正交试验优化牡蛎酶解制粉加工工艺

魏好程,何传波,汤凤霞,吴国宏,熊何健*

(集美大学生物工程学院,福建省食品微生物与酶工程重点实验室,福建 厦门 361021)

 

摘 要:以新鲜牡蛎为原料,通过复合蛋白酶对牡蛎进行适度酶解和脱腥处理,并采用喷雾干燥技术生产牡蛎粉。研究牡蛎粉制备过程中的酶解工艺条件、酶解液的脱腥处理方法及酶解液喷雾干燥工艺条件。通过正交设计优化确定复合酶酶解最佳工艺条件。结果表明:最佳工艺条件为复合蛋白酶添加量0.15%、60℃水浴酶解3h,得到的酶解液氨基酸态氮含量最高;酶解液中添加1%酵母粉在37℃条件下培养1h,所得的脱腥效果感官评价最佳;牡蛎酶解液中添加10%麦芽糊精,在进风温度220℃、蠕动泵转速200mL/h条件下喷雾干燥所得牡蛎粉产品质量最佳。

关键词:牡蛎粉;酶解;脱腥;喷雾干燥

 

Orthogonal Array Design for the Optimization of Enzymatic Hydrolysis and Spray Drying of Oyster Meat

 

WEI Hao-cheng,HE Chuan-bo,TANG Feng-xia,WU Guo-hong,XIONG He-jian*

(Fujian Province Key Laboratory of Food Microorganism and Enzyme Engineering, College of Biological Engineering,

Jimei University, Xiamen 361021, China)

 

Abstract:Fresh oysters were hydrolyzed by a commercial mixture of acid proteases, deodorized and spray-dried to produce oyster powder. The three procedures were investigated. The optimum conditions for enzymatic hydrolysis of oyster that provided maximum amino acid nitrogen content were found to be 3 h of hydrolysis at 60 ℃ with an enzyme dosage of 0.15% as determined by orthogonal array design. The optimum conditions for deodorizing the hydrolysate obtained were 1 h of incubation at 37 ℃ after the addition of 1% yeast extract as determined by sensory evaluation, and spray-dried powder of the hydrolysate under the conditions: addition of 10% maltodextrin, air inlet temperature 220 ℃ and peristaltic pump speed 200 mL/h exhibited the best sensory quality.

Key words:oyster powder;enzymatic hydrolysis;deodorization;spray drying

中图分类号:TS254.4 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2013)18-0092-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201318019

牡蛎(Oxtrea rivularis Gould)属贝类,又名蚝、别名海蛎子,是一种极珍贵的海产软体动物。我国牡蛎的主要种类有近江牡蛎、褶牡蛎、密鳞牡蛎、大连湾牡蛎和长牡蛎等,广泛分布在广东、福建、山东等沿海[1],在西方亦有“Sea Milk”之美称[2]。牡蛎肉质鲜美,蛋白质和糖原含量分别为50.63%和22.41%左右,其氨基酸组成完善,8种必需氨基酸占氨基酸总量的40%、含有丰富的功能性多肽、维生素和矿物质等营养成分,是我国卫生部第一批批准的既是药材又可作为食品的保健品[3],具有巨大的食用价值和药用价值[4]。牡蛎离水后死亡快、不耐冻,且容易被微生物污染,保鲜、贮藏技术难度大,传统加工制品有牡蛎干和蚝油等[5]。近年来随着人工养殖牡蛎技术的改善和产量的提高,加之人们对牡蛎丰富的营养价值、特异的生理活性功能的消费追求增加,传统加工模式已不能与发展“蓝色海洋经济”的时代旋律相谐调,严重制约了行业的发展。对牡蛎进行高值化的开发利用,有助于推动我国海洋产业的迅速发展[6]。

福建省海岸线长,牡蛎资源丰富,盛产褶牡蛎,其蛋白质含量高,是制备生物活性肽的良好原料[7]。已有研究[8-9]表明,牡蛎水解蛋白生物活性肽具有抗菌、降血压[10]和抗氧化能力[11]等生物活性。早期利用酸、碱对生物蛋白进行水解,由于其安全性差、产物功效丧失显著、营养成分损失等问题,已逐渐被生物蛋白酶技术所取代。利用现代酶制剂对牡蛎进行适度、定向酶解处理,可制备特定分子质量大小的生物活性肽、氨基酸,提高原料消化吸收率和利用率,增加其营养价值和生物活性功能[2]。但酶解后的牡蛎液在提高生物活性肽含量的同时,也增加了疏水性氨基酸残基或苦味肽数量,造成了苦味、腥味。根据脱苦、脱腥不同机理,选择掩盖、淡化和异味代谢3种外源物质进行处理后,可淡化和掩盖其不良风味。最后,利用喷雾干燥技术将其干制、熟化成牡蛎粉。该技术干燥速度快,产品具有贮运方便、速溶性和复水性好等优点,即可解决资源浪费、环境保护问题,又可以提高牡蛎的附加值,为消费市场提供一种新的便捷食品或基料,具有很好的经济价值和社会效益,是牡蛎加工的一项新技术[12]。本实验研究牡蛎粉的制作工艺中酶解、脱腥和喷雾干燥工艺的影响因素,并确定最佳工艺参数,以期为牡蛎资源的进一步开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜褶牡蛎(Ostrea plicatula)购于厦门市集美区临海养殖场。去壳后,蒸馏水反复清洗,4℃冷藏备用。

商品用复合蛋白酶(木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等复合酸性蛋白酶互配成品酶制剂) 天津科建科技有限公司;氢氧化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠(分析纯) 中国上海试剂总厂;麦芽糊精、β-环状糊精、酵母粉、海藻糖(均为食品级) 湖北巨龙堂生物科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

BL-711均浆机 广东德尔电器有限公司;pH 211台式酸度计 北京哈纳科技有限公司;HH-4数显恒温水浴锅 金坛三和仪器有限公司;TDL-5离心机 上海安亭科学仪器厂;BS124S分析天平 赛多利斯科学仪器有限公司;SD-1000喷雾干燥机 上海沃迪科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 氨基酸态氮含量的测定

参照张水华[13]甲醛电位滴定法测定氨基酸态氮(AAN)含量,略有改变。

取5mL酶解上清液定容于100mL的容量瓶,再取20mL稀释定容的酶解液于250mL的烧杯中,并加入60mL蒸馏水。在磁力搅拌状态下,用0.05mol/L NaOH标准溶液滴定至pH8.2,加入10mL 40%的中性甲醛混匀后,继续用上述NaOH标准溶液滴定至pH9.2,计录消耗NaOH标准液的量,按下式计算氨基酸态氮(AAN,%)含量。

409024.jpg

式中:V1为样品加入甲醛滴定至终点(pH9.2)所消耗NaOH标准溶液的体积/mL;V2为空白加入甲醛滴定至终点所消耗的NaOH标准溶液的体积/mL;c为NaOH标准溶液的浓度/(mol/L);m为测定用样品溶液相当于样品的质量/g;0.014为氮的毫摩尔质量/(g/mmol)。

1.3.2 牡蛎复合酶解工艺的确定

新鲜牡蛎肉→漂洗→沥干→捣碎匀浆→称质量→酶解→灭酶→冷却→离心→牡蛎酶解液→脱腥→喷雾干燥→产品检测→包装贮藏→牡蛎粉

1.3.3 牡蛎复合酶解工艺试验设计

1.3.3.1 复合蛋白酶添加量对牡蛎水解效果的影响

取5份匀浆后的牡蛎肉(每份10g),各加入10mL蒸馏水,然后分别加入0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的复合蛋白酶,60℃酶解3h,沸水中灭酶10min,4000r/min离心10min,取上清液定容10mL,测定酶解液中的AAN含量,考察酶添加量对水解效果的影响。

1.3.3.2 酶解温度对牡蛎水解效果的影响

取5份打浆后的牡蛎肉(每份10g),各加入10mL蒸馏水,再加入最适加酶量,在45、50、55、60、65℃条件下酶解3h,沸水中灭酶10min,4000r/min离心10min,上清液定容,测定酶解液中的AAN含量,考察酶解温度对水解效果的影响。

1.3.3.3 酶解时间对牡蛎水解效果的影响

取5份打浆后的牡蛎肉(每份10g),各加入10mL蒸馏水,再加入最适加酶量,在最佳温度条件下分别酶解1、2、3、4、5h,沸水中灭酶10min,4000r/min离心10min,上清液定容,测定酶解液中的AAN含量,考察酶解时间对水解效果的影响。

1.3.3.4 正交试验优化

以水解液中的AAN含量为指标,在单因素试验的基础上,选择加酶量、酶解时间、酶解温度3个因素,进行L9(33)正交优化试验,确定牡蛎酶解的最佳工艺条件。

1.3.4 牡蛎酶解液脱腥技术试验设计

表 1 牡蛎酶解液脱腥感官评分标准

Table 1 Criteria for sensory evaluation of deodorized oyster hydrolysate

评分

感官评价

1

深黄色或黄褐色,溶液十分混浊,腥味很重

2

深黄色或黄褐色,溶液混浊,腥味很重

3

深黄色,溶液较混浊,腥味重

4

深黄色,溶液比较澄清透明,腥味一般

5

黄色,溶液比较澄清透明,腥味一般

6

黄色,溶液比较澄清透明,腥味小

7

淡黄色,溶液比较澄清透明,腥味较小

8

淡黄色或无色,溶液澄清透明,腥味较小

9

无色或淡黄色,溶液澄清透明,腥味更小

 

 

牡蛎经过酶解反应,生成目标功能活性多肽或氨基酸的同时,部分水解产物为分子末端含疏水性氨基酸的多肽或苦味肽,导致水解产物呈现苦味或腥味,影响了产品的风味。对牡蛎水解产物进行脱腥、脱苦修饰处理,也是牡蛎加工中所面临的技术难题[14]。本研究采用1% β-环糊精40℃包埋1h、1%酵母37℃发酵1h和2%的海藻糖煮沸10min抑制法3种方法进行脱腥处理[3],与空白对照进行感官评定,通过比较确定适宜于牡蛎水解液脱苦、脱腥的可行方法。感官评分标准见表1。

1.3.5 喷雾干燥试验设计

1.3.5.1 单因素试验

喷雾干燥是将液态物料,雾化分散成细小微粒,通过增大料液蒸发面积,瞬间将大部分水分除去,使物料中的固体物质干燥成粉末且通过与热空气接触,达到快速干燥之目的的一种干制技术。喷雾干燥具传热快、水分蒸发迅速、干燥时间短的特点,且制品营养损失少、品质好、复水性能好等特性。此外,通过添加赋形剂、包埋剂等,喷雾干燥技术还实现对芯材物质的微囊包埋。本实验采用实验型气流式雾化喷雾干燥设备,对影响喷雾干燥效果的主要工艺参数进风温度、进料速度(蠕动泵转速)因素进行单因素试验设计。

试验中采用添加10%麦芽糊精、料液质量浓度41.72g/100mL、喷雾压力2.3kg/cm2、撞针压力1.5kg/cm2、出风温度80℃条件下,分别选取进风温度为180、200、220、240℃和蠕动泵转速分别为180、200、220、240mL/h水平进行喷雾干燥单因素试验,以牡蛎粉出粉率、含水率、粘壁现象、溶解性及溶解后风味为指标进行综合评定,规定满分为100分,各项指标所占比例不同,评分标准表见表2所示[15],考察进风温度、蠕动泵转速对牡蛎酶解液喷雾干燥效果的影响。

表 2 牡蛎粉评分标准

Table 2 Criteria for quality evaluation of oyster powder

项目

总分

评分标准

评分

出粉率

30分

7.5%~9.0%

0~10

9.0%~10.5%

10~20

10.5%~12.0%

20~30

 

 

 

 

含水率

30分

6.0%~7.5%

0~10

4.5%~6.0%

10~20

3.0%~4.5%

20~30

 

 

 

 

粘壁现象

20分

严重,有较多粉挂壁,不易刮下;

0~7

一般,随时间延长挂壁增多

7~14

很少,基本不挂壁,易刮下

14~20

 

 

 

 

溶解性及

溶解后风味

20分

冷热水中均少量溶解,无牡蛎风味

0~7

冷水中少量不溶,热水中有牡蛎风味

7~14

冷水中完全溶解,热水中有牡蛎风味

14~20

 

 

1.3.5.2 正交试验优化

为获得酶解牡蛎粉最佳喷雾干制效果,在单因素试验基础上,以进风温度和蠕动泵转速2因素进行L9(33)正交试验设计,以表2牡蛎粉评分标准为依据,对酶解牡蛎粉喷雾干燥工艺进行优化。

1.3.6 感官评定方法的建立

依据GB/T 16291.1—2012《感官分析:选拔、培训与管理评价员一般导则:第1部分:优选评价员》要求,参照GB/T 12312—2012《感官分析:味觉敏感度的测定方法》对感官评价人员进行培训,建立10人(4男,6女)组成的感官鉴定小组,结合GB/T 10220—2012《感官分析:方法学》对牡蛎脱腥水解液和喷雾干制复水牡蛎液进行色泽、澄清度、芳香和缺陷评价(腥味、沉淀、不良焦糊风味)进行感官评价品质标度的质量评分和感官描述,结合牡蛎液特有品质特征,建立表1所示的牡蛎酶解液脱腥感官评分标准和表2牡蛎粉评分标准,对牡蛎粉喷雾干燥的影响感官描述评分。

1.4 统计方法

采用SPSS 13.0统计软件对试验结果进行方差分析,采用LSD对数据进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 牡蛎复合酶酶解时加酶量的确定

409041.jpg 

图 1 酶添加量对酶解效果的影响

Fig.1 Effect of enzyme dosage on ANN content of hydrolysates

由图1可知,酶解液中AAN含量随酶用量增加而呈上升趋势,而当添加量达到0.15%时AAN含量趋于平缓。可能是酶解初期,底物充足,酶作用效果强,酶解曲线呈现快速上升,而当酶添加量增加而底物不足时,随着酶解进行,产物达到一定程度后会使酶的活力受到一定抑制,酶用量的增加对水解度影响减弱。所以从实验结果和经济效益上选择0.15%的加酶量比较适宜。

2.2 牡蛎复合酶酶解最适温度的确定

409056.jpg 

图 2 酶解温度对酶解效果的影响

Fig.2 Effect of hydrolysis temperature on ANN content of hydrolysates

由图2可知,酶解温度对酶解效果呈现“先增后降”的抛物线趋势,在60℃左右,复合蛋白酶表现出最佳酶解效果。酶生物活性与反应温度之间响应关系密切,酶解温度太低,蛋白酶活力不足,反应速度较慢;酶解温度过高,部分酶失活,造成酶解效率下降,此外还导致了原料蛋白质的变性而不易水解。因此控制适宜酶解温度控制酶解进程是十分重要的[16]。

2.3 牡蛎复合酶酶解最适时间的确定

409069.jpg 

图 3 酶解时间对酶解效果的影响

Fig.3 Effect of hydrolysis time on ANN content of hydrolysates

由图3可知,随着酶解时间的延长,产物中游离氨态氮不断增加,同时实验中牡蛎香味也不断增强。酶解前期酶解速度较快,3h左右氨态氮含量趋于稳定,且此时的腥味较淡。随着酶解时间的继续延长,牡蛎蛋白质不断水解为小分子的活性肽,形成特定极性基团和疏水结构,产生苦味等风味物质[17],因此以游离氨态氮含量为检测指标,结合感官评价对酶解时间考量,确定3h为牡蛎最佳酶解时间。

2.4 牡蛎酶解正交试验

根据牡蛎酶解单因素试验,选取加酶量、酶解时间和酶解温度3个因素,各取3个水平,选用L9(33)正交优化试验设计,以AAN含量为指标进行评分,确定牡蛎最佳酶解条件。正交试验设计及结果如表3所示。

表 3 牡蛎酶解正交试验设计及结果

Table 3 Orthogonal array design and results for the optimization of enzymatic hydrolysis of oyster

试验号

A酶解时间/h

B加酶量/%

C酶解温度/℃

AAN含量/%

1

1(1)

1(0.05)

1(50)

0.321

2

1

2(0.10)

2(55)

0.375

3

1

3(0.15)

3(60)

0.397

4

2(2)

1

2

0.601

5

2

2

3

0.678

6

2

3

1

0.674

7

3(3)

1

3

0.734

8

3

2

1

0.741

9

3

3

2

0.752

k1

0.364

0.552

0.579

 

k2

0.651

0.598

0.576

酶解最优组合:A3B3C3

k3

0.742

0.608

0.603

R

0.378**

0.056

0.027

 

注:酶添加量以牡蛎鲜质量计;**.α=0.05水平上,差异显著。下同。

 

在试验条件下,由极差R可知,各因素的影响酶解效果主次顺序依次为:ABC,即酶解时间、加酶量、酶解温度。数据经过方差分析,在α=0.05水平上,酶解时间对牡蛎酶解效果显著影响。比较均值k大小,得出牡蛎酶解正交试验的最佳组合为A3B3C3,这与单因素试验结果基本吻合。由于该组合未在正交试验中出现,进行验证实验。采用A3B3C3组合进行牡蛎酶解实验,平行3次。结果如表4所示。

表 4 酶解效果验证实验结果

Table 4 Validation of the optimized hydrolysis conditions

序号

牡蛎匀浆质量/g

料水比

AAN含量/%

RSD/%

1

10.1

1:1

0.770

0.0065

2

10.0

1:1

0.777

3

10.0

1:1

0.783

平均值

10.0

1:1

0.777

 

 

 

通过验证实验,如表4酶解效果验证实验结果所示,最佳组合条件下重复验证实验RSD为0.0065%,AAN含量为0.777%,大于正交试验结果中的每个数据。因此,确定牡蛎酶解的最佳酶解条件为:酶解时间3h、加酶量0.15%、酶解温度60℃。

2.5 牡蛎酶解液脱腥技术研究

采用β-环糊精包埋法、酵母粉发酵法、海藻糖抑制法进行牡蛎酶解液脱腥处理。实验表明空白组酶解液腥味较重;而β-环糊精包埋法,不能完全脱腥,且有异味;酵母粉发酵法,脱腥效果明显,口感也较好;海藻糖抑制法有腥味,汤汁色泽较深。各种脱腥处理感官评分如图4所示。

409082.jpg 

图 4 不同脱腥方法对牡蛎酶解液的脱腥效果感官评分

Fig.4 Sensory evaluation results for oyster hydrolsates deodorized by different methods

由图4可知,依据掩盖、淡化和异味代谢3种不同脱腥、脱苦机理而选择的海藻糖、β-糊精和酵母粉添加物,其脱腥效果差异显著。其中酵母粉的脱腥效果评分最高,因此实验确定添加1%的酵母粉37℃条件下发酵1h的脱腥方法为最佳脱腥工艺条件,此时能够充分掩盖牡蛎腥味,且适量酵母粉不会产生异味,口感也比较好。

酵母粉脱腥首先可能是由于酵母疏松的结构对腥臭物质的吸附作用,其次酵母能与多种酶相结合,将异味物质(醛、酮等大分子)作为底物转化为无苦、无腥物质,从而达到脱苦、脱腥的目的。Asao[17]、Are[18]等的研究表明,水解蛋白苦味口感的产生,是由小分子多肽“Z”字形极性分子结构决定,而苦味强度大多是由分子末端疏水氨基酸残基的多少决定。β-糊精是环状低聚葡萄糖,存在一个立体疏水空腔。可依据主-客间分子大小的匹配,以及范德华力、疏水作用力与水解产生的小分子活性苦味多肽、疏水性氨基酸残基端结合形成包合物,通过减少疏水基团的数量来缓解水解液苦味的强度。食品中的一些令人不快的异味主要是由挥发性醛类、乙基硫醇和三甲胺三大类物质构成,加入一定量的海藻糖能够抑制这些物质,从而达到一定的脱腥效果。研究表明,添加β-糊精或海藻糖脱腥、脱苦效果不甚理想。

2.6 进风温度对牡蛎粉喷雾干燥的影响

表 5 进风温度对牡蛎粉喷雾干燥的影响

Table 5 Effect of air inlet temperature on quality characteristics of spray-dried oyster hydrolsates

进风温度/℃

180

200

220

240

出粉率/%

7.43

10.21

10.16

10.02

含水率/%

5.65

5.06

4.87

4.79

粘壁现象

粘壁稍多

粘壁一般

粘壁一般

粘壁稍少

溶解性

冷水中溶解完全,热水中有少许未溶

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

复水风味

牡蛎风味淡,

腥味略重

牡蛎风味浓郁,

腥味小

牡蛎风味浓郁,

腥味小

牡蛎风味浓郁,

略带焦味

感官评分

6.2

7.8

8.3

6.9

 

注:溶解性均指1min内粉末的溶解情况。

 

从表5可以看出,随着进风温度的升高,样品的含水率降低,这与康云峰[19]利用喷雾干燥技术制备番茄胡萝卜复合粉的结论一致;当进风温度为180℃时,粘壁较严重,可能是由于进口温度低,产品不能完全干燥;当温度升高时,粘壁现象明显减轻,可能是进风温度的提高有利于雾化后液滴表面的麦芽糊精迅速干燥,形成结构完整的微胶囊壁材,改善了喷雾效果;当温度达到240℃时,粉末颗粒出现较多结块,水分散失速度过快,麦芽糊精表面易形成凹陷,使已成型的包埋颗粒发生类似于气球胀破的现象,产品颗粒完整度下降[15]。而高温会使牡蛎粉所含的杂质以及变性蛋白质含量都增多,变性蛋白多的牡蛎粉其疏水性提高,苦味增强。同时,高温喷雾造成的颗粒破碎,包埋效果下降,使产生苦味的疏水性氨基酸残基暴露在外面,失去了微胶囊包埋脱苦的作用,产品复水性能也整体下降。根据综合感官评分,220℃时喷雾干燥所得样品较好,所以确定控制进风温度为220℃。

2.7 蠕动泵转速对牡蛎粉喷雾干燥的影响

进料速率对干燥的影响主要体现在蒸发负荷和雾滴颗粒变化两个方面[20]。随着蠕动泵转速的增加,蒸发负荷量增大、雾化效果不佳,导致雾滴颗粒变大,粉体粒度完整性和包埋率下降,甚至出现物料干燥塔壁内堆积凝结,影响产品含水率、出粉率和复水性能。根据综合感官评分,蠕动泵转速为200mL/h时,产品综合品质较好。

表 6 蠕动泵转速对牡蛎粉喷雾干燥的影响

Table 6 Effect of peristaltic pump speed on quality characteristics of spray-dried oyster hydrolsates

蠕动泵转速/(mL/h)

180

200

220

240

出粉率/%

10.88

10.59

8.21

7.33

含水率/%

4.88

5.01

5.55

5.65

粘壁现象

粘壁较少

粘壁一般

粘壁稍多

粘壁严重

溶解性

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

冷水中少许未溶,热水中完全溶解

复水风味

牡蛎风味浓郁,腥味一般,

略带焦味

牡蛎风味浓郁,腥味小

牡蛎风味浓郁,腥味小

牡蛎风味淡,

腥味略重

综合感官评分

7.3

7.5

6.7

5.8

 

 

2.8 喷雾干燥正交试验

根据喷雾干燥单因素试验,选取进风温度和蠕动泵转速两因素,各设定3个水平,进行正交试验,以牡蛎粉的感官检验为指标,对喷雾条件进行综合评分,确定牡蛎粉喷雾干燥最佳条件。对结果进行分析,如表7所示。

表 7 牡蛎粉喷雾干燥正交试验设计及结果

Table 7 Experimental design and results for the optimization of spray drying conditions

试验号

A进风温度/℃

B蠕动泵转速/(mL/h)

评分

1

1(180)

1(180)

6.6

2

1

2(200)

7.0

3

1

3(220)

6.9

4

2(200)

1

7.1

5

2

2

7.5

6

2

3

7.2

7

3(220)

1

7.2

8

3

2

7.9

9

3

3

7.4

k1

6.83

6.87

喷雾最优组合:

A3B2

k2

7.27

7.47

k3

7.50

7.17

R

0.67**

0.60**

 

 

 

由表7中极差R分析可知,牡蛎粉喷雾干燥的最佳条件为A3B2,即最佳喷雾干燥条件为:进风温度为220℃,蠕动泵转速为200mL/h。这与单因素条件试验得到的结果一致。

由方差分析可知,在α=0.05水平上,进风温度和蠕动泵转速两因素对喷雾干制牡蛎粉感官评定均有显著影响,且影响效果主次顺序依序为:AB。采用最优酶解技术、最佳脱腥方法和最优喷雾干制技术获得的酶解牡蛎粉末色泽呈淡黄色、颜色均匀,颗粒形态呈现细小粉末状,质地均匀、无结块;在室温和85℃的热水的溶解性和复水性效果好;复原牡蛎溶液物结块、沉淀,所得液体呈黄白色,有牡蛎特有风味。采用105℃烘箱干燥法对牡蛎粉进行水分含量测定,牡蛎粉的水分含量为4.11g/100g。

3 讨 论

3.1 以新鲜牡蛎肉为原料,进行匀浆酶解实验,采用单因素试验和正交试验设计,结果表明复合蛋白酶添加量0.15%(按原料鲜质量计),60℃酶解3h,所得酶解液氨基酸态氮含量最高。酶解技术关键有两步,首先是专用酶种类的选择,根据定向酶解目的蛋白片段、功能性多肽分子大小和氨基酸的要求,常见有中性蛋白酶[14]、木瓜蛋白酶[21]、菠萝蛋白酶[22]、风味蛋白酶[23]、胰蛋白酶[24]等。其次是酶解工艺条件的选择,如酶解适宜pH值、酶解温度、酶解时间等对定向酶解技术的贡献不同,因为不同酶解产物氨基酸组成不同,其营养成分、生物利用率、生物功能活性以及滋、气味都表现出差异性[25]。

3.2 β-环糊精包埋法、酵母粉发酵法、海藻糖抑制法及空白对照的脱腥实验表明,在牡蛎酶解液中加入1%酵母粉在37℃条件下培养1h,感官评价最高。牡蛎水解产物中多肽链空间结构和疏水性氨基酸残基的共同效应,使此类产品具有腥味、苦味,成为当前亟需解决的问题。根据苦味产生的机理,目前常用的方法有采用活性碳吸附[12]、外源物包埋掩盖、发酵转换和Maillard生香转化与掩盖相结合的方法[22-24]。由于每种脱腥方法机理不同,效果也具差异性。

3.3 通过单因素和正交试验确定了牡蛎粉喷雾干燥工艺参数,最佳喷雾条件为进风温度220℃、蠕动泵转速200mL/h,所得牡蛎粉产品品质优良。喷雾干燥技术在很短的时间里完成产品熟化、造粒,具有营养损失少、复水性好以及环境友好特性[26]。同时,麦芽糊精赋形剂的加入,不仅提高了产品出粉率,而且也起到了壁材微胶囊包埋脱腥,脱苦的作用,在牡蛎粉生产中具有良好的应用前景。

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收稿日期:2013-04-08

基金项目:李尚大集美大学学科建设基金项目(ZC2012007);福建省科技计划重点项目(2009I0019;2009N0045)

作者简介:魏好程(1978—),男,讲师,硕士,研究方向为食品加工技术。E-mail:whc_xm@jmu.edu.cn

*通信作者:熊何健(1968—),男,研究员,硕士,研究方向为生物活性物质。E-mail:hjxiong@jmu.edu.cn