动物蛋白酶解研究

动物蛋白酶解研究（I）

北京工商大学宋焕禄

天调食品配料有限公司廖国洪

摘要

本文主要目的是以美拉德（Maillard）反应产物（MRPs）的风味为判断依据，以水解度(DH)为动物蛋白酶解液——Maillard反应底物之一的特征性指标，根据MRPs 的风味确定动物蛋白水解液的最佳DH或DH范围。实验的主要内容包括：

1.以牛肉为酶解底物，对所用的几种蛋白酶进行酶活测定

2.确定各酶的适宜加量和反应时间

3.确定最佳酶组合及其最佳反应条件

4.用最佳反应条件下制得的动物蛋白水解液进行Maillard反应，感官评定产物风味。

关键词动物蛋白水解液水解度（DH）酶解Maillard反应

1．概述

1.1肉味香精研究进展

肉味香精研究及生产中有关肉味形成机理的报道很多。随着肉味香精的需求量日益增加，有关肉味香精的研究也不断深入和扩展。肉味香精中各种香味物质的形成主要是通过Maillard反应产生。参与反应的底物中氨基酸或多肽对风味物质的形成有重要影响。根据已有的研究结果，通常认为，Maillard反应产物中含硫化合物、杂环化合物和羰基化合物对肉味形成有重要影响[1]。这些风味物质的形成机理极其复杂。杂环化合物中以吡咯类、吡嗪类、噻吩类等化合物贡献较大[2]。

对Maillard反应产物的一系列研究表明，它还具有抗氧化、抗诱变等多种性能[3]。

此外，人们还从蛋白质结构及肽键顺序等方面对Maillard反应产物进行分析，以期找到它们与产物风味之间的某种关系[4]。

酶解法是一种新兴的动物蛋白水解液的生产方法。与已有的生产方法相比，酶解法有很多优点，因此对酶法生产动物蛋白水解液的研究很受重视。人们从酶解机理、酶解原料、酶及酶解液等多方面进行了大量深入研究。G.M.O′Meara和P.A.Munro以米氏方程和兰格缪尔等温吸附模型为基础，研究了瘦肉的酶解动力

[5]，并对酶解反应的影响因素如pH值、温度、时间、酶/底物比及底物浓度分别

进行研究[6]。研究者还试图从不同途径寻找更有效的酶，研究酶的性质、结构、作用特点、反应条件以及单、多酶水解效果的比较、不同底物水解效果的比较,等等[7]。

人们还注意到，由于水解条件的变化，得到的水解液有时会含有苦味，并影响到后面的Maillard反应产物的风味。研究认为，其原因是某种蛋白质含有疏水性氨基酸，它们常隐藏在蛋白质内部中，一旦水解暴露出来就会显出苦味[8,9]。生产动物蛋白水解液的原料由于价格问题，生产成本一直降不下来。近年来人们一

直在寻找价廉易得的生产原料，已用于生产的有植物蛋白替代品、肉类生产副产物（骨头残肉、动物毛血等），但存在很多问题和欠缺，有待解决。

1． 2 蛋白质水解液的生产方法 1.2.1酸/碱法：

酸/碱水解法较早用于生产,工艺条件比较成熟。该法主要是用浓酸或浓碱在加热条件下降解蛋白质,得到的水解液经过中和后即可用于生产。酸水解法的优点是水解很彻底,目前该产品广泛用做为调味品的原料，缺点是某些氨基酸被破坏，且需控制水解液中的氯丙醇含量[10,11]。碱法水解不被推荐，因为不仅水解液味道很较，且其中氨基酸会发生消旋化。 1.2.2 酶水解法

用蛋白酶在其适宜的作用条件下水解蛋白质,得到的水解液经过灭酶后就可以用于生产。酶解法的优点是作用条件温和,产物安全无毒,而且基础风味纯净。但是酶法生产的水解液水解度不高,这会影响到后来的Maillard 反应产物的风味。酶解法目前应用非常广泛,并且越来越受到重视。

1.2 酶解法

1.酶解机理[8]

一般认为,蛋白质酶解时肽键水解断裂的过程如下:

a.肽键断开

-CHR-CO-NH-CHR ′- + H 2O

E -CHR-COOH + NH 2-CHR ′-

b.质子交换

-CHR-COOH + NH 2-CHR ′- -CHR-COO - + NH 3+-CHR ′-

c.氨基滴定

NH 3+-CHR ′- + OH - NH 2-CHR ′- + H 2O 2.影响因素

蛋白质酶解的影响因素包括温度、pH 值、时间、酶量、底物浓度等。不同的酶对应有不同的最适pH 值、最适温度及反应时间等条件要求。对同一种酶来说，底物不同则反应条件也不尽相同，由此得到的产物也各不相同。 3.常用的蛋白酶类

酶法生产蛋白质水解液常用的几种酶及其特性如下表所示:

注：

1U ——40℃、pH3.0时1min 内水解酪蛋白产生1μg 酪氨酸的酶量。

1AU——25℃下1min内水解变性血红蛋白产生1mmol酪氨酸的酶量。

1LAPU——25℃下1min内水解1mmol的L-leu-对硝基苯胺的酶量。2．实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 原料

市售新鲜鸡胸肉，绞碎后冷藏备用。

2.1.2 试剂

磷酸盐（标准物质）缓冲液 pH6.864

硼砂（标准物质）缓冲液 pH9.182 上海市爱建现成试剂厂

邻苯二甲酸氢钾缓冲液 pH4.003

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硫酸铜分析纯新乡市第八化工厂

硫酸钾分析纯北京化工厂

硼酸分析纯哈尔滨市化工试剂厂

盐酸化学纯北京化工厂

浓硫酸分析纯北京化工厂

1%酚酞乙醇指示剂（1g酚酞溶于100ml乙醇中）

无水乙醇化学纯北京化工厂

无水碳酸钠分析纯北京化工厂

邻苯二甲酸氢钾分析纯北京化工厂

磷酸氢二钠分析纯北京红星化工厂

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木糖

氯化钠

2.1.3 设备

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