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
[1] 朱國君. 魚鱗資源的綜合開發(fā)利用[J]. 水產(chǎn)科技情報,2008,35(2): 1-3
[2] 曹俊. 魚鱗膠原蛋白的研究進展和應(yīng)用前景[J]. 水產(chǎn)科技情報,2009,36(1): 7-8
[3] 劉石生,易美華,黃文艷. 熱水提取羅非魚魚鱗膠原蛋白的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技,2006,22(4):8-11
[4] 陳曉平,黃廣民. 食品理化檢驗. 北京:中國計量出版社,2008: 60-66
[5] 張水華. 食品分析. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2005: 153-159
[6] 王鏡巖,朱圣庚,徐長法. 生物化學. 北京:高等教育出版社,2006: 165-167
[7] 郭立安,閻哲,張曉楠等. 三氯乙酸對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響[J]. 第四軍醫(yī)大學學報,2001,22(22): 12-13
[8] Owen R.Fennema. 食品化學. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2003: 293-302
[9] 劉曉寧,劉安軍,曹東旭. 魚鱗膠原蛋白提取鑒定初探[J]. 科學研究與開發(fā),2007,28(01): 15-19
[10] 張洪淵,萬海清. 生物化學. 北京:化學工業(yè)出版社,2008: 46-70
[11] 紀麗麗,王浩,李瑞偉等. 奧尼和吉富羅非魚營養(yǎng)成分研究[J]. 食品研究與開發(fā),2008,29(12): 15-18endprint