酶解法在肉類食品加工中的應用

發布日期：2019-07-06 09:38:29 來源：互聯網

傳統的肉類食品加工技術會造成原材料的浪費或其中的殘留物質會對人體健康造成危害，而酶解法相對安全、高效和條件溫和，在肉類食品加工方面有著廣泛的應用。本文綜述了酶解法相對傳統工藝的優勢以及其在提高肉類產品營養價值、增強肉類食品風味和提高肉類產品利用率方面的應用，并提出了酶解法加工肉類食品過程中的關鍵問題，從而為促進酶解法在肉類食品加工中應用提供理論指導。

我國地大物博，物種資源十分豐富。肉類食品在人類每天的膳食攝入中占據十分重要的地位。傳統的肉類食品加工方法包括腌制、干制、煙熏等，這些方法雖然操作方便，加工成本低，但不利于人體健康。隨著人類生活水平的不斷提高，人類越來越注重食品安全、食品風味和食品的營養價值。傳統工藝在改良食品品質、提高食品營養價值和產品的產業化方面存在許多不足。而酶解法能充分利用肉類食品原料、水解產生的小分子蛋白和多肽能提高產品的營養價值，并提高產品的風味，而且酶的本質是蛋白質，降解后形成的氨基酸可被人體吸收利用，因此酶解法在肉類食品加工中將起著越來越重要的作用。

酶解法概述

蛋白酶是指能夠水解蛋白質肽鍵生成氨基酸的蛋白質。按照來源可將蛋白酶分為植物蛋白酶、動物蛋白酶和微生物蛋白酶，按照催化活性中心可將其分為絲氨酸蛋白酶、巰基蛋白酶和金屬蛋白酶。

酶解法相對于傳統的酸水解法和堿水解法具有如下優點：（1）安全，蛋白酶本身就是蛋白質，能被人體吸收利用，殘留物質對人體無害。（2）高效，蛋白酶對蛋白質具有較高的催化活力，能將蛋白質原料充分水解。（3）專一性強，可以針對特定的酶切位點形成特定的多肽，更好地調節食品風味。如胰蛋白酶能特異識別賴氨酸和精氨酸，谷氨酸特異性蛋白酶能異性識別谷氨酸和天冬氨酸，胰凝乳蛋白酶能特異識別芳香族氨基酸，彈性蛋白酶能特異識別脂肪族氨基酸，如選擇特異性蛋白酶能去除肉類食品中的苦味。（4）操作條件溫和，能更好地維持甚至提升原料的營養價值。例如加工黑魚時需要去除魚鱗，呂飛等的研究結果表明，0.6%的木瓜蛋白酶溶液在20 ℃處理黑魚魚皮20min就能有效去除魚鱗，操作十分方便，而且能保持黑魚的營養價值。（5）能提高肉類產品的品質及其風味。如轉谷氨酰酶能將小分子蛋白聚合成為大分子聚合物，提高蛋白形成凝膠的能力。從而提高肉產品的嫩度和彈性。還可以對低價值的碎牛肉進行處理，改善其結構和風味，并且能提高營養價值，減少原料的浪費。（6）酶解法操作條件溫和，節約能源，更利于工業生產。例如制備魚骨類食品，首先要去除魚骨間的魚肉，利用枯草桿菌蛋白酶能充分去除魚骨間的魚肉，同時還能減少魚骨的腥味。而肉類食品與人類生活息息相關，因此對其加工要求更好地提高其風味，維持食品的營養價值并減少對人類健康的危害，因此，酶解法將在肉類食品加工中發揮越來越重要的作用。

酶解法在肉類食品加工中的應用

提高產品的營養價值

采用蛋白酶水解肉類產品中的蛋白質形成的肽類產品更容易被人體吸收，從而達到防治疾病，促進人體健康的目的，因此酶解所得肽的營養價值更高。曾曉房等采用木瓜蛋白酶、胰酶、堿性蛋白酶和風味酶酶解雞骨架，所得產物中氨基氮隨酶解時間延長不斷增加，而肽基氮處于動態變化過程中，使得產品的營養價值得到提升。

許多研究者嘗試通過可控酶解技術來制備天然抗氧化肽和降血壓肽，例如愛瑞哈熱（Arihara）等用外源蛋白酶對豬骨肌蛋白進行了水解，發現用嗜熱菌蛋白酶進行水解得到的兩個肽Met-Asn-Pro-Pro-Lys和Ile-Thr-Thr-Asn-Pro，對血管緊張素轉化酶（angiotensin convertingenzyme，ACE EC 3.4.15.1）的活性具有較高的抑制率。尤娟等采用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和中性蛋白酶對鰱魚蛋白進行酶解制備抗氧化肽，胃蛋白酶酶解魚肉蛋白具有較強的清除自由基的能力。申鋒等的研究結果表明，胃蛋白酶酶水解草魚的魚鱗，制得的魚鱗膠原肽可以作為乳化劑以及增稠劑應用于化妝品領域。魏庭浩等采用胰蛋白酶酶解豬骨進行酶解，最佳酶解條件為：50℃，pH7.5，底物質量濃度6g/100mL，水解6h最佳水解度達到10.34%，對ACE的抑制率可達到65.92%。這說明對豬骨原料進行酶解可以制備得到具有降血壓功能的多肽。

蛋白酶水解魚貝類等的加工下腳料能制備海鮮調味品，陳超等通過酶解貝類加工的廢棄物制得風味極佳的復合海鮮調味料，而且酶解液中富含游離的氨基酸態的氮，提高了產品的營養價值。采用蛋白酶水解蝦類產品也能得到具有降血壓的多肽。李明杰等采用木瓜蛋白酶對南極大磷蝦進行酶解，在最優工藝條件為加酶3000U/g，溫度55℃，pH為7.0，時間為3h時最大水解度可達到24.73%。所得分子量在3000Da—10000Da的磷蝦肽組分對羥自由基的清除率可達67.6%，所得磷蝦肽對ACE的抑制率最高可達62.2%。

所以南極大磷蝦的酶解產物對羥自由基的清除效果較好，對ACE的酶活力抑制效果也較好，因此在抗氧化和降血壓方面有較好的應用前景。

肉類食品中某些大分子蛋白會引起人體的過敏反應，而通過酶解法能將引起過敏反應的大分子蛋白水解成小分子蛋白或多肽，從而消除肉類食品中的過敏原，在提高食品安全性的同時提高肉類食品的營養價值。

提高產品的風味

不同的氨基酸組合會呈現不同的風味，如谷氨酸和天冬氨酸呈現鮮味，因此采用蛋白酶對肉類食品進行酶解時通過對工藝條件的優化能釋放不同的游離多肽和氨基酸，從而使產品呈現更豐富濃郁的風味。

如曾曉房等用靡蛋白酶酶解雞骨架，初期主要釋放親水性氨基酸，后期主要釋放疏水性氨基酸，氨基酸的釋放影響產物的風味，其中以糜蛋白酶酶解4h風味最好。

雞骨架酶解的產物揮發性成分中有多種物質影響雞肉風味，其中醛類物質能貢獻香味，還含有雜環類及含硫直鏈化合物也能貢獻香味，而加酶處理能提高雞骨架中這些香味成分含量，使雞肉食品風味更為濃郁豐富。

水產品加工下腳料經酶解法處理，可制備海鮮調味品，淡水魚加工過程常用的風味蛋白酶是蛋白酶或者肽酶，能脫去低酶解產物中的苦味，還能徹底水解蛋白質，增進改善蛋白質營養品質和風味。王尚豪等以對蝦蝦頭為原料，利用酶解法制備蝦味香精，充分利用蝦頭，避免資源浪費。酶解4.5h，溫度50℃，初始pH7.5，材料250g/L時，所得酶解液中總氨基酸含量為695.6mg/100mL，而且酶解液不會呈現苦味。與蝦頭原料自溶相比，酶解液風味得到顯著改善。劉光明等利用木瓜蛋白酶以及風味蛋白酶水解海蟹制得的調味品蟹味濃郁，鮮味明顯，保持原材料獨特風味的同時，呈味氨基酸的釋放能進一步豐富其風味。

通過酶解法還能去除豬肉產品的苦味，朱俊等采用復合酶對豬肉產品進行處理，結果表明，復合蛋白酶的酶解工藝較優，工藝為在含肉量500g/L的材料中添加胰蛋白酶和復合風味酶的最佳量為3g/kg豬肉，溫度為55℃，酶解1h水解度可達30%左右，酶解液苦味值從3.8降為1.6。劉通訊等研究了鰱魚蛋白在不同條件下酶法水解及產物的美拉德反應，結果表明，內肽酶和端肽酶可以將鰱魚蛋白徹底水解成為游離的小肽，在酶解過程中加入酵母和乳酸菌素能有效降低酶解產物的苦味并延長水解時間。鰱魚蛋白酶解液與適量的糖、維生素、L-半胱氨酸和咖喱粉通過美拉德反應可完全出去酶解液中的魚腥味，還能合成所需的肉類化合物，游離氨基酸損失率僅僅為12.06%，其中天冬氨酸、谷氨酸和L-半胱氨酸是形成肉類風味的決定氨基酸。肉味化合物2-呋喃硫醇質量占總揮發性香味化合物的54.7%。

酶解法與美拉德反應結合，還能制備豬肉味。如楊宓等采用纖維素酶、葡聚糖酶、酵母抽提酶和風味蛋白酶組成的復合酶對啤酒廢酵母進行處理，水解度為73.8%，鑒定得到18種游離氨基酸，其中必須氨基酸占近45%。用所得酶解液與還原糖、豬脂肪等輔料一起制備豬肉味香精。最佳工藝為：110℃，2h，豬脂肪6g，添加酶解液25g。所得豬肉味香精香味濃郁飽滿，采用液質聯用鑒定揮發性香氣得到包括糠醛、長鏈飽和脂肪酸、烯醛和十八醛等36種化合物。

涂小珂等以羅非魚下腳料為原料，加入復合蛋白酶和風味蛋白酶進行處理，在所得酶解液中加入L-半胱氨酸鹽、硫胺素鹽酸鹽、木糖和葡萄糖進行美拉德反應，反應條件為滅菌鍋中121 ℃，pH為5.0—5.5，加熱60min時，有明顯肉類風味的同時沒有呈現苦味和酸味。

提高產品的利用效率及品質

酶解法處理肉類產品的廢棄下腳料，能變廢為寶，提高產品的利用率，同時操作工藝簡單，便于工業放大，還減少環境的污染。因此，酶解法在肉類產品下腳料加工方面將有越來越廣泛的應用前景。

王尚豪等的研究表明，采用復合酶解法對蝦頭原料進行酶解比對蝦頭進行處理，所得酶解液比蝦頭自溶液體的水解度、蛋白質利用率以及氨基酸的含量均有明顯提高，充分利用了廢棄原料。張挺等采用風味蛋白酶：復合蛋白酶為1∶1，酶用量0.5%，料液比為1∶4（g/mL），55℃反應6h的工藝條件水解扇貝裙邊，制備得到海鮮風味肽，其中氨基酸態氮的含量為1.62%，對酶解效果的影響主次順序為：酶解溫度、酶解時間、酶用量和料液比。該水解液經噴霧干燥可制成新型扇貝香精添加到其他食品中改善食品風味。

畜骨營養價值高，能防治營養缺乏，而目前人類正面臨鈣缺乏癥的困擾，而畜骨中含有豐富的鈣質，是補鈣的佳品。但畜骨無法直接食用，因此酶解法由于其水解完全、安全無有害殘留等優點在制備骨類產品方面有廣泛的應用。彭慧莉等采用胃蛋白酶、木瓜蛋白酶和中性蛋白酶水解豬骨，中性蛋白酶水解豬骨的效果最好，最佳酶解工藝為：體積比1∶20，酶解時間為5h，酶用量為7%，酶解溫度為50℃。最佳水解度可以達到39.28%。水解后的骨粉可以作為食品添加劑改善肉制品的質感和風味，也可以開發作為豬骨功能性保健品，從而達到充分利用無法食用的豬骨的目的。

魚鱗中約70%均為蛋白質，我國每年均有大量的廢棄魚鱗，造成環境的污染和資源的浪費。通常采取酸法提取魚鱗中的蛋白，但得率不高，而且周期長，殘留物質也不安全，通過酶解法處理魚鱗具有條件溫和、得率高和安全無毒的優點。錢曼等用Alcalase堿性蛋白酶對草魚魚鱗進行酶解，最優酶解工藝為：料液比1∶20（g/mL），60℃水解4h，所得膠原蛋白的黏度、吸水性以及起泡性大于采用熱力法提取的膠原蛋白。

硫酸軟骨素具有降血脂，抗血凝的功效，臨床上還能舒緩關節炎。李鵬等采用木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和堿性蛋白酶對豬氣管軟骨進行酶解，最優的酶解工藝為：溫度40℃，酶質量分數為1.5%，提取時間為2.5h，在此條件下，硫酸軟骨素的得率為10.98%，純度可達到85.22%，達到軟骨素的出口標準。

蛋白酶處理肉類食品還能提高肉類的品質，如愛舍（Ashie）等用天冬氨酸蛋白酶和木瓜蛋白酶水解牛肉，并檢測產物中羥脯氨酸的含量以及肌原纖維蛋白的水解程度，天冬氨酸蛋白酶對牛肉中纖維蛋白的水解使得肉的韌度提高了25%—30%，而木瓜蛋白酶對牛肉的水解并沒有使得牛肉的韌度顯著提升。

結語與展望

隨著生活水平的不斷提高，人們對肉類食品的品質、風味以及食品安全的要求也不斷提高。而且隨著自然資源的不斷匱乏，可持續發展成為工業發展的主旋律。酶解法由于能充分水解禽畜及水產品廢棄物制備營養價值較高且風味更豐富的食品而在肉類食品加工中有較廣泛的應用。

在酶解法處理肉類食品過程中需注意以下問題：

選擇合適的蛋白酶，在保證肉類食品原料充分水解的同時，減少苦味和酸味的呈現，豐富肉類產品的風味；

優化酶加工處理的工藝，提高蛋白質的水解度，改善肉類的品質，提高產品的營養價值；

在酶制劑的生產過程中盡量減少微生物的污染，使用酶制劑處理肉類產品前，去除其中的內毒素；

編輯：foodnews