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魚鱗提膠過程蛋白溶出規(guī)律研究

2018-01-08 23:56李微
新教育時代·教師版 2017年42期
關(guān)鍵詞:魚鱗羅非魚膠原蛋白

李微

摘 要:本文以羅非魚魚鱗為原料,采用單因素分析方法對魚鱗中蛋白質(zhì)溶出量進行分析。從熬煮時的料液比、時間、pH值、溫度四個方面跟蹤探究蛋白質(zhì)降解規(guī)律。試驗表明:在一定范圍內(nèi),魚鱗中蛋白質(zhì)的降解程度與熬煮時料液比、時間和溫度成正相關(guān);酸堿度對蛋白質(zhì)降解程度的影響較大,蛋白質(zhì)降解程度隨pH值的增加而減弱,但由于受等電點的影響,在pH=4時,魚鱗中蛋白質(zhì)降解程度最低。

關(guān)鍵詞:羅非魚 魚鱗 膠原蛋白

引言

我國是水產(chǎn)品生產(chǎn)大國,其產(chǎn)量居世界首位,羅非魚是近年來國內(nèi)養(yǎng)殖的主要經(jīng)濟魚種。我國也是羅非魚養(yǎng)殖及加工出口大國,在羅非魚加工過程中產(chǎn)生的大量下腳料未能得到很好的利用。而每年魚類加工業(yè)的廢棄物總量就達到200 萬t 以上, 其中魚鱗約占15%,即30 萬t。目前,我國已有從魚磷、魚皮中提取膠原蛋白、色素等等,開發(fā)利用魚磷,可有效減少了環(huán)境的污染,并明顯提高魚類加工的附加值,使得下腳料得以利用,變廢為寶[1]。

魚磷中還含有豐富的鈣質(zhì),從魚磷中提取過磷酸鈣,將其轉(zhuǎn)化為磷酸氫鈣,可以運用于食品工業(yè)。這些從魚磷里提出的天然物質(zhì),不僅消除了化工業(yè)合成物質(zhì)的安全隱患,并且用磷酸氫鈣作為補鈣功能食品的添加劑,其中的磷可以促進鈣的吸收,從而達到更好的補鈣效果。

目前,魚鱗中提取膠原蛋白都需要先進行脫鈣處理。如果將膠原蛋白溶出后提取,再進行鈣質(zhì)的提取就能更好的利用魚類下腳料,提高其經(jīng)濟價值。

一、材料與方法

1.試驗材料

羅非魚魚鱗

2.試驗儀器

精密pH計、可見分光光度計、恒溫磁力攪拌器、凱達離心機、數(shù)顯恒溫水箱、電熱恒溫干燥箱、電子天平、離心機、凱氏定氮裝置及其他常規(guī)試驗儀器。

3.試驗試劑

雙縮脲試劑、甲醛、濃硫酸、20%三氯乙酸、4%硼酸、硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、鹽酸、混合指示劑等

4.試驗方法

(1)試驗流程

預(yù)處理→熬煮→洗滌→過濾→定容→離心→測定

(2) 結(jié)果測定

采用單因素法測定過濾后濾液中的粗蛋白含量,游離氨基酸含量,短肽含量,可溶性蛋白含量,并進一步計算蛋白質(zhì)提取率、水解度和短肽得率。分析料液比、時間、pH值、溫度對蛋白質(zhì)溶出量的影響。

① 粗蛋白的測定

選用GB/T 5009.5食品中蛋白質(zhì)的國標測定方法中的凱氏定氮法[4]測定濾液中的總氮含量,乘以蛋白質(zhì)換算系數(shù),便可以得出濾液中粗蛋白含量。

② 游離氨基酸的測定

選用甲醛滴定法[5]

③可溶性蛋白的測定

選用雙縮脲法測定[6]

④短肽測定

采用改進的雙縮脲法測定

⑤魚磷蛋白質(zhì)水解度的計算

所謂蛋白質(zhì)的水解度(hydrolysis degree)是指蛋白質(zhì)中的肽鍵被水解的百分數(shù)。

水解度= 游離氨基酸含量/粗蛋白含量×100%

游離氨基酸含量---魚磷熬煮濾液中游離氨基酸的含量,mg/ml

粗蛋白含量-----魚磷熬煮濾液中粗蛋白含量,mg/ml

⑥短肽得率的計算

短肽得率(%)=短肽含量/粗蛋白含量×100%

短肽含量---魚磷熬煮濾液中短肽的含量,mg/ml

粗蛋白含量-----魚磷熬煮濾液中粗蛋白含量,mg/ml

二、結(jié)果與分析

1.料液比對蛋白質(zhì)溶出量的影響

選擇熬煮時間為1h,水浴溫度為90℃,pH為7.0,料液比分別為1:10,1:12,1:15,1:18進行試驗。取一定量的羅非魚魚鱗,按不同的料液比進行熬煮過濾,離心并測定。

測定結(jié)果

(1)魚鱗中蛋白質(zhì)提取率隨料液比的增加而增大,當料液比減少到1:15時,蛋白質(zhì)提取率趨于平衡。

(2)在一定范圍內(nèi),隨著料液比的減少,蛋白質(zhì)水解成氨基酸的量也隨之增加。當料液比從1:10減少到1:12時,濾液中蛋白質(zhì)水解度急劇增加。當料液比減少到1:12時,蛋白質(zhì)水解速度降低,直至趨于平衡。

2.熬煮時間對蛋白質(zhì)溶出量的影響

選取熬煮溫度為90℃,pH為7.0,料液比為1:10,熬煮時間分別為1h、1.5h、2h、3h、3.5h、5h、8h進行試驗。探究熬煮時間對蛋白溶出量的影響。

測定結(jié)果表明,在一定的范圍內(nèi),熬煮時間越長,所溶出的蛋白量越多即蛋白質(zhì)提取率越高。

3. pH值對蛋白質(zhì)溶出量的影響

選擇熬煮時間為1h,水浴溫度為90℃,料液比為1:10,分別取pH為1、2、3、4、5、6、7、8進行試驗,探究pH對魚鱗蛋白溶出的影響。測定結(jié)果

(1)魚鱗蛋白溶出量隨pH值增加而減少,當pH=4時,蛋白溶出量達到一個最低值。可能是因為魚鱗中蛋白的等電點為4,使得此時的魚鱗中蛋白溶解度最低[12]。

(2)蛋白質(zhì)水解度受pH影響較大。當pH=4時濾液中游離氨基酸的含量出現(xiàn)最小值。當pH<4時,蛋白質(zhì)的水解度隨pH值減小而增大。當熬煮環(huán)境為中性或偏堿性時,游離氨基酸含量趨近于一個平衡值。當pH=4時,測得短肽含量最低。當pH<4時,短肽含量隨著pH值減小而增大。當pH>4時。當提取環(huán)境處于中性和偏堿性環(huán)境時,短肽得率下降。

4.溫度對蛋白質(zhì)溶出量的影響

選擇熬煮時間為1h,料液比為1:10,pH=7.0,以水浴溫度為變量,分別取80℃、83℃、87℃、90℃、92℃、95℃、100℃進行水解。探究熬煮溫度對魚鱗蛋白溶出量的影響。endprint

測定結(jié)果

(1)在一定范圍內(nèi),魚鱗中蛋白的溶出量與熬煮溫度成正相關(guān)。溫度差較大時,蛋白質(zhì)的提取率也有較大差異。

(2)蛋白質(zhì)的水解度和短肽得率受溫度影響較大。當溫度從80℃升高到95℃時,蛋白質(zhì)的水解度和短肽得率均有大幅度升高。在溫度超過95℃后,短肽含量降低,蛋白質(zhì)水解度仍處于上升趨勢,而在這個溫度范圍內(nèi),蛋白質(zhì)的提取率顯著升高。

結(jié)語

采用單因素法探究在不同熬煮條件下對魚鱗中蛋白質(zhì)溶出與降解的影響。通過實驗可以得出,魚鱗中蛋白質(zhì)水解受料液比、時間、pH值和溫度的影響。

1.在一定的范圍內(nèi),魚鱗蛋白的降解程度隨料液比的增加而加大。

2.在適當?shù)臅r間范圍內(nèi),魚鱗蛋白降解程度與熬煮時間成正相關(guān)。

3.由于魚鱗蛋白等電點的影響,酸堿度對蛋白質(zhì)降解程度的影響較大。在強酸環(huán)境中,蛋白降解程度隨酸度增強而加大;在等電點附近,降解程度最低;在中性和偏堿性環(huán)境中,蛋白質(zhì)的降解程度緩慢增加。

4.在一定溫度范圍內(nèi),魚鱗中蛋白質(zhì)降解程度隨著溫度的升高而加大。

參考文獻

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