鸡胸肉中的脂肪含量较低,且含有丰富的蛋白质,但是由于其含水量高,肉质口感不好,这使得鸡胸肉的价格偏低,销量一直不佳。以鸡胸肉为原料,通过生物酶解技术对其进行深加工,得到提取多肽酶解液,进而制备鸡胸肉蛋白多肽饮料。这可以极大地提升鸡胸肉的利用率,在此基础上也能改善鸡胸肉的市场销量。
多肽饮品的开发可分为动物性多肽饮品和植物性多肽饮品。目前对于蛋白多肽饮品的开发植物性多肽居多,对于动物性多肽饮料的研究偏少,且动物性蛋白多肽溶解度较高、消化率和生物效价远远高于植物性蛋白多肽[1]。 李雪等[2]、魏振承等[3]、赵薇微等[4]、宗玉霞[5]分别以大豆、花生、复合葵花籽粕、核桃粕为研究对象,从中提取多肽制多肽饮料。目前国内苏永昌等[6]、马龙等[7]、张根生等[8]分别对罗非鱼,鸡骨和鸡蛋蛋白进行研究,配制出多肽饮料。国外学者Yu-Mi Lee等[9]和Fatah B Ahtesh等[10]通过发酵乳蛋白得到具有抑制血管紧张素转换酶(angiotensin-I-converting en-zyme,ACE)作用的多肽,从而制成含有血管紧张素转换酶抑制剂生物活性肽的新型功能性发酵乳饮料,而这为预防或治疗高血压提供一种有用的途径。因此,探究动物性蛋白多肽饮料是很有必要的。本文章鸡源蛋白多肽饮料的配制主要采用生物酶解技术,用木瓜蛋白酶对鸡胸肉进行酶解进而得到酶解液,再将酶解液同其他配料进行调配,制成高蛋白,高营养且酸甜可口的新型饮料。
三黄鸡胸脯肉:市售;三氯乙酸(分析纯):天津市光复精细化工研究所;氢氧化钠(分析纯)、柠檬酸三钠(分析纯)、无水硫酸铜(分析纯)、蔗糖(分析纯)、柠檬酸(分析纯)、氯化钠(分析纯):天津市德恩化学试剂有限公司;木瓜蛋白酶(酶活2万U/g):北京索莱宝科技有限公司;牛血清蛋白:上海展云化工有限公司;果味粉(食品级):广州市航帆食品有限公司。
FA124万分之一电子天平:上海舜宇恒平科学仪器有限公司;HZF-A500百分之一电子天平:福州华志科学仪器有限公司;DK-S24恒温水浴锅:上海精其仪器有限公司;M85C胶体磨:广州市香洋机械设备有限公司;KDC-220HR高速冷冻离心机:科大创新股份有限公司;TU1810SPC紫外可见分光光度计:北京普析通用有限公司。
1.3.1 酶解工艺
新鲜鸡胸肉→洗净→灭活→磨浆→预处理→加酶恒温水解→灭活→过滤离心→鸡肉蛋白酶解液
1.3.2 调配工艺
鸡肉蛋白酶解液10倍稀释→果味粉→蔗糖→柠檬酸→氯化钠→过滤→罐装→灭菌→成品
新鲜鸡胸肉洗净后均匀分割,放置100℃水浴锅中加热10 min灭活肉中自带的蛋白酶,然后按料液比1∶3(g/mL)[11](用蒸馏水配制)在室温条件下用胶体磨打碎,重复2次~3次。参照曾清清[12]方法并稍作改动,配成底物浓度为5%、10%、15%、20%、25%,酶添加量(以鸡肉的质量计)为 0‰、0.5‰、1.0‰、1.5‰、2.0‰、2.5‰的30组样品在55℃下进行2 h酶解。当达到水解时间后,再次用100℃沸水灭活20 min,过滤离心(4 800 r/min,20 min)。取1 mL离心后的酶解液,加入1 mL 4%的三氯乙酸,混匀,进行二次离心(4 000 r/min,10 min),取其上清液测定吸光度。
采用微量双缩脲法进行测定,参照唐开永等[13]方法并稍作改动。向试管中分别加入0、0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 mL牛血清蛋白溶液,用蒸馏水补足到1.5 mL,然后加入1.5 mL的6%氢氧化钠溶液,搅拌均匀后,再加入0.15 mL微量双缩脲试剂,充分混匀后在室温(20℃~25℃)下放置15 min,然后于330 nm进行吸光度测定,并作标准曲线[14]。
取二次离心样品的上清液1.5 mL加入试管,然后加入1.5 mL的6%氢氧化钠溶液,再加入0.15 mL的微量双缩脲试剂,充分摇匀后静置15 min于330 nm波长下进行吸光度测定,将测得的吸光度带入标准曲线查得其浓度。蛋白质溶液浓度标准曲线见图1。
图1 蛋白质溶液浓度标准曲线
Fig.1 Standard curve of protein solution concentration
1.6.1 果味粉的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在蔗糖8.3%、柠檬酸0.25%、氯化钠0.42%的配方中分别添加3%、4%、5%、6%、7%的果味粉,分别制成不同果味粉添加量的多肽饮料,对饮料进行感官评价。
1.6.2 蔗糖的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在果味粉7%、柠檬酸0.25%、氯化钠0.42%的配方中分别添加 8.25%、8.3%、8.35%、8.4%、8.45%的蔗糖,分别制成不同蔗糖添加量的多肽饮料,对饮料进行感官评价。
1.6.3 柠檬酸的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在果味粉7%、蔗糖8.4%、氯化钠0.42%的配方中分别添加0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%的柠檬酸,分别制成不同柠檬酸添加量的多肽饮料,对饮料进行感官评价。
1.6.4 氯化钠的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在果味粉7%、蔗糖8.4%、柠檬酸0.35%的配方中分别添加 0.34%、0.38%、0.42%、0.46%、0.50%的氯化钠,分别制成不同氯化钠添加量的多肽饮料,对饮料进行感官评价。
为寻求较好的产品,本试验采用四因素三水平正交试验设计以获取风味较佳的鸡源蛋白多肽饮料的配方,正交因素水平表如表1。
表1 正交试验因素水平表
Table 1 Horizontal table of orthogonal experimental factors
水平 因素A果味粉/% B蔗糖/% C柠檬酸/%D氯化钠/%1 6.5 8.375 0.325 0.44 2 7 8.4 0.35 0.46 2 7.5 8.425 0.375 0.48
2.1.1 底物浓度对低聚肽产量的影响
底物浓度对低聚肽产量的影响见图2。
由图2可以看出,当酶解时间(1 h)和酶添加量一定时,不同底物浓度对低聚肽含量均有显著影响。不添加酶时,随着底物浓度的增加,低聚肽含量随之增加。酶添加量一定时,5组不同底物浓度的低聚肽含量呈先上升后下降趋势,底物浓度在5%~15%范围内时,低聚肽含量显著增加,且在底物浓度为15%时达到最大值;在底物浓度为15%之后,低聚肽含量逐渐减少,最终趋于平缓。出现这种现象可能与黏度有关,当底物浓度增大时,黏度也增大,不利于酶与底物的充分接触,因此当底物浓度过大时酶解量反而会降低。所以底物浓度为15%时,效果最佳。但该结果与张根生等[8]的试验结果有所差异,这可能与底物原料不同有关[15]。
图2 底物浓度对低聚肽产量的影响
Fig.2 Effect of substrate concentration on oligopeptide yield
2.1.2 酶添加量对低聚肽产量的影响
酶添加量对产物产量的影响见图3。
图3 酶添加量对产物产量的影响
Fig.3 Effect of enzyme addition amount on product yield
由图3可以看出,当酶解时间(1 h)和底物浓度一定时,不同酶添加量对低聚肽含量也有显著影响。当底物浓度5%时,随着酶添加量的增多,低聚肽含量呈先上升后下降再缓慢上升趋势,在酶添加量为1.0‰时达到最大值;保证每一组的底物浓度不变时,低聚肽含量呈先上升后下降趋势,在底物浓度15%,酶添加量为0.5‰时低聚肽含量达到最大值。
为进一步探究酶添加量对低聚肽含量的影响,对酶添加量进行了更精确的试验。酶添加量对产物产量的影响见图4。
图4 酶添加量对产物产量的影响
Fig.4 Effect of enzyme addition amount on product yield
在图3中,酶添加量为0.5‰时,低聚肽含量急剧增加,为寻找低聚肽含量的上升趋势,在酶解时间为1 h时,对最佳底物浓度15%做了酶添加量为0‰~0.5‰的6组等梯度试验。由图4可知,低聚肽含量在酶添加量0‰~0.3‰内呈逐渐上升趋势,在酶添加量0.3‰~0.5‰内达到最大值且趋于平缓。
由此可知,酶添加量在0.3‰~0.5‰内,低聚肽含量基本相同且达到最大值。因此,在工业化生产中,不影响效率且节约成本下,酶添加量应选择0.3‰为最佳。
2.1.3 酶解时间对低聚肽含量的影响
为探索酶解时间对低聚肽含量的影响,此次选用最佳底物浓度15%、最佳酶添加量0.3‰进行试验操作。酶解时间对产物产量的影响见图5。
图5 酶解时间对产物产量的影响
Fig.5 Effect of enzymatic hydrolysis time on product yield
由图5可知,当底物浓度、酶添加量一定时,不同时间对低聚肽含量也有显著影响。随着酶解时间加长,低聚肽含量低聚肽含量呈先上升后下降趋势。酶解时间1 h时低聚肽含量高,确定最佳的酶解时间为1 h。
由图2~图5可知:当酶解时间一定时,最佳酶添加量为0.3‰,最佳底物浓度为15%;在酶解时间和底物浓度一定时,最佳酶解时间为1 h。
2.2.1 果味粉的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
本试验以果味粉为原料,在蔗糖8.3%、柠檬酸0.25%、氯化钠0.42%的配方中,分别添加3%、4%、5%、6%、7%的果味粉,对果味粉进行综合评分,结果见表2。
表2 果味粉的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
Table 2 Effect of the amount of fruit powder on chicken protein polypeptide beverage
添加量/% 色泽 口感 气味 综合评分3 7.3 7 7 21.3 4 7.5 7.5 7.3 22.3 5 7.5 7.8 7.5 22.8 6 7.6 7.9 7.5 23 7 7.8 8 7.7 23.5
由表2得出:添加7%的果味粉,饮料的色泽、口感和气味最好。
2.2.2 蔗糖的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在果味粉7%、柠檬酸0.25%、氯化钠0.42%的配方中分别添加 8.25%、8.3%、8.35%、8.4%、8.45%的蔗糖,对蔗糖进行综合评分,结果见表3。
表3 蔗糖的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
Table 3 Effect of sucrose dosage on chicken protein polypeptide beverage
添加量/% 色泽 口感 气味 综合评分8.25 7.3 7 7.2 21.5 8.3 7.3 7.3 7.3 21.9 8.35 7.4 7.5 7.5 22.4 8.4 7.7 7.8 7.7 23.2 8.45 7.5 7.7 7.5 22.7
由表3得出:添加8.4%的蔗糖,饮料的色泽、口感和气味最好。
2.2.3 柠檬酸的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在果味粉7%、蔗糖8.4%、氯化钠0.42%的配方中分别添加 0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%对柠檬酸进行综合评分,结果见表4。
由表4得出:添加0.35%的柠檬酸,饮料的色泽、口感和气味最好。
表4 柠檬酸的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
Table 4 Effect of citric acid dosage on chicken protein polypeptide beverage
添加量/% 色泽 口感 气味 综合评分0.15 7.1 7 7.4 21.5 0.20 7.2 7.5 7.4 22.1 0.25 7.3 7.3 7.3 21.9 0.30 7.5 7.6 7.3 22.4 0.35 7.9 7.8 7.7 23.4
2.2.4 氯化钠的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
在果味粉7%、蔗糖8.4%、柠檬酸0.35%的配方中分别添加0.34%、0.38%、0.42%、0.46%、0.50%对柠檬酸进行综合评分,结果见表5。
表5 氯化钠的用量对鸡源蛋白多肽饮料的影响
Table 5 Effect of sodium chloride dosage on chicken protein polypeptide beverage
添加量/% 色泽 口感 气味 综合评分0.34 7.2 7.4 7.3 21.9 0.38 7.4 7.4 7.5 22.3 0.42 7.5 7.6 7.6 22.7 0.46 7.8 7.8 7.9 23.5 0.50 7.6 7.6 7.7 22.9
由表5得出:添加0.46%的氯化钠,饮料的色泽、口感和气味最好。
2.2.5 鸡源蛋白多肽饮料最佳配方的正交试验
根据单因素试验结果,选出果味粉、蔗糖、柠檬酸、氯化钠4个因素的3个最佳水平做正交试验,如表6。
表6 正交因素水平
Table 6 Levels of orthogonal factors
试验号因素 得分A果味粉/%B蔗糖/%C柠檬酸/%D氯化钠/%色泽气味口感1 1(6.5)1(8.375)1(0.325)1(0.44)7.7 7.9 7.9 23.5 2 1 2(8.4)2(0.35)2(0.46)7.6 7.7 7.5 22.8 3 1 3(8.425)3(0.375)3(0.48)7.5 7.4 7.6 22.5 4 2(7)1 2 3 7.5 7.6 7.5 22.6 5 2 2 3 1 7.7 7.5 7.6 22.8 6 2 3 1 2 7.5 7.7 7.7 22.9 7 3(7.5)1 3 2 7.7 7.8 7.6 23.1 8 3 2 1 3 7.5 7.6 7.5 22.6 9 3 3 2 1 7.6 7.5 7.6 22.7 K1 68.80 69.20 69.00 69.00 K2 68.30 68.20 68.10 68.80 K3 68.40 68.10 68.40 67.70 k1 22.93 23.07 23.00 23.00 k2 22.77 22.73 22.70 22.93 k3 22.80 22.70 22.80 22.57极差R 0.17 0.37 0.30 0.43优水平 A1 B1 C1 D1
由正交表统计结果可以看出在一定条件下果味粉、蔗糖、柠檬酸、氯化钠对鸡源蛋白多肽饮料的风味都有影响,其中影响条件最大的是氯化钠添加量,影响条件最小的是果味粉,其主次排列顺序为:D>B>C>A,且最佳风味配方是A1B1C1D1,因此选用A1B1C1D1即果味粉6.5%、蔗糖8.375%、柠檬0.325%、氯化钠0.44%为鸡源蛋白多肽饮料的风味配方,在此方法下的感官综合得分最高。
制取鸡源蛋白多肽的最佳工艺是采用木瓜蛋白酶酶解,其工艺为最佳底物浓度15%、最佳酶添加量0.03%(以鸡肉的质量百分比计算)、最佳酶解时间1 h,此时的多肽产量为1.25 mg/mL。正交试验分析得到鸡源多肽的最佳饮料配方:果味粉为6.5%、蔗糖为8.375%、柠檬酸为0.325%、氯化钠为0.44%。
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