南極磷蝦(Euphausia superba)蛋白質(zhì)深加工新技術(shù)研究.pdf

1、南極磷蝦資源量巨大，含有的蛋白質(zhì)豐富質(zhì)優(yōu)，但是，其氟含量異常高，且含有功能強(qiáng)大的內(nèi)源酶。因此，針對(duì)南極磷蝦的這些特點(diǎn)，對(duì)其蛋白質(zhì)進(jìn)行深加工研究，從而開(kāi)發(fā)安全高值的產(chǎn)品具有重要的意義。本文研究了南極磷蝦蛋白質(zhì)深加工的兩套新技術(shù):一套是基于低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料制備的綜合利用技術(shù)，包括低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料的研究，利用低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料制備蛋白粉的研究，以及低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料制備過(guò)程中產(chǎn)生的廢液副產(chǎn)物利用的研究;另一套是基于利用南極

2、磷蝦二段自溶制備高氨基酸態(tài)氮自溶液的技術(shù)，包括南極磷蝦二段自溶技術(shù)的研究，及其自溶液的氟脫除和風(fēng)味成分的研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下。
　　1.系統(tǒng)研究了堿溶酸沉法提取南極磷蝦蛋白質(zhì)的工藝，在此基礎(chǔ)上研究了酸沉蛋白質(zhì)的氟脫除技術(shù)，制備了低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料，并對(duì)其進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，磷蝦蛋白質(zhì)溶解的適宜條件為pH11.5和4℃;適宜的蛋白質(zhì)溶解方法是二次堿溶:第一次堿溶和第二次堿溶的加水比分別為6(水/磷蝦，mL/g

3、)和3（水/沉淀物，mL/g），時(shí)間均為30min，此方法下蛋白質(zhì)溶出率為97.23％;最適的酸沉pH值是4.6;酸沉過(guò)程中，合理應(yīng)用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能夠使蛋白質(zhì)得率提高5％;酸沉蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)一種氟脫除技術(shù)的處理，能夠制備氟含量低于2mg/kg的低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料，其蛋白質(zhì)得率是52.68％;低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料含有33.01％（以干基計(jì)）的總脂和66.96％（以干基計(jì)）的粗蛋白，其脂肪酸富含EPA(13.65％)、DHA(7.17％

4、)和MUFAs(16∶18.70％，18∶120.61％)，其蛋白質(zhì)含有WHO/FAO/UNU要求的全部必需氨基酸，蛋白質(zhì)中的每一項(xiàng)必需氨基酸含量均高于WHO/FAO/UNU對(duì)成人（嬰兒）的要求。
　　2.對(duì)利用低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料制備蛋白粉進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，噴霧干燥制備蛋白粉時(shí)，部分前處理的適宜條件是控制進(jìn)料干物質(zhì)含量≥7.89％，調(diào)節(jié)物料至pH7.2，40Mp高壓均質(zhì)，進(jìn)料液溫度為60℃;制備的蛋白粉水分含量＜5％，其總

5、脂含量高、磷脂含量高和表面游離脂肪含量高;噴霧干燥過(guò)程中，較低的進(jìn)料干物質(zhì)含量導(dǎo)致液滴固化后顆粒表層蛋白質(zhì)的含量較大，蛋白粉的變性程度增加，而進(jìn)料干物質(zhì)含量的增加導(dǎo)致液滴固化后脂質(zhì)更易滯留在顆粒表面，蛋白質(zhì)更傾向于被包埋在顆粒內(nèi)部;制備的低氟南極磷蝦蛋白粉在空氣下容易氧化，充氮包裝能夠良好地抑制其氧化;充氮包裝下，添加抗氧化劑的低氟南極磷蝦蛋白粉的抗氧化性顯著地(P＜0.05)提高，其中，一種復(fù)合抗氧化劑（L一抗壞血酸棕櫚酸酯+dl-α

6、-醋酸生育酚，1+1）的效果最優(yōu)。
　　3.低氟南極磷蝦蛋白質(zhì)基料制備過(guò)程中產(chǎn)生了兩股廢液副產(chǎn)物:酸沉廢液和脫氟廢液。本文研究了廢液副產(chǎn)物的利用，即研究向廢液副產(chǎn)物中添加南極磷蝦，利用二段自溶技術(shù)制備高氨基酸態(tài)氮南極磷蝦自溶液的效果。結(jié)果表明，酸沉廢液和脫氟廢液的含氮成分主要是小分子肽或氨基酸;在利用酸沉廢液時(shí)，通過(guò)二段自溶技術(shù)制備的自溶液的氨基酸態(tài)氮達(dá)到1.070g/100mL，總氮達(dá)到1.97g/100mL，銨鹽占氨基酸態(tài)氮的

7、比例為21.18％，氟含量為18.85μg/mL，蛋白質(zhì)利用率達(dá)到79.48％;在利用酸沉廢液和脫氟廢液的混合物時(shí)，通過(guò)二段自溶技術(shù)制備的自溶液的氨基酸態(tài)氮達(dá)到1.026g/100mL，總氮達(dá)到1.94g/100mL，銨鹽占氨基酸態(tài)氮的比例為19.71％，氟含量為18.791μg/mL，蛋白質(zhì)利用率達(dá)到77.32％。
　　4.對(duì)南極磷蝦二段自溶技術(shù)進(jìn)行了研究，即研究向南極磷蝦中添加水，利用二段自溶技術(shù)制備高氨基酸態(tài)氮南極磷蝦自溶液

8、的效果。此外，研究了南極磷蝦一段自溶的部分影響因素。
　　南極磷蝦一段自溶影響因素的研究結(jié)果表明，合適濃度的Na+、K+、Ca2+、Mg2+溶液對(duì)磷蝦自溶均有顯著的(P＜0.05)促進(jìn)作用，而Zn2+溶液對(duì)磷蝦自溶的促進(jìn)作用不顯著(P＞0.05)，較高濃度的Zn2+溶液對(duì)磷蝦自溶還具有顯著的(P＜0.05)抑制作用;適度的紫外線輻照預(yù)處理可使磷蝦一段自溶液的氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到0.739g/100mL。
　　南極磷蝦二段自溶技

9、術(shù)的研究結(jié)果表明，南極磷蝦二段自溶時(shí)，第二段自溶的最優(yōu)條件是:液料比2.23，初始pH7.24，溫度40.9℃，時(shí)間12h。最優(yōu)的二段自溶條件下制備的二段自溶液含有氨基酸態(tài)氮0.951 g/100mL、總氮1.92g/100mL，這兩者均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《釀造醬油》GB18186-2000對(duì)低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油特級(jí)品的相應(yīng)指標(biāo)值要求;二段自溶液含有的銨鹽占氨基酸態(tài)氮的比例符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《釀造醬油》（征求意見(jiàn)稿）GB18186的新規(guī)定，含有的氟為1

10、8.60μg/mL;二段自溶液的蛋白質(zhì)利用率達(dá)到75.33％。南極磷蝦二段自溶技術(shù)具有蛋白質(zhì)利用率高、工序簡(jiǎn)單、設(shè)備投入小、生產(chǎn)周期短、自溶液的氨基酸態(tài)氮含量高的優(yōu)點(diǎn);制備的二段自溶液含有WHO/FAO/UNU要求的全部必需氨基酸，其中Trp、Thr、His和Phe+Tyr是限制性氨基酸。二段自溶技術(shù)大幅度提高了自溶液的鮮味氨基酸含量，二段自溶液的總鮮味氨基酸達(dá)到46.06mg/mL，比一段自溶液的總鮮味氨基酸提高了23.71mg/mL

11、，提高率達(dá)到106.09％。
　　5.對(duì)南極磷蝦二段自溶液的氟脫除進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，采用鈣鹽沉淀法對(duì)南極磷蝦自溶液脫氟時(shí)，在氯化鈣、乳酸鈣和醋酸鈣中，以乳酸鈣的氟脫除效果最優(yōu);乳酸鈣作用下的初步脫氟液含有氟8.19g/100mL，氨基酸態(tài)氮0.854g/100mL，總氮1.72g/100mL，其總氮損失率是9.54％;在應(yīng)用乳酸鈣脫氟的基礎(chǔ)上，一種生物脫氟劑能夠?qū)⒛蠘O磷蝦自溶液的氟含量降低至1.53mg/L，從而解決了南極磷蝦

12、自溶液中氟的安全性問(wèn)題;該生物脫氟劑作用下的深度脫氟液含有氟1.53g/100mL，氨基酸態(tài)氮0.783g/100mL，總氮1.67g/100mL，其總氮損失率是14.06％。
　　對(duì)南極磷蝦二段自溶液的風(fēng)味成分進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、3-甲基-1-丁醇、乙醇是南極磷蝦自溶液的主體風(fēng)味成分，其相對(duì)豐度分別為24.56％、17.79％、17.70％和5.14％;南極磷蝦自溶液的總揮發(fā)性風(fēng)味化合物中，2-甲基