張寧寧 鄭寶東 張 翀 李致瑜

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2. 福州市金融工作辦公室，福建 福州 350002)

加工條件對(duì)大黃魚魚肉抗氧化肽功能特性的影響

張寧寧1鄭寶東1張 翀2李致瑜1

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2. 福州市金融工作辦公室，福建 福州 350002)

研究了不同加工條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的溶解性、吸水性、持水性、吸油性、表觀黏度、乳化能力、起泡性等功能特性。結(jié)果表明，大黃魚魚肉抗氧化肽的等電點(diǎn)處于pH 4.0左右，該pH值條件下，抗氧化肽的溶解性和乳化性表現(xiàn)為最低，而乳化穩(wěn)定性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性最高。此外，大黃魚抗氧化肽展現(xiàn)了良好的吸水性、吸油性和流動(dòng)性，但持水性相對(duì)較差。大黃魚魚肉抗氧化肽可作為一種生產(chǎn)功能性食品的潛在添加劑。

大黃魚；抗氧化肽；功能特性

大黃魚(Pseudosciaenacrocea)，屬石首魚科黃魚屬，又名黃花魚、大王魚等，是中國重要的特色海水魚養(yǎng)殖品種之一[1-2]。大黃魚魚肉含有豐富的蛋白質(zhì)和較高比例的必需氨基酸，營養(yǎng)價(jià)值高。但目前國內(nèi)外對(duì)大黃魚蛋白的深度開發(fā)與應(yīng)用的研究報(bào)道較少。

通過酶水解蛋白質(zhì)制備生物活性肽，是動(dòng)植物蛋白質(zhì)資源開發(fā)的重要途徑。生物活性肽可通過細(xì)胞膜受體直接被小腸壁吸收，進(jìn)入血液并參與體內(nèi)代謝。相較于未水解蛋白，生物活性肽具有較高的安全指數(shù)和生物利用率[3]。因此，開發(fā)生物活性肽作為食品添加劑或功能性成分已受到越來越多的關(guān)注[4]。

本課題組前期研究[5]已證實(shí)，大黃魚經(jīng)中性蛋白酶可控水解后可獲得具有抗氧化活性的肽，為進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用此抗氧化肽，本試驗(yàn)系統(tǒng)地研究了不同加工條件對(duì)大黃魚魚肉抗氧化肽功能特性的影響，包括對(duì)溶解性、吸水性、吸油性、表觀黏度、乳化能力和起泡性等的影響，旨在為大黃魚魚肉蛋白肽的精深加工和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

大黃魚：福建海鷗水產(chǎn)食品有限公司，經(jīng)去頭、去皮、去內(nèi)臟，置于-20 ℃冷凍備用；

中性蛋白酶：6×104U/g，北京索萊寶生物科技有限公司；

魯花5S壓榨一級(jí)花生油：山東魯花集團(tuán)有限公司；

十二烷基磺酸鈉(SDS)、鹽酸、氫氧化鈉：分析純，國藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

pH計(jì)：DELTA 320型，瑞士梅特勒-托利多有限公司；

離心機(jī)：H2050R型，湖南湘儀儀器有限公司；

凱氏定氮儀：SKD-800型，上海沛歐分析儀器有限公司；

恒溫培養(yǎng)箱：DHP-9102型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

黏度計(jì)：NDJ-7型，上海精密儀器有限公司；

紫外可見分光光度計(jì)：T6-1650E型，北京普析儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 大黃魚魚肉抗氧化肽的制備工藝 參考文獻(xiàn)[5]。

1.2.2 相對(duì)溶解度的測定 根據(jù)文獻(xiàn)[6]的方法，修改如下：配制20 mL濃度為10 g/L的大黃魚魚肉抗氧化肽溶液，分別用0.5 mol/L HCl 或0.5 mol/L NaOH調(diào)節(jié)多肽溶液的pH值至3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10.0。室溫條件下恒速攪拌30 min，4 000 r/min離心30 min，取上清，采用凱氏定氮法測定其蛋白質(zhì)含量。相對(duì)溶解度的計(jì)算公式：

(1)

式中：

NSI——相對(duì)溶解度，%；

m1——上清液蛋白含量，g；

m2——樣品總蛋白含量，g。

1.2.3 吸水性和持水性的測定

(1) 吸水性的測定：根據(jù)文獻(xiàn)[7]的方法，修改如下：準(zhǔn)確稱取1.0 g大黃魚魚肉抗氧化肽，均勻地分散于直徑為7 cm的干燥培養(yǎng)皿中，稱量其與培養(yǎng)皿的總重量。將培養(yǎng)皿置于溫度25 ℃，相對(duì)濕度60%的人工氣候箱中，每2 h測量一次培養(yǎng)皿的總重量，直到培養(yǎng)皿重量不再增加為止。大黃魚抗氧化肽吸水性的計(jì)算：

(2)

式中：

WA——吸水性，%；

W1——培養(yǎng)皿最終總重量，g；

W0——培養(yǎng)皿最初的總重量，g。

(2) 持水性的測定：取10 mL 濃度為10 g/L 的大黃魚抗氧化肽溶液放入培養(yǎng)皿中，稱其與培養(yǎng)皿的總重量，將培養(yǎng)皿置于溫度為25 ℃，相對(duì)濕度60%培養(yǎng)箱中，2 h內(nèi)每隔20 min稱量一次培養(yǎng)皿的重量?？寡趸某炙缘挠?jì)算：

(3)

式中：

WHC——持水性，%；

W1——培養(yǎng)皿放置培養(yǎng)箱前總重量，g；

W0——培養(yǎng)皿放置培養(yǎng)箱后的總重量，g。

1.2.4 吸油性的測定 根據(jù)文獻(xiàn)[8]的方法，修改如下：準(zhǔn)確稱取10 mL花生油放入20 mL帶刻度的離心管中，加入0.6 g抗氧化肽，漩渦振蕩5 min。將離心管分別放入20，30，40，50，60，70，80，90 ℃水浴中保溫30 min后離心20 min，記錄游離油的體積?？寡趸奈托缘挠?jì)算：

(4)

式中：

OA——吸油性，mL/g；

V——游離油體積，mL；

m——樣品重量，g。

1.2.5 表觀黏度的測定 根據(jù)文獻(xiàn)[9]的方法，修改如下：分別配制濃度為10，20，30，40，50，100 g/L 的大黃魚抗氧化肽溶液，測其表觀黏度。

1.2.6 乳化能力的測定 根據(jù)文獻(xiàn)[10]的方法，修改如下：取濃度10 g/L的大黃魚抗氧化肽溶液3 mL，混入1 mL花生油后勻漿，從形成的乳濁液底部吸取1 mL液體加入到5 mL濃度為0.1%的SDS溶液中，混勻，測500 nm波長下的吸光度值，記為A0。將上述混合液于室溫下放置30 min后再次測定其吸光度，記為A30。大黃魚抗氧化肽乳化性和乳化穩(wěn)定性的計(jì)算：

(5)

(6)

式中：

EAI——乳化性，m2/g；

ESI——乳化穩(wěn)定性，min；

Ф——乳化液中油相的比例，0.25；

A0——乳化完成后初始吸光度；

W——乳化前抗氧化肽的含量，g；

Δt——靜置時(shí)間，30min。

1.2.7 起泡性和泡沫穩(wěn)定性的測定 參照文獻(xiàn)[11]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS19.0進(jìn)行分析，所有結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 大黃魚魚肉抗氧化肽的溶解度

溶解性是肽類的主要性質(zhì)之一，可影響肽的流變性、表面活性等理化性質(zhì)。pH值對(duì)大黃魚魚肉抗氧化肽溶解度的影響見圖1。由圖1可知，在pH3.0～10.0時(shí)，大黃魚魚肉抗氧化肽的相對(duì)溶解度均大于80%，說明其具有較好的水溶性。pH值低于4.0時(shí)，抗氧化肽溶解度隨pH值的增加而降低；pH4.0時(shí)，溶解度最低；pH值在4.0～10.0時(shí)，溶解度隨pH值的增加而增加。研究[12]表明，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)接近其等電點(diǎn)時(shí)，分子的凈電荷趨近為零、極性降低、分子間靜電作用減弱，而疏水作用力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，引起多肽聚合，相對(duì)溶解度降低，因此推測該抗氧化肽的等電點(diǎn)為pH4.0左右。

圖1 不同pH條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的相對(duì)溶解度

2.2 大黃魚魚肉抗氧化肽的吸水性和持水性

吸水性是蛋白質(zhì)產(chǎn)品的重要功能性質(zhì)。大黃魚魚肉抗氧化肽的吸水性見圖2。由圖2可知，0～4h時(shí)大黃魚魚肉抗氧化肽在空氣中迅速吸水，吸水性12.41%；超過4h后，抗氧化肽的吸水速率顯著減慢，并逐漸趨于穩(wěn)定。其可能原因?yàn)椋鞍踪|(zhì)水解后，分子中能吸收水分子的極性位點(diǎn)暴露出來，加強(qiáng)了吸水性[14]；當(dāng)時(shí)間超過4h后，抗氧化肽分子周圍的疏水層和親水層基本穩(wěn)定，水合作用達(dá)到飽和[8]，吸水性趨于穩(wěn)定。

圖2 大黃魚魚肉抗氧化肽的吸水性

有些蛋白質(zhì)可通過產(chǎn)生有限溶脹，將水截留在分子內(nèi)部，從而增強(qiáng)其持水性。由圖3可知，大黃魚魚肉抗氧化肽的持水性隨時(shí)間的延長而迅速下降，12h后僅為4.07%，持水效果不佳。這可能是酶解后肽分子量較小，無法通過形成一定的空間結(jié)構(gòu)截留水分子，只能借助分子表面靜電作用或通過氫鍵結(jié)合少部分水，因此酶解不利于蛋白質(zhì)的持水性[15-16]。

2.3 大黃魚魚肉抗氧化肽的吸油性

由圖4可知，當(dāng)溫度低于40 ℃時(shí)，抗氧化肽的吸油性逐漸升高；溫度為40 ℃時(shí)，抗氧化肽的吸油性最大；溫度超過70 ℃時(shí)，抗氧化肽的吸油性顯著下降(P<0.05)。影響蛋白質(zhì)產(chǎn)品吸油性的主要原因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子大小、溫度及加工方法等[14]。本研究中，隨著溫度的升高多肽分子逐漸展開，疏水基團(tuán)暴露，增強(qiáng)了油脂吸附作用。當(dāng)溫度持續(xù)升高并超過一定范圍，多肽的結(jié)構(gòu)被破壞，油與多肽發(fā)生解離，油滴之間相互聚集，導(dǎo)致多肽—油體系不穩(wěn)定[17]。

圖3 大黃魚魚肉抗氧化肽的持水性

Figure3RetentionpropertiesofantioxidantpeptidesfromPseudosciaenacrocea

圖4 不同溫度條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的吸油性

Figure 4 Effect of temperature on the fat absorption ability of antioxidant peptides

2.4 大黃魚魚肉抗氧化肽的表觀黏度

大黃魚魚肉抗氧化肽的表觀黏度見圖5。由圖5可知，肽溶液的表觀黏度隨濃度升高變化不大，當(dāng)抗氧化肽濃度為100 g/L時(shí)，表觀黏度僅為2.5 mPa·s，仍處于較低水平。

酶作用于蛋白質(zhì)后，蛋白質(zhì)多聚體解聚，導(dǎo)致表觀體積減少，黏度下降[18]。大黃魚抗氧化肽在高濃度時(shí)仍具有低黏度的特性，使其在高蛋白流體食品中具有一定的應(yīng)用潛力。

2.5 大黃魚魚肉抗氧化肽的乳化能力

蛋白質(zhì)是一種兩性物質(zhì)，隨pH值的改變，其表面電荷情況、溶解性、乳化能力也隨之發(fā)生變化[19]。由圖6可知，在pH 3.0～10.0時(shí)，大黃魚魚肉抗氧化肽的乳化性呈先下降后上升的趨勢(shì)，在pH 4.0 時(shí)乳化性最低。乳化性隨pH值變化趨勢(shì)與溶解性表現(xiàn)出較強(qiáng)的相似性，可能是蛋白質(zhì)處于等電點(diǎn)時(shí)，吸附在油水界面的蛋白質(zhì)減少，其乳化性降低[20]；在等電點(diǎn)兩側(cè)，隨著溶解性的增加，油水界面的蛋白質(zhì)分子數(shù)量增加，乳化性增加。

圖5 不同濃度條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的表觀黏度

Figure 5 Effects of concentration on apparent viscosity of antioxidant peptides

圖6 不同pH條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的乳化性

由圖7可知，與乳化性不同，大黃魚魚肉抗氧化肽的乳化穩(wěn)定性隨著pH值的上升呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)pH 處于4.0時(shí)，乳化穩(wěn)定性最強(qiáng)。這可能是在等電點(diǎn)時(shí)，抗氧化肽通過疏水相互作用，提高了其在油水界面上的覆蓋度，加強(qiáng)了乳濁液的穩(wěn)定性。

圖7 不同pH條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的乳化穩(wěn)定性

2.6 大黃魚魚肉抗氧化肽的起泡性及泡沫穩(wěn)定性

由圖8、9可知，隨著溶液pH的上升，抗氧化肽的起泡性及泡沫穩(wěn)定性均呈先上升后降低的趨勢(shì)，在等電點(diǎn)pH 4.0附近時(shí)，兩者均達(dá)到最大值。蛋白質(zhì)的起泡性與其迅速擴(kuò)散并吸附至氣液界面的能力有關(guān)，而泡沫穩(wěn)定性與液膜的強(qiáng)度有關(guān)。接近或處于蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)借助疏水相互作用聚集在一起，使蛋白膜厚度增加、強(qiáng)度增大，進(jìn)而增加了氣泡的穩(wěn)定性[21-22]。

圖8 不同pH條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的起泡性

圖9 不同pH條件下大黃魚魚肉抗氧化肽的泡沫穩(wěn)定性

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了大黃魚魚肉抗氧化肽的功能特性。結(jié)果表明，抗氧化肽的等電點(diǎn)在pH 4.0左右，接近等電點(diǎn)時(shí)，抗氧化肽的溶解性和乳化性表現(xiàn)為最低，而乳化穩(wěn)定性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性最高。這主要與處于等電點(diǎn)時(shí)，多肽表面凈電荷為零，相互排斥作用減弱，而疏水相互作用增強(qiáng)有關(guān)。

以大黃魚魚肉為原料制備的抗氧化肽，具有良好的水合性(溶解性、吸水性)、吸油性及流動(dòng)性，一定的乳化性和起泡性。對(duì)大黃魚來源的抗氧化肽進(jìn)行功能特性的研究，為開發(fā)具有特定保健功能的食品提供了一定的理論指導(dǎo)依據(jù)。作為食源性生物活性肽，大黃魚魚肉抗氧化肽具有極大的開發(fā)潛力。

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Effect of processing conditions on the functional properties of antioxidant peptides fromPseudosciaenacrocea

ZHANG Ning-ning1ZHENGBao-dong1ZHANGChong2LIZhi-yu1

(1.CollegeofFoodScience,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China; 2.FuzhouMunicipalFinanceOffice,Fuzhou,Fujian350002,China)

The functional properties of antioxidant peptides fromPseudosciaenacroceaunder different processing conditions were studied, including the solubility, water absorption, retention properties, fat absorption, apparent viscosity, foaming and emulsifying properties. The results showed that the isoelectric point of the antioxidant peptides was pH 4.0, and at this point, the peptides possessed the lowest solubility and emulsifying activity, while the highest emulsion stability and foaming ability and stability. Moreover, it was also found that the antioxidant peptides showed higher water and fat absorptions, fluidity and lower retention properties. Therefore, the antioxidant peptides fromP.croceacould be used as potential additives for functional food.

Pseudosciaenacrocea; antioxidant peptides; functional properties

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.12.033

福建省海洋高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)項(xiàng)目(編號(hào)：2013007)

張寧寧，女，福建農(nóng)林大學(xué)講師，博士。

鄭寶東(1967-)，男，福建農(nóng)林大學(xué)教授，博士。 E-mail:zbdfst@163.com

2016-10-10