魏好程，何傳波，湯鳳霞，吳國(guó)宏，熊何健*

(集美大學(xué)生物工程學(xué)院，福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361021)

正交試驗(yàn)優(yōu)化牡蠣酶解制粉加工工藝

魏好程，何傳波，湯鳳霞，吳國(guó)宏，熊何健*

(集美大學(xué)生物工程學(xué)院，福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門(mén) 361021)

以新鮮牡蠣為原料，通過(guò)復(fù)合蛋白酶對(duì)牡蠣進(jìn)行適度酶解和脫腥處理，并采用噴霧干燥技術(shù)生產(chǎn)牡蠣粉。研究牡蠣粉制備過(guò)程中的酶解工藝條件、酶解液的脫腥處理方法及酶解液噴霧干燥工藝條件。通過(guò)正交設(shè)計(jì)優(yōu)化確定復(fù)合酶酶解最佳工藝條件。結(jié)果表明：最佳工藝條件為復(fù)合蛋白酶添加量0.15%、60℃水浴酶解3h，得到的酶解液氨基酸態(tài)氮含量最高；酶解液中添加1%酵母粉在37℃條件下培養(yǎng)1h，所得的脫腥效果感官評(píng)價(jià)最佳；牡蠣酶解液中添加10%麥芽糊精，在進(jìn)風(fēng)溫度220℃、蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速200mL/h條件下噴霧干燥所得牡蠣粉產(chǎn)品質(zhì)量最佳。

牡蠣粉；酶解；脫腥；噴霧干燥

牡蠣(Oxtrea rivularis Gould)屬貝類，又名蠔、別名海蠣子，是一種極珍貴的海產(chǎn)軟體動(dòng)物。我國(guó)牡蠣的主要種類有近江牡蠣、褶牡蠣、密鱗牡蠣、大連灣牡蠣和長(zhǎng)牡蠣等，廣泛分布在廣東、福建、山東等沿海[1]，在西方亦有“Sea Milk”之美稱[2]。牡蠣肉質(zhì)鮮美，蛋白質(zhì)和糖原含量分別為50.63%和22.41%左右，其氨基酸組成完善，8種必需氨基酸占氨基酸總量的40%、含有豐富的功能性多肽、維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，是我國(guó)衛(wèi)生部第一批批準(zhǔn)的既是藥材又可作為食品的保健品[3]，具有巨大的食用價(jià)值和藥用價(jià)值[4]。牡蠣離水后死亡快、不耐凍，且容易被微生物污染，保鮮、貯藏技術(shù)難度大，傳統(tǒng)加工制品有牡蠣干和蠔油等[5]。近年來(lái)隨著人工養(yǎng)殖牡蠣技術(shù)的改善和產(chǎn)量的提高，加之人們對(duì)牡蠣豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、特異的生理活性功能的消費(fèi)追求增加，傳統(tǒng)加工模式已不能與發(fā)展“藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)”的時(shí)代旋律相諧調(diào)，嚴(yán)重制約了行業(yè)的發(fā)展。對(duì)牡蠣進(jìn)行高值化的開(kāi)發(fā)利用，有助于推動(dòng)我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展[6]。

福建省海岸線長(zhǎng)，牡蠣資源豐富，盛產(chǎn)褶牡蠣，其蛋白質(zhì)含量高，是制備生物活性肽的良好原料[7]。已有研究[8-9]表明，牡蠣水解蛋白生物活性肽具有抗菌、降血壓[10]和抗氧化能力[11]等生物活性。早期利用酸、堿對(duì)生物蛋白進(jìn)行水解，由于其安全性差、產(chǎn)物功效喪失顯著、營(yíng)養(yǎng)成分損失等問(wèn)題，已逐漸被生物蛋白酶技術(shù)所取代。利用現(xiàn)代酶制劑對(duì)牡蠣進(jìn)行適度、定向酶解處理，可制備特定分子質(zhì)量大小的生物活性肽、氨基酸，提高原料消化吸收率和利用率，增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性功能[2]。但酶解后的牡蠣液在提高生物活性肽含量的同時(shí)，也增加了疏水性氨基酸殘基或苦味肽數(shù)量，造成了苦味、腥味。根據(jù)脫苦、脫腥不同機(jī)理，選擇掩蓋、淡化和異味代謝3種外源物質(zhì)進(jìn)行處理后，可淡化和掩蓋其不良風(fēng)味。最后，利用噴霧干燥技術(shù)將其干制、熟化成牡蠣粉。該技術(shù)干燥速度快，產(chǎn)品具有貯運(yùn)方便、速溶性和復(fù)水性好等優(yōu)點(diǎn)，即可解決資源浪費(fèi)、環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，又可以提高牡蠣的附加值，為消費(fèi)市場(chǎng)提供一種新的便捷食品或基料，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，是牡蠣加工的一項(xiàng)新技術(shù)[12]。本實(shí)驗(yàn)研究牡蠣粉的制作工藝中酶解、脫腥和噴霧干燥工藝的影響因素，并確定最佳工藝參數(shù)，以期為牡蠣資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮褶牡蠣(Ostrea plicatula)購(gòu)于廈門(mén)市集美區(qū)臨海養(yǎng)殖場(chǎng)。去殼后，蒸餾水反復(fù)清洗，4℃冷藏備用。

商品用復(fù)合蛋白酶(木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等復(fù)合酸性蛋白酶互配成品酶制劑) 天津科建科技有限公司；氫氧化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉(分析純) 中國(guó)上海試劑總廠；麥芽糊精、β-環(huán)狀糊精、酵母粉、海藻糖(均為食品級(jí)) 湖北巨龍?zhí)蒙锟萍及l(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BL-711均漿機(jī) 廣東德?tīng)栯娖饔邢薰?；pH 211臺(tái)式酸度計(jì) 北京哈納科技有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇三和儀器有限公司；TDL-5離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；BS124S分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；SD-1000噴霧干燥機(jī) 上海沃迪科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定

參照張水華[13]甲醛電位滴定法測(cè)定氨基酸態(tài)氮(AAN)含量，略有改變。

取5mL酶解上清液定容于100mL的容量瓶，再取20mL稀釋定容的酶解液于250mL的燒杯中，并加入60mL蒸餾水。在磁力攪拌狀態(tài)下，用0.05mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH8.2，加入10mL 40%的中性甲醛混勻后，繼續(xù)用上述NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH9.2，計(jì)錄消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的量，按下式計(jì)算氨基酸態(tài)氮(AAN，%)含量。

式中：V1為樣品加入甲醛滴定至終點(diǎn)(pH9.2)所消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL；V2為空白加入甲醛滴定至終點(diǎn)所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL；c為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度/(mol/L)；m為測(cè)定用樣品溶液相當(dāng)于樣品的質(zhì)量/g；0.014為氮的毫摩爾質(zhì)量/(g/mmol)。

1.3.2 牡蠣復(fù)合酶解工藝的確定

新鮮牡蠣肉→漂洗→瀝干→搗碎勻漿→稱質(zhì)量→酶解→滅酶→冷卻→離心→牡蠣酶解液→脫腥→噴霧干燥→產(chǎn)品檢測(cè)→包裝貯藏→牡蠣粉

1.3.3 牡蠣復(fù)合酶解工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.3.1 復(fù)合蛋白酶添加量對(duì)牡蠣水解效果的影響

取5份勻漿后的牡蠣肉(每份10g)，各加入10mL蒸餾水，然后分別加入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的復(fù)合蛋白酶，60℃酶解3h，沸水中滅酶10min，4000r/min離心10min，取上清液定容10mL，測(cè)定酶解液中的AAN含量，考察酶添加量對(duì)水解效果的影響。

1.3.3.2 酶解溫度對(duì)牡蠣水解效果的影響

取5份打漿后的牡蠣肉(每份10g)，各加入10mL蒸餾水，再加入最適加酶量，在45、50、55、60、65℃條件下酶解3h，沸水中滅酶10min，4000r/min離心10min，上清液定容，測(cè)定酶解液中的AAN含量，考察酶解溫度對(duì)水解效果的影響。

1.3.3.3 酶解時(shí)間對(duì)牡蠣水解效果的影響

取5份打漿后的牡蠣肉(每份10g)，各加入10mL蒸餾水，再加入最適加酶量，在最佳溫度條件下分別酶解1、2、3、4、5h，沸水中滅酶10min，4000r/min離心10min，上清液定容，測(cè)定酶解液中的AAN含量，考察酶解時(shí)間對(duì)水解效果的影響。

1.3.3.4 正交試驗(yàn)優(yōu)化

以水解液中的AAN含量為指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇加酶量、酶解時(shí)間、酶解溫度3個(gè)因素，進(jìn)行L9(33)正交優(yōu)化試驗(yàn)，確定牡蠣酶解的最佳工藝條件。

1.3.4 牡蠣酶解液脫腥技術(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表1 牡蠣酶解液脫腥感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table1 Criteria for sensory evaluation of deodorized oyster hydrolysate

牡蠣經(jīng)過(guò)酶解反應(yīng)，生成目標(biāo)功能活性多肽或氨基酸的同時(shí)，部分水解產(chǎn)物為分子末端含疏水性氨基酸的多肽或苦味肽，導(dǎo)致水解產(chǎn)物呈現(xiàn)苦味或腥味，影響了產(chǎn)品的風(fēng)味。對(duì)牡蠣水解產(chǎn)物進(jìn)行脫腥、脫苦修飾處理，也是牡蠣加工中所面臨的技術(shù)難題[14]。本研究采用1% β-環(huán)糊精40℃包埋1h、1%酵母37℃發(fā)酵1h和2%的海藻糖煮沸10min抑制法3種方法進(jìn)行脫腥處理[3]，與空白對(duì)照進(jìn)行感官評(píng)定，通過(guò)比較確定適宜于牡蠣水解液脫苦、脫腥的可行方法。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.3.5 噴霧干燥試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.5.1 單因素試驗(yàn)

噴霧干燥是將液態(tài)物料，霧化分散成細(xì)小微粒，通過(guò)增大料液蒸發(fā)面積，瞬間將大部分水分除去，使物料中的固體物質(zhì)干燥成粉末且通過(guò)與熱空氣接觸，達(dá)到快速干燥之目的的一種干制技術(shù)。噴霧干燥具傳熱快、水分蒸發(fā)迅速、干燥時(shí)間短的特點(diǎn)，且制品營(yíng)養(yǎng)損失少、品質(zhì)好、復(fù)水性能好等特性。此外，通過(guò)添加賦形劑、包埋劑等，噴霧干燥技術(shù)還實(shí)現(xiàn)對(duì)芯材物質(zhì)的微囊包埋。本實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)型氣流式霧化噴霧干燥設(shè)備，對(duì)影響噴霧干燥效果的主要工藝參數(shù)進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)料速度(蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

試驗(yàn)中采用添加10%麥芽糊精、料液質(zhì)量濃度41.72g/100mL、噴霧壓力2.3kg/cm2、撞針壓力1.5kg/cm2、出風(fēng)溫度80℃條件下，分別選取進(jìn)風(fēng)溫度為180、200、220、240℃和蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速分別為180、200、220、240mL/h水平進(jìn)行噴霧干燥單因素試驗(yàn)，以牡蠣粉出粉率、含水率、粘壁現(xiàn)象、溶解性及溶解后風(fēng)味為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)定，規(guī)定滿分為100分，各項(xiàng)指標(biāo)所占比例不同，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表見(jiàn)表2所示[15]，考察進(jìn)風(fēng)溫度、蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速對(duì)牡蠣酶解液噴霧干燥效果的影響。

表2 牡蠣粉評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table2 Criteria for quality evaluation of oyster powder

1.3.5.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化

為獲得酶解牡蠣粉最佳噴霧干制效果，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以進(jìn)風(fēng)溫度和蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速2因素進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以表2牡蠣粉評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)酶解牡蠣粉噴霧干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化。

1.3.6 感官評(píng)定方法的建立

依據(jù)GB/T 16291.1—2012《感官分析：選拔、培訓(xùn)與管理評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則：第1部分：優(yōu)選評(píng)價(jià)員》要求，參照GB/T 12312—2012《感官分析：味覺(jué)敏感度的測(cè)定方法》對(duì)感官評(píng)價(jià)人員進(jìn)行培訓(xùn)，建立10人(4男，6女)組成的感官鑒定小組，結(jié)合GB/T 10220—2012《感官分析：方法學(xué)》對(duì)牡蠣脫腥水解液和噴霧干制復(fù)水牡蠣液進(jìn)行色澤、澄清度、芳香和缺陷評(píng)價(jià)(腥味、沉淀、不良焦糊風(fēng)味)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)品質(zhì)標(biāo)度的質(zhì)量評(píng)分和感官描述，結(jié)合牡蠣液特有品質(zhì)特征，建立表1所示的牡蠣酶解液脫腥感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和表2牡蠣粉評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)牡蠣粉噴霧干燥的影響感官描述評(píng)分。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，采用LSD對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 牡蠣復(fù)合酶酶解時(shí)加酶量的確定

圖1 酶添加量對(duì)酶解效果的影響Fig.1 Effect of enzyme dosage on ANN content of hydrolysates

由圖1可知，酶解液中AAN含量隨酶用量增加而呈上升趨勢(shì)，而當(dāng)添加量達(dá)到0.15%時(shí)AAN含量趨于平緩?？赡苁敲附獬跗?，底物充足，酶作用效果強(qiáng)，酶解曲線呈現(xiàn)快速上升，而當(dāng)酶添加量增加而底物不足時(shí)，隨著酶解進(jìn)行，產(chǎn)物達(dá)到一定程度后會(huì)使酶的活力受到一定抑制，酶用量的增加對(duì)水解度影響減弱。所以從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益上選擇0.15%的加酶量比較適宜。

2.2 牡蠣復(fù)合酶酶解最適溫度的確定

圖2 酶解溫度對(duì)酶解效果的影響Fig.2 Effect of hydrolysis temperature on ANN content of hydrolysates

由圖2可知，酶解溫度對(duì)酶解效果呈現(xiàn)“先增后降”的拋物線趨勢(shì)，在60℃左右，復(fù)合蛋白酶表現(xiàn)出最佳酶解效果。酶生物活性與反應(yīng)溫度之間響應(yīng)關(guān)系密切，酶解溫度太低，蛋白酶活力不足，反應(yīng)速度較慢；酶解溫度過(guò)高，部分酶失活，造成酶解效率下降，此外還導(dǎo)致了原料蛋白質(zhì)的變性而不易水解。因此控制適宜酶解溫度控制酶解進(jìn)程是十分重要的[16]。

2.3 牡蠣復(fù)合酶酶解最適時(shí)間的確定

圖3 酶解時(shí)間對(duì)酶解效果的影響Fig.3 Effect of hydrolysis time on ANN content of hydrolysates

由圖3可知，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)物中游離氨態(tài)氮不斷增加，同時(shí)實(shí)驗(yàn)中牡蠣香味也不斷增強(qiáng)。酶解前期酶解速度較快，3h左右氨態(tài)氮含量趨于穩(wěn)定，且此時(shí)的腥味較淡。隨著酶解時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，牡蠣蛋白質(zhì)不斷水解為小分子的活性肽，形成特定極性基團(tuán)和疏水結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生苦味等風(fēng)味物質(zhì)[17]，因此以游離氨態(tài)氮含量為檢測(cè)指標(biāo)，結(jié)合感官評(píng)價(jià)對(duì)酶解時(shí)間考量，確定3h為牡蠣最佳酶解時(shí)間。

2.4 牡蠣酶解正交試驗(yàn)

根據(jù)牡蠣酶解單因素試驗(yàn)，選取加酶量、酶解時(shí)間和酶解溫度3個(gè)因素，各取3個(gè)水平，選用L9(33)正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以AAN含量為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，確定牡蠣最佳酶解條件。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表3所示。

表3 牡蠣酶解正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table3 Orthogonal array design and results for the optimization of enzymatic hydrolysis of oyster

在試驗(yàn)條件下，由極差R可知，各因素的影響酶解效果主次順序依次為：A、B、C，即酶解時(shí)間、加酶量、酶解溫度。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)方差分析，在α＝0.05水平上，酶解時(shí)間對(duì)牡蠣酶解效果顯著影響。比較均值k大小，得出牡蠣酶解正交試驗(yàn)的最佳組合為A3B3C3，這與單因素試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。由于該組合未在正交試驗(yàn)中出現(xiàn)，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。采用A3B3C3組合進(jìn)行牡蠣酶解實(shí)驗(yàn)，平行3次。結(jié)果如表4所示。

表4 酶解效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table4 Validation of the optimized hydrolysis conditions

通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，如表4酶解效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，最佳組合條件下重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)RSD為0.0065%，AAN含量為0.777%，大于正交試驗(yàn)結(jié)果中的每個(gè)數(shù)據(jù)。因此，確定牡蠣酶解的最佳酶解條件為：酶解時(shí)間3h、加酶量0.15%、酶解溫度60℃。

2.5 牡蠣酶解液脫腥技術(shù)研究

采用β-環(huán)糊精包埋法、酵母粉發(fā)酵法、海藻糖抑制法進(jìn)行牡蠣酶解液脫腥處理。實(shí)驗(yàn)表明空白組酶解液腥味較重；而β-環(huán)糊精包埋法，不能完全脫腥，且有異味；酵母粉發(fā)酵法，脫腥效果明顯，口感也較好；海藻糖抑制法有腥味，湯汁色澤較深。各種脫腥處理感官評(píng)分如圖4所示。

圖4 不同脫腥方法對(duì)牡蠣酶解液的脫腥效果感官評(píng)分Fig.4 Sensory evaluation results for oyster hydrolsates deodorized by different methods

由圖4可知，依據(jù)掩蓋、淡化和異味代謝3種不同脫腥、脫苦機(jī)理而選擇的海藻糖、β-糊精和酵母粉添加物，其脫腥效果差異顯著。其中酵母粉的脫腥效果評(píng)分最高，因此實(shí)驗(yàn)確定添加1%的酵母粉37℃條件下發(fā)酵1h的脫腥方法為最佳脫腥工藝條件，此時(shí)能夠充分掩蓋牡蠣腥味，且適量酵母粉不會(huì)產(chǎn)生異味，口感也比較好。

酵母粉脫腥首先可能是由于酵母疏松的結(jié)構(gòu)對(duì)腥臭物質(zhì)的吸附作用，其次酵母能與多種酶相結(jié)合，將異味物質(zhì)(醛、酮等大分子)作為底物轉(zhuǎn)化為無(wú)苦、無(wú)腥物質(zhì)，從而達(dá)到脫苦、脫腥的目的。Asao[17]、Are[18]等的研究表明，水解蛋白苦味口感的產(chǎn)生，是由小分子多肽“Z”字形極性分子結(jié)構(gòu)決定，而苦味強(qiáng)度大多是由分子末端疏水氨基酸殘基的多少?zèng)Q定。β-糊精是環(huán)狀低聚葡萄糖，存在一個(gè)立體疏水空腔。可依據(jù)主-客間分子大小的匹配，以及范德華力、疏水作用力與水解產(chǎn)生的小分子活性苦味多肽、疏水性氨基酸殘基端結(jié)合形成包合物，通過(guò)減少疏水基團(tuán)的數(shù)量來(lái)緩解水解液苦味的強(qiáng)度。食品中的一些令人不快的異味主要是由揮發(fā)性醛類、乙基硫醇和三甲胺三大類物質(zhì)構(gòu)成，加入一定量的海藻糖能夠抑制這些物質(zhì)，從而達(dá)到一定的脫腥效果。研究表明，添加β-糊精或海藻糖脫腥、脫苦效果不甚理想。

2.6 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)牡蠣粉噴霧干燥的影響

表5 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)牡蠣粉噴霧干燥的影響Table5 Effect of air inlet temperature on quality characteristics of spray-dried oyster hydrolsates

從表5可以看出，隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高，樣品的含水率降低，這與康云峰[19]利用噴霧干燥技術(shù)制備番茄胡蘿卜復(fù)合粉的結(jié)論一致；當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度為180℃時(shí)，粘壁較嚴(yán)重，可能是由于進(jìn)口溫度低，產(chǎn)品不能完全干燥；當(dāng)溫度升高時(shí)，粘壁現(xiàn)象明顯減輕，可能是進(jìn)風(fēng)溫度的提高有利于霧化后液滴表面的麥芽糊精迅速干燥，形成結(jié)構(gòu)完整的微膠囊壁材，改善了噴霧效果；當(dāng)溫度達(dá)到240℃時(shí)，粉末顆粒出現(xiàn)較多結(jié)塊，水分散失速度過(guò)快，麥芽糊精表面易形成凹陷，使已成型的包埋顆粒發(fā)生類似于氣球脹破的現(xiàn)象，產(chǎn)品顆粒完整度下降[15]。而高溫會(huì)使牡蠣粉所含的雜質(zhì)以及變性蛋白質(zhì)含量都增多，變性蛋白多的牡蠣粉其疏水性提高，苦味增強(qiáng)。同時(shí)，高溫噴霧造成的顆粒破碎，包埋效果下降，使產(chǎn)生苦味的疏水性氨基酸殘基暴露在外面，失去了微膠囊包埋脫苦的作用，產(chǎn)品復(fù)水性能也整體下降。根據(jù)綜合感官評(píng)分，220℃時(shí)噴霧干燥所得樣品較好，所以確定控制進(jìn)風(fēng)溫度為220℃。

2.7 蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速對(duì)牡蠣粉噴霧干燥的影響

進(jìn)料速率對(duì)干燥的影響主要體現(xiàn)在蒸發(fā)負(fù)荷和霧滴顆粒變化兩個(gè)方面[20]。隨著蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速的增加，蒸發(fā)負(fù)荷量增大、霧化效果不佳，導(dǎo)致霧滴顆粒變大，粉體粒度完整性和包埋率下降，甚至出現(xiàn)物料干燥塔壁內(nèi)堆積凝結(jié)，影響產(chǎn)品含水率、出粉率和復(fù)水性能。根據(jù)綜合感官評(píng)分，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為200mL/h時(shí)，產(chǎn)品綜合品質(zhì)較好。

表6 蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速對(duì)牡蠣粉噴霧干燥的影響Table6 Effect of peristaltic pump speed on quality characteristics of spray-dried oyster hydrolsates

2.8 噴霧干燥正交試驗(yàn)

根據(jù)噴霧干燥單因素試驗(yàn)，選取進(jìn)風(fēng)溫度和蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速兩因素，各設(shè)定3個(gè)水平，進(jìn)行正交試驗(yàn)，以牡蠣粉的感官檢驗(yàn)為指標(biāo)，對(duì)噴霧條件進(jìn)行綜合評(píng)分，確定牡蠣粉噴霧干燥最佳條件。對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，如表7所示。

表7 牡蠣粉噴霧干燥正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table7 Experimental design and results for the optimization of spray drying conditions

由表7中極差R分析可知，牡蠣粉噴霧干燥的最佳條件為A3B2，即最佳噴霧干燥條件為：進(jìn)風(fēng)溫度為220℃，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為200mL/h。這與單因素條件試驗(yàn)得到的結(jié)果一致。

由方差分析可知，在α＝0.05水平上，進(jìn)風(fēng)溫度和蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速兩因素對(duì)噴霧干制牡蠣粉感官評(píng)定均有顯著影響，且影響效果主次順序依序?yàn)椋篈、B。采用最優(yōu)酶解技術(shù)、最佳脫腥方法和最優(yōu)噴霧干制技術(shù)獲得的酶解牡蠣粉末色澤呈淡黃色、顏色均勻，顆粒形態(tài)呈現(xiàn)細(xì)小粉末狀，質(zhì)地均勻、無(wú)結(jié)塊；在室溫和85℃的熱水的溶解性和復(fù)水性效果好；復(fù)原牡蠣溶液物結(jié)塊、沉淀，所得液體呈黃白色，有牡蠣特有風(fēng)味。采用105℃烘箱干燥法對(duì)牡蠣粉進(jìn)行水分含量測(cè)定，牡蠣粉的水分含量為4.11g/100g。

3 討 論

3.1 以新鮮牡蠣肉為原料，進(jìn)行勻漿酶解實(shí)驗(yàn)，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)果表明復(fù)合蛋白酶添加量0.15%(按原料鮮質(zhì)量計(jì))，60℃酶解3h，所得酶解液氨基酸態(tài)氮含量最高。酶解技術(shù)關(guān)鍵有兩步，首先是專用酶種類的選擇，根據(jù)定向酶解目的蛋白片段、功能性多肽分子大小和氨基酸的要求，常見(jiàn)有中性蛋白酶[14]、木瓜蛋白酶[21]、菠蘿蛋白酶[22]、風(fēng)味蛋白酶[23]、胰蛋白酶[24]等。其次是酶解工藝條件的選擇，如酶解適宜pH值、酶解溫度、酶解時(shí)間等對(duì)定向酶解技術(shù)的貢獻(xiàn)不同，因?yàn)椴煌附猱a(chǎn)物氨基酸組成不同，其營(yíng)養(yǎng)成分、生物利用率、生物功能活性以及滋、氣味都表現(xiàn)出差異性[25]。

3.2 β-環(huán)糊精包埋法、酵母粉發(fā)酵法、海藻糖抑制法及空白對(duì)照的脫腥實(shí)驗(yàn)表明，在牡蠣酶解液中加入1%酵母粉在37℃條件下培養(yǎng)1h，感官評(píng)價(jià)最高。牡蠣水解產(chǎn)物中多肽鏈空間結(jié)構(gòu)和疏水性氨基酸殘基的共同效應(yīng)，使此類產(chǎn)品具有腥味、苦味，成為當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。根據(jù)苦味產(chǎn)生的機(jī)理，目前常用的方法有采用活性碳吸附[12]、外源物包埋掩蓋、發(fā)酵轉(zhuǎn)換和Maillard生香轉(zhuǎn)化與掩蓋相結(jié)合的方法[22-24]。由于每種脫腥方法機(jī)理不同，效果也具差異性。

3.3 通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)確定了牡蠣粉噴霧干燥工藝參數(shù)，最佳噴霧條件為進(jìn)風(fēng)溫度220℃、蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速200mL/h，所得牡蠣粉產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良。噴霧干燥技術(shù)在很短的時(shí)間里完成產(chǎn)品熟化、造粒，具有營(yíng)養(yǎng)損失少、復(fù)水性好以及環(huán)境友好特性[26]。同時(shí)，麥芽糊精賦形劑的加入，不僅提高了產(chǎn)品出粉率，而且也起到了壁材微膠囊包埋脫腥，脫苦的作用，在牡蠣粉生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景。

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Orthogonal Array Design for the Optimization of Enzymatic Hydrolysis and Spray Drying of Oyster Meat

WEI Hao-cheng，HE Chuan-bo，TANG Feng-xia，WU Guo-hong，XIONG He-jian*
(Fujian Province Key Laboratory of Food Microorganism and Enzyme Engineering, College of Biological Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China)

Fresh oysters were hydrolyzed by a commercial mixture of acid proteases, deodorized and spray-dried to produce oyster powder. The three procedures were investigated. The optimum conditions for enzymatic hydrolysis of oyster that provided maximum amino acid nitrogen content were found to be 3 h of hydrolysis at 60 ℃ with an enzyme dosage of 0.15% as determined by orthogonal array design. The optimum conditions for deodorizing the hydrolysate obtained were 1 h of incubation at 37 ℃ after the addition of 1% yeast extract as determined by sensory evaluation, and spray-dried powder of the hydrolysate under the conditions: addition of 10% maltodextrin, air inlet temperature 220 ℃ and peristaltic pump speed 200 mL/h exhibited the best sensory quality.

oyster powder；enzymatic hydrolysis；deodorization；spray drying

TS254.4

A

1002-6630(2013)18-0092-06

10.7506/spkx1002-6630-201318019

2013-04-08

李尚大集美大學(xué)學(xué)科建設(shè)基金項(xiàng)目(ZC2012007)；福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2009I0019；2009N0045)

魏好程(1978—)，男，講師，碩士，研究方向?yàn)槭称芳庸ぜ夹g(shù)。E-mail：whc_xm@jmu.edu.cn

*通信作者：熊何健(1968—)，男，研究員，碩士，研究方向?yàn)樯锘钚晕镔|(zhì)。E-mail：hjxiong@jmu.edu.cn