第四章_海洋动物水解蛋白的生产

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④蛋白水解酶酶切位点的差异。

肽链外切酶>肽链内切酶
断裂苦味肽疏水性氨基酸的肽链外切酶
⑤与脂类含量也有关，脂含量低则苦味低。
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2、Q值：

衡量氨基酸、肽、蛋白质的疏水性；

Q=Σ△g/n
△g表示每种氨基酸侧链的疏水贡献；
n是氨基酸残基数。

Q规律： 经验发现，Q值>1400的肽可能有 苦味，<1300的无苦味，这种肽的苦味与平 均疏水性的之间的相关性，即为Q规律。

得率较低； 酶灭活（加热或调pH）过程增加成本；

水解过程用的酶无法再利用。
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4、工艺

(1)单酶酶解技术 只用一种外源酶对原料中 的蛋白质进行水解获得水解蛋白的方法。

(2)双酶酶解技术 选用对蛋白质底物酶解特 异性有互补作用的两种酶水解蛋白。

(3)多酶复合酶解技术 两种以上的酶对原料
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3 影响苦味程度的主要因素 （1）原料的选择和预处理 （2）疏水基团的位置 （3）水解度
（4）pH调节剂
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4 、脱苦方法： （1）选择分离法 （2）掩盖法 （3）酶法
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①选择性分离 活性炭 ②掩蔽法： A: 在水解物中加入鲜味物质(甘氨酸 甜味) B: 在水解物中加入封闭疏水基团的物质 C: 在水解过程中加入盐类物质 酪蛋白水解在多聚磷酸盐作用下可减少 苦味
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4、TNBS法

三硝基苯磺酸（TNBS）是定量测定氨基酸的重要试
剂之一。

TNBS 在偏碱性的条件下与氨基酸反应，先形成中间
络合物，在光谱上有二个吸收值相近的高峰，分别
位于 355nm 和 420nm 附近。
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5、GA（glutaraldehyde）法：戊二醛法，氨基
可与戊二醛的醛基反应时溶解氧的消耗。形成
组分；

可控制多肽的分子量，获得均一的产品。

鱼蛋白生产中应用较少，对滤液要求高，
须非常纯且不含脂类。
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七、蛋白水解液的脱苦和脱色、脱臭处理 蛋白质水解后常常带有苦味， 来源：水解过程中产生的含疏水基团的短 肽和疏水性氨基酸 苦味：带有疏水基团的短肽>疏水性游离氨 基酸 短肽的苦味与其疏水基团的多少、种类及 其排列顺序有直接关系。 大多数苦味肽的链端都含有亮氨酸。
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六、蛋白水解物的浓缩
1、分离：
①离心：淤渣杂质（底）、脂类-蛋白、水溶 液（中）、油层（上）； ②抽滤、过滤（2mm筛孔的滤网）。
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2、脱盐：离子交换树脂。 中和后进行冷冻干燥；
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3、喷雾干燥
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4、超滤技术：滤液直接通过具有特定分子量 截止值的超滤膜。

数个过滤装置，可获得数个不同分子量的
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一、降血压 合成降血压药物 对肾功能有副作用， 从天然食物中分 离的ACE 抑制肽， 虽然降压效果没有 合成药物明显，但 无毒副作用
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目前已从沙丁鱼、带鱼、牡蛎、中国毛虾、
蟹、海藻等海洋生物水解蛋白中获得ACE抑
制肽。


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ACE肽的C端如为P\F\Y，则活性高。
ACE肽序列中疏水氨基酸含量较多，则活性 高。

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（3）产生生物活性肽 降血压肽 抗氧化肽 促钙吸收肽
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第二节 海洋动物蛋白质的水解
一、化学水解法 原理：用酸或碱打断蛋白质的肽键。 优点：成本低，简单易行 缺点 ①难以控制水解物的化学组成与功能性质； ②反应条件剧烈，氨基酸被破坏，营养性差； ③氨基酸产生消旋。 ④形成腐黑质，使水解液变黑。 ⑤设备的耐腐蚀要求较高 ⑥产生有毒物质：赖氨丙氨酸
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(二)碱水解： 6mol/L NaOH 6h 碱：NaOH 产品特点：可避免色氨酸、丝氨酸等破坏； 水解液清，易过滤； 得到D-和L-氨基酸的混合物， 称消旋物； 毒性物质生成。
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二、生化水解法（酶水解） （一）蛋白水解酶 1、分类 （活性中心官能团）： 丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、羧基蛋白酶、金 属蛋白酶 水解机理： 肽链内切酶：在蛋白质内部剪切或水解肽链， 在专一的残基上发生，产生较大的肽 肽链外切酶：从N末端或C末端将氨基酸一个一 个切下来，前者称氨肽酶，后者称羧肽酶。
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⑤控制适当的水解度

根据产品质量要求，适当控制其水解度，对 于减弱苦味也有一定的效果。
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（二）脱色、脱腥 1 鱼腥物质：
①氨及胺类:二甲胺、三甲胺
②挥发性酸 ③挥发性羰基化合物 ④挥发性含硫化合物 ⑤其它挥发性化合物
⑥其它反应
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2 颜色产生原因

在海洋动物蛋白酶解过程中，在蛋白质分解
第四章 海洋动物水解蛋白的生产
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第一节 概述
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水解蛋白质：蛋白质在化学试剂 或酶的作用下，分解为大小不同 的多肽产物。
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一、用途

（1）牛奶替代物、蛋白增补剂、饮料稳定剂 、糖果风味剂、食品调味剂、微生物培养基。
法国（牛犊奶代用品）、蛋白胨、广东福建（鱼酱 油）
（2）从有效利用海洋生物资源的角度考虑， 鱼蛋白水解可以回收水产品加工过程中的废弃 物，利用未利用的鱼种和传统不可利用的蛋白 。 未很好开发鱼种占世界总捕获量的23％，而 42％用于食用。
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（一）酸水解： 6mol/L HCl

110℃10～24h



比碱水解应用更普遍 应用领域：水解植物蛋白（增味剂，需彻底水解） 鱼蛋白：盐酸、硫酸 作用条件 ：高温高压；中和；干燥 产品特点：高溶解性； 含大量NaCl，影响食用； 得到L-氨基酸，不引起消旋作用； 色氨酸被完全破坏， 丝氨酸和苏氨酸被部分分解， 天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基水解掉。
酶失活。
2、加热法灭活

通常将水解物和酶的浆状物移入水浴中， 在75～100℃的温度范围，加热5～30min。
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3、化学法结合加热法

采用化学法结合加热法可以综合利用两种
方法的优点，减轻单独使用一种方法的强 度，从而更好地保持水解物的品质。

在一定场合下，也可采用提高温度与降低 pH相结合的方法。
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2、应用前景

大量未充分利用的鱼类，用作饲料或肥料； 利用此法可将其转变为可食用的蛋白制品；

水产加工废弃物的利用：不准随便丢弃海洋 中，需进行处理，成本高。
以加工鱼片为例，残留的废弃物，可达原料鱼 重量的64％，可进行回收利用。

实验室阶段
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3、缺点
工业化存在问题：


酶的成本高；
水解反应程度困难，形成含不同分子量组 分的不均一产物；
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4 、谷胱甘肽清除自由基机理： ①清除烷自由基 ②清除活性氧 ③清除过氧化脂
④还原型谷胱甘肽再生
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5 、鱼水解蛋白的抗氧化肽

鲐鱼、鳕鱼、鲭鱼、罗非鱼、黄鳍舌鳎鱼等
的水解蛋白中均发现抗氧化肽。

叫姑鱼水解蛋白中多肽H-G-P-L-G-P-L具有强
自由基清除能力
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三、其它活性
1 、催分泌素肽：
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三、酶的选择
1、来源：植物及微生物的蛋白酶 2、条件：食品级的酶，无致病隐患。 3、效率和价格：单位时间和成本内的得率最 大。
4、酸性蛋白酶抑菌性能好，但产物得率低，
易水解过度。故多应用中性或微碱性的酶。
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四、酶解程度的测定

产物水解度(Degree of hydrolysis,DH) 可对水解反应的动力学进行跟踪并了解其反 应程度。
为肽和氨基酸的同时，会有大量色素物质生成 ，使水解液呈现深褐色或黑褐色。
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3 脱色、脱腥方法： （1）脱色 活性炭、硅藻土、树脂吸附
（2）脱腥
活性炭吸附，β -环糊精包埋；乙醇萃取法； 微生物发酵法；糖处理；热处理
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第四节 海洋动物蛋白酶解产物的生 物活性

生物活性肽 生物活性肽分类 生物活性肽获得方式
蛋白质进行水解的方法。
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第三节 酶法制造鱼蛋白水解物工艺
一、工艺流程 典型的海洋动物蛋白水解物制造工艺流程如 下所示： 原料预处理→加酶酶解反应→灭酶终止反 应→分离→收集上清夜→脱腥、脱臭、脱 色→浓缩→干燥→海洋动物蛋白水解物
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二、原料预处理 1、原料选择：少脂类鱼 2、脱脂：当水解底物含有多于1%的脂肪 （1）溶剂脱脂法：异丙醇、乙醇等 （2）加抗氧化剂：丁羟基甲苯、丁羟基茴香 醚等防止氧化。 3、预处理 去内脏、洗净、加等量水、绞肉机绞碎、 匀浆成粘稠的均匀混合物。
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（二）自溶水解法 1、取决于鱼自身的消化酶作用 2、种类：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶 3、复杂性：

内源性酶是酶混合物，各有活性要求，难以
控制最终产物性质；

酶存在及浓度，与季节、鱼的性别、年龄有 关，在不同鱼种及同一鱼种中都有极大变动。
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4、我国传统的鱼露、虾油、蚝油等的生产，实 质上就是利用了鱼、虾、贝组织中酶的自溶作 用。
1、pH-stat法：酸液或碱液的消耗正比于被水 解的肽键的数目。
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2、渗透压计法 在水解过程中定时采样，测定冻结点， 得到水解曲线。 测定冰点下降并按公式转换成质量摩尔 渗透压浓度。 冰点下降规律ΔTf=Kf· m 渗透压规律P0=K0· m 渗透压=K0 ΔTf/Kf
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3、TCA法（三氯乙酸法） 水解产物可溶性氮对样品中蛋白质总量的 百分比。
醛亚胺键。
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五、酶反应的终止

当酶解反应进行到一定程度，达到所需要的水 解度后，必须终止酶反应。

否则反应体系中的酶仍保持其活性，将进一步 水解蛋白质和多肽，影响最后产物的功能和生 理活性。

酶解反应的终止可以采用化学法、加热法、化
学法结合加热法。
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1、化学法灭活

通过将酶水解反应物的pH调高或调低，使
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①从沙丁鱼分离出的降压肽： 8 肽:Leu - Lys - Val - Gly - Val - Lys - Gln Tyr 11 肽: Tyr - Lys - Ser - Phe - Ile - Lys - Gly -Tyr - Pro - Val – Met ②从金枪鱼中分离出的降压肽 8 肽: Pro - Thr - His - Ile - Lys - Trp - Gly Asp
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二、清除自由基 1 、自由基：是含有一个不成对电子的原子团。
2 、抗氧化肽：通常把具有抑制生物大分子过氧 化或清除体内自由基功效的生物活性肽称为 抗氧化活性肽 。
3 、自由基损害：膜蛋白质聚合，功能丧失；不 饱和脂肪酸减少，降低质膜流动性；促进动 脉粥样硬化过程中蛋白质聚合物的形成；炎 症；肿瘤

内源性酶制造鱼蛋白水解物的研究仍十分有限；
水解物功能性质差别极大，即使在相同条件下；

出口创汇难：含有任何种类内脏物质的加工水
产食品是不允许出售的。
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（三）鱼肉蛋白的加酶水解 1、优点： 改善天然蛋白质的理化性质、功能性质及感官 性质，不危及营养价值，并提高吸收性。 酶解过程温和，不产生外消旋反应； 能控制水解过程，进而控制产物性质。 可根据不同酶的底物专一性及相对反应速率， 可对水解过程加以设计，避免副反应发生。 色氨酸不易被破坏，水解液的必需氨基酸含量 高； 设备耐腐蚀性要求低。

促进蛋白质合成 控制肠道运动
分泌消化酶
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2 、降钙素基因相关肽

血管扩张的控制
对心脏肌肉收缩力及跳动的调节 胃酸分泌的调节
3 、生长因子

控制细胞的增殖或DNA合成
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（一）鱼蛋白水解物的脱苦
1、鱼蛋白水解物苦味产生原因 ①富含疏水性氨基酸的肽。 ②水解度越高、苦味越低，但功能性越差。
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③苦味与DH关系图、水解过程疏水区暴露图。 控制适当的水解度。



水解导致埋藏在内部的疏水性肽链暴露出来， 水解程度低时，肽链仍较大，通过相互疏水作用一 定程度上掩蔽其疏水性； 水解成较小肽时，苦味增加；当DH很高时，肽进 一步降解为游离氨基酸，使苦味再度降低。
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③肽链外切酶法：外切肽酶依据其作用位点的不同
分为氨基肽酶(AP) 和羧基肽酶(CP) 两大类.
由于肽链C - 末端疏水性对苦味的影响较之N - 末端
更大,故通常情况下CP 的脱苦效果比AP 更为显著，
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④类蛋白反应：
A: 类蛋白反应:将浓缩的蛋白水解物，与胃蛋白 酶、木瓜蛋白酶等蛋白水解酶在适当条件下一 起加热，生成一种类似蛋白质的凝胶状物质。 B: 类蛋白反应的机理较为复杂，目前存在几种 不同的理论： a缩合反应。 b转肽作用。 c物理聚合作用。