CN115530282A

CN115530282A - 一种水产蛋白的预处理方法

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Publication number: CN115530282A
Application number: CN202211144525.3A
Authority: CN
Inventors: 刘书成; 刘秋梅; 孙钦秀; 王泽富; 吉宏武; 魏帅; 韩宗元; 夏秋瑜; 刘阳; 张迪
Original assignee: Guangdong Ocean University
Current assignee: Guangdong Ocean University
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2022-12-30
Also published as: WO2024060507A1

Abstract

本发明属于生物资源高效利用领域，公开了一种水产蛋白的预处理方法，该方法利用高密度二氧化碳技术对水产蛋白进行预处理，所述高密度二氧化碳技术的条件为：压强为5～30MPa，温度为30～60℃，时间为10～60min。本发明采用高密度二氧化碳技术(DPCD)对水产蛋白进行预处理，并特定控制该技术的条件(压强、温度、时间)，不仅使DPCD处理后的水产蛋白水解度得到显著的提升，还显著改善了水产蛋白酶解液的风味(滋味、气味)，显著提高了蛋白质资源的利用率。

Description

一种水产蛋白的预处理方法

技术领域

本发明属于生物资源高效利用技术领域。更具体地，涉及一种水产蛋白的预处理方法。

背景技术

目前，市场上通常采用生物酶解法对水产蛋白进行酶解，开发得到生物活性肽、调味品等产品，但直接酶解的水产蛋白水解度较低，且酶解液风味也较差，因此，为克服该问题，在实际生产中通常需要对水产蛋白进行预处理，适度改变蛋白质的结构，促使蛋白质肽链伸展开来，暴露出更多的酶切位点，从而提高水产蛋白的水解度、改善酶解液的风味。然而，不是所有预处理方法均能实现该效果，如加热预处理易使蛋白质变性过度，发生聚集，酶切位点被隐藏，不易与蛋白酶接触，这种预处理方式反而降低了蛋白质的水解度，因此，寻找一种能适度改性蛋白质的预处理方法，对于提高水产蛋白的水解度、改善酶解液的风味具有相当的必要性。

高密度二氧化碳技术(dense phase carbon dioxide，DPCD)是一种新型、绿色的非热加工技术，该技术通过压强小于50MPa、温度低于60℃的CO₂对物料进行处理。周学府等人提出可利用高密度二氧化碳技术来改变蛋白质的结构(周学府,et al."高密度二氧化碳对食品中蛋白质结构及其加工特性影响研究进展."乳业科学与技术43.01(2020):39-44.doi:10.15922/j.cnki.jdst.2020.01.008.)，但改变蛋白质的结构不一定能提高蛋白质的水解度，也不一定能改善蛋白质酶解液的风味。目前尚未见高密度二氧化碳技术对蛋白质水解度、蛋白质酶解液风味作用的相关文献报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种水产蛋白的预处理方法，利用高密度二氧化碳技术对水产蛋白进行预处理，以提高蛋白质的水解度、改善蛋白质酶解液的风味。

本发明的第一目的是提供一种水产蛋白的预处理方法。

本发明的第二目的是提供一种提高水产蛋白水解度的方法。

本发明的第三目的是提供一种改善水产蛋白酶解液风味的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种水产蛋白的预处理方法，该方法利用高密度二氧化碳技术对水产蛋白进行预处理，所述高密度二氧化碳技术的条件为：压强为5～30MPa，温度为30～60℃，时间为10～60min。

本发明采用高密度二氧化碳技术(DPCD)对水产蛋白进行预处理，并特定控制该技术的条件(压强、温度、时间)，不仅使DPCD处理后的水产蛋白水解度得到显著的提升，还显著改善了水产蛋白酶解液的风味(滋味、气味)，显著提高了蛋白质资源的利用率。

优选地，所述压强为15～30MPa，最优选为20MPa。

优选地，所述温度为40～60℃，最优选为50℃。

优选地，所述时间为20～60min，最优选为30min。

上述方法不仅使DPCD处理后的水产蛋白水解度得到显著的提升，还显著改善了水产蛋白酶解液的风味(滋味、气味)，显著提高了蛋白质资源的利用率，因此，本发明还提供了一种提高水产蛋白水解度的方法和一种改善水产蛋白酶解液风味的方法，具体是采用上述方法对水产蛋白进行预处理。

优选地，所述水产蛋白包括鱼蛋白、虾蛋白、贝蛋白中的一种或几种。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用高密度二氧化碳技术(DPCD)对水产蛋白进行预处理，并特定控制该技术的条件(压强、温度、时间)，不仅使DPCD处理后的水产蛋白水解度得到显著的提升(高达39.48％)，还显著改善了水产蛋白酶解液的风味(滋味、气味)，显著提高了蛋白质资源的利用率。

附图说明

图1A为DPCD不同压强下蛋白质的水解度测定结果，图1B为DPCD不同时间下蛋白质的水解度测定结果，图1C为DPCD不同温度下蛋白质的水解度测定结果。

图2为热处理组蛋白质的水解度测定结果。

图3A为DPCD不同压强下蛋白质酶解液的滋味测定结果，图3B为DPCD不同时间下蛋白质酶解液的滋味测定结果，图3C为DPCD不同温度下蛋白质酶解液的滋味测定结果。

图4A为DPCD不同压强下蛋白质酶解液的气味测定结果，图4B为DPCD不同时间下蛋白质酶解液的气味测定结果，图4C为DPCD不同温度下蛋白质酶解液的气味测定结果。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1一种水产蛋白的预处理方法

一、试验材料

新鲜的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)虾头，置于-18℃冰箱贮藏待用。

二、试剂与仪器

主要实验试剂如表1所示，主要仪器与设备如表2所示。

表1主要实验试剂

表2主要仪器与设备

三、数据处理

每个实验重复3次，采用Origin软件进行相关性分析和绘图。

四、实验方法

1、预处理

将冷冻虾头提前置于4℃冰箱中进行解冻，用绞肉机绞碎，称取多份10g虾头绞碎物，按照质量比1：1加入蒸馏水混匀，得到虾头浆，备用，分为DPCD处理组、热处理组和未处理组。

(1)DPCD处理组

试验开始时，首先打开DPCD处理装置总开关、制冷机组和冷却循环系统，将冷却循环系统降至4℃，升高处理釜温度到设置的温度后，将虾头浆放入处理釜中，密封处理釜，打开CO₂充气阀，同时打开排气阀15s以排出处理釜的空气，关闭泄压阀，开启高压泵向处理釜中泵入CO₂，待压强上升至所需压强时关闭高压泵，关闭处理釜的充气阀，维持处理釜内所需的压强和温度，静态处理一段时间后，打开处理釜排气阀泄压，取出样品则完成DPCD处理，结束后冷却至25℃；

其中，高密度二氧化碳处理的条件如下：

不同压强的DPCD处理组：温度固定为50℃，时间固定为30min，且压强分别设置为5、10、15、20、25、30MPa；

不同温度的DPCD处理组：压强固定为20MPa，时间固定为30min，且温度分别设置为30、40、50、60℃；

不同时间的DPCD处理组：压强固定为20MPa，温度固定为50℃，且时间分别设置为10、20、30、40、50、60min。

(2)热处理组

将虾头浆分别在50、60、70、80、90、100℃下进行加热预处理，每个温度条件下处理时间设置为5、10、15、20、30min，结束后冷却至25℃。

(3)未处理组：未经任何处理的虾头浆，置于25℃环境下。

2、酶解

将前述DPCD处理组、热处理组和未处理组的虾头浆分别在pH 7和温度55℃的条件下，添加虾头质量0.5％的木瓜蛋白酶，在55℃恒温水浴中搅拌酶解4h后，再在沸水浴中加热10min灭酶，10000rpm离心20min，离心所得上清液即为酶解液。

实施例2高密度二氧化碳(DPCD)处理后的水产蛋白水解度分析

一、蛋白水解度的测定

参照GB5009.235-2016的方法测定各组虾头浆酶解前后的氨基酸态氮含量；参照GB5009.5-2016的方法测定各组虾头浆处理前的总氮含量后，再将各组虾头浆用三氯乙酸处理至产生沉淀后，参照GB5009.5-2016测定沉淀中的蛋白氮含量，将总氮含量减去蛋白氮含量，即得到非蛋白氮含量。

用原料蛋白质中肽键被裂解的百分数来表示蛋白质被酶催化水解的程度，即水解度(Degree of hydrolysis，DH)值，其计算公式为：

式中：A：原料中总氮含量，g/100g；B：原料中非蛋白氮含量，g/100g；C：酶解后氨基酸态氮含量，g/100g；D：酶解前氨基酸态氮含量，g/100g。

二、测定结果

DPCD处理组、热处理组和未处理组的蛋白水解度测定结果如图1和2所示，其中，图1A为DPCD不同压强下蛋白质的水解度测定结果，图1B为DPCD不同时间下蛋白质的水解度测定结果，图1C为DPCD不同温度下蛋白质的水解度测定结果，图2为热处理组蛋白质的水解度测定结果。

从图1A可以看出，固定处理时间30min和温度50℃，当压强为20MPa时，虾头蛋白水解度达到最大(即39.15％)，与未处理组相比，水解度提高了11.03％；从图1B可以看出，固定处理压强20MPa和温度50℃，当处理时间为30min时，虾头蛋白水解度达到最大(即39.36％)，与未处理组相比，水解度提高了11.24％；从图1C可以看出，固定处理压强20MPa和时间30min，当处理温度为50℃时，虾头蛋白水解度达到最大(即39.48％)，与未处理组相比，水解度提高了11.36％。可见，虾头蛋白经DPCD处理后，蛋白质的水解度得到显著的提升。

从图2可以看出，随着加热处理温度的升高和时间的延长，虾头蛋白的水解度反而呈现下降的趋势，可见，加热预处理的方法不利于虾头蛋白的酶解，甚至还会降低虾头蛋白的水解度。

实施例3高密度二氧化碳(DPCD)处理后的水产蛋白酶解液风味分析

一、酶解液滋味的测定

(1)测定方法

将酶解液过滤后稀释5倍，置于30mL的杯子中，利用INSENTTS-5000Z型电子舌的8个传感器对酶解液的滋味进行测定，获得酸味、涩味、苦味、鲜味、鲜回味、咸味、涩回味(Aftertaste-A)和苦回味(Aftertaste-B)的响应值。测定程序：maintenancemeasurement；样品测定次数：4(结果取后3次)；清洗次数：2-steps-washing；传感器：Foodstuff。其中，不同样本数据之间的距离越近，说明这些样本之间的差异性越小；如果不同样本数据之间的距离越远，说明这些样本之间的差异性越大。

(2)测定结果

对测得的数据进行主成分分析(PCA)，结果如图3所示。其中，图3A为DPCD不同压强下蛋白质酶解液的滋味测定结果，图3B为DPCD不同时间下蛋白质酶解液的滋味测定结果，图3C为DPCD不同温度下蛋白质酶解液的滋味测定结果。

从图3可以看出，未处理组虾头蛋白酶解液滋味的数据点与DPCD处理组虾头蛋白酶解液滋味的数据点不在一个象限，且距离较远，可见，虾头蛋白经DPCD处理后再进行酶解，酶解液的滋味与未处理组的滋味有显著差异，其中鲜味和鲜回味等优良风味增加，且苦味、涩味、酸味等不良滋味显著降低，说明DPCD处理可以改善虾头蛋白酶解液的滋味。

二、酶解液气味的测定

(1)测定方法

取5mL酶解液于20mL顶空瓶中，在55℃条件下水浴平衡20min后，用PEN3型便携式电子鼻系统测定酶解液的气味。每个样品平行测定3次。

样品测试前，设置清洗电子鼻系统时间为70s，样品测定时间为150s。电子鼻系统由10个金属氧化物传感器系统和识别软件组成，每个不同传感器的性能分析见表3。

表3 PEN3电子鼻传感器性能分析

(2)测定结果

测定结果如图4所示，其中，图4A为DPCD不同压强下蛋白质酶解液的气味测定结果，图4B为DPCD不同时间下蛋白质酶解液的气味测定结果，图4C为DPCD不同温度下蛋白质酶解液的气味测定结果。

从图4可以看出，未处理组虾头蛋白酶解液气味的数据点与DPCD处理组虾头蛋白酶解液气味的数据点不在一个象限，且距离较远，可见，虾头蛋白经DPCD处理后再进行酶解，酶解液的气味与未处理组的气味有显著差异，其中香气类物质(对W1C、W3C、W5C传感器敏感的化合物)显著增加，且异味类物质(对W1S、W2S、W3S、W5S、W6S、W1W传感器敏感的化合物)显著降低，说明DPCD处理可以改善虾头蛋白酶解液的气味。

综上，本发明采用高密度二氧化碳技术(DPCD)对水产蛋白进行预处理，并特定控制该技术的条件(压强、温度、时间)，不仅使DPCD处理后的水产蛋白水解度得到显著的提升，还显著改善了水产蛋白酶解液的风味(滋味、气味)，显著提高了蛋白质资源的利用率。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水产蛋白的预处理方法，其特征在于，利用高密度二氧化碳技术对水产蛋白进行预处理，所述高密度二氧化碳技术的条件为：压强为5～30MPa，温度为30～60℃，时间为10～60min。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述压强为15～30MPa。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述压强为20MPa。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述温度为40～60℃。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述温度为50℃。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述时间为20～60min。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述时间为30min。

8.一种提高水产蛋白水解度的方法，其特征在于，采用权利要求1～7任一所述方法对水产蛋白进行预处理。

9.一种改善水产蛋白酶解液风味的方法，其特征在于，采用权利要求1～7任一所述方法对水产蛋白进行预处理。

10.根据权利要求1～9任一所述方法，其特征在于，所述水产蛋白包括鱼蛋白、虾蛋白、贝蛋白中的一种或几种。