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副产品利用提高盈利能力,第4部分

小乔治·弗里克(George J. Flick),博士

加工鱼蛋白水解物

 副产品
对于因乳糖消化不良或不耐受而不能摄入足够钙的人,可以将虾加工废料中提取的水解产物用作食品添加剂。

海鲜行业中废物或副产品的定义因鱼类和贝类种类以及所采用的收获和加工方法而异。通常,主体肌肉组织是加工业的主要产品。头,骨干,装饰物,皮肤,内脏和贝壳构成了通常被认为是副产品或废物的物质。

工艺流程

酸水解
酸水解已显示可在118摄氏度下用6摩尔(M)的氯化氢完全水解蛋白质16小时。由于广泛的水解过程,增加了产物的溶解度。但是,中和过程会产生大量的盐,这使得该产品不适合用于食品。尽管可以使用纳滤和离子交换树脂将盐部分或全部除去,但该产品仅限于用作人类和宠物食品的增味剂。酸水解将蛋白质转变为单个氨基酸和小链肽时,其中的一些必需氨基酸(如胱氨酸,半胱氨酸,蛋氨酸和色氨酸)会被破坏。

碱水解
在碱水解中,添加钙,钠和钾以溶解已加热的蛋白质。反应在预定温度下进行,通常在80至130℃的范围内进行数小时,直到获得所需的水解度。然后将产物蒸发,巴氏灭菌并喷雾干燥。如本系列第一部分所述,该产品的功能特性和营养品质均较差。这些是由于在处理过程中发生的消除和添加过程而发生的。

碱性水解
碱性水解的使用可能潜在地导致食品中不期望的化合物的形成。半胱氨酸,丝氨酸和苏氨酸的丢失会影响二硫键,可能会形成有毒物质赖氨酸丙氨酸,鸟氨酸丙氨酸,羊毛硫氨酸和β-氨基丙氨酸。而且,在碱性水解过程中形成的产物对蛋白水解酶具有抑制作用并降低了水解速率。

酶促水解
酶促水解是优选的水解方法,因为它对水解产物的功能性质和营养价值影响较小。酶水解需要相对少量的酶,这些酶很容易失活,并且水解过程可以在温和的温度和pH条件下进行。通常,存在使酶最活跃的pH和温度的最佳组合以及可使酶失活的最佳组合。

酶促水解可以是外源的或内源的。在内源性水解中,副产物中的酶(如丝氨酸蛋白酶,胰蛋白酶,糜蛋白酶,硫醇蛋白酶,胃蛋白酶,溶酶体蛋白酶和催化酶)发挥水解作用。该过程产生游离氨基酸和小肽。

当使用外源食品级酶时,操作员可以选择酶和水解条件来生产具有所需功能特性的产品。商业酶的清单包含在本系列的第一部分中。从技术和经济的角度来看,文献中已经报道了在碱性pH下运行的微生物酶Alcalase是最有效的。

 副产品
鲑鱼加工产生的废物的处理可以产生高蛋白的水解产物。

水解优化

物种以及酶和化学水解条件有很多变化。以下示例过程应为开发一种或多种生产水生蛋白水解产物的方法提供一个起点。注意,通过酶作用获得的水解程度取决于许多过程变量。

三文鱼
大西洋鲑的头, 鲑鱼在几个过程变量下用Alcalase处理。加入4M氢氧化钠使过程pH保持恒定,并持续2小时。在58摄氏度的温度,酶/底物百分比为8.0,水解度为17.30的产率为17.30%,蛋白质含量为78.86%的条件下,最高收率为71.0%。在55℃的温度,7.0的酶/底物百分比,12.00的水解度和57.6的产率下可获得最高的蛋白质产率(85.70%)。

红鲑鱼
nercorhynchus nerka 在25、50和75分钟的反应持续时间下,用几种酶(Alcalase,Flavour-yme,Palatase,Neurtase,Protex和G.C. 106)处理头部。在50℃下进行水解,并且以100g /头的剁碎的蛋白质的头部添加0.5g的酶。 75分钟的消化可实现最大的水解度(6.4%至16.7%)。使用G.C,油产率在4.9%的范围内。使用Palatase的比例为106%至8.5%。蛋白质水解粉中含有62.3%至64.8%的蛋白质,其中氨基酸含量很高。没有统计学差异(P>0.05)中使用的六种酶。

黄鳍金枪鱼
实现黄鳍金枪鱼内脏废物蛋白质最高水解程度的最佳条件, 金枪鱼 在60.4℃加热90.24分钟,蛋白酶活性为2.4L Alcalase,70.22AU / kg蛋白。所得蛋白质具有相对较高的蛋白质含量72.34%和较低的脂质含量1.43%。

水解产物的化学含量表明,除蛋氨酸外,它还满足成年人的营养要求。赖氨酸和蛋氨酸是第一和第二限制性氨基酸。另外,内脏水解产物的蛋白质效率比为2.85至5.35。

太平洋大比目鱼
太平洋大比目鱼的副产品, 沙棘;和箭牙比目鱼, 花粉气孔;被评估为膳食中鱼粉的替代品 凡纳滨对虾 虾。一种水解产物由pH 3.8的磷酸产生,并保持液态。在相同条件下生产另一种水解产物,然后用50%的氢氧化钠溶液中和至pH 6.5,然后转鼓干燥。

喂食研究表明,两种水解物都可以替代虾饲料中50%的鲱鱼粉,因为虾的性能与对照饮食中的虾相当。

太平洋白鲸
怀廷 产水l使用Alcalase,组织用于产生水解度为10%,15%和20%的水解产物。将液体酶分别以1.0、1.5和3.0 mL加入99.0、98.5和97.0 g的肌肉匀浆中,该匀浆在pH 8.0和50摄氏度下含有8%的蛋白质,并根据其溶解度在pH 4.0、7.0和10.0下进行表征,乳化和起泡性能。

可溶性部分中回收的蛋白质随水解过程成比例增加,水解度分别为10%,15%和20%时,分别占总蛋白质的48.6%,58.6%和67.8%。冷冻干燥的水解产物在所评估的不同pH值下具有近100%的溶解度。

波斯st鱼
当波斯st水解时, cip骨内脏蛋白是在多个pH和温度条件下进行的,Alcalase水解的鱼蛋白的水解度最高,为50.13%,而胰蛋白酶的水解度仅为14.21%。最大的化学水解(68.87%)与85℃下的pH 3.3有关。最高的蛋白质回收率(83.64%)和蛋白质含量(73.34)与Alcalase的酶促水解有关。

与动物酶相比,微生物酶可以产生具有更高水解度的鱼类水解产物。而且,似乎在较低的pH和较高的温度下化学水解导致更大的蛋白质回收率和水解度。

草鱼
蛋白水解物是从草鱼的皮肤中产生的, id虫,使用Alcalase。发现温度,pH,酶:底物比例和水解时间的最佳值分别为59.74℃,8.25、1.70和83.83分钟。冷冻干燥的水解产物是高度水溶性的,具有良好的保水性,油结合性和乳化性。

海洋游泳蟹
研究人员检查了海蟹加工废料中酶水解的条件, 三角疣梭子蟹南美白对虾,产生蟹味。中性酶的最佳水解条件确定为:物料与水的比例为1:3,酶含量为4.0%,pH值为6.5,温度为50摄氏度,处理时间为五个小时。

结果表明,混合酶所需的水解条件为:物料与水的比例为1:3,酶的3.5%,pH 6.0、55摄氏度和七个小时,混合酶的比例(中性酶:风味酶:木瓜蛋白酶)为1: 2:1。混合酶水解物包含17个游离氨基酸,总氨基酸含量为51.75 mg / g,必需氨基酸含量为25.42 mg / g。喷雾干燥后,水解产物为粉末,产率为10.44%。

处理另一种海蟹物种的废物, 紫薇用5种普通盐酸水解后,经12小时水解后产率为28%至31%。水解24小时后,产率略有提高,达到29%至32%,但随着进一步水解,产率下降。根据水解时间的不同,总氨基酸中约42%至44%是必需氨基酸,主要是亮氨酸,精氨酸,缬氨酸和苏氨酸。其余的非必需氨基酸部分主要由谷氨酸,天门冬氨酸和甘氨酸组成。

海虾
虾加工副产物在最佳温度下用各种酶水解:Flavourzyme,50摄氏度,Protamex,50摄氏度; Alcalase,55度;胃蛋白酶,37度;和胰蛋白酶40度酶:底物比例为1:1,000(w / v)。在开始水解之前,将蛋白质溶液的pH值调整至最佳值(Flavourzyme,7.0; Protamex,6.5; Alcalase,8.0;胃蛋白酶,2.0;胰蛋白酶8.2),并在水解过程中每15分钟调整至最佳值M氢氧化钠或1 M氯化氢。水解六小时后,将溶液的pH调节至7.0,并将溶液在95℃加热10分钟以使酶失活。

在消化液中,胰蛋白酶显示出最强的钙结合活性(0.294 mmol / g蛋白)和最高的水解度(18.4%)。分馏水解产物,最低分子量部分显示最大的钙结合活性,为2.70 mmol / g蛋白。该肽具有较高的钙结合特性,对于食品工业中由于乳糖消化不良或不耐受而无法摄入足够钙的人,该肽可能是食品工业中的天然功能添加剂。


处理来自 蛋黄酱 虾是从贝壳中制成的,该贝壳预先在20摄氏度下30分钟以10:1的氯化氢溶液按1:20的比例脱盐。蛋白水解酶Alcalase在55%C和pH 8.5下使用。以干重计,回收的蛋白质水解产物包含64.3%的蛋白质,6.2%的脂质和23.4%的氯化钠。在pH 4.0时,它的溶解度最低,占产品中总氮的81.7%。所得产物的蛋白质效率比值为2.99,而来自毛鳞鱼的水解产物为2.64,牛肉背最长肌蛋白为2.81。

青口贝
肌肉肉从 佩纳佩纳 使用Protamex,在46至64摄氏度的温度,0.48%至5.52%的酶:底物比例和6.7至8.3的pH值下,对产品进行酶解。水解的最佳条件是pH 6.5、51摄氏度和酶:底物比为4.5%。在这些条件下,水解度为26.5%,蛋白质回收率为65.0%。

(编辑’注意:本文最初发表于2013年3月/ 4月的印刷版中, 全球水产养殖倡导者