度過高時,會導致蛋白酶變性失活。因此,根據試驗結果,酶解溫度選擇55℃。
2.1.5 最佳酶解條件的確定
在單因素試驗的基礎上,研究復合蛋白酶用量、酶解pH值和酶解溫度對牡蠣性腺酶解效果的影響,以水解度作為評價指標,進行三因素三水平正交試驗,優化最佳酶解條件。
酶解工藝優化正交試驗結果見表2。
表2 酶解工藝優化正交試驗結果
由表2可知,酶用量(A)的極差最大,其次是pH值(B),最后是酶解溫度(C),影響酶解的主次因素為A>B>C,工藝參數最佳條件為A2B2C2,即復合蛋白酶用量1 200 U/g,pH值7.5,酶解溫度55℃。
2.2.1 活性干酵母脫腥試驗
根據參考文獻[4],研究活性干酵母的添加量、脫腥時間和脫腥溫度對酶解液的脫腥效果有明顯的影響。以感官評分作為評價指標,設計了三因素三水平的正交試驗。
活性干酵母脫腥效果正交試驗結果見表3。
由表3可知,脫腥時間(B')的極差最大,其次是酵母添加量(A'),最后是脫腥溫度(C'),影響脫腥效果的主次因素為B'>A'>C',綜合考慮感官評分,活性干酵母脫腥最佳條件為A'2B'3C'3,即脫腥時間40 min,活性干酵母添加量2.0%,脫腥溫度40℃。
2.2.2 優化活性炭聯合活性干酵母脫腥工藝條件
由于單獨使用活性干酵母脫腥后的酶解液會略帶異味,活性炭有多孔結構,可以吸附異味小分子物質,在脫腥的同時除去異味,故考慮采用活性炭聯用。以感官評分為指標,先用2.0%活性干酵母,40℃脫腥40 min,再用活性炭脫腥。
活性炭聯合活性干酵母脫腥效果正交試驗結果見表4。
表3 活性干酵母脫腥效果正交試驗結果
由表4可知,活性炭添加量(A'')的極差最大,其次是脫腥時間(B''),最后是脫腥溫度(C''),影響脫腥效果的主次因素為A''>B''>C'',綜合考慮感官評分,活性干酵母脫腥最佳條件為A''2B''2C''2,即活性炭添加量4.0%,脫腥時間50 min,脫腥溫度45℃。
表4 活性炭聯合活性干酵母脫腥效果正交試驗結果
原輔料的添加量對調味品的感官品質有重要影響,以感官評分為評價指標,在單因素試驗基礎上進行L27(39)正交試驗。
調配工藝優化正交試驗結果見表5。
表5 調配工藝優化正交試驗結果
由表5可知,各個因素對感官評分的影響的主次排序為 C'''>G>B'''>H>E>D>J>F>A''',綜合考慮感官評分,原輔料調配最佳條件為 A'''1B'''2C'''3D3E1F3G3H3J3,即各原輔料添加量分別為酶解液4%,食鹽15%,食醋8%,白砂糖6%,麥芽糖6%,醬油15%,味精0.30%,肌苷酸鈉0.15%,CMC-Na 0.30%。
以水解度和感官評分為指標,通過單因素試驗和正交試驗,確定以牡蠣性腺為原料的新型牡蠣調味品生產工藝為采用胰蛋白酶∶木瓜蛋白酶=1∶1的復合蛋白酶,酶用量1 200 U/g,酶解pH值為7.5,酶解溫度為55℃;采用活性炭聯合活性干酵母脫腥,活性干酵母添加量為2.0%,40℃下脫腥40 min,活性炭添加量4.0%,45℃下脫腥50 min;原輔料添加量為酶解液4%,食鹽15%,食醋8%,白砂糖6%,麥芽糖6%,醬油15%,味精0.30%,肌苷酸鈉0.15%,CMC-Na 0.30%。試驗開發的新型牡蠣調味品不僅感官品質良好,還提高了牡蠣生產加工附加值,擁有廣闊的市場發展空間。