CN107410842B - 一种经脱腥的可溶性鱿鱼墨黑色素的制备及其在食品中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种经脱腥的可溶性鱿鱼墨黑色素的制备及其在食品中的应用，属于食品技术领域。本发明方法是将鱿鱼墨囊解冻、离心后取沉淀，然后加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂对沉淀进行搅拌脱腥处理，然后离心取沉淀，洗涤多次、冻干得不溶性黑色素样品；将不溶性黑色素分散于水中并超声处理一段时间，然后冷却、离心，取上清液冷冻干燥即得经脱腥处理的可溶性鱿鱼黑色素。本发明以柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂进行脱腥处理，底解决了头足类黑色素腥臭的问题，制得的鱿墨可溶性黑色素具有无腥臭味，可应用与食品、药物和化妆品的开发。
Description
技术领域
本发明涉及一种经脱腥的可溶性鱿鱼墨黑色素的制备及其在食品中的应用，属于食品技术领域。
背景技术
鱿鱼是头足类海洋动物中枪乌贼和柔鱼的俗称。鱿鱼墨黑色素是一类存在于鱿鱼和乌贼等头足纲动物墨囊墨汁中的天然黑色素，由墨汁分离得到，不溶于水及大多数液体介质，是一种化学上稳定的高分子聚合物。北太平洋鱿鱼是最重要的鱿鱼加工品种之一，年加工量在15～30万吨，其墨囊大约占整个体质量的1.3％，然而作为鱿鱼墨黑色素主要来源的头足类墨囊一般被视为头足类加工的下脚料而被丢弃或加工成低值饲料，未得到很好的利用，造成巨大的资源浪费，同时给环境带来了很大污染。经过一系列研究表明，与大多数天然黑色素一样，鱿鱼墨黑色素具有增强免疫功能、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老及抗菌等生物活性。因此，从鱿鱼墨中提取无腥味的可溶性鱿鱼墨黑色素不仅能提高鱿鱼加工过程中废弃物的综合利用率，同时扩展了其在食品领域的应用。
黑色素是一种不溶于水的生物大分子多聚体，广泛存在于动植物体内。黑色素在动、植物和人体内，具有光吸收、还原性和金属鳌合性质，同时具有诸多功能性质，如清除自由基功能，光保护作用，抗肿瘤活性，抗菌和抗病毒活性，黑色素还能够与一些抗生素类药物作用，减少此类药物对人体的损伤作用。
所有水产品(包括水解产物)都有着一定程度的腥臭味。常用的脱腥方法包括微生物转化法、物理法、化学法、掩蔽法和复合脱腥法。例如利用酵母发酵脱腥、活性炭脱腥、有机溶剂(乙醇、乙醚等)萃取脱腥、β-环糊精包埋脱腥、抗氧化剂法脱腥、香精掩蔽脱腥等；另外，同时使用两种或两种以上的脱腥技术，使不同的脱腥原理得到集成，从而发挥出更好的脱腥效果。如“酵母—活性炭”复合脱腥技术在白鲢鱼水解液脱腥方面的取得了较好的应用效果。化学脱腥法常使用的试剂包括BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(二丁基羟基甲苯)、PG(没食子酸丙酯)、TBHQ(特丁基对苯二酚)和生育酚等。
目前国内外对乌骨鸡、黑米、泥鳅鱼等中的黑色素都有所研究，其中在鱿鱼黑色素的提取过程中，常用制备方法主要有离心法、酸水解、碱水解和酶解法，但制备的黑色素均未经过脱腥处理。有部分文献报导其利用在碱液中进行超声提取技术提取可溶性鱿鱼墨黑色素，但是其目的在于讨论可溶性鱿鱼墨黑色素的抗氧化性，在制备过程中也均未对鱿鱼墨进行脱腥处理，如此制备得到的产物不适用于加工和生产，尤其是食品、药物和化妆品等的制备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种鱿鱼墨黑色素纳米颗粒及可溶性鱿鱼墨黑色素的脱腥制备方法，同时提供了可溶性鱿鱼墨黑色素在食品中的应用。本发明以柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂进行脱腥处理，彻底解决了头足类黑色素腥臭的问题，经由本发明方法制得的鱿鱼墨黑色素无腥无臭，同时本发明还提供了将不溶性鱿鱼墨黑色素完全转变为可溶性黑色素的简便方法，使得鱿鱼墨黑色素能应用在食品加工中，易于开发制备色泽和质构都复合要求的食品。同时，本发明方法简单、环保，可溶性黑色素产率高。
本发明的第一个目的是提供一种经脱腥处理的鱿鱼墨黑色素的制备方法，包括不溶性鱿鱼墨黑色素和可溶性鱿鱼墨黑色素，所述方法是将鱿鱼墨囊解冻、离心后取沉淀，然后加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂，对沉淀进行搅拌脱腥处理，然后离心取沉淀，洗涤多次、干燥得不溶性黑色素样品；将不溶性黑色素分散于水中并超声处理一段时间，然后冷却、离心，取上清液干燥即得经脱腥处理的可溶性鱿鱼黑色素。
在一种实施方式中，所述柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂，是将芝麻酚、柠檬酸溶解在乙醇中得到的。
在一种实施方式中，所述芝麻酚与柠檬酸的质量比为1:(2～3)。
在一种实施方式中，所述芝麻酚与柠檬酸的质量比为1:2.5。
在一种实施方式中，所述柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂中各组分添加比例为每100mL乙醇中溶解0.3～0.5g芝麻酚、0.8～1.2g柠檬酸。
在一种实施方式中，所述柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂可设定为每100mL乙醇中溶解0.4g芝麻酚和1.0g柠檬酸。
在一种实施方式中，所述搅拌的温度为4℃。
在一种实施方式中，所述干燥为冻干或者烘干。
在一种实施方式中，所述超声波中处理鱿鱼墨黑色素的超声功率为300W～400W。
在一种实施方式中，所述超声波中处理鱿鱼墨黑色素的超声功率可设定为350W。
在一种实施方式中，所述超声波中处理的时间为45～120min。
在一种实施方式中，所述超声波中处理的时间可设定为90min。
在一种实施方式中，所述超声波中处理的料液比可依据超声功率和超声时间设定为：100～500mg不溶性黑色素/100～500mL去离子水。
在一种实施方式中，可溶性黑色素制备方案可设定位：100mg不溶性黑色素分散在500mL去离子水中在300W功率下超声45min。
在一种实施方式中，所述方法具体是：
(1)将鱿鱼墨囊0℃解冻，冰水混合物中浸泡过夜解冻，加入去离子水离心后弃上清液；得沉淀；
(2)将所得沉淀加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂，低温搅拌脱腥40min，离心后弃上清液；
(3)沉淀部分取少量加入20倍体积的去离子水，离心后弃上清液，重复8次；将所得沉淀冻干，即得不溶性鱿鱼墨黑色素样品；
(4)取黑色素样品，分散于去离子水中，在一定功率的超声波中处理一定时间；
(5)冷却至室温后，取混合溶液于离心管内，在离心后弃沉淀，取上清液冷冻干燥即得可溶性黑色素样品。
本发明的第二个目的是提供按照上述方法制备得到的鱿鱼墨黑色素。
本发明的第三个目的是提供含有所述鱿鱼墨黑色素的食品、药物或者化妆品。
在一种实施方式中，所述食品、药物或者化妆品是具有增强免疫功能、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、抗菌或者抗病毒等生物活性的食品、药物或者化妆品。
在一种实施方式中，所述食品可以是酸奶。
本发明的第三个目的是提供一种脱腥试剂；所述脱腥试剂中含有芝麻酚和柠檬酸。
在一种实施方式中，所述脱腥试剂为柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂，是将芝麻酚、柠檬酸溶解在乙醇中得到的。
在一种实施方式中，所述芝麻酚与柠檬酸的质量比为1:(2～3)。
在一种实施方式中，所述脱腥试剂中芝麻酚与柠檬酸的质量比可设定为1:2.5。
在一种实施方式中，所述柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂中各组分添加比例为每100mL乙醇中溶解0.3～0.5g芝麻酚、0.8～1.2g柠檬酸。
在一种实施方式中，所述柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂的配方可设定为每100mL乙醇中溶解0.4g芝麻酚、1.0g柠檬酸。
本发明的优点和效果：
本发明以鱿鱼墨为原料，利用离心后在去离子水中超声降解获得可溶性黑色素。采用的原料丰富，制备过程简单，无污染，所得产物具有极高的应用潜力以及经济、社会效益。
本发明创造性地选用芝麻酚，第一是因为芝麻酚是一种天然抗氧化剂，常用于油脂的抗氧化保护；另外，芝麻酚也是芝麻油的重要的香气成分，具有掩蔽消臭作用。本发明采用芝麻酚作为脱腥剂的主要成分，从原理上讲，是综合了化学法和掩蔽法脱腥的效果。
本发明采用柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂，通过酸碱反应、气味掩蔽以及萃取作用达到最佳的脱腥效果。
附图说明
图1为实施例1中经过脱腥处理的鱿鱼墨黑色素的感官评定。
图2为实施例2中不同干燥方法制得的不可溶鱿鱼墨黑色素在150、10K、20K倍下电镜扫描图；A为烘干，B为冻干。
图3为实施例3中经过不同超声时间处理的可溶性鱿鱼墨黑色素的紫外光谱分析。
图4为可溶性鱿鱼墨黑色素溶液或冻干粉在150、10K、20K倍下电镜扫描图；A为可溶性鱿鱼墨黑色素溶液，B为可溶性鱿鱼墨黑色素冻干粉。
图5为实施例4中添加了可溶性鱿鱼墨色素的酸奶和未添加的酸奶的比较；A为添加了可溶性鱿鱼墨黑色素的猕猴桃酸奶，B为猕猴桃酸奶。
图6为不同脱腥试剂处理鱿鱼墨黑色素后的脱腥效果。
具体实施方案
下面是对本发明进行具体描述。
实施例1
将鱿鱼墨囊0℃解冻，冰水混合物中浸泡过夜解冻，加入去离子水，在20℃，10000r/min下离心20min后弃上清液；得沉淀；将所得沉淀加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂(沉淀与脱腥剂质量比1：3，脱腥剂为每100mL乙醇中溶解0.4g芝麻酚、1.0g柠檬酸)，低温搅拌脱腥40min，在20℃，8000r/min离心20min后弃上清液；将沉淀在55℃烘干，进行腥味的感官评定。到目前为止，感官评价仍然被认为是腥气味研究最方便快捷、最有效的方法。人类具有觉察许多极低浓度有效气味的能力，这点仍然超过化学分析中仪器方法测定的灵敏度。
其中，未经过洗涤和脱腥的鱿鱼墨黑色素作为标样，编号001；经过本实施例方法脱腥处理的鱿鱼墨黑色素编号234；只经过水洗的鱿鱼墨黑色素编号336；我们组织了15人对样品进行了感官评定(图1)；根据感官评定结果，采用本发明的方法得到的经过脱腥处理的鱿鱼墨黑色素腥味上有了明显减少。
表1鱿鱼墨黑色素腥味的感官评定方法
实施例2
将鱿鱼墨囊0℃解冻，冰水混合物中浸泡过夜解冻，加入去离子水，在20℃，10000r/min下离心20min后弃上清液；得沉淀；将所得沉淀加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂(沉淀与脱腥剂质量比1：3，脱腥剂为每100mL乙醇中溶解0.4g芝麻酚、1.0g柠檬酸)，低温搅拌脱腥40min，在20℃，8000r/min离心20min后弃上清液；沉淀部分取少量加入20倍体积的去离子水，在20℃，8000r/min离心20min后弃上清液，重复8次。将所得沉淀分别在50℃下烘干和冻干，即得不溶性黑色素样品；本方法所制得的不可溶鱿鱼墨黑色素的得率在2％～4％，对两种不同干燥手段所得到的不溶性鱿鱼墨黑色素进行电镜扫描观察，结果如下(图2)，可见烘干和冻干处理的不溶性鱿鱼墨黑色素在形貌上无明显区别。
实施例3
取实施例2得到的不溶性黑色素样品，分散于去离子水中(沉淀和去离子水的比例为1.0g沉淀/25mL去离子水)。在350W超声波中分别处理15min、30min、45min、60min、75min、90min；冷却至室温后，取混合溶液于离心管内，在20℃，8000r/min离心20min离心后，弃沉淀，取上清液冷冻干燥即得可溶性黑色素样品并对不同超声时间处理的黑色素进行紫外分析(图3)，可见超声时间越长，得到的可溶性黑色素含量越高，超声超过60min后，可溶性黑色素浓度上升缓慢。经过超声处理，不可溶性鱿鱼墨黑色素可以完全转化为可溶性鱿鱼墨黑色素。100～500mg不可溶性黑色素经过45～120min超声波处理，可以完全溶解于500mL去离子水中。
对超声处理90min可溶性鱿鱼墨黑色素的溶液及其冻干粉进行电镜扫描观察，结果如图(图4)，初步对可溶性鱿鱼墨黑色素不同状态的形貌进行观察。
实施例4
通过添加经脱腥处理的可溶性鱿鱼墨黑色素螯合Fe3+，增强猕猴桃味搅拌型酸奶的营养价值
将80％(质量百分比)的生鲜牛奶预热到35℃，加入8％的白砂糖(质量百分比)和0.25％(质量百分比)稳定剂混合溶解，用去离子水定容至100mL；将配料好的原料预热到50℃，进行均质处理，均质压力为25Mpa；将均质好的原料进行消毒冷却，消毒温度为100℃，处理时间为80s；消毒后混合物料的出口温度冷却至25℃后进行接入菌种，按牛奶4％(保加利亚乳酸杆菌：嗜热链球菌＝1：1)的接种量接种并搅拌均匀；在发酵罐中35℃恒温发酵15h，当酸度达到60°时终止发酵；加入经脱腥的可溶性鱿鱼墨黑色素与含铁营养剂、色素和猕猴桃香精进行二次配料、搅拌；黑色素的添加量为2％(质量比)；将发酵液先降温至30℃稳定0.5h后，再次降温至15℃稳定0.5h；将发酵好的酸乳进行灌装，在冷库中2-6℃冷藏；添加螯合了Fe3+的可溶性鱿鱼墨黑色素可以很好地提高搅拌型猕猴桃味酸奶的营养价值，使该酸奶产品成为铁增强型发酵乳制品(图5)。
对照例1：不同脱腥试剂处理鱿鱼墨黑色素
不同脱腥试剂处理鱿鱼墨黑色素后的脱腥效果
将鱿鱼墨囊0℃解冻，冰水混合物中浸泡过夜解冻，加入去离子水，在20℃，10000r/min下离心20min后弃上清液；得沉淀；将所得沉淀分成三份，分别加入脱腥剂乙醇、柠檬酸/乙醇脱腥剂、柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂(沉淀与脱腥剂质量比1：3，柠檬酸/乙醇脱腥剂配比为每100mL乙醇中溶解1.0g柠檬酸，柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂配比为每100mL乙醇中溶解0.4g芝麻酚、1.0g柠檬酸)，低温搅拌脱腥40min，在20℃，8000r/min离心20min后弃上清液；将沉淀在55℃烘干，进行腥味的感官评定。
其中，未经过洗涤和脱腥的鱿鱼墨黑色素作为标样，编号001；经过乙醇脱腥处理的鱿鱼墨黑色素编号460；经过柠檬酸/乙醇溶液脱腥处理的鱿鱼墨黑色素编号316；经过柠檬酸/芝麻酚/乙醇溶液脱腥处理的鱿鱼墨黑色素编号234；我们组织了15人对样品采用表1的方法进行了感官评定(图6)；根据感官评定结果，经过柠檬酸/芝麻酚/乙醇溶液脱腥处理的鱿鱼墨黑色素脱腥效果最好。
Claims (1)
1.一种经脱腥处理的鱿鱼墨黑色素的制备方法，其特征在于，所述方法是将鱿鱼墨囊解冻、离心后取沉淀，然后加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂对沉淀进行搅拌脱腥处理，然后离心取沉淀，洗涤多次、干燥得不溶性黑色素样品；将不溶性黑色素分散于水中并在超声波中处理一段时间，然后冷却、离心，取上清液干燥即得经脱腥处理的可溶性鱿鱼黑色素；
所述柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂中各组分添加的比例为每100 mL乙醇中溶解0.3~0.5 g芝麻酚、0.8~1.2 g柠檬酸；
所述超声波中处理鱿鱼墨黑色素的超声功率为300 W ~ 400 W；
所述方法具体是：
（1）将鱿鱼墨囊0 ℃解冻，冰水混合物中浸泡过夜解冻，加入去离子水离心后弃上清液；得沉淀；
（2）将所得沉淀加入柠檬酸/芝麻酚/乙醇复合脱腥剂，低温搅拌脱腥40 min，离心后弃上清液；
（3）沉淀部分取少量加入20倍体积的去离子水，离心后弃上清液，重复8次；将所得沉淀冻干，即得不溶性黑色素样品；
（4）取黑色素样品，分散于去离子水中，在一定功率的超声波中处理一定时间；
（5）冷却至室温后，取混合溶液于离心管内，在离心后弃沉淀，取上清液冷冻干燥即得可溶性黑色素样品。
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