酶法生产水解鱼蛋白.ppt

LOGO酶法生产水解鱼蛋白酶法生产水解鱼蛋白酶法生产水解鱼蛋白酶法生产水解鱼蛋白王林戈王林戈2108070382108070380808水产品加工与贮藏水产品加工与贮藏1目录目录研究背景研究背景1水解鱼蛋白的简介水解鱼蛋白的简介2酶法制备水解鱼蛋白的工艺酶法制备水解鱼蛋白的工艺345研究展望研究展望产品分析与鉴定产品分析与鉴定21.研究背景研究背景v蛋白质缺乏是人类共同面临的严峻问题蛋白质缺乏是人类共同面临的严峻问题-海洋蛋白海洋蛋白资源库资源库v水产品加工现状水产品加工现状 -4700-4700万吨万吨/年年,部分直接食用、部分直接食用、饲料鱼粉、废弃掉，产品的附加值很低饲料鱼粉、废弃掉，产品的附加值很低,近海水域近海水域的严重污染。的严重污染。3v如何运用高技术手段如何运用高技术手段,对低值的海洋生物蛋白进行对低值的海洋生物蛋白进行高值化、资源化、生态化利用高值化、资源化、生态化利用,是当前海洋生物技是当前海洋生物技术高技术领域急需开展研究的内容。术高技术领域急需开展研究的内容。v其中，运用发酵工程和酶工程技术其中，运用发酵工程和酶工程技术,酶解利用海酶解利用海洋生物资源，生产水解鱼蛋白洋生物资源，生产水解鱼蛋白,是水产品综合利是水产品综合利用的一条重要途径。用的一条重要途径。4传统蛋白代谢模型：传统蛋白代谢模型：人或动物必须先将蛋白降解为游离氨基酸后人或动物必须先将蛋白降解为游离氨基酸后,才能被吸收利用。才能被吸收利用。应用酶技术将海洋低值鱼及其下脚料加工成水解应用酶技术将海洋低值鱼及其下脚料加工成水解蛋白具有广阔的市场空间蛋白具有广阔的市场空间近来研究成果：近来研究成果：以数个氨基酸结合而成的低肽比氨基酸更好以数个氨基酸结合而成的低肽比氨基酸更好消化吸收消化吸收,且营养和生理效果更为优越且营养和生理效果更为优越。鱼类蛋白是一鱼类蛋白是一种优质蛋白质种优质蛋白质,经酶作用降解经酶作用降解,功能和品质可功能和品质可以得到提高。以得到提高。5v近年来有关水产蛋白水解物和活性肽产品研究和开发日益近年来有关水产蛋白水解物和活性肽产品研究和开发日益受到重视。受到重视。v目前日本、西欧和美国已有此方面的产品问世。其中目前日本、西欧和美国已有此方面的产品问世。其中,日日本以蛋白水解物为基料的医药品市场规模每年愈亿日元本以蛋白水解物为基料的医药品市场规模每年愈亿日元,食品也在亿以上。食品也在亿以上。v我国的蛋白水解物和活性肽的研究相对滞后我国的蛋白水解物和活性肽的研究相对滞后,大豆蛋白、大豆蛋白、酪蛋白、乳清蛋白水解酪蛋白、乳清蛋白水解,但对鱼蛋白水解物的研究少但对鱼蛋白水解物的研究少,以以鱼蛋白水解物为基料的医药品和食品几乎没有。鱼蛋白水解物为基料的医药品和食品几乎没有。62.水解鱼蛋白简介水解鱼蛋白简介v即可溶性鱼蛋白，优于整鱼肉或鱼蛋白浓缩物，以其易溶即可溶性鱼蛋白，优于整鱼肉或鱼蛋白浓缩物，以其易溶于水，富含蛋白质的特点正逐渐被人们接受和关注。于水，富含蛋白质的特点正逐渐被人们接受和关注。v功能性鱼蛋白功能性鱼蛋白 -营养补充剂；食品添加剂如：乳化剂、发泡剂；作为手营养补充剂；食品添加剂如：乳化剂、发泡剂；作为手术后病人肾炎患者、糖尿病患者和高血压患者的疗效食品术后病人肾炎患者、糖尿病患者和高血压患者的疗效食品;水产品调味料；粮食食品补充赖氨酸含量的理想补充剂。水产品调味料；粮食食品补充赖氨酸含量的理想补充剂。市场空间广市场空间广阔阔7v化学法化学法 简单低廉简单低廉,但反应条件剧烈但反应条件剧烈,生产过程中氨基酸受损严生产过程中氨基酸受损严重重,而且还会使而且还会使L-L-氨基酸转变成氨基酸转变成D-D-氨基酸氨基酸,形成形成Lys-AlaLys-Ala这样的有毒这样的有毒物质物质,且难以控制水解程度且难以控制水解程度,对设备损害也比较严重对设备损害也比较严重,制品感官质量制品感官质量和营养都不理想；和营养都不理想；v酶法酶法 条件温和条件温和,能在一定条件下进行定位水解分裂产生特定的肽能在一定条件下进行定位水解分裂产生特定的肽,且易于控制水解进程且易于控制水解进程,氨基酸不会被破坏氨基酸不会被破坏.酶法生产的食用鱼蛋白由酶法生产的食用鱼蛋白由于质量好而受到人们的重视于质量好而受到人们的重视。水解鱼蛋白的生产方法水解鱼蛋白的生产方法83.酶法水解鱼蛋白的工艺流程酶法水解鱼蛋白的工艺流程原料原料粉碎粉碎蒸煮蒸煮降温降温酶解酶解加热加热过筛过筛离心离心分离分离水解液水解液浓缩浓缩干燥干燥粉末产品粉末产品脱脂、脱脂、脱臭脱臭处理PH/T,酶的选择鱼油65,30min 9酶解中酶的选择酶解中酶的选择关键点关键点v蛋白质水解酶可来源于植物蛋白质水解酶可来源于植物(如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等酶等)、动物、动物(如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等)和微生物和微生物(霉霉菌蛋白酶、细菌蛋白酶等菌蛋白酶、细菌蛋白酶等)。v营养价值营养价值-链霉菌属的蛋白酶链霉菌属的蛋白酶 芽孢杆菌属所产蛋白酶芽孢杆菌属所产蛋白酶;风味风味-细菌蛋白酶的酶解产物比动物肠道蛋白酶的酶解产物要苦细菌蛋白酶的酶解产物比动物肠道蛋白酶的酶解产物要苦,如果如果酶解产物需要作为食品风味添加剂酶解产物需要作为食品风味添加剂,尽量减少苦味尽量减少苦味,提高其风味氨基酸和提高其风味氨基酸和呈味肽的含量呈味肽的含量,则应该使用胰蛋白酶、胃蛋白酶和一些风味蛋白酶。则应该使用胰蛋白酶、胃蛋白酶和一些风味蛋白酶。10Diagram单酶水解单酶水解Alcalase胃蛋白酶胃蛋白酶木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶风味蛋白酶风味蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶复复合合酶酶水水解解胃蛋白酶和胰蛋白酶胃蛋白酶和胰蛋白酶胰蛋白酶和木瓜蛋白酶胰蛋白酶和木瓜蛋白酶枯草杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶枯草杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶11v胃蛋白酶胃蛋白酶 疏水专一性内切蛋白酶疏水专一性内切蛋白酶,水解产物苦味较低。水解产物苦味较低。4040、pH pH 2.02.0、酶添加量酶添加量2.5%2.5%、水解、水解8h8h下水解鱿鱼皮为下水解鱿鱼皮为9.1%9.1%。v胰蛋白酶胰蛋白酶 疏水专一性内切蛋白酶疏水专一性内切蛋白酶,水解产物苦味值较低。水解产物苦味值较低。4545、pH6.5pH6.5、水解、水解4h4h、酶添加量酶添加量1.5%1.5%下水解鱿鱼皮水解度为下水解鱿鱼皮水解度为19.6%19.6%。v枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶 非疏水专一性内切蛋白酶非疏水专一性内切蛋白酶,苦味较强。苦味较强。4545、pH7.0pH7.0、加酶量加酶量3000U/g3000U/g、水解、水解5h5h后水解度后水解度43%43%。一般来说。一般来说,微生物来源的蛋白酶微生物来源的蛋白酶水解的蛋白液口感不如动物蛋白酶和植物蛋白酶。水解的蛋白液口感不如动物蛋白酶和植物蛋白酶。（1）单酶水解）单酶水解12vAlcalaseAlcalase 疏水专一性内切蛋白酶疏水专一性内切蛋白酶,水解产物苦味值较低。水解水解产物苦味值较低。水解度可达度可达25%25%。底物专一性。底物专一性:水解鲨鱼、青鱼蛋白水解鲨鱼、青鱼蛋白,但水解鲑鱼效果不佳。但水解鲑鱼效果不佳。v木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶 内切酶内切酶,水解速度快水解速度快,价格低廉价格低廉,但水解液风味差。但水解液风味差。pH5.0pH5.0、温度、温度6060、E/SE/S为为4000U/g4000U/g、固液比、固液比12.512.5条件下水解水解条件下水解水解蟹肉蟹肉1 1小时小时,水解率水解率47%47%。v风味蛋白酶风味蛋白酶 复合蛋白酶复合蛋白酶,水解度可达水解度可达70%70%以上。水解液的风味以上。水解液的风味比其它蛋白酶的水解液都要好比其它蛋白酶的水解液都要好,避免了中度酶解通常产生的苦味。避免了中度酶解通常产生的苦味。13（2）复合酶水解）复合酶水解v胃蛋白酶和胰蛋白酶胃蛋白酶和胰蛋白酶 胰蛋白酶胰蛋白酶(3091U/g)(3091U/g)用量为用量为11%11%、水解、水解3h3h和和胃蛋白酶胃蛋白酶(8584U/g)(8584U/g)用量用量2.5%2.5%、水解、水解2h,2h,水解效果最好。蛋白质水解度水解效果最好。蛋白质水解度可达可达86%,86%,明显优于单酶水解。明显优于单酶水解。v胰蛋白酶和木瓜蛋白酶胰蛋白酶和木瓜蛋白酶 按鱼糜中蛋白质含量的按鱼糜中蛋白质含量的4.57%4.57%加入加入,酶活酶活力比为力比为1:1,55,7h,1:1,55,7h,水解液中含有较多的二肽、三肽等低分子肽水解液中含有较多的二肽、三肽等低分子肽,氨氨基酸种类齐全基酸种类齐全,基本无苦味。基本无苦味。v枯草杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶枯草杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶 50 50、水解、水解4.5h4.5h、加酶量为、加酶量为60:40 60:40 u/gu/g、料液比、料液比1:1.5 1:1.5、pH7.0 pH7.0 条件下水解鳗鱼效果最好条件下水解鳗鱼效果最好,水解液基本无苦水解液基本无苦味味,鲜味氨基酸含量较高鲜味氨基酸含量较高,风味较好。风味较好。14酶法水解蛋白液的苦味酶法水解蛋白液的苦味v原因原因 苦味肽苦味肽-疏水性氨基酸引起。在完整的球蛋白分子中疏水性氨基酸引起。在完整的球蛋白分子中,大部分疏水性大部分疏水性侧链藏在内部侧链藏在内部,它不接触味蕾它不接触味蕾,感觉不到苦味。当蛋白质水解时感觉不到苦味。当蛋白质水解时,肽肽链含有的疏水性氨基酸充分暴露出来链含有的疏水性氨基酸充分暴露出来,接触味蕾产生苦味。接触味蕾产生苦味。v影响因素影响因素 蛋白质的种类、酶的类型、蛋白质的种类、酶的类型、水解度水解度及分离方法及分离方法v脱除方法脱除方法 理法脱除、理法脱除、酶法脱除酶法脱除吸附、萃取、沉淀、层析、掩盖吸附、萃取、沉淀、层析、掩盖 15(1)(1)氨肽酶处理氨肽酶处理 通过作用于多肽和蛋白质肽链氮端的疏水性氨基酸通过作用于多肽和蛋白质肽链氮端的疏水性氨基酸,使其释放出来使其释放出来,达到脱苦的目的。达到脱苦的目的。EgEg.来自嗜热链球菌的氨肽酶对肽链氮端含有精氨酸来自嗜热链球菌的氨肽酶对肽链氮端含有精氨酸和芳香环氨基酸的肽具有高度专一性和芳香环氨基酸的肽具有高度专一性,可将苦味肽水解可将苦味肽水解,释放芳香环氨释放芳香环氨基酸而将苦味去除。基酸而将苦味去除。(2)(2)羧肽酶处理羧肽酶处理 通过作用于肽链碳端的疏水性氨基通过作用于肽链碳端的疏水性氨基,使其释放出来使其释放出来,达到脱苦目的。达到脱苦目的。(3)(3)塑蛋白反应塑蛋白反应 高浓度的蛋白质水解物与蛋白酶在一定条件下可以形成凝胶状蛋白质高浓度的蛋白质水解物与蛋白酶在一定条件下可以形成凝胶状蛋白质物质物质,称为塑蛋白称为塑蛋白.疏水性氨基酸残基的聚集使它们隐藏起来疏水性氨基酸残基的聚集使它们隐藏起来,不能与不能与味蕾接触味蕾接触,从而去除了苦味。具有可逆性。从而去除了苦味。具有可逆性。酶法脱苦酶法脱苦-外肽酶164.产品分析及鉴定产品分析及鉴定v水解度水解度(DH)(DH)：DH=(DH=(游离氨基氮总氮量游离氨基氮总氮量)100100v理化指标中，一般以粗脂肪、粗蛋白、水分、矿物质含量理化指标中，一般以粗脂肪、粗蛋白、水分、矿物质含量和和胃蛋白酶消化率胃蛋白酶消化率作为质量的主要指标，并决定价格。灰作为质量的主要指标，并决定价格。灰分、酸价、过氧化值、砷、铅。分、酸价、过氧化值、砷、铅。v感官指标和卫生指标各级鱼粉的要求基本相同。感官指标和卫生指标各级鱼粉的要求基本相同。17鱼粉的卫生指标鱼粉的卫生指标项目项目指标指标组胺组胺mg/Kgmg/Kg800800铬铬mg/Kgmg/Kg8.08.0霉菌个霉菌个/g/g30007565胃蛋白酶消化率胃蛋白酶消化率9292有效赖氨酸大于蛋白质的6.5大于蛋白质的6.5水分1010脂肪0.5无限制氯1.51.5砂0.50.5195.研究价值与前景研究价值与前景v选择蛋白质含量高的低值海产品或海产品加工废弃物进行选择蛋白质含量高的低值海产品或海产品加工废弃物进行蛋白酶解深加工蛋白酶解深加工,生产海洋短肽生产海洋短肽,不仅可以提高其附加值不仅可以提高其附加值,改善海洋蛋白的功能特性改善海洋蛋白的功能特性,同时还可减少对环境的污染同时还可减少对环境的污染,并开创良好的经济效益并开创良好的经济效益v酶法制备的鱼蛋白水解物营养价值高、水溶性好酶法制备的鱼蛋白水解物营养价值高、水溶性好,可制备可制备低分子肽制品、精制氨基酸、海鲜调味品、营养口服液等低分子肽制品、精制氨基酸、海鲜调味品、营养口服液等高质量水解蛋白制品高质量水解蛋白制品,有很好的发展前景。有很好的发展前景。20 展望展望v重点开展对鱼蛋白水解物的脱腥、脱苦方法的研究。重点开展对鱼蛋白水解物的脱腥、脱苦方法的研究。v如何进一步提高蛋白质的水解度如何进一步提高蛋白质的水解度,如何应用双酶或多酶或如何应用双酶或多酶或肽酶进行鱼蛋白的水解肽酶进行鱼蛋白的水解,提高水解度提高水解度,降低生产成本降低生产成本,仍仍是应重点研究的课题。是应重点研究的课题。v如何利用鱼类下脚料和海洋低值鱼来制备质量的水解蛋白如何利用鱼类下脚料和海洋低值鱼来制备质量的水解蛋白制品制品,确定社会消费群体能接受的新产品确定社会消费群体能接受的新产品,并将其产业化并将其产业化,也是未来的研究方向。也是未来的研究方向。21LOGO22