岑劍偉，李來好，楊賢慶，劉在軍,2，郝淑賢，周婉君，魏 涯

酶解法提取羅非魚血液中血紅素的工藝條件優(yōu)化

岑劍偉1，李來好1，楊賢慶1，劉在軍1,2，郝淑賢1，周婉君1，魏 涯1

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，
國(guó)家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，廣東 廣州 510300；2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

為更加科學(xué)有效地利用豐富的羅非魚血液資源，研究酶解法提取羅非魚血液中血紅素的工藝條件，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定了復(fù)合酶提取血紅素的最佳酶解條件為：溫度40 ℃、pH 8.0、底物質(zhì)量濃度6 g/100 mL、酶添加量8 000 U/g、酶解時(shí)間2 h。再經(jīng)過熱處理、酸沉淀和真空冷凍干燥等純化工藝后得血紅素終產(chǎn)品。在此條件下，血紅素提取率達(dá)到80.9%，產(chǎn)品純度為28.2%。該工藝簡(jiǎn)單可行，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，不僅能有效地減少環(huán)境污染，還能顯著地增加企業(yè)產(chǎn)品的附加值。

羅非魚血；血紅素；酶解；提取

中國(guó)是世界上最大的羅非魚養(yǎng)殖生產(chǎn)國(guó)家，羅非魚加工廠每年向環(huán)境中排放的羅非魚血達(dá)1.2×104t[1]，造成寶貴資源的巨大浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染，若能進(jìn)行科學(xué)有效的利用，則具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。血紅蛋白是羅非魚血液中含量最高的一類蛋白（約占血液總蛋白的80%），它由血紅素與珠蛋白結(jié)合成四聚體（兩條α鏈和兩條β鏈）的形式存在，相對(duì)分子質(zhì)量約為65 000，其中珠蛋白約占96%，血紅素占4%[2]。

血紅素是由1 個(gè)原卟啉環(huán)中鑲嵌1 個(gè)亞鐵離子（Fe2+）構(gòu)成的化合物，分子式為C34H32FeN4O4，相對(duì)分子質(zhì)量為616.487 3。血紅素參與機(jī)體的多項(xiàng)代謝活動(dòng)，有著重要的生理功能[3]，因此，它在食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用：如作為生物補(bǔ)鐵劑或營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到糖果、面食、飲料和醬油等食品中，能夠在不影響食品原有色、香、味的同時(shí)有效地起到補(bǔ)鐵的作用[3-5]；在制藥行業(yè)中，血紅素是半合成法制備膽紅素的前體，而膽紅素既是配制人工牛黃的重要原料，又是制備抗癌特效藥-血卟啉衍生物的主要原料[6]等。

目前對(duì)于血紅蛋白的利用主要是采用冰醋酸法、鞣酸提取法、酸性丙酮法等從中制取血紅素，不僅所得產(chǎn)品安全性低、不利于環(huán)保，而且造成了蛋白資源的巨大浪費(fèi)。采用酶解法處理血紅蛋白具有反應(yīng)條件溫和可控、作用位點(diǎn)具有選擇性、不使用有毒有害試劑、產(chǎn)品安全性高等優(yōu)點(diǎn)。血紅蛋白經(jīng)蛋白酶處理，去除不需要的肽鏈，保留維持血紅素鐵穩(wěn)定的肽鏈，可以在一定程度上克服單體血紅素的不足。已有研究[7-8]對(duì)酶化豬血血紅素制品分別進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明酶化豬血血紅素制品對(duì)防治缺鐵性貧血效果顯著。同時(shí)水解產(chǎn)生大量活性多肽，能夠有效增強(qiáng)水解產(chǎn)物的功能特性和應(yīng)用范圍。研究表明，血紅蛋白肽具有更容易吸收、調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動(dòng)、提高免疫力、促進(jìn)氨基酸吸收、加速蛋白質(zhì)合成、降低血脂和血壓和抗氧化等生理功能[9]。

因此，本實(shí)驗(yàn)采用酶解法處理血紅蛋白，對(duì)酶種類、酶添加量、底物質(zhì)量濃度、酶解時(shí)間等酶解工藝條件進(jìn)行研究，旨在為今后合理開發(fā)利用羅非魚血液資源提供一條新途徑，具有很重要的理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅非魚（鮮活，約500 g/尾）購(gòu)自廣州華潤(rùn)萬(wàn)家超市新港西路店。

堿性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、復(fù)合蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶 廣州齊云生物技術(shù)有限公司；血紅素標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司；氫氧化鈉、甲醛、冰醋酸、磷酸鹽（均為分析純） 廣州化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2450/2550型紫外-可見分光光度計(jì) 日本島津公司；全自動(dòng)電位滴定儀 瑞士萬(wàn)通（Metrohm）公司；Kjeltec 8400全自動(dòng)凱氏定氮儀 瑞典FOSS公司；ALPHA 1-4 LSC 冷凍干燥機(jī) 德國(guó)Christ公司；PB-10 pH計(jì) 德國(guó)Sartorius公司；GB204電子天平 瑞士Mettler公司。

1.3 方法

1.3.1 血紅蛋白制備

抗凝處理：按血液與抗凝劑3∶1（體積比）的比例用質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%檸檬酸三鈉溶液將采集到的新鮮羅非魚血液作抗凝血處理，3 000×g離心10 min。

收集紅細(xì)胞：加入兩倍體積生理鹽水洗滌紅細(xì)胞，然后3 000×g離心10 min，收集紅細(xì)胞，重復(fù)2～3 次此步驟即可得潔凈紅細(xì)胞。

超聲破碎：將潔凈紅細(xì)胞采用不同的超聲功率和時(shí)間進(jìn)行超聲波輔助細(xì)胞破膜處理，5 000×g離心15 min，收集上層紅細(xì)胞液，紅細(xì)胞液作為血紅蛋白原料進(jìn)行酶解實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 指標(biāo)檢測(cè)

1.3.2.1 血紅蛋白含量測(cè)定

血紅蛋白為血紅細(xì)胞液中的主要蛋白，所以測(cè)定血紅細(xì)胞液的蛋白質(zhì)含量即為血紅蛋白的含量。血紅細(xì)胞液中的蛋白含量用凱氏定氮法測(cè)定[10]。

1.3.2.2 血紅素含量測(cè)定

紫外-可見分光光度法[11]。精確稱取經(jīng)105 ℃干燥至恒質(zhì)量的血紅素標(biāo)準(zhǔn)品（16.0±0.1） mg，用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液溶解并定容至100 mL，得標(biāo)準(zhǔn)液。然后分別量取血紅素標(biāo)準(zhǔn)液1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL，用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液定容于100 mL容量瓶，搖勻待用。然后以0.1 mol/L氫氧化鈉溶液為空白，在特征波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。將樣品質(zhì)量濃度調(diào)整到標(biāo)曲線性范圍內(nèi)即可測(cè)定其含量。

提取率與純度按公式（1）、（2）計(jì)算：

1.3.2.3 水解度（degree of hydrolysis，DH）測(cè)定[12]根據(jù)公式（3）計(jì)算：

式中：AN為氨基態(tài)氮含量/g；TN為總氮含量/g。

采用甲醛電位滴定法測(cè)定AN：具體操作步驟參見電位滴定儀操作手冊(cè)；采用凱氏定氮法測(cè)定TN[10]：參考GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》。

1.3.3 酶解工藝條件研究

影響蛋白質(zhì)酶解的因素很多，諸如酶的選擇及用量、底物質(zhì)量濃度、酶解時(shí)間、反應(yīng)溫度、pH值、是否存在酶抑制劑等[13]，應(yīng)根據(jù)水解產(chǎn)物的應(yīng)用目的來選擇適宜的蛋白酶、制定酶解工藝參數(shù)[14-15]。

1.3.3.1 酶種類的選擇

表1 6 種酶相關(guān)工藝參數(shù)Table 1 Reaction parameters for six proteases

綜合文獻(xiàn)[16-18]報(bào)道，選擇表1中6 種酶為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，相關(guān)參數(shù)見表1。用各種酶對(duì)應(yīng)的最適pH值緩沖液分別配制20 mL含血紅蛋白2 g/100 mL的血樣，然后按6 000 U/g蛋白的酶添加量加入到血樣中，以不加酶為空白對(duì)照，在其最適溫度條件下恒溫?cái)嚢杷? h。加熱煮沸15 min滅酶，測(cè)定各樣品的DH，離心（3 000×g，10 min），在385 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)曲線換算得到上層液中血紅素含量，根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果從中選取酶解效果最優(yōu)的酶類。

1.3.3.2 底物質(zhì)量濃度對(duì)水解反應(yīng)的影響

用pH 8.0的磷酸鹽緩沖溶液分別配制20 mL血紅蛋白2、4、6、8、10 g/100 mL的血樣，按6 000 U/g的酶添加量分別加入復(fù)合蛋白酶，以不加酶為空白對(duì)照，在40 ℃條件下恒溫?cái)嚢杷? h，按上述方法得到各樣品DH和血紅素提取率。

1.3.3.3 酶添加量對(duì)水解反應(yīng)的影響

向20 mL血紅蛋白6 g/100mL的血樣中分別按2 000、4 000、6 000、8 000、10 000、12 000U/g的酶添加量加入復(fù)合蛋白酶，以不加酶為空白對(duì)照，在pH 8.0、40 ℃條件下恒溫?cái)嚢杷? h，按上述方法得到各樣品DH和血紅素提取率。

1.3.3.4 酶解時(shí)間對(duì)水解反應(yīng)的影響

將復(fù)合蛋白酶按8 000 U/g的酶添加量加入到血紅蛋白6 g/100mL的血樣中，以不加酶為空白對(duì)照，在pH 8.0、40 ℃條件下恒溫?cái)嚢杷?，每? h取樣，按上述方法得到各樣品DH和血紅素提取率。

1.3.3.5 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過L9（34）正交試驗(yàn)對(duì)血紅蛋白水解工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。

1.3.4 血紅素純化

酶解結(jié)束后，將酶解液進(jìn)行沸水浴處理15 min左右，迅速冷卻后離心（3 000×g，10 min），去除沉淀。用冰醋酸調(diào)節(jié)酶解上清液至pH 6.0，充分?jǐn)嚢韬箪o置20 min，離心（3 000×g，10 min），收集血紅素沉淀，經(jīng)真空冷凍干燥得最終產(chǎn)品。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶種類的選擇

酶的選擇是一個(gè)關(guān)鍵因素，它決定了水解肽鍵的作用位點(diǎn)和肽鏈的長(zhǎng)度。不同的酶因作用基團(tuán)的特異性水解蛋白質(zhì)長(zhǎng)肽鏈上不同的部位，生成不同的酶解產(chǎn)物，因此酶的選擇決定了產(chǎn)物的性質(zhì)（包括產(chǎn)物的氨基酸組成、分子質(zhì)量大小及親、疏水性等）[19-20]。

采用6 種酶酶解羅非魚血紅蛋白的效果如圖1所示，其中水解度由大到小依次為堿性蛋白酶＞復(fù)合蛋白酶＞中性蛋白酶，其余3 類的水解效果不明顯，而且堿性蛋白酶的水解能力與復(fù)合蛋白酶的水解能力無顯著差異。程杰順等[17]曾報(bào)道以豬血為原料，對(duì)各種蛋白酶水解血紅蛋白的能力進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，堿性蛋白酶的水解能力最強(qiáng)，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。從酶解后提取得到的血紅素含量來看，得率較高的依次為復(fù)合蛋白酶＞堿性蛋白酶＞中性蛋白酶，且復(fù)合蛋白酶的血紅素質(zhì)量濃度明顯高于堿性蛋白酶。究其原因，可能與復(fù)合蛋白酶特殊性質(zhì)有關(guān)。

圖1 6 種酶的水解效果圖Fig.1 Comparison of hydrolysis efficiency of six proteases

復(fù)合酶是為水解蛋白質(zhì)而研制的桿菌蛋白酶復(fù)合體，主酶是堿性蛋白酶，與許多其他內(nèi)切酶不同，復(fù)合酶即使在低水解度的情況下也能產(chǎn)出沒有苦味的蛋白水解液，適用于動(dòng)物蛋白、動(dòng)物血液的水解。它的水解能力與堿性蛋白酶相當(dāng)，但是，復(fù)合酶中其他成分的協(xié)同作用能夠促使水解更多血紅蛋白，導(dǎo)致血紅素質(zhì)量濃度提高。目前雖有不少關(guān)于酶解法制備血紅素工藝條件的研究，但是有關(guān)復(fù)合蛋白酶水解血紅蛋白的工藝研究尚未見報(bào)道，因此，采用復(fù)合蛋白酶酶解制取血紅素。

2.2 底物質(zhì)量濃度對(duì)水解反應(yīng)的影響

水在酶解過程中可以起到反應(yīng)介質(zhì)和運(yùn)輸載體的作用，使底物和蛋白酶均勻分布，以便兩者充分接觸；同時(shí)水的存在有利于酶解產(chǎn)物迅速分散，防止局部產(chǎn)物質(zhì)量濃度過高而抑制酶解反應(yīng)進(jìn)行，所以在一定程度上底物質(zhì)量濃度降低會(huì)促進(jìn)酶解。但是隨著水分含量的增加，有效的酶濃度降低，反應(yīng)速度減慢；另一方面，過低的底物質(zhì)量濃度會(huì)造成酶解產(chǎn)物過稀，以致在后續(xù)處理中必須進(jìn)行濃縮，增加了生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性和能耗。因此，研究并確定酶解反應(yīng)的最適底物質(zhì)量濃度顯得非常重要。

圖2 底物質(zhì)量濃度對(duì)水解反應(yīng)的影響Fig.2 Influence of substrate concentration on hydrolysis efficiency

從圖2可以看出，底物質(zhì)量濃度對(duì)水解度和血紅素提取率均有比較顯著的影響，水解度和血紅素提取率均呈現(xiàn)先增加后減少的規(guī)律，血紅素提取率在底物質(zhì)量濃度6 g/100 mL時(shí)達(dá)到最大，而水解度在底物質(zhì)量濃度8 g/100 mL時(shí)達(dá)到最大，出現(xiàn)了血紅素提取率比水解度提前達(dá)到峰值的現(xiàn)象。原因可能是：在2～4 g/100 mL的范圍內(nèi)，底物質(zhì)量濃度較低，與酶結(jié)合效率不夠高；在4～6 g/100 mL的范圍內(nèi)，底物質(zhì)量濃度適宜，與酶作用充分，使得血紅蛋白得到充分有效的水解；在6～8 g/100 mL范圍內(nèi)，由于底物質(zhì)量濃度偏高，酶的擴(kuò)散速率降低，導(dǎo)致部分血紅蛋白未得到有效水解，使得血紅素的提取率開始下降，而由于酶量發(fā)生局部過大效應(yīng)，產(chǎn)生了部分無效水解，即將部分已斷裂的多肽進(jìn)一步水解成了更小的肽鏈，因此水解度繼續(xù)出現(xiàn)了一定幅度的增加；在大于8 g/100 mL的范圍內(nèi)，由于底物質(zhì)量濃度過高，酶的自由擴(kuò)散受到嚴(yán)重限制，使局部產(chǎn)物質(zhì)量濃度過高，抑制酶解反應(yīng)進(jìn)行，導(dǎo)致水解度和血紅素提取率均明顯下降。從實(shí)際生產(chǎn)考慮又希望底物質(zhì)量濃度較大，因此，在底物質(zhì)量濃度為6 g/100 mL左右水解效果最好。

2.3 酶添加量對(duì)水解反應(yīng)的影響

酶的用量直接影響著酶解過程的效率，酶量越大，與底物作用的酶分子就越多，酶解效率提高；但當(dāng)酶分子將底物飽和之后，再增加酶量對(duì)反應(yīng)起不到明顯的促進(jìn)作用，甚至?xí)鹈缸匀茉鰪?qiáng)[21-23]；同時(shí)由于酶的用量直接影響著酶解的經(jīng)濟(jì)成本，因此酶的用量存在一個(gè)適度值，即所謂“經(jīng)濟(jì)濃度”。從圖3可以看出，水解度總體隨酶添加量的升高而增大，當(dāng)升高到8 000 U/g時(shí)，水解度變化趨勢(shì)放緩，此時(shí)底物趨于被飽和，血紅素提取率達(dá)到峰值。表明8 000 U/g是一個(gè)重要拐點(diǎn)，當(dāng)酶添加量大于此值，對(duì)反應(yīng)促進(jìn)作用不明顯，甚至產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，因此8 000 U/g為較經(jīng)濟(jì)適用的酶添加量。

圖3 酶添加量對(duì)水解反應(yīng)的影響Fig.3 Influence of protamex concentration on hydrolysis efficiency

2.4 酶解時(shí)間對(duì)水解反應(yīng)的影響

酶解時(shí)間和DH相關(guān)，一般地，延長(zhǎng)酶解時(shí)間能提高產(chǎn)物的水解度。由于酶解產(chǎn)物的性質(zhì)與水解度密切相關(guān)，所以可通過控制酶解時(shí)間來獲得各種目標(biāo)產(chǎn)物，因此常根據(jù)目標(biāo)物的性質(zhì)等來確定酶解時(shí)間。

通過對(duì)復(fù)合蛋白酶12 h內(nèi)的酶解情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得出如圖4所示的結(jié)果，由圖可知，水解度隨時(shí)間的延長(zhǎng)在不斷地增大，但增加的幅度在逐漸減小，尤其在8 h以后，水解度增加幅度較小，此時(shí)，底物中的有效作用部位得到較充分的斷裂，底物質(zhì)量濃度降低，產(chǎn)物不斷積累，部分酶失活，導(dǎo)致水解度增長(zhǎng)緩慢，此時(shí)繼續(xù)延長(zhǎng)酶解時(shí)間對(duì)水解度的提高沒有太大意義；血紅素提取率變化不顯著，說明復(fù)合蛋白酶在2 h左右就可以基本完成對(duì)血紅蛋白的有效水解。

圖4 酶解時(shí)間對(duì)水解反應(yīng)的影響Fig.4 Influence of hydrolysis time on hydrolysis efficiency

2.5 正交試驗(yàn)

通過復(fù)合蛋白酶水解效果的單因素試驗(yàn)分析，采用L9（34）正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)試驗(yàn)，選取底物質(zhì)量濃度（A）、酶添加量（B）、酶解時(shí)間（C）為試驗(yàn)因素，DH和血紅素提取率為考察指標(biāo)。在pH 8.0、40 ℃條件下恒溫水解，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Orthogonal array experimental design and results

根據(jù)極差分析可知，影響血紅素提取率的因素主次順序?yàn)锳＞B＞C，底物質(zhì)量濃度是最重要的影響因素，酶添加量次之，酶解時(shí)間影響最小，最佳工藝條件為A2B3C3，即底物質(zhì)量濃度6 g/100mL、酶添加量8 000 U/g、酶解時(shí)間6 h；影響水解度的因素主次順序?yàn)镃＞A＞B，酶解時(shí)間是最主要的影響因素，底物質(zhì)量濃度次之，酶添加量影響最小，最佳工藝條件也為A2B3C3，即底物質(zhì)量濃度6 g/100 mL、酶添加量8 000 U/g、酶解時(shí)間6 h。但由于酶解時(shí)間對(duì)血紅素提取率的影響不顯著，因此，考慮到生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素，實(shí)驗(yàn)提出的酶解工藝條件為底物質(zhì)量濃度6 g/100 mL、酶添加量8 000 U/g、酶解時(shí)間2 h。

從復(fù)合酶酶解工藝條件研究結(jié)果來看，底物質(zhì)量濃度對(duì)血紅素提取效果起著關(guān)鍵作用，6 g/100 mL最佳，與吳保承等[24]研究報(bào)道的在中性蛋白酶作用下，從豬血中提取血紅素的最佳底物質(zhì)量濃度5 g/100 mL相吻合。酶添加量在4 000～8 000 U/g范圍內(nèi)均有效，但以8 000 U/g最有效，這與鄧佳等[25]報(bào)道的最適酶添加量一致。血紅素的產(chǎn)出和水解度對(duì)于酶解時(shí)間的依賴程度有著明顯區(qū)別，原因是酶解過程中，酶能夠迅速作用于底物的有效部位而得到血紅素，繼續(xù)水解則是對(duì)已經(jīng)解斷的肽鏈作進(jìn)一步的水解，對(duì)血紅素的得率沒有顯著性影響，可以稱之為無效水解。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)研究采用酶解法從羅非魚血液中提取血紅素的工藝條件，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定最佳的水解條件為：經(jīng)復(fù)合酶水解的血紅素質(zhì)量濃度最高，為65.9 mg/100 mL，水解效果最佳，最適工藝條件為反應(yīng)溫度40 ℃、最適pH8.0、底物質(zhì)量濃度6 g/100 mL、酶添加量8 000 U/g、酶解時(shí)間2 h。再經(jīng)過熱處理、酸沉淀及真空冷凍干燥后得終產(chǎn)品。在此條件下，血紅素提取率達(dá)到80.9%，產(chǎn)品純度為28.2%。

采用酶法水解技術(shù)不僅可以避免強(qiáng)酸、堿等腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境等缺陷，而且提高了產(chǎn)品的安全性，增強(qiáng)了產(chǎn)品的功能特性，可以擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，是未來食品資源開發(fā)的方向，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)。 相關(guān)工藝條件簡(jiǎn)單可行，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)流程易于放大，具有較好的工業(yè)生產(chǎn)前景。本實(shí)驗(yàn)可以為酶解法制取血紅素提供相關(guān)理論依據(jù)和技術(shù)參考，為有效利用羅非魚血液資源，減少環(huán)境污染提供一條新途徑。

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Optimization of Extraction Conditions of Heme from Tilapias Blood by Enzymatic Hydrolysis

CEN Jian-wei1, LI Lai-hao1, YANG Xian-qing1, LIU Zai-jun1,2, HAO Shu-xian1, ZHOU Wan-jun1, WEI Ya1
(1. National R & D Center for Aquatic Product Processing, Key Laboratory of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture, South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300, China; 2. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

To achieve scientific and effective utilization of tilapias blood as an abundant resource in China, the extraction conditions of heme from tilapias blood by enzymatic hydrolysis were studied in this paper. Protamex was found as the best enzyme catalyst for the extraction of heme from tilapias blood. By using single-factor and orthogonal array designs, the optimum enzymatic hydrolysis conditions were determined as follows: temperature, 40 ℃; pH, 8.0; substrate concentration, 6 g/100 mL; enzyme/substrate, 8 000 U/g; and hydrolysis time, 2 h. Under these conditions, followed by heat treatment, acid precipitation and vacuum freeze drying, heme was obtained with a yield of 80.9% and a purity of 28.2%. This extraction procedure is simple, practical, cost saving and suitable for industrial production of value-added products with reduced environmental pollution.

tilapias blood; heme; enzymatic hydrolysis; extraction

TS254. 9

A

1002-6630（2014）16-0029-05

10.7506/spkx1002-6630-201416006

2013-10-23

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-49）； “十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD28B06）；

國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（2010GB23260577；2010GB2E000335）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2009A020700004）；

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（11107005-2）

岑劍偉（1976—），男，副研究員，碩士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品加工和質(zhì)量安全。E-mail：genvex@163.com