利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于食品加工領(lǐng)域，公開了一種利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，具體為利用固定化糜-胰蛋白酶處理魚糜漂洗水制備蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的方法。以冷凍魚糜工業(yè)漂洗、精濾、脫水工序中產(chǎn)生的魚糜漂洗水為原料，經(jīng)粗濾獲得精制魚糜漂洗水，經(jīng)pH調(diào)節(jié)、恒溫預(yù)熱后，以(4~8):100（g:L）的固液比加入高活力固定化糜-胰蛋白酶進行攪拌酶解處理，在適宜酶解溫度下進行適當(dāng)程度酶解后，采用微孔過濾分離固定化糜-胰蛋白酶，酶解后的精制魚糜漂洗水經(jīng)真空、減壓低溫濃縮后進行噴霧干燥，獲得蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料。本發(fā)明方法能最大程度上的回收、利用蛋白質(zhì)資源，蛋白質(zhì)資源利用率達到98%以上。
【專利說明】利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于食品加工領(lǐng)域，涉及一種利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]漂洗是冷凍魚糜生產(chǎn)中的一道重要工序，能去除魚糜中的水溶性肌漿蛋白和其他會影響魚糜凝膠形成能力的雜質(zhì)，提高肌原纖維蛋白在魚糜中的相對含量，從而達到提升冷凍魚糜凝膠能力和產(chǎn)品等級的目的。20世紀(jì)90年代早期，漂洗用水量為5:1至10:1(水/肉比)，重復(fù):3-4次；生產(chǎn)Ikg魚糜的漂洗水量達到29~30L。據(jù)統(tǒng)計，大約有50%的水溶性魚肉蛋白質(zhì)在漂洗工序中發(fā)生流失，魚糜漂洗水中蛋白質(zhì)含量在0.46^2.34%之間。目前，中國冷凍魚糜年產(chǎn)量達20萬噸左右,漂洗用水成本和污水處理費用使魚糜漂洗水仍是魚糜生產(chǎn)企業(yè)有待解決的兩大副產(chǎn)物問題之一。有鑒于魚糜漂洗水的巨大總量和其中豐富的蛋白質(zhì)資源蘊藏量，其處理、利用方法一直是水產(chǎn)加工副產(chǎn)物利用的研究熱點。離心、過濾、加熱沉淀、等電點沉淀、化學(xué)絮凝沉淀等魚糜漂洗水蛋白質(zhì)回收方法已有較多研究、報道。但上述物理或化學(xué)方法在實際利用時，仍存在回收率不高、機械要求高、需二次廢水處理、回收蛋白質(zhì)量不高等各式缺點。因而，魚糜漂洗水處理及其蛋白質(zhì)資源回收的方法研究和新型副產(chǎn)物制品的開發(fā)具有必要性和迫切性。 [0003]固定化糜-胰蛋白酶是一種具有高蛋白質(zhì)水解催化活性的混合固定化酶，由糜蛋白酶和胰蛋白酶經(jīng)共價固定化制得，其蛋白酶活力可達到1300U/g，是普通固定化蛋白酶的
2.5~25倍。相比于常規(guī)的游離蛋白酶，高活力的固定化糜-胰蛋白酶在含蛋白質(zhì)液體原料的酶解反應(yīng)中更具優(yōu)勢:(I)固定化糜-胰蛋白酶的高蛋白質(zhì)水解催化活力能保證液體原料中蛋白質(zhì)成分的有效酶解；(2)僅需過濾等簡單的方法、設(shè)備即可使顆粒性的固定化糜-胰蛋白酶和液體原料發(fā)生固液分離；(3)無需高溫加熱滅酶工序即可終止酶解反應(yīng)工序，避免生物活性成分的過氧化，有利于蛋白質(zhì)、肽類生物活性的保留；(4)固定化糜-胰蛋白酶環(huán)保、可再生。魚糜漂洗水作為一種富含蛋白質(zhì)的液體原料，經(jīng)固定化糜-胰蛋白酶酶解處理，結(jié)合高效的噴霧干燥工藝，可以制備成一種以蛋白質(zhì)、多肽、寡肽、游離氨基酸為主要成分的營養(yǎng)基料。目前，國內(nèi)外均無固定化糜-胰蛋白酶應(yīng)用于蛋白類食品加工的研究報道和實施案例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用固定化糜-胰蛋白酶處理魚糜漂洗水制備獲得一種富含蛋白質(zhì)、多妝的聞品質(zhì)營養(yǎng)基料的方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，包括如下步驟:
步驟a.魚糜漂洗水粗濾:
以大孔徑(I飛_)過濾裝置對魚糜漂洗水進行粗濾，去除魚糜漂洗水中的魚肉碎末和漂浮脂肪，獲得僅含有魚肉微粒和肌漿蛋白質(zhì)、多肽等水溶性物質(zhì)的精制魚糜漂洗水。大顆粒的魚肉碎末需要較長的酶解過程，漂浮脂肪也不利于酶解處理工序。大孔徑粗濾預(yù)處理的原理簡單、裝置常規(guī)，但能有效避免魚糜漂洗水中的大顆粒魚肉碎末和漂浮脂肪進入固定化酶處理工序。
[0006]步驟b.精制魚糜漂洗水的pH和溫度調(diào)節(jié):
將步驟a中獲得的精制魚糜漂洗水以0.lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.(T9.0,并預(yù)熱至5(T70°C ；
步驟c.精制魚糜漂洗水酶解處理:
取步驟b中獲得的精制魚糜漂洗水，按固液比(4~8):100 (g:L)向精制魚糜漂洗水中加入高活力固定化糜-胰蛋白酶，以精密可控的反應(yīng)釜、反應(yīng)器在恒溫(5(T60°C)攪拌條件下進行酶解處理；
步驟d.固液分離:
精制魚糜漂洗水酶解處理結(jié)束后，以小孔徑(50-?00μπι)過濾裝置進行固定化糜-胰蛋白酶和精制魚糜漂洗水的固液分離，獲得可重復(fù)使用的固定化糜-胰蛋白酶和酶解后的精制魚糜漂洗水。通過簡單的過濾裝置即可終止酶解處理工序，但能避免常規(guī)游離蛋白酶酶解的高溫加熱滅酶工序，有利于蛋白質(zhì)、肽類生物活性的保留；
步驟e.真空濃縮和噴霧干燥:
對步驟d中獲得的酶解后的精制魚糜漂洗水進行真空、減壓低溫(< 80°C)濃縮，濃縮至固形物含量為10-20%后即可進行噴霧干燥，獲得的產(chǎn)品即為蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料。濃縮工序能減少噴霧干燥工序中的水分蒸發(fā)量，從而降低營養(yǎng)基料的生產(chǎn)能耗、提高生產(chǎn)線的生廣能力；
作為優(yōu)選，所述的步驟b中調(diào) 節(jié)精制魚糜漂洗水pH值至7.5^8.6，溫度為5(T60°C。步驟b旨在調(diào)節(jié)精制魚糜漂洗水的pH值和溫度至適宜固定化蛋白酶催化反應(yīng)的pH值和溫度。一般固定化蛋白酶的適宜PH值為7.(T9.0,而高活力固定化糜胰蛋白酶的適宜催化pH值為7.5^8.6 ;一般固定化蛋白酶的最適催化溫度為5(T70°C，而高活力固定化糜胰蛋白酶的最適催化溫度為5(T60°C。因此，在pH值7.5~8.6和溫度5(T60°C條件下，精制魚糜漂洗水能在后續(xù)步驟中進行有效酶解。
[0007]作為優(yōu)選，所述的步驟c中酶解處理的溫度控制在5(T60°C，時間為15飛Omin。根據(jù)不同精制魚糜漂洗水中魚肉微粒含量進行15飛Omin的酶解處理。固定化糜-胰蛋白酶和精制魚糜漂洗水的固液比和酶解處理時間是酶解處理過程的關(guān)鍵，固定化糜-胰蛋白酶添加量過少、酶解處理時間過短不利于步驟c的進行，進而會影響步驟d (即固液分離)和本發(fā)明的整體蛋白質(zhì)回收率；
作為優(yōu)選，所述的步驟d中固液分離中獲得的酶解后精制魚糜漂洗水，12000r/min離心5min后取上清液并測定氮含量，氮回收率> 98%時即酶解處理符合要求。
[0008]作為優(yōu)選,所述的固定化糜-胰蛋白酶的蛋白酶活力不低于1300U/g。本發(fā)明使用的固定化糜-胰蛋白酶具有1300U/g以上的蛋白酶活力，是部分固定化蛋白酶(固定化木瓜蛋白酶、固定化中性蛋白酶等)酶活力的2.5~25倍，能達到低活力固定化蛋白酶無法達到的快速酶解效果。
[0009]固定化糜-胰蛋白酶酶解處理時間的確定方法如下:
有鑒于不同精制魚糜漂洗水中魚肉微粒含量存在差異，導(dǎo)致酶解處理達到理想水平所需的時間也不同。以氮回收率為指標(biāo)確定步驟C中固定化糜-胰蛋白酶酶解處理時間。取酶解處理后的精制魚糜漂洗水，12000r/min高速離心5min后取上清液并測定氮含量；以步驟a中粗濾獲得的精制魚糜漂洗水氮含量為對照，計算精制魚糜漂洗水酶解液(上清液)的氮回收率。氮回收率> 98%時即表明酶解處理達到理想水平，并以此確定適宜的酶解處理時間(15?60min)。
[0010]作為優(yōu)選,所述的魚糜漂洗水包括來自海水魚和淡水魚魚糜加工過程產(chǎn)生的漂洗水。
[0011]本發(fā)明還提供一種利用上述方法制備得到的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料。該蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料是一種具有良好消化吸收率(生物價> 70)的優(yōu)質(zhì)蛋白源(必需氨基酸指數(shù)> 95)，且富含谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等具有鮮甜滋味的游離氨基酸。此外，癸醛、(E)-2-壬烯醛、壬醛、辛醛等水產(chǎn)品主要風(fēng)味中常見的醛類揮發(fā)性物質(zhì)則是該蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的揮發(fā)性主體風(fēng)味成分。
[0012]本發(fā)明所采用的固定化糜-胰蛋白酶是依照申請?zhí)枮?01310288917.1，申請日為2013.07.10，申請公布號為CN103333878，名稱為“以改性聚氯乙烯為載體的高活性固定化蛋白酶的制備方法”的方法制得。
[0013]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:
相比于其他魚糜漂洗水處理方法，本發(fā)明能最大程度上的回收、利用蛋白質(zhì)資源。離心、過濾、加熱沉淀、等電點沉淀、化學(xué)絮凝沉淀等傳統(tǒng)方法無法完全回收魚糜漂洗水中的蛋白質(zhì)。本發(fā)明中步驟a.中粗濾獲得的大顆粒魚肉碎末和漂浮脂肪可用于其他飼料、基料等的加工生產(chǎn)，經(jīng)粗濾獲得精制魚糜漂洗水按本發(fā)明方法制備蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料，蛋白質(zhì)資源利用率(以氮回收率計算)達到98%以上。
[0014]本發(fā)明采用固定化酶酶解技術(shù)，并使用具有高酶解活力的固定化糜-胰蛋白酶進行酶解處理。固定化蛋白酶的固有特性使酶解處理僅需過濾即可使顆粒性的固定化糜-胰蛋白酶和精制魚糜漂洗水發(fā)生固液分離，無需高溫加熱滅酶工序即可終止酶解反應(yīng)工序，避免蛋白質(zhì)、肽類生物活性成分的過氧化。在避免常規(guī)游離酶缺陷的基礎(chǔ)上，本發(fā)明使用的固定化糜-胰蛋白酶具有1300U/g以上的蛋白酶活力，是部分固定化蛋白酶(固定化木瓜蛋白酶、固定化中性蛋白酶等)酶活力的2.5?25倍，能達到低活力固定化蛋白酶無法達到的快速酶解效果。
[0015]按本發(fā)明方法制備獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料是一種具有良好消化吸收率(生物價> 70)的優(yōu)質(zhì)蛋白源(必需氨基酸指數(shù)> 95)，且富含谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等具有鮮甜滋味的游離氨基酸。此外，癸醛、(E)-2-壬烯醛、壬醛、辛醛等水產(chǎn)品主要風(fēng)味中常見的醛類揮發(fā)性物質(zhì)則是蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的揮發(fā)性主體風(fēng)味成分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是實施例1中獲得蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的揮發(fā)性風(fēng)味成分總離子流色譜圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖1與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述:實施例1
以Imm孔徑濾網(wǎng)對魚糜漂洗水進行粗濾，獲得精制魚糜漂洗水，以0.lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值至8.2并預(yù)熱至55°C，按固液比6:100 (g:L)加入固定化糜-胰蛋白酶，以反應(yīng)釜在55°C下攪拌酶解處理15min。精制魚糜漂洗水酶解處理結(jié)束后，以100 μ m孔徑水系濾膜過濾分離固定化糜-胰蛋白酶。酶解后的精制魚糜漂洗水，60°C減壓濃縮至固形物含量為20%，噴霧干燥獲得蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料。經(jīng)測定，蛋白質(zhì)資源利用率(以氮回收率計算)為(98.94±1.63)%。
[0018]對實施例1中制備獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料進行氨基酸組成分析和營養(yǎng)評價，蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的氨基酸組成見表1，蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的各項營養(yǎng)評價見表2。測定結(jié)果表明，實施例1制備獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的氨基酸組成完全，含有8種必需氨基酸，其氨基酸總量為78.234g/100g干質(zhì)，必需氨基酸/總氨基酸比例和必需氨基酸/非必需氨基酸比例均較高，分別達到0.441和0.788。氨基酸評分表明，蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的色氨酸和賴氨酸評分為FA0/WH0標(biāo)準(zhǔn)的2.77倍和1.59倍，因此可用于補充玉米等食品中色氨酸的缺乏和谷物食品中賴氨酸的缺乏?；瘜W(xué)評分表明，蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的必需氨基酸組成較為平衡且含量豐富，多種必需氨基酸化學(xué)評分均高于90。以全雞蛋蛋白質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的必需氨基酸指數(shù)高達101.67 O 95)，其必需氨基酸組成接近標(biāo)準(zhǔn)蛋白，為優(yōu)質(zhì)的蛋白源。此外，獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料營養(yǎng)基料的生物價為76.70，高于小麥(67)、花生(59)、豬肉(74)等食品，與牛肉(76)接近，說明該營養(yǎng)基料具有較好的消化吸收率。綜合上述，以魚糜漂洗水為原料，按本實施例制備的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料可作為理想的營養(yǎng)添加劑使用。對實施例1中制備獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料進行游離氨基酸含量測定和揮發(fā)性風(fēng)味成分的測定、分析。蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的游離氨基酸含量見表3，蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的主體揮發(fā)性風(fēng)味成分見表
4。蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的游離氨基酸總量為21.203g/100g干質(zhì)，其中具有水產(chǎn)鮮、甜滋味的氨基酸含量豐富，約占總游離氨基酸的60%。癸醛對蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料具有癸醛、(E)-2-壬烯醛、壬醛、癸醛等15種關(guān)鍵風(fēng)味，十二醛、2-戊基呋喃、(E，E)-2，4-庚二烯醛、苯乙醛等12種重要風(fēng)味成分，其中癸醛對總體揮發(fā)性風(fēng)味的貢獻最大。這些揮發(fā)性風(fēng)味成分都是水產(chǎn)品和水產(chǎn)制品中常具有的物質(zhì)，是本實施例獲得的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料具有水產(chǎn)風(fēng)味的體現(xiàn)。
[0019]表1蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料的氨基酸組成
【權(quán)利要求】
1.利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟a.魚糜漂洗水粗濾: 采用孔徑為f5mm的大孔徑過濾裝置對魚糜漂洗水進行粗濾，去除魚肉碎末和漂浮脂肪，獲得精制魚糜漂洗水； 步驟b.精制魚糜漂洗水的pH和溫度調(diào)節(jié): 以0.lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)精制魚糜漂洗水pH值至7.(T9.0,并預(yù)熱至5(T70°C ； 步驟c.精制魚糜漂洗水酶解處理: 按固液比0-8):100g/L向精制魚糜漂洗水中加入高活力固定化糜-胰蛋白酶，在恒溫攪拌條件下進行酶解處理； 步驟d.固液分離: 采用孔徑為50-100 μ m的小孔徑過濾裝置進行固定化糜-胰蛋白酶和精制魚糜漂洗水的固液分離，獲得酶解后的精制魚糜漂洗水； 步驟e.真空濃縮和噴霧干燥: 將酶解后的精制魚糜漂洗水進行真空、減壓低溫濃縮，濃縮至固形物含量為10-20%后進行噴霧干燥，獲得產(chǎn)品即為蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，其特征在于:所述的步驟b中調(diào)節(jié)精制魚糜漂洗水p`H值至7.5^8.6，溫度為5(T60°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，其特征在于:所述的步驟c中酶解處理的溫度控制在5(T60°C，時間為15~60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，其特征在于:所述的步驟d中固液分離中獲得的酶解后精制魚糜漂洗水，12000r/min離心5min后取上清液并測定氮含量，氮回收率> 98%時即酶解處理符合要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，其特征在于:所述的固定化糜-胰蛋白酶的蛋白酶活力不低于1300U/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用魚糜漂洗水制備營養(yǎng)基料的方法，其特征在于:所述的魚糜漂洗水包括來自海水魚和淡水魚魚糜加工過程產(chǎn)生的漂洗水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的方法制備得到的蛋白質(zhì)-多肽營養(yǎng)基料。
【文檔編號】A23J1/04GK103859138SQ201410008731
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】周濤, 李棟芳, 丁浩宸 申請人:浙江工商大學(xué)