大宗低值海产品蛋白提取工艺及海鲜精产品的研发

□ 罗世华 北海高新技术创新创业服务中心



大宗低值海产品蛋白提取工艺及海鲜精产品的研发

□ 罗世华 北海高新技术创新创业服务中心

本文以低值鱼贝类为原料，对其进行组织破碎、多酶水解、浓缩等工艺提取其中生物蛋白资源，用于生产各种海鲜精产品。

在海洋生物资源中，鱼贝类是人类最重要的食物资源。尤以低值的鱼贝类占的比例最大，小杂鱼、低值鱼和贝类产量占海洋捕获量60%～70%。由于北部湾的水产品加工相对落后，一直来海洋低值鱼贝类未能得到充分的开发利用，其加工率不到30%，有的直接投放海区作饲料，造成资源的浪费和海区的严重污染。如何合理开发海洋生物资源，成为北部湾研究的重要课题。随着社会的进步和高新科技的不断发展，以低值鱼贝类为原料，通过先进的现代化设备加工工艺处理提取其生物蛋白资源，用于生产各种海鲜调味品及其他产品，可以充分利用海洋低值鱼贝类的价值，减少污染。

实验材料、工艺流程及方法

实验材料

主要采用北海丰富的低值鱼贝类等为原料

工艺流程

低值海鱼、虾、贝→清洗→绞碎→酶解→灭酶→冷却→沉降→过滤→酶解液→提取生物蛋白→真空浓缩→美拉德反应→喷雾干燥→调配→海鲜精调味品

各种质量指标的测定：

总氮测定：凯氏定氮法（凯氏定氮仪）

氨基酸态氮含量测定：凯氏定氮法（凯氏定氮仪）

挥发性盐基氮测定：凯氏定氮法（凯氏定氮仪）

设备

酶控反应装置、温控反应装置、真空浓缩、板框压滤机、喷雾干燥塔、流化干燥床、造粒机。

实验过程

低值海产品（鱼、虾、贝）的选择

低值海产品来自于不受污染的海域，原料鲜度要求良好，挥发性盐基氮≤30 mg/kg，细菌总数≤6×106，原料大小不限，除有毒鱼、贝（如鲑鱼、鲭鱼等）外，其他不限，贝类主要为珍珠贝。

清洗

选择处理量为2～3 T /h的自动清洗机，采用鼓泡式清洗，通过空气压缩机压缩空气，原料翻滚式连续式清水清洗。

表1 海产品酶解蛋白提取率及氨基酸转化率

绞碎

绞肉机生产处理量为2 T /h，约3小时可将原料处理完毕。原料绞碎后，进入缓冲缸中。

酶解

笔者自主设计了连续作业式的可控酶解反应系统，提取海产品中的蛋白质。通过研究提高氨基酸得率并将酶解分阶段性和连续性有机结合起来的方法，使蛋白利用率达到88%，氨基酸转化率达到50%，其提取出来的生物蛋白资源基本上无苦味，所制备的水解蛋白基本无腥臭味。

1 酶的选择

利用外切酶和内切酶相结合同时作用于鱼、虾、贝等原料，先是利用外切酶（采用复合蛋白酶）将鱼、虾、贝类蛋白肽键切段，将大分子的蛋白质分解成小分子的多肽类物质，然后再利用内切酶（风味蛋白酶）将多肽物质分解成氨基酸，至此将蛋白质完全水解，呈味物质完全释放，蛋白质的利用率达到88%以上，氨基酸的转化率达50%以上。

2 酶解时间确定

依据微生物繁殖的温度及所用的蛋白酶作用的最适温度，酶解温度控制在55℃，PH值为6.5～7.0。在此条件下微生物增长得到有效控制，从而有效保证了产品的质量，而酶解时间的确定，通过试验（如表2所示）得出结论，鱼、贝的最佳酶时间为9小时，虾的最佳酶解时间为6小时。

灭酶、冷却

升温至90℃，进行灭酶15～30分钟。酶解后酶解液温度约为90℃，通过二级板式冷却器冷却（90℃—40℃—10℃），至酶解液温度为10℃左右.

沉降、过滤、酶解液、提取生物蛋白

灭酶后的酶解液静置1小时沉降，以便进行固液分离。通过4个容积为4 000 L的静置沉降罐将酶解液的油层分离出来，上层为油层，下层为渣液，将上层油去除干净，中层清夜（为生物蛋白酶解液，无苦味）进入下道工序。酶解液经过30目振动筛进行固液分离后，经过300目双联过滤器过滤。

真空浓缩

清液静置沉降完成后，出液后，料液经板式换热器加热，10℃升温至约70℃送入双效浓缩器浓缩。通过浓缩，由固形物含量10%浓缩至约40%，，由10%的酶解液浓缩至约40%的浓缩液每小时须蒸发掉水分900 k g/h，设备的蒸发能力为1 500 kg/h，5小时可以完成浓缩。通过低温浓缩，很好地保存产品的各种营养成分。低温浓缩的生产参数为：一效浓缩真空度0.06～0.065 Pa，浓缩温度为80～85℃，二效浓缩真空度为0.08～0.085 Pa，温度为70～75℃。

表2 鱼、虾、贝酶解时间确定试验

实验结果

美拉德反应

本实验利用美拉德反应生香技术，研究了水解蛋白的组成、含量、美拉德反应的工艺和参数与美拉德反应物的呈香特性之间的相互关系，以及具有不同香型的调味基料的成分组成、含量和理化特性与其呈味之间的相互关系，已经成功得到具有丰厚的肉香味、酱香味和海鲜味的反应物的反应条件。美拉德反应最佳条件温度110℃，压力0.1～0.15 MPa，反应时间为30分钟，同等条件下反应温度越高，产品颜色越深；反应时间越长，产品颜色越深。

喷雾干燥（海鲜蛋白粉）

固形物含量为40%的浓浆经过喷雾干燥后，干燥至水分含量不超过5%的粉体。粉体作为造粒的原料，或者作为成品出售。

喷雾干燥操作条件为进风温度220～230℃，出风温度为118～123℃。

调配

根据不同消费者的爱好和补充营养成分，调味料内按照产品配方称取一定辅料麦芽糊精，适当添加天然香辛料（去腥）、I+G（呈味核苷酸二钠）、糖、盐等辅料入夹层锅内，边加热边搅拌进行调配，进行均质。通过胶体磨均质后，辅料充分混匀，将混合好的物料进行制粒，制成的颗料经流化干燥床进行干燥。

经研究，流化干燥参数：温度为130℃，水分蒸发量为115 kg/h的流化床振动干燥机进行干燥，干燥终止时物料水分含量不高于5%。流化干燥操作条件为进风温度130～150℃，出风温度95～110℃。

海鲜精调味品

经酶解提取、喷雾干燥、美拉德反应、造粒及流化干燥，生产的海鲜精调味品无腥味，且具有海鲜特有的鲜香风味。

结论

目前，调味品在营养、卫生、方便、适口的基础上将呈现多元化发展格局，尤其是天然调味品及其调味基料出现方兴未艾的增长势头。利用复合酶水解结合微生物仿生水解技术对低值鱼进行深度酶解，并采用生物脱腥技术、美拉德反应生香技术等，从大宗低值海产品蛋白资源中开发生产出富含风味提升肽、呈味肽类的高档调味品或基料，具有广阔的市场应用前景和商业价值。