CN104789622A - 一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉及其工业化制备方法和应用 - Google Patents
一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉及其工业化制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉及其工业化制备方法和应用。该制备方法包括如下步骤：1)将新鲜的鱼肉和/或鱼下脚料洗净、破碎后，加水制成混合液；2)对所述混合液进行热变性，制得变性蛋白溶液；3)对所述变性蛋白溶液进行离心水洗，将离心所得沉淀加水磨制成浆料；4)调节所述浆料的pH值至6～9后，加入中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶进行酶解，灭酶后，制得酶解液；5)将所述酶解液浓缩、均质、灭菌，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。本发明的制备方法较为彻底的消除了鱼蛋白的致敏性和腥味，不仅鱼蛋白利用率高，并且还能有效避免鱼蛋白中腥味成分的释放，制得的鱼蛋白肽全粉口感好，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种鱼蛋白肽，特别是涉及一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉及其工业化制备方法和应用。
背景技术
鱼肉中富含的鱼蛋白是一种营养价值极高的蛋白，其含有大量的人体所必须的营养物质，有助于血脂以及胆固醇含量的降低，尤其含有大量DHA，能够促进大脑的发育，是神经系统成长所不可或缺的养分，因此，越来越多的人选择对鱼产品进行加工食用。但是，鱼类产品本身携带的腥臭味对加工品的口味有极大的影响，而且更为重要的是，鱼类过敏被认为是最常见的食物过敏症之一，因为鱼蛋白含有大量的致敏原，例如小清蛋白，经IgE抗体证实，小清蛋白能使超过95％的人产生过敏反应。加热、化学处理是常见的脱敏处理方法，但是不可能通过采用加热使蛋白质变性而去除鱼蛋白的所有致敏原，化学处理主要是利用化学试剂来降低胰蛋白酶抑制剂的活性，然而其不可避免地会产生化学残留等食品安全问题。
公告号为CN102318721A的专利文献公开了一种脱腥鱼蛋白粉的制备方法，先用0.5～2.5％的环糊精水溶液在20～40℃对鱼块进行吸附脱腥，再将鱼块放在1～3倍重量的乙醇碱溶液中在45～55℃搅拌脱腥，最后采用0.1～1％的蛋白酶对鱼块进行酶解、均质、干燥，制得富含大量小分子肽与游离氨基酸的鱼蛋白粉，虽然吸附方法能够帮助去除鱼的腥臭味，但是也会造成鱼类中大量的营养物质被吸附，同时乙醇碱溶液的使用也会造成营养成分的损失。而且该制备工艺中，未对致敏原进行处理以及检测，因此无法确定该工艺是否能降低致敏活性。
李阳等人在体系pH值为8.00的磷酸盐缓冲液中，采用2940U/g的木瓜蛋白酶，在40℃对鳜鱼鱼肉蛋白水解4h，最终鳜鱼蛋白的抗原性降低58.33％，但也未针对小清蛋白做出抗原研究，同时也极有可能使一些隐藏在蛋白三维结构内部或疏水区的线性抗原表位暴露出来而使酶解产物具有新的致敏性的担忧。
发明内容
本发明提供一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉及其工业化制备方法和应用，用于解决现有技术中无法彻底消除鱼蛋白致敏性、产品口感不佳以及营养成分大量流失等技术缺陷。
本发明提供的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉的工业化制备方法，包括如下步骤：
1)将新鲜的鱼肉和/或鱼下脚料洗净、破碎后，加水制成混合液；
2)对所述混合液进行热变性，制得变性蛋白溶液；
3)对所述变性蛋白溶液进行离心，将离心所得沉淀加水磨制成浆料；
4)调节所述浆料的pH值至6～9后，加入中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶进行酶解，灭酶后，制得酶解液；
5)将所述酶解液浓缩、均质、灭菌，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。
本发明对所采用的鱼类品种不做限制，可以是深海鱼，也可以是淡水鱼，并且鱼下脚料是指除去鱼肉后所剩余的物质，例如鱼皮或者鱼鳞；将鱼肉料洗净后，为了使后续热变性效果更好，可以将洗净后的鱼肉和/或鱼下脚料破碎至15～20目。
进一步地，步骤1)中所述鱼肉和/或鱼下脚料与水的质量体积比为1:(1～5)，即：1kg的鱼肉和/或鱼下脚料与1～5L的水进行混合制备混合液。制备混合液时，加水过少时混合液流动性差，易导致酶解效率降低；而加水过多时反应体积过大，会影响后续处理(例如浓缩等)，此外成本也会相应增加。其中，水可以采用纯水、蒸馏水、去离子水等，本发明中采用去离子水。此外，步骤3)中所述沉淀与所述水的质量体积比为1:(1～5)。
进一步地，所述热变性包括：将所述混合液加热至75～95℃后，保温并持续搅拌10～60min。该热变性处理能够破坏鱼蛋白的空间结构，从而降低鱼蛋白的致敏性，同时可解决混合液流动性差、溶液粘稠的问题，有利于后续酶解的进行。
进一步地，对所述变性蛋白溶液进行离心，将离心所得沉淀加水磨制成浆料。具体的，控制离心机转速为2000～8000r/min，离心时间为10～60min，由于离心后所得的沉淀为体积较大的固形物，为了使后续的酶解过程进行彻底，进一步地，可以向所述沉淀中加入水，破碎打浆，制得浆料。控制该沉淀与水的质量体积比为1:1～5，破碎打浆至该沉淀为20～30目即可。
本发明人对于如何在不损失鱼类营养成分的前提下，利用酶法彻底消除鱼蛋白的致敏性，同时消除鱼产品自身所有的腥味以及抑制酶解产物中腥涩物质的产生做了大量的研究。结果发现大多数的蛋白酶无法彻底消除鱼蛋白的致敏性和/或抑制酶解产物中腥味物质的产生。例如，中性蛋白酶对鱼蛋白进行处理时能够在一定程度上能够消除鱼蛋白的致敏性，但脱敏效果一般。采用胰蛋白酶对鱼蛋白进行处理时消除鱼蛋白致敏性作用不明显，致敏小清蛋白含量反而有一定升高。发明人在研究过程中意外地发现，只有同时采用中性蛋白酶、风味蛋白酶、碱性蛋白酶进行酶解，才能够较为彻底地消除鱼蛋白的致敏性同时抑制酶解产物中腥味物质的产生。
特别是，在本发明的酶解中，所述中性蛋白酶的用量为10～100U/g，所述风味蛋白酶的用量为10～100U/g，所述碱性蛋白酶的用量为10～100U/g。并且，所述中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶之间的用量比为1：(1～3)：1～3)。此外，在酶解前，可以采用质量浓度为10～20％的氢氧化钠水溶液调节pH值至6～9，所述酶解在30℃～60℃的温度下进行，并且控制酶解时间为2～6小时，酶解时间过短(＜1h)不利于蛋白的降解，而时间过长(＞3h)可能导致腥味涩味物质的产生。中性蛋白酶、风味蛋白酶以及碱性蛋白酶的结合，有利于在充分降解鱼蛋白以消除其致敏性的同时控制酶解产物的腥涩口感，从而进一步的被广大消费者所接受食用。上述酶解可以将鱼蛋白的主要过敏原小清蛋白降低90％以上，同时，可对鱼蛋白适度水解，从而使形成的肽的分子量主要分布在1500～5000Da的范围内，鱼蛋白的利用率高。
进一步地，为了更好的去除腥味，并减少脂肪、色素等杂质，提高蛋白含量，在步骤3)中，对所述变性蛋白溶液进行水洗后再进行所述离心，所述水洗包括：将所述变性蛋白溶液离心后，向离心所得沉淀中加水进行洗涤，所述沉淀与所述水的质量体积比为1:(1～5)，其中，制离心机转速为2000～8000r/min，离心时间为10～60min，该水洗步骤可重复2～3次。
在本发明中，各酶的用量是基于鱼肉和/或鱼下脚料的重量，即，采用1g鱼肉和/或鱼下脚料时，使用10～100U的中性蛋白酶。进一步地，在110～120℃的温度下进行所述灭酶，并且控制灭酶的时间为8～12秒。并且，在进行所述均质之前可将所述酶解液浓缩至原体积的1/3～1/2；在灭菌之后可进行喷雾干燥，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。
本发明还提供一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉，按照上述任一所述制备方法制得，所述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中小清蛋白的质量含量≤1.0*103mg/kg。所述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中小清蛋白的质量含量较鱼蛋白降低90％以上。
进一步地，所述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中分子量小于5000Da的肽的质量含量＞65％。
本发明还提供上述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉在食品或药品中的应用，食品包括但不限于婴幼儿食品、运动功能食品及保健，其中婴幼儿食品可以包括婴幼儿奶粉、婴幼儿米粉等。
本发明的方法在对鱼肉的鱼蛋白热变性后利用三种特定的蛋白酶进行酶解，不仅克服了多种致敏原所带来的致敏性，同时避免了酶解产物产生新的致敏性，鱼蛋白中小清蛋白含量降低了90％以上；此外，该方法有效去除了鱼类产品自身的腥味，从而保证了产品的口感。本发明的方法将鱼类产品中的活性物质全成分利用，利用率高且无杂质排放，工艺简单、节省成本，符合无污染低能耗循环经济要求，适合大规模生产，所制得的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉应用范围广泛。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中实施例的蛋白酶分别购自诺维信生物技术有限公司。
实施例1
1、混合液的制备
将市售鲫鱼去鳞去骨去内脏，清洗干净后，破碎至18目，制得5kg鱼肉。将15L去离子水加入上述鱼肉沫中制成混合液。
2、热变性
将混合液升温至80℃，保温并持续搅拌40min后，制成变性蛋白溶液。
3、浆料的制备
将上述变性蛋白溶液离心，控制离心机转速为3500r/min，离心时间为45min，离心结束后，弃上层液体，得4.9kg下层固体。
向上述4.9kg下层固体中加入15L去离子水，搅拌混匀，离心，控制离心机转速为4000r/min，离心时间为25min，取下层固体后再次重复该步骤2次，最终制得4.85kg沉淀。
向上述4.85kg沉淀中加入15L去离子水，破碎打浆至25目，制得浆料。
4、酶解
用质量浓度为20％的氢氧化钠水溶液调节上述浆料pH至7，向浆料中加入中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶，其中中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶的用量均为50U/g鱼肉左右，维持在50℃左右的温度下进行酶解约2h后，将其加热至110℃灭酶10秒，制得酶解液。
5、浓缩、均质、灭菌
将上述酶解液进行离心，取上清液蒸发浓缩，控制蒸汽压为0.1MPa左右，蒸发温度为60℃，使酶解液浓缩至原体积的1/2后进行均质，经灭菌后喷雾干燥，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。
6、质量检测及口感评价
采用Bio-check公司Fish-Check ELISA Kit对制得的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中的致敏原小清蛋白进行检测，同时对未处理的鱼肉混合液作为对照，结果见表1。
采用国标海洋鱼低聚肽粉(GB/T 22729-2008)中所述方法对上述制备的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中各组分的分子量分布进行检测，结果见表2。
将上述制备的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉溶于水中，制成质量含量为10％的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉溶液；组织20人评定小组(男女各半)对低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉溶液进行腥味评价，评价方法为：0-无腥味；1-略有腥味；2-腥味较弱；3-有腥味；4-腥味一般；5-腥味偏重；6-腥味较重；7-腥味很重，计算20人的平均腥味值，结果见表3。
实施例2
1、混合液的制备
将市售三文鱼鱼皮下脚料收集，清洗干净后，破碎至20目，制得5kg鱼肉沫。将10L去离子水加入上述鱼肉沫中制成混合液。
2、热变性
将混合液升温至75℃，保温并持续搅拌60min后，制成变性蛋白溶液。
3、浆料的制备
将上述变性蛋白溶液离心，控制离心机转速为4000r/min，离心时间为35min，离心结束后，弃上层液体，制得4.7kg下层固体。
向上述4.7kg下层固体中加入10L去离子水，搅拌混匀，离心，控制离心机转速为4000r/min，离心时间为25min，取下层固体后再次重复该步骤2次，最终制得4.5kg沉淀。
向上述4.5kg沉淀中加入15L去离子水，破碎打浆至30目，制得浆料。
4、酶解
用质量浓度为15％的氢氧化钠水溶液调节上述浆料pH至7.5，向浆料中加入中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶，其中中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶的用量均为70U/g鱼下脚料左右，维持在30℃左右的温度下进行酶解约5h后，将其加热至110℃灭酶10秒，制得酶解液。
5、浓缩、均质、灭菌
将上述酶解液进行离心，取上清液蒸发浓缩，控制蒸汽压为0.1MPa左右，蒸发温度为70℃，使酶解液浓缩至原体积的1/2后进行均质，经灭菌后喷雾干燥，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。该低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉的质量检测结果、分子量分布和口感评价结果分别见表1至表3。
实施例3
1、混合液的制备
将市售鲫鱼去鳞去骨后取鱼肉与内脏，清洗干净后，破碎至20目，制得5kg鱼肉以及内脏。将20L去离子水加入上述鱼肉以及鱼内脏中制成混合液。
2、热变性
将混合液升温至90℃，保温并持续搅拌20min后，制成变性蛋白溶液。
3、浆料的制备
将上述变性蛋白溶液离心，控制离心机转速为3500r/min，离心时间为45min离心结束后，弃上层液体，制得4.6kg下层固体。
向上述4.6kg下层固体中加入20L去离子水，搅拌混匀，离心，控制离心机转速为5000r/min，离心时间为25min，取下层固体后再次重复该步骤2次，最终制得4.4kg沉淀。
向上述4.4kg沉淀中加入20L去离子水，破碎打浆至30目，制得浆料。
4、酶解
用质量浓度为10％的氢氧化钠水溶液调节上述浆料pH至8.5，向浆料中加入中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶，其中中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶的用量均为20U/g鱼肉以及鱼下脚料左右，维持在50℃左右的温度下进行酶解约3.5h后，将其加热至110℃灭酶10秒，制得酶解液。
5、浓缩、均质、灭菌
将上述酶解液进行离心，取上清液蒸发浓缩，控制蒸汽压为0.1MPa左右，蒸发温度为75℃，使酶解液浓缩至原体积的1/2后进行均质，经灭菌后喷雾干燥，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。该低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉的质量检测结果、分子量分布和口感评价结果分别见表1至表3。
对照例1
将实施例1制备的浆料，调节其pH值至7左右，按照用量150U/g鱼肉左右向浆液中加入中性蛋白酶，维持在40℃左右的温度下酶解约2h后，将酶解液浓缩至原体积的1/2，经均质、灭菌、喷雾干燥，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉，其质量检测结果见表1。
对照例2
将实施例1制备的浆液，调节其pH值至8左右，按照用量200U/g鱼肉左右向浆液中加入胰蛋白酶，维持在40℃左右的温度下酶解约2h后，将酶解液浓缩至原体积的1/2，经均质、灭菌、喷雾干燥，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉，其质量检测结果见表1。
表1 低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉的质量检测结果
| 试验例 | 小清蛋白含量 |
| 空白对照 | 1.37*105mg/kg |
| 实施例1 | 6.27*102mg/kg |
| 实施例2 | 7.28*102mg/kg |
| 实施例3 | 8.19*102mg/kg |
| 对照例1 | 6.72*104mg/kg |
| 对照例2 | 1.52*105mg/kg |
由表1结果可知：
1、本发明制备的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中，致敏蛋白小清蛋白的质量含量可降低90％以上，说明本发明方法能够较为彻底地消除鱼蛋白的致敏性，脱敏效果良好。
2、采用其他酶，例如，采用中性蛋白酶对鱼蛋白进行处理时能够在一定程度上能够消除鱼蛋白的致敏性，但脱敏效果一般；采用胰蛋白酶对鱼蛋白进行处理时消除鱼蛋白致敏性作用不明显，检测的致敏小清蛋白含量反而有一定升高。
由此说明：并非任意的蛋白酶或其组合对鱼蛋白进行处理时均可降低或消除鱼蛋白的致敏性，而只有采用特定组成的蛋白酶并采用特定工艺(例如酶解的pH环境、温度等)才能够较为彻底地消除鱼蛋白的致敏性。
表2 低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉的分子量分布
| 分子量范围 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 50000Da以上(％) | 29.60 | 31.25 | 29.09 |
| 3000-50000Da(％) | 6.29 | 6.77 | 6.32 |
| 1000-3000Da(％) | 24.36 | 24.87 | 24.58 |
| 500-1000Da(％) | 19.88 | 19.31 | 20.05 |
| 140-500Da(％) | 19.25 | 17.27 | 19.37 |
| 140Da以下(％) | 0.61 | 0.51 | 0.58 |
| 5000Da以下 | 70.39 | 68.73 | 70.91 |
| 平均分子量 | 3602.66 | 3858.86 | 3557.16 |
由表2结果可知：
本发明制备的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中分子量小于5000Da的肽的质量含量＞65％，肽段平均分子量位于1000-5000Da之间，因此对于人体的吸收效果好，蛋白可利用率高。
表3 低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉口感评价结果
| 试验例 | 腥味值 |
| 实施例1 | 1.5 |
| 实施例2 | 2.0 |
| 实施例3 | 1.5 |
| 对照例1 | 6 |
| 对照例2 | 5 |
由表3结果可知：
本发明制备的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中腥味物质少，风味感官较好，说明本发明方法能够有效去除酶解产物中的腥味物质；预处理、水洗、离心、酶解等综合处理工艺对鱼蛋白进行处理时可极大的去除鱼蛋白中的腥味物质，有效的保证蛋白肽风味。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉的工业化制备方法，其特征在于，包括如下顺序进行的步骤：
1)将新鲜的鱼肉和/或鱼下脚料洗净、破碎后，加水制成混合液；
2)对所述混合液进行热变性，制得变性蛋白溶液；
3)对所述变性蛋白溶液进行离心，将离心所得沉淀加水磨制成浆料；
4)调节所述浆料的pH值至6～9后，加入中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶进行酶解，灭酶后，制得酶解液；
5)将所述酶解液浓缩、均质、灭菌，制得低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述鱼肉和/或鱼下脚料与所述水的质量体积比为1:(1～5)，步骤3)中所述沉淀与所述水的质量体积比为1:(1～5)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热变性包括：将所述混合液加热至75～95℃后，保温并持续搅拌10～60min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中性蛋白酶的用量为10～100U/g，所述风味蛋白酶的用量为10～100U/g，所述碱性蛋白酶的用量为10～100U/g。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中性蛋白酶、风味蛋白酶和碱性蛋白酶之间的用量比为1：(1～3)：(1～3)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酶解在30～60℃的温度下进行，并且控制酶解时间为2～6小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，对所述变性蛋白溶液进行水洗后再进行所述离心，所述水洗包括：
将所述变性蛋白溶液离心后，向离心所得沉淀中加水进行洗涤，所述沉淀与所述水的质量体积比为1:(1～5)。
8.一种低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉，其特征在于，按照权利要求1至7中任一所述制备方法制得，所述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中小清蛋白的质量含量≤1.0*103mg/kg。
9.根据权利要求8所述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉，其特征在于，所述低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉中分子量小于5000Da的肽的质量含量＞65％。
10.权利要求8或9所述的低致敏性低腥味鱼蛋白肽全粉在食品或药品中的应用。
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