蛋白酶在水产品加工中的应用研究进展

和 胃 蛋 白 酶 ）对 鳐 鱼 下 脚 料 进 行 动 力 学 研 究 ，结 果 表明利用鳐鱼内源蛋白酶在 ｐＨ ８．５、４９℃时的水 解效果最佳，明显优 于 商 业 蛋 白 酶。 荣 婧 等 以 ［１０］ 罗非鱼内脏为 原 料，研 究 了 其 内 脏 蛋 白 酶 的 自 溶 工艺，得 到 在 最 佳 工 艺 条 件 下 的 水 解 度 为 １８．８％。但是内源 蛋 白 酶 的 酶 解 过 程 难 以 控 制， 在生产过程中 还 易 受 到 微 生 物 的 污 染，得 到 的 产 物其功能特性也较差［１１］，因 此 在 实 际 加 工 过 程 中 更多地使用外源蛋白酶。利用外源蛋白酶水解不 仅可以避免鱼 肉 组 织 中 营 养 素 的 损 失，还 能 有 效 提 高 产 品 品 质 ，避 免 微 生 物 的 危 害 。 胃 蛋 白 酶 、木 瓜蛋白酶和碱性蛋白酶等都适于鱼蛋白的水解， 使其具有更好的溶解性或得到较长的肽链。研究 发现，用碱性蛋 白 酶 分 别 对 白 鲢 内 脏 和 蓝 圆 鯵 进 行水 解，水 解 产 物 的 水 解 度 较 高，可 分 别 达 ２７． １％和 ５１．９％，为 低 值 鱼 的 高 值 化 利 用 提 供 了 研 究 方 向 。 ［１２，１３］
Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｎｉｎｇｂｏ ３１５２１１，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｗ－ｖａｌｕｅ ａｑｕａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｆｉｓｈ ｃａｎ ｎｏｔ ｂｅ ｆｕｌｌｙ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｂｙ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｗａｓｔｅ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ａｓ ａ ｓａｆｅ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｓｐｅｅｄｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｒｏｔｅａｓｅｓ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ａｑｕａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅａｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｌｏｗ－ｖａｌｕｅ ａｑｕａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｆｉｓｈ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｆｉｓｈ ｐｒｏｔｅｉｎ，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ａｎｄ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ａｑｕａｔｉｃ ｆｌａｖｏｕｒｉｎｇ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｏｍｅ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｐｒｏｔｅａｓｅ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｔｅａｓｅｓ ａｉｍ ｔｏ ａｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｑｕａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｔｅａｓｅｓ；ａｑｕａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
蛋白酶水解低值水产品或水产加工下脚料得 到的水解蛋白 制 品 会 产 生 不 宜 的 腥 味 和 苦 味，影 响 产 品 的 感 官 品 质 ，限 制 了 资 源 的 综 合 开 发 利 用 。 蛋白水解液的苦味是因为蛋白质经内切酶作用 后，水解过程中 产 生 含 有 疏 水 基 团 的 多 肽 及 疏 水 性游离氨基 酸 形 成 苦 味 肽 。 ［１４］ 徐 锦 等 应 ［１５］ 用 木 瓜蛋 白 酶、胰 蛋 白 酶 和 风 味 蛋 白 酶 等 ６ 种 商 品 蛋 白酶研究了对 鲢 鱼 蛋 白 的 水 解 效 果，结 果 表 明 木 瓜蛋白酶的水 解 度 最 高，而 风 味 蛋 白 酶 的 水 解 液 风 味 最 佳 ，由 此 可 见 ，运 用 风 味 蛋 白 酶 能 够 有 效 改 善水解液的 风 味。 风 味 蛋 白 酶 作 为 真 菌 蛋 白 酶／ 肽酶的复合体，具 有 内 切 蛋 白 酶 和 外 切 肽 酶 两 种 活性。外切 酶 能 够 从 多 肽 末 端 切 断 释 放 出 氨 基 酸，将苦味肽降解为 氨 基 酸 。 ［１６］ 但 是 外 切 酶 必 须 与内切酶复合使用或在内切酶使用后添加才可有 效水解苦味肽，减 轻 苦 味 甚 至 达 到 完 全 去 苦 的 效 果。因此可以将水解度较高的蛋白酶与水解风味 较好的 蛋 白 酶 进 行 双 酶 复 合 酶 解。 孙 克 岩 等［１７］ 研究了木瓜蛋白酶和风味蛋白酶双酶酶解牡蛎， 提高了酶 解 液 中 氨 基 氮 的 含 量，改 善 了 其 风 味。 姚芳等 通 ［１８］ 过研究三种复 合 酶 （碱 性 蛋 白 酶 和 风 味蛋白酶；胰酶 和 风 味 蛋 白 酶；碱 性 蛋 白 酶、胰 酶 和 风 味 蛋 白 酶 ）对 鲢 鱼 酶 解 效 果 的 比 较 ，得 出 碱 性 蛋白酶和风味蛋白酶 以 １∶１ 组 合 水 解 效 果 最 佳， 风 味 最 好 。 另 一 方 面 ，在 酶 解 鱼 蛋 白 过 程 中 ，当 肽 链的长度足够长时则可将疏水性氨基酸包埋在其
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生物技术进展
２０１４
年
第
４
卷
第
１期
１７～２１
王
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霞
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：生 物
保
鲜
技
术
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进展评述
Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＩＳＳＮ２０９５２３４１
Ｒｅｖｉｅｗｓ
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蛋白酶在水产品加工中的应用研究进展
俞 丽 娜 ， 邵 兴 锋 ＊
收稿日期：２０１３－１０－１１；接受日期：２０１３－１１－０６ 基金项目：国家星火计划项目（２０１３ＧＡ７０１０３８）资助。 作者简介：俞丽娜，硕 士 研 究 生，主 要 从 事 食 品 贮 藏 与 保 鲜 研 究。 ＊ 通 信 作 者：邵 兴 锋，副 教 授，主 要 从 事 食 品 贮 藏 与 保 鲜 研 究 。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈａｏｘｉｎｇｆｅｎｇ＠ｎｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１８
生 物 技 术 进 展 Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
１ 蛋 白 酶 概 述
蛋 白 酶，又 名 蛋 白 水 解 酶 （ｐｒｏｔｅｏｌｙｔｉｃ ｅｎ－ ｚｙｍｅ，ｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ），是最主要的酶制 剂 之 一，能 够 催化蛋白质中肽键的水解。蛋白酶广泛存在于动 物内脏、植物茎叶、果实和微生物中 。 ［５］ 蛋 白 酶 种 类繁多，按其 来 源 可 分 为 动 物 蛋 白 酶 （胰 蛋 白 酶、 胃蛋白酶）、植 物 蛋 白 酶 （木 瓜 蛋 白 酶、菠 萝 蛋 白 酶）和微生物蛋 白 酶 （枯 草 杆 菌 蛋 白 酶、链 霉 蛋 白 酶）；按其 ｐＨ 不 同 又 可 分 为 酸 性 蛋 白 酶、中 性 蛋 白酶和碱性蛋 白 酶；按 其 活 性 中 心 起 催 化 作 用 的 基团属性则可 分 为 金 属 蛋 白 酶、丝 氨 酸 蛋 白 酶 和 巯基蛋白酶；还 可 根 据 剪 切 基 团 分 为 内 切 酶 和 外 切酶两种类型。蛋白酶作为一种生物酶制剂具有 三大特点，一 是 来 源 于 动 植 物 和 微 生 物，安 全 性 高 ，几 乎 没 有 有 害 残 留 物 ；二 是 蛋 白 酶 具 有 专 一 性 和 高 效 性 ，因 此 酶 用 量 较 少 ；三 是 酶 解 反 应 条 件 温 和，操作简便。 因 此 蛋 白 酶 酶 解 技 术 作 为 一 种 安 全、高效 和 快 捷 的 加 工 技 术 广 泛 应 用 于 水 产 加 工 中 。 ［６］
鱼体本身含有 内 源 蛋 白 酶，所 以 可 以 利 用 内 源酶的自溶技术水解鱼体自身蛋白质。内源蛋白 酶 最 大 的 优 点 在 于 其 活 性 高 、成 本 低 ，且 内 源 蛋 白 酶与底物 结 合 的 效 果 好。Ｃｈｏｉ等［８］对 鳀 鱼 三 种 内源酶的性质 进 行 研 究，结 果 表 明 胰 蛋 白 酶 和 胰 凝乳蛋白酶具 有 相 同 的 最 适 作 用 条 件，在 ｐＨ ８． ０、４５℃条件下酶 解 效 率 最 高，而 组 织 蛋 白 酶 的 最 适作用条件为 ｐＨ ６．０、５０℃。Ｐａｓｔｏｒｉｚａ等 利 ［９］ 用 内源蛋白酶（粉 状 的 原 料 蛋 白 酶 和 鳐 鱼 内 脏 中 提 取 的 内 源 复 合 蛋 白 酶 ）和 商 业 蛋 白 酶 （木 瓜 蛋 白 酶
关 键 词 ： 蛋 白 酶 ；水 产 品 ；加 工 ；应 用
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－２３４１．２０１４．０１．０４
Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅａｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ａｑｕａｔｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
ＹＵ Ｌｉ－ｎａ，ＳＨＡＯ Ｘｉｎｇ－ｆｅｎｇ＊
中 ，酶 技 术 对 水 产 品 加 工 的 影 响 最 大 。 近 年 来 ，由 于 水 体 污 染 和 过 度 捕 捞 ，低 值 水 产
品比例不断上 升，水 产 加 工 下 脚 料 也 无 法 得 到 有 效利用，因而运 用 酶 技 术 将 低 值 水 产 品 和 水 产 加 工下脚料来生产高附加值的产品已成为水产品加 工业发展的 主 要 趋 势 。 ［２，３］ 酶 制 剂 是 从 生 物 中 提 取的具有酶特性的一类活性物质。在水产品加工 业 方 面 ，研 究 人 员 对 蛋 白 酶 的 研 究 最 为 深 入 ，通 过 蛋白酶处理低 值 水 产 品 和 加 工 下 脚 料，可 提 高 生 产 效 率 和 产 品 质 量 ，降 低 环 境 污 染 ，丰 富 水 产 品 市 场 。 ［４］ 本文综述了蛋白酶在水产品加工 中 的 应 用 研究现状，提出 了 使 用 蛋 白 酶 酶 解 过 程 中 的 注 意 事 项 ，并 对 其 未 来 的 发 展 趋 势 作 出 展 望 。
２ 蛋 白 酶 在 水 产 品 加 工 中 的 应 用 研 究 现状
２．１ 水 解 鱼 蛋 白 研 究 低值鱼的食用 价 值 较 低，利 用 酶 技 术 生 产 水
解鱼蛋白 一 方 面 能 有 效 地 对 水 产 品 进 行 综 合 利 用 ，另 一 方 面 可 以 提 高 水 产 品 加 工 的 经 济 效 益 ，实 现低值鱼的高值化应用。水解鱼蛋白不仅蛋白质 含量高，且品质 优 于 整 块 鱼 肉 组 织 或 者 鱼 蛋 白 的 浓缩物 。 ［７］ 采用蛋白酶酶解得到的水解 鱼 蛋 白 营 养 丰 富 ，水 溶 性 好 ，且 必 需 氨 基 酸 比 例 恰 当 。
我 国 海 域 辽 阔 ，海 洋 资 源 丰 富 ，是 世 界 第 一 水 产 大 国。 但 是 每 年 约 有 ３０％ 的 海 洋 资 源 无 法 得 到充分利用，造 成 资 源 的 浪 费。 水 产 品 的 传 统 加 工技术主要有 腌 制、干 制、烟 熏、糟 制 和 天 然 发 酵 等，这些方法操 作 简 便，加 工 成 本 低，故 只 适 于 对 水产品进行初加工。随着科技的进步和生活水平 的 提 高 ，人 们 更 关 注 食 品 的 感 官 品 质 和 营 养 价 值 ， 传统工艺在改 良 食 品 品 质、促 进 加 工 深 度 以 及 实 现产品产业化 方 面 存 在 很 大 的 不 足，而 现 代 生 物 技 术 作 为 一 种 高 新 技 术 ，改 善 了 传 统 工 艺 的 不 足 ， 能够对水产资 源 进 行 有 效 利 用，实 现 水 产 品 的 深 加工 。 ［１］ 现代生 物 技 术 主 要 包 括 基 因 工 程 技 术、 细 胞 工 程 技 术 、酶 技 术 和 发 酵 技 术 等 四 个 方 面 ，其
宁波大学食品科学与工程系，浙江 宁波 ３１５２１１
摘 要：传统加工技术使得低值水产品和加工下脚料无法充分利用，造成资源的浪费。蛋白 酶 酶 解 技 术 作 为 一 种 安 全 、 高效和快捷的加工技术广泛应用于水产加工中，可提高产 品 利 用 率 和 产 品 质 量 。 本 文 综 述 了 目 前 蛋 白 酶 在 低 值 水 产 品 及水产加工下脚料中的应用现状，主要介绍了其在生产水解 鱼 蛋 白、提 取 生 物 活 性 物 质 和 生 产 水 产 调 味 品 中 的 应 用 ，提 出了蛋白酶酶解过程中的注意事项，并对今后其在水产品加工中的发展方向做了展望，以期能为 水 产 品 加 工 中 蛋 白 酶 的 应用提供参考。