CN109077295A - 一种虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ‑卡拉胶混合凝胶的制备方法，包括原料预处理、酶解反应、制备酶解物冻干粉、制备κ‑卡拉胶水溶液、混合及排气泡，属于海洋资源开发利用加工技术领域。本发明利用胰蛋白酶酶解虾夷扇贝生殖腺，与κ‑卡拉胶进行一定配比的混合，通过加热溶胀、冷却凝胶的方法，制备新型凝胶，并使用添加盐离子的方法提高新型凝胶的凝胶性。本发明步骤简单，操作方便，省时省力，制备的新型凝胶具有弹性性能高，凝胶强度强的特点，具有高营养价值，可以作为食用胶体产业的原料，丰富食用胶体产品种类，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及海洋资源开发利用加工技术领域，更具体地说，涉及一种虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法。
背景技术
扇贝因味泽鲜美，营养丰富，具有特殊的保健与药用功效，故与海参、鲍鱼齐名，并列为海味中的三大珍品。我国进行扇贝的人工养殖始于1968年，随着增养殖技术的不断进步，扇贝的养殖规模不断扩大，产量逐年递增，已成为我国沿海水产养殖的重点经济贝类品种，其养殖已取得了明显的经济效益。
2016年，我国扇贝养殖产量高达180万吨。随着扇贝养殖规模的扩大和产量的提高，扇贝加工制品的需求也随之上升。生殖腺作为虾夷扇贝的可食部位，含有丰富的蛋白质，占虾夷扇贝重量的83％；另外，其必需氨基酸的含量也非常丰富，约占整个氨基酸含量的42％，是开发活性功能肽的良好来源。
卡拉胶(carrageenan)也称作角叉菜胶，属亲水性凝胶材料，是由1,3-苷键连接β-D-半乳糖吡喃基和1,4-苷键连接的α-D-半乳糖吡喃基为基本单位的线型聚糖。卡拉胶按其半乳糖中是否含有内醚和半乳糖上硫酸基的数量及连接位置不同区分为κ-、μ-、ι-、θ-、λ-、ε-、ν-七种类型。目前，工业生产和使用以κ-、ι-和λ-型三种为主，其主要区别在于每个双糖单元中硫酸酯基团数量，κ-含有一个，ι-含有两个，λ-含有三个。其中，κ-型卡拉胶因良好的稳定性、凝胶性、和复配性能，现已广泛应用在食品、日用化工、医药等领域。
近年来国内外食品研究者尝试从食品主要构成的大分子入手，特别是多糖和蛋白质的复合体系，通过调控它们之间的互作行为来达到产品升级的目的。卡拉胶作为一种典型有效的促凝胶因子，近年来被广泛应用于食品胶体工业。Hunt等利用动态流变学(温度扫描模式)、凝胶特性(破碎力、穿透距离和持水性)等指标对阿拉斯加鳕鱼蛋白/卡拉胶混合凝胶的凝胶强度进行评价，并研究了常见盐离子对混合凝胶强度的强化作用，实验证明κ-、ι-这两种类型的卡拉胶对阿拉斯加鳕鱼蛋白具有显著的强化作用，其中κ-卡拉胶优于ι-卡拉胶，另外盐离子的加入也会使作用增强；Uruakpa等以菜籽蛋白/κ-卡拉胶共混体系为研究对象，利用动态流变法评价共混体系的凝胶特性，并讨论pH、NaCl以及菜籽蛋白和κ-卡拉胶浓度对凝胶强度的影响。实验结果显示，菜籽蛋白/κ-卡拉胶的凝胶特性强烈依赖于上述环境因素，混合胶的最优形成条件为：pH＝6，NaCl浓度为5mol/L，菜籽蛋白和κ-卡拉胶浓度分别为30g/L和150g/L。菜籽蛋白和κ-卡拉胶间的协同作用可形成超网络结构，这可能是静电相互作用引起的。
发明内容
本发明的目的在于开发一种利用雄性虾夷扇贝生殖腺与κ-型卡拉胶相互作用制成混凝胶的加工方法。根据雄性虾夷扇贝生殖腺中蛋白质含量高的特点，开发一种利用雄性虾夷扇贝生殖腺酶解物和κ-型卡拉胶制备具有高凝胶性能混凝胶的方法，提高混合胶体的营养价值，丰富亲水性胶体材料的种类，克服现有胶体营养单一的不足。
为达到上述目的，本发明提供了一种虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，包括如下步骤：
1、一种虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料预处理：对雄性虾夷扇贝生殖腺进行加热处理，制成虾夷扇贝生殖腺冻干粉备用；
S2、酶解反应：使用胰蛋白酶将步骤S1制得的虾夷扇贝冻干粉进行酶解，得虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将步骤S2制得的生殖腺酶解物-25～-50℃条件下真空冷冻干燥60～72h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：将κ-卡拉胶加水制备成溶液；
S5、混合：向步骤S4制得的κ-卡拉胶水溶液中加入步骤S3制得的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，混匀，虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶；
S6、排气泡：将步骤S5制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶排除气泡，制得终产物。
优选方式下，步骤S1所述原料预处理方法为：取雄性虾夷扇贝生殖腺于80～95℃煮5～15min，-25～-50℃条件下真空冷冻干燥60～72h、研磨粉碎成虾夷扇贝生殖腺冻干粉。
优选方式下，步骤S2所述酶解反应具体为：采用凯式定氮法测定步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉的蛋白质(即底物蛋白)含量，向所述虾夷扇贝生殖腺冻干粉中加水至溶液中的底物蛋白浓度为36～45g/L，使用0.1～0.5mol/L的NaOH调解pH至7.5～8.5，加入胰蛋白酶，35～40℃搅拌酶解1～4h，沸水浴5～15min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；所述胰蛋白酶的添加量为2500～3500U/g底物蛋白；其中，所述底物蛋白为步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉的蛋白质。
优选方式下，步骤S4所述制备κ-卡拉胶水溶液具体为：卡拉胶加水溶解，溶解温度控制在60～70℃，制成浓度为5.56～7.14g/L的卡拉胶水溶液。
优选方式下，步骤S5所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶中，虾夷扇贝生殖腺酶解物的浓度为50～100g/L的
优选方式下，步骤S5所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合液中还含有KCl；所述KCl的添加方式为：向所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶中加入浓度为100～300g/L的KCl溶液，使KCl得终浓度为5～20g/L。
优选方式下，步骤S6所述排气泡的方法为：将步骤S5制备的混合凝胶沸水浴5～15min，2500～5000rpm离心3～5min除去混合液中的气泡；冷却至室温，4～7℃放置8～16h，得到混合凝胶。
优选方式下，步骤S1所述雄性虾夷扇贝生殖腺沸水浴时间为10min。
优选方式下，步骤S2所述胰蛋白酶酶加量为3000U/g底物蛋白；所述酶解时间为3h；沸水浴时间为10min。
优选方式下，步骤S4所述卡拉胶溶液浓度为5.56g/L。
优选方式下，步骤S5所述酶解物浓度为50g/L；沸水浴时间为10min；离心速度为3000rpm；离心时间为5min；冷却后，4℃放置16h。
优选方式下，步骤S6所述KCl盐溶液浓度为200g/L，混合胶体中KCl终浓度为5g/L、10g/L或20g/L。
本发明的有益效果是：
1、生殖腺为虾夷扇贝加工生产过程中的副产物，虽可食用，但利用率较低，本发明提高了虾夷扇贝生殖腺的利用率，使其蛋白质的组分得到充分开发利用，采用本方法制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，可作为营养型凝胶制剂应用于多种食品中。
2、本发明方法中，制得的虾夷扇贝生殖腺酶解物，经与卡拉胶混合后，凝胶性显著增强。
3、本发明提升了雄性虾夷扇贝生殖腺酶解物的凝胶特性，由于雄性虾夷扇贝生殖腺含有的蛋白质经酶解后产生大量的小分子肽，更易于人体吸收，使产品具有营养性。另外，混合胶体具有独特的食品功能性——凝胶特性，在食品加工生产中可以作为新型的凝胶剂添加到食品中，用来提高产品的凝胶性和营养性。
4、本发明涉及的操作过程简单，不需要复杂的设备，提升雄性虾夷扇贝生殖腺酶解物凝胶特性的效果较好。
本发明方法利用胰蛋白酶酶解虾夷扇贝生殖腺，通过冻干、与卡拉胶溶液混合、添加盐离子的方法，有效的提高了虾夷扇贝生殖腺酶解物的凝胶特性，且具有方法简单，效果好的特点，对于虾夷扇贝副产物的利用具有重要意义。
附图说明
图1为本发明制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的实物图；
图2为本发明制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的应力扫描模式流变特性；
图3为本发明制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的频率扫描模式流变特性；
图4为本发明制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的剪切速率扫描模式流变特性。
具体实施方式
下面通过具体实施实例对本发明做进一步说明。
下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所使用的材料等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，95℃加热10min，冷却至室温，-25℃条件下真空冷冻干燥72h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中蛋白质占冻干粉干基的83％，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉2.4g(所述2.4g冻干粉中含有蛋白质2g)，加50ml去离子水混匀，溶液中蛋白浓度为40g/L，用0.5mol/L NaOH调节溶液pH至8.0，向溶液中加入6000U胰蛋白酶(胰蛋白酶填加量为3000U/g蛋白)，35℃酶解3h，沸水浴加热10min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-25℃条件下真空冷冻干燥72h研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：0.0167gκ-卡拉胶，加3ml去离子水，在65℃下加热10min，制备成浓度为5.56g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入0.15g步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为50g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，向所述混合凝胶中加入浓度为100g/L的KCl溶液，使KCl在混合凝胶中的终浓度为5g/L；
S6、排气泡：将步骤S5所得混合凝胶在沸水浴中加热10min，于3000rpm下离心5min除去气泡，冷却至室温后放置于4℃下16h，得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶终产物。
经流变仪分析，本实施例制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2200Pa、626Pa、124Pa·s，显示出弹性特征。
实施例2
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，80℃加热10min，冷却至室温，-50℃条件下真空冷冻干燥60h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中蛋白质占冻干粉干基的83％，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉2.4g(所述2.4g冻干粉中含有蛋白质2g)，加50ml去离子水混匀，溶液中蛋白浓度为40g/L，用0.5mol/L NaOH调节溶液pH至8.0，向溶液中加入6000U胰蛋白酶(胰蛋白酶填加量为3000U/g蛋白)，40℃酶解3h，沸水浴加热10min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物-50℃条件下真空冷冻干燥60～72h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：0.0167gκ-卡拉胶，加3ml去离子水，在65℃下加热10min，制备成浓度为5.56g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入0.15g步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为50g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，向所述混合凝胶中加入浓度为300g/L的KCl溶液，使KCl在混合凝胶中的终浓度为10g/L；
S6、排气泡：将步骤S5制备的产物在沸水浴中加热10min，于3000rpm下离心5min除去气泡，冷却至室温后放置于4℃下16h，得终产物：虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2344Pa、781Pa、131Pa·s，显示出弹性特征。
实施例3
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，90℃加热10min，冷却至室温，-35℃条件下真空冷冻干燥65h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中蛋白质占冻干粉干基的83％，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉2.4g(所述2.4g冻干粉中含有蛋白质2g)，加50ml去离子水混匀，溶液中蛋白浓度为40g/L，用0.5mol/L NaOH调节溶液pH至8.0，向溶液中加入6000U胰蛋白酶(胰蛋白酶填加量为3000U/g蛋白)，38℃酶解3h，沸水浴加热10min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-35℃条件下真空冷冻干燥65h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：0.0167gκ-卡拉胶，加3ml去离子水，在65℃下加热10min，制备成浓度为5.56g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入0.15g步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为50g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，向所述混合凝胶中加入浓度为200g/L的KCl溶液，使KCl在混合凝胶中的终浓度为20g/L；
S6、排气泡：将步骤S5制备的混合凝胶在沸水浴中加热10min，于3000rpm下离心5min除去气泡，冷却至室温后放置于4℃下16h，得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶终产物。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2527Pa、1269Pa、160Pa·s，显示出弹性特征。
实施例4
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，85℃加热15min，冷却至室温，-30℃条件下真空冷冻干燥60h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中的蛋白质含量，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉，加入去离子水混匀至溶液中底物蛋白浓度为36g/L，用0.1mol/L NaOH调节溶液pH至7.5，溶液中加入胰蛋白酶，所述胰蛋白酶填加量为2500U/g底物蛋白，38℃酶解4h，沸水浴加热5min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-40℃条件下真空冷冻干燥70h，研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：将κ-卡拉胶加去离子水，在60℃下加热溶解10min，制备成浓度为7.14g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，搅拌混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为100g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，向所述凝胶中加入浓度为200g/L的KCl溶液，使KCl在混合凝胶中的终浓度为15g/L；
S6、将步骤S5制备产物在沸水浴中加热5min，于2500rpm下离心3min除去气泡，冷却至室温后放置于7℃下12h，得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶终产物。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2824Pa、1026Pa、236Pa·s，显示出弹性特征。
实施例5
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，95℃加热5min，冷却至室温，-45℃条件下真空冷冻干燥60h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中的蛋白质含量，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉，加入去离子水混匀至溶液中底物蛋白浓度为45g/L，用0.3mol/L NaOH调节溶液pH至8.5，溶液中加入胰蛋白酶，所述胰蛋白酶填加量为3500U/g底物蛋白，40℃酶解1h，沸水浴加热15min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-30℃条件下真空冷冻干燥72h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：将κ-卡拉胶加去离子水，在70℃下加热溶解5min，制备成浓度为6g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，震荡混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为75g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，向所述凝胶中加入浓度为150g/L的KCl溶液，使KCl在混合胶体中的终浓度为15g/L；
S6、将步骤S5制备的混合凝胶在沸水浴中加热15min，于5000rpm下离心4min除去气泡，冷却至室温后放置于4℃下8h，得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶终产物。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2808Pa、1470Pa、277Pa·s，显示出弹性特征。
实施例6
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，95℃加热10min，冷却至室温，在-35℃条件下真空冷冻干燥65h、研磨粉碎，得虾夷扇贝冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝冻干粉中蛋白质占冻干粉干基的83％，称取步骤S1制得的虾夷扇贝冻干粉2.4g(所述2.4g冻干粉中含有蛋白质2g)，加50ml去离子水混匀，溶液中蛋白浓度为40g/L，用0.5mol/L NaOH调节溶液pH至8.0，向溶液中加入6000U胰蛋白酶(胰蛋白酶填加量为3000U/g蛋白)，37℃酶解3h，沸水浴加热10min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-35℃条件下真空冷冻干燥65h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：0.0167gκ-卡拉胶，加3ml去离子水，在65℃下加热10min，制备成浓度为5.56g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入0.15g步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为50g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶
S6、排气：将步骤S5制备的混合凝胶在沸水浴中加热10min，于3000rpm下离心5min除去气泡，冷却至室温后放置于4℃下16h，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为596Pa、325Pa、118Pa·s，显示出弹性特征。
实施例7
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，80℃加热15min，冷却至室温，-25℃条件下真空冷冻干燥60h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中的蛋白质含量，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉，加入去离子水混匀至溶液中底物蛋白浓度为36g/L，用0.1mol/L NaOH调节溶液pH至7.5，溶液中加入胰蛋白酶，所述胰蛋白酶填加量为2500U/g底物蛋白，35℃酶解4h，沸水浴加热5min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-25℃条件下真空冷冻干燥72h，研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：将κ-卡拉胶加去离子水，在60℃下加热溶解10min，制备成浓度为7.14g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，搅拌混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为100g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶；
S6、将步骤S5制备产物在沸水浴中加热5min，于2500rpm下离心3min除去气泡，冷却至室温后放置于7℃下12h，得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶终产物。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2277Pa、743Pa、289Pa·s，显示出弹性特征。
实施例8
S1、原料预处理：取新鲜雄性虾夷扇贝生殖腺，用去离子水冲洗干净，95℃加热5min，冷却至室温，-50℃条件下真空冷冻干燥72h，研磨粉碎得虾夷扇贝生殖腺冻干粉；
S2、酶解反应：采用凯式定氮法测得步骤S1制备的虾夷扇贝生殖腺冻干粉中的蛋白质含量，称取步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉，加入去离子水混匀至溶液中底物蛋白浓度为45g/L，用0.3mol/L NaOH调节溶液pH至8.5，溶液中加入胰蛋白酶，所述胰蛋白酶填加量为3500U/g底物蛋白，40℃酶解1h，沸水浴加热15min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将所得酶解物在-50℃条件下真空冷冻干燥60h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：将κ-卡拉胶加去离子水，在70℃下加热溶解5min，制备成浓度为6g/L的κ-卡拉胶水溶液；
S5、混合：向步骤S4制备的κ-卡拉胶水溶液中加入步骤S3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，震荡混匀，制成虾夷扇贝生殖腺酶解物浓度为75g/L的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶；
S6、将步骤S5制备的混合凝胶在沸水浴中加热15min，于5000rpm下离心4min除去气泡，冷却至室温后放置于5℃下8h，得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶终产物。
经流变仪分析，本实施例制备的混合凝胶在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，其储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为700Pa、620Pa、157Pa·s，显示出弹性特征。
对本发明实施例制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶强度进行测定，结果如图1所示：本发明制备的混合凝胶的凝胶强度显著大于对比样品。图中，对比样品1为浓度为50g/L的虾夷扇贝雄性生殖腺酶解物，对比样品2为浓度为5.56g/L的κ-卡拉胶，实施例3为本发明实施例3制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶，实施例6为本发明实施例6制备的不含KCl的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶。
经流变仪分析，在应力扫描、频率扫描、剪切速率扫描下，在固定应力0.1％，固定频率0.1Hz，固定剪切速率0.1s-1时，κ-卡拉胶即对比样品2的流变性能响应值均非常低，储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为0.05Pa、0.0018Pa、0.14Pa·s，虾夷扇贝生殖腺酶解物即对比样品1的储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为33Pa、23Pa、68Pa·s，而不含KCl的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶即实施例6的储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为596Pa、325Pa、118Pa·s，对比样品2和实施例6均显示出弹性特征，加入κ-卡拉胶可增强虾夷扇贝生殖腺酶解物的流变特性；本发明实施例1～5制备的含有KCl的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2200～2824Pa、626～1470Pa、124～277Pa·s，本发明制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的流变特性显著高于对比样品。
分别对本发明制备的混合凝胶及上述对比样品的流变特性进行测定，包括应力扫描下的储存模量G’、损耗模量G”，频率扫描下的储存模量G’、损耗模量G”以及剪切速率扫描下的表观粘度η，G’、G”、η是反应物质流变特性的典型指标。结果如图2～图4所示，本发明制备的混合凝胶的流变特性显著高于对比样品，说明虾夷扇贝生殖腺酶解物与κ-卡拉胶之间存在协同作用，κ-卡拉胶可大幅增强虾夷扇贝生殖腺酶解物的流变特性，即凝胶特性；且KCl可以显著提升虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的流变特性，随KCl浓度增加，流变特性逐渐增强，即凝胶特性逐渐增强。
Uruakpa及Hunt等人均利用盐离子储存液对蛋白与多糖进行溶解，进而凝胶化，而本发明则是利用水溶液先对κ-卡拉胶进行溶解，进而溶解虾夷扇贝酶解肽，二者凝胶化之后，再加入盐离子储存液。根据本实验结果数据与Uruakpa和Hunt等人研究结果相比较：Uruakpa等人利用NaCl(20g/L)盐离子储存液溶解制备芥花籽蛋白(150g/L)与κ-卡拉胶(30g/L)混合凝胶，在频率扫描模式中，固定频率为1Hz时，芥花籽蛋白/κ-卡拉胶的储能模量G’为95465Pa，芥花籽蛋白/κ-卡拉胶/NaCl的储能模量G’为107500Pa，提高了1.12倍；Hunt等人利用KCl(20g/L)盐离子储存液溶解制备阿拉斯加鳕鱼蛋白(750g/L)与κ-卡拉胶(5g/L)混合凝胶，在温度扫描模式中，固定温度为25℃时，阿拉斯加鳕鱼蛋白/KCl的储能模量G’为5700Pa，阿拉斯加鳕鱼蛋白/κ-卡拉胶/KCl的储能模量G’为5900Pa，提高了1.03倍；而本实验中，实施例6的储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为596Pa、325Pa、118Pa·s，实施例1～3的储能模量G’(应力扫描模式、频率扫描模式)、表观粘度η分别为2200～2527Pa、626～1269Pa、124～160Pa·s，均分别提高了3.69～4.24、1.93～3.90、1.08～1.36倍。综上分析，利用本发明的方法制备的凝胶与利用Uruakpa或Hunt的方法制备的凝胶相比，其在凝胶特性上有较为突出的进步。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料预处理：对雄性虾夷扇贝生殖腺进行加热处理，制成虾夷扇贝生殖腺冻干粉备用；
S2、酶解反应：使用胰蛋白酶将步骤S1制得的虾夷扇贝冻干粉进行酶解，得虾夷扇贝生殖腺酶解物；
S3、制备酶解物冻干粉：将步骤S2制得的生殖腺酶解物-25～-50℃条件下真空冷冻干燥60～72h、研磨粉碎，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉；
S4、制备κ-卡拉胶水溶液：将κ-卡拉胶加水制备成溶液；
S5、混合：向步骤S4制得的κ-卡拉胶水溶液中加入步骤S3制得的虾夷扇贝生殖腺酶解物冻干粉，混匀，制得虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶；
S6、排气泡：将步骤S5制备的虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶排除气泡，获得终产物。
2.根据权利要1所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S1所述原料预处理方法具体为：取雄性虾夷扇贝生殖腺于80～95℃煮5～15min，-25～-50℃条件下真空冷冻干燥60～72h，研磨粉碎成虾夷扇贝生殖腺冻干粉。
3.根据权利要1所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S2所述酶解反应具体为：采用凯式定氮法测定步骤S1制得的虾夷扇贝生殖腺冻干粉的蛋白质含量，向所述虾夷扇贝生殖腺冻干粉中加水至溶液中的底物蛋白浓度为36～45g/L，使用0.1～0.5mol/L的NaOH调节pH至7.5～8.5，加入胰蛋白酶，35～40℃搅拌酶解1～4h，沸水浴5～15min，冷却，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物。
4.根据权利要3所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，所述胰蛋白酶的添加量为2500～3500U/g底物蛋白。
5.根据权利要1所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S4所述制备κ-卡拉胶水溶液具体为：卡拉胶加水溶解，溶解温度控制在60～70℃，制成浓度为5.56～7.14g/L的卡拉胶水溶液。
6.根据权利要1所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S5所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶中，虾夷扇贝生殖腺酶解物的浓度为50～100g/L。
7.根据权利要1或6所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S5所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶中还含有KCl，所述KCl的添加方式为：向所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶中加入浓度为100～300g/L的KCl溶液，使KCl终浓度为5～20g/L。
8.根据权利要1所述虾夷扇贝生殖腺酶解物/κ-卡拉胶混合凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S6所述排气泡的方法为：将步骤S5制备的混合凝胶沸水浴5～15min，2500～5000rpm离心3～5min，冷却至室温，4～7℃放置8～16h，得到混合凝胶。
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