呂 飛，沈軍樑，金爐俊，丁玉庭，尤國(guó)庭

(1.浙江工業(yè)大學(xué)生物工程與環(huán)境學(xué)院，浙江杭州 310014;2.溫州恒源水產(chǎn)有限公司，浙江溫州 325700)

水產(chǎn)品及水產(chǎn)品加工是我國(guó)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有比較重要的地位。隨著水產(chǎn)品加工業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的魚(yú)皮等副產(chǎn)物，魚(yú)皮中含有大量的膠原蛋白，因此，研究和開(kāi)發(fā)魚(yú)皮、魚(yú)鱗等水產(chǎn)加工副產(chǎn)物逐漸受到人們的重視［1］。如何將魚(yú)皮魚(yú)鱗有效快速分離是阻礙魚(yú)皮、魚(yú)鱗合理利用的關(guān)鍵問(wèn)題。有關(guān)魚(yú)皮去鱗的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。目前工業(yè)化生產(chǎn)上主要以機(jī)械去鱗為主，其去鱗效果受魚(yú)體大小影響，易對(duì)魚(yú)體造成損傷，去鱗效果差。有研究表明蛋白酶具有較好的去鱗效果［2-3］，作者研究木瓜蛋白酶的去鱗效果，以期為生產(chǎn)研究提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮帶鱗黑魚(yú)魚(yú)皮，購(gòu)于浙江省杭州市朝暉六區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

木瓜蛋白酶 (酶活≥100萬(wàn) U·g-1)。Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)液、氯胺T、濃硫酸、濃硝酸均為化學(xué)純。

1.2 方法

1.2.1 酶法去鱗工藝

帶鱗黑魚(yú)魚(yú)皮-洗去表面黏液及除去殘留魚(yú)肉-木瓜蛋白酶處理-攪拌。感官評(píng)價(jià)去鱗效果及測(cè)定膠原蛋白流失率。

1.2.2 處理設(shè)計(jì)

首先以單因素試驗(yàn)分析酶處理時(shí)間、酶處理溫度和木瓜蛋白酶用量的去鱗效果。研究木瓜蛋白酶在酶用量為0.6%，反應(yīng)溫度為20℃，酶處理時(shí)間為 5，10，20，30和 40 min時(shí);酶用量為0.6%，反應(yīng)時(shí)間為20 min，酶處理溫度為10，20，30，40和50℃時(shí);反應(yīng)溫度為20℃，反應(yīng)時(shí)間為20 min，酶用量分別為水用量的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1.0%時(shí)魚(yú)皮的去鱗情況和膠原蛋白流失率。然后進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)。

試驗(yàn)料水比為1∶10，重復(fù)3次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 膠原蛋白流失率的測(cè)定

蛋白酶活力的測(cè)定。采用Folin-酚法測(cè)定蛋白酶活力［4］。

羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。參照ISO 3496(E)配制質(zhì)量濃度分別為0.5，1.0，1.5和2.0 μg·mL-1的羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定其D560值［5］，繪制羥脯氨酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)羥脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量濃度和吸光度值，以羥脯氨酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得到回歸方程:

魚(yú)皮去鱗液中膠原蛋白濃度的測(cè)定。處理去鱗后的溶液，轉(zhuǎn)速8 000 r·min-1離心10 min，取上清液25 mL于錐形瓶中，加6 mol·L-1鹽酸溶液50 mL，加塞，105℃下水解16 h，過(guò)濾到100 mL容量瓶中，定容至刻度［6］。該溶液經(jīng)氯胺T氧化，根據(jù)氧化后的羥脯氨酸與對(duì)二甲氨基苯甲醛反應(yīng)生成的紅色化合物，于波長(zhǎng) (558±2)nm處比色。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算去鱗液中羥脯氨酸的含量，樣品中羥脯氨酸含量的計(jì)算公式:W=(C×4×F×10-3)/M。式中，W為提取的羥脯氨酸含量 (mg·g-1);C為標(biāo)準(zhǔn)曲線上對(duì)應(yīng)的羥脯氨酸質(zhì)量濃度(μg·mL-1);M為樣品質(zhì)量 (g);F為稀釋倍數(shù)。膠原蛋白含量=羥脯氨酸含量 ×11.1［7］，折算成膠原蛋白量。

1.3.2 去鱗效果感官評(píng)價(jià)

去鱗效果采用評(píng)分檢驗(yàn)法，由8個(gè)鑒評(píng)員評(píng)判，每個(gè)鑒評(píng)員根據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)將樣品的效果特征以數(shù)字標(biāo)度形式表示，取其平均值作為評(píng)定結(jié)果。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［8］:無(wú)效果 (去鱗率≤10%)1分;有輕微效果 (10%＜去鱗率≤50%)2分;有效果 (50%＜去鱗率≤75%)3分;效果好 (75% ＜去鱗率≤90%)4分;效果很好 (去鱗率＞90%)5分。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶處理時(shí)間

魚(yú)皮富含膠原蛋白，蛋白酶去除魚(yú)皮的魚(yú)鱗時(shí)，膠原蛋白的含量隨著處理時(shí)間的增加而減少。利用木瓜蛋白酶進(jìn)行魚(yú)皮去鱗處理時(shí)要考慮膠原蛋白含量的變化，試驗(yàn)測(cè)定去鱗液中膠原蛋白的含量。在酶用量為用水量的0.6%、處理溫度20℃的條件下，酶處理時(shí)間為5，10，20，30和40 min時(shí)魚(yú)皮的去鱗效果評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 酶處理時(shí)間對(duì)魚(yú)皮去鱗效果的影響

隨著酶處理時(shí)間的增加，魚(yú)皮去鱗效果逐漸變好。當(dāng)酶處理5 min時(shí)去鱗率大致接近30%～40%;酶處理10 min，50%以上的魚(yú)鱗被脫除;酶處理20 min，90%以上的魚(yú)鱗被脫除;酶處理30 min和40 min，魚(yú)皮的去鱗程度幾乎沒(méi)有變化，但酶處理30 min后的魚(yú)皮在攪拌和酶的作用下明顯變薄，甚至破碎。與短時(shí)間處理相比，浸泡液變得黏稠，表明魚(yú)皮本身的膠原蛋白被溶出。隨著酶處理時(shí)間的延長(zhǎng)，浸泡液中膠原蛋白的含量增加。當(dāng)酶處理時(shí)間為5 min時(shí)去鱗液中的膠原蛋白含量?jī)H0.13 mg·mL-1;當(dāng)酶處理時(shí)間增加到40 min時(shí)，去鱗液中的膠原蛋白含量上升到3.25 mg·mL-1(圖1)。結(jié)合去鱗效果和膠原蛋白溶出情況，確定酶處理時(shí)間20～30 min為宜，此時(shí)去鱗液中膠原蛋白的質(zhì)量濃度在1.97 ～2.77 mg·mL-1。

圖1 酶處理時(shí)間對(duì)去鱗液中膠原蛋白質(zhì)量濃度的影響

2.2 酶處理溫度

反應(yīng)溫度對(duì)木瓜蛋白酶活性的影響較大，從而影響魚(yú)皮的去鱗效果。在酶處理20 min，酶用量為加水量的0.6%條件下，設(shè)定酶處理溫度為10，20，30，40和50℃，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 酶處理溫度對(duì)魚(yú)皮去鱗效果的影響

10℃處理的魚(yú)皮去鱗率在70%左右;20℃處理可以脫去90%以上的魚(yú)鱗;30℃處理的魚(yú)鱗脫除率仍達(dá)90%以上;40℃處理，魚(yú)鱗幾乎完全被去除，所得去鱗魚(yú)皮的色澤光亮質(zhì)地較軟。50℃處理的去鱗情況與40℃處理幾乎沒(méi)有差異，但所得去鱗魚(yú)皮質(zhì)地更為柔軟，甚至破碎?？梢?jiàn)，隨著酶處理溫度的提高，蛋白酶對(duì)魚(yú)皮的去鱗效果變好，但酶處理溫度不宜高于30℃，20～30℃較適宜。

圖2顯出酶處理溫度并非越高越好，隨著處理溫度的升高，酶處理魚(yú)皮去鱗液中膠原蛋白含量呈增大趨勢(shì)。

圖2 酶處理溫度對(duì)去鱗液中膠原蛋白質(zhì)量濃度的影響

2.3 木瓜蛋白酶用量

酶用量對(duì)魚(yú)皮去鱗影響顯著。酶用量少，去鱗不完全;酶用量多，魚(yú)皮的膠原蛋白會(huì)溶解，且增加去鱗成本。在酶處理時(shí)間20 min，酶處理溫度20℃的條件下，選擇木瓜蛋白酶用量分別為水用量的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1%，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 木瓜蛋白酶用量與魚(yú)皮去鱗效果的影響

由表3可見(jiàn)，隨著木瓜蛋白酶的用量增加，去鱗效果變好。當(dāng)酶用量低于0.2%時(shí)，去鱗效果不明顯;當(dāng)酶用量達(dá)0.4%時(shí)，去鱗率為40%～50%;當(dāng)木瓜蛋白酶用量0.6%時(shí)，90%以上的魚(yú)鱗被脫除;當(dāng)酶用量再至0.8%時(shí)，魚(yú)鱗幾乎全部被去除，但由于蛋白質(zhì)酶解，所得去鱗魚(yú)皮變薄。木瓜蛋白酶用量越大，去鱗液中膠原蛋白含量越高(圖3)。當(dāng)酶用量低于0.2%時(shí)，蛋白酶用量對(duì)去鱗液中膠原蛋白含量的影響較小;之后，隨著蛋白酶用量的增加，去鱗液中膠原蛋白含量快速增加，當(dāng)木瓜蛋白酶用量為0.2%時(shí)，去鱗液中的膠原蛋白含量為0.96 mg·mL-1;當(dāng)木瓜蛋白酶用量1%時(shí)，去鱗液中的膠原蛋白含量達(dá)4.17 mg·mL-1。根據(jù)前面確定的去鱗液中膠原蛋白質(zhì)量濃度宜為1.97～2.77 mg·mL-1，結(jié)合去鱗效果，認(rèn)為木瓜蛋白酶用量0.6%～0.8%已可達(dá)到較好的去鱗效果。

圖3 木瓜蛋白酶用量對(duì)去鱗液中膠原蛋白質(zhì)量濃度的影響

2.4 優(yōu)化組合

魚(yú)皮去鱗優(yōu)化試驗(yàn)的3因素3水平正交試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 各處理組合的膠原蛋白含量與脫皮感官得分結(jié)果

對(duì)去鱗效果起主導(dǎo)作用的因素首先是酶用量A，其次為處理時(shí)間C，最后是處理溫度B。選取水平時(shí)，要求其感官評(píng)測(cè)得分越高越好。A因素以水平2為最佳，即0.6%;C因素以水平3為最佳，即30 min;B因素以水平2為最佳，即20℃。因此最佳組合為A2B2C3。

對(duì)去鱗液中膠原蛋白含量起主導(dǎo)作用的因素首先是酶用量A，其次為處理溫度B，最后是處理時(shí)間C。選取水平時(shí)，要求去鱗液中膠原蛋白含量盡可能小，其膠原蛋白含量損失最小時(shí)，A因素以水平1為最佳，即0.4%;B因素以水平1為最佳，即10℃;C因素以水平2為最佳，即20 min。因此最佳組合為A1B1C2。

酶用量對(duì)去鱗液內(nèi)膠原蛋白含量的影響極為顯著 (P＜0.01)，溫度對(duì)其影響較為顯著 (P＜0.05)，時(shí)間對(duì)其則沒(méi)有顯著影響。酶用量對(duì)去鱗效果的影響較為顯著 (P＜0.1)，溫度和時(shí)間對(duì)去鱗效果沒(méi)有顯著影響。綜合去鱗液中膠原蛋白的含量以及感官得分可得出最佳的組合為A2B2C2。

3 小結(jié)

利用蛋白酶的酶解特性，能夠很好地解決魚(yú)皮去鱗難的問(wèn)題，此法操作簡(jiǎn)單，效果很好。其酶解最佳工藝條件是:木瓜蛋白酶酶溶液濃度為0.6%，溫度為20℃，攪拌時(shí)間為20 min。

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