骨胶原蛋白的脱苦试验

元向东+王海峰

摘要：以3种脱苦剂风味蛋白酶、活性炭和β-环糊精对骨胶原蛋白溶液的脱苦效果进行对比研究。结果表明，风味蛋白酶作为脱苦剂的最佳条件：酶用量为8 000 U，pH值=6.5，温度为45 ℃，时间为3.0 h；活性炭作为脱苦剂的最佳条件：活性炭用量为1%，pH值=7，温度为40 ℃，时间为0.5 h；β-环糊精作为脱苦剂的最佳条件：β-环糊精用量为2.0%，pH值=7，温度为35 ℃，时间为1.0 h。通过对3种脱苦剂风味蛋白酶、活性炭和β-环糊精对骨胶原蛋白溶液脱苦后的效果进行对比，结果表明风味蛋白酶脱苦效果最好。

关键词：骨胶原蛋白；风味蛋白酶；活性炭；β-环糊精；脱苦剂；酶用量；pH值；温度

中图分类号： TS201.2+1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0186-03

胶原蛋白是一类在所有哺乳动物中都存在的纤维状、大分子蛋白质，是哺乳动物细胞中最丰富的蛋白质，约占整个细胞总蛋白的1/4[1-2]，主要存在于哺乳动物的皮、肌腱、骨等组织中，起着支撑、保护机体的作用[3-4]。胶原蛋白种类较多，其中Ⅰ型胶原蛋白主要存在于动物的皮和骨中[5-6]。胶原蛋白有很强的生物活性及生物功能，它参与细胞的迁移、分化、增殖，使皮肤、骨骼、软骨、肌腱、韧带和血管保持一定的机械强度和弹性。在医学上已用于药物胶囊、缓释剂、止血、人体组织代替物、修复皮肤等[7-8]；在食品工业中用来制作肠衣等可食性包装材料和固定化酶载体等[9-10]。动物骨骼经过适当的方法处理后可得到胶原蛋白，同时产生了大量的苦味肽，苦味肽的苦味主要是由构成肽链疏水性氨基酸引起的。当蛋白质水解时，肽链含有的疏水性氨基酸就会暴露出来，接触味蕾呈现苦味[11]。这些苦味肽的形成引起食品的风味缺陷，限制了其应用。目前，国内关于掩盖和除去骨胶原蛋白苦味的研究报道很少，本研究对骨胶原蛋白脱苦工艺条件进行优化，以期为改善骨胶原蛋白口感提供技术支持，改善食品的风味缺陷，扩大骨胶原蛋白的应用。

1材料与方法

1.1試验材料

骨胶原蛋白由包头东宝生物技术股份有限公司提供；风味蛋白酶由诺维信（中国）生物技术有限公司提供；活性炭、β-环糊精。

1.2仪器与设备

主要仪器有AR1140电子天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]、pH值计（PHS-3B型上海雷磁仪器厂）、数显恒温水浴锅（上海实验仪器厂有限公司）、自动搅拌器（上海精密科学仪器厂）。

1.3感官鉴定方法

固定10名品尝者对骨胶原蛋白溶液苦味进行综合评价，并将咖啡因配成浓度分别为0、0.025%、0.050%、0100%、0.200%、0.300%，其对应的评分值和苦味程度分别为0（无苦味）、1（略有苦味）、2（苦味较弱）、3（苦味一般）、4（苦味较重）、5（苦味极重）。按此评分标准，10名品尝者品尝骨胶原蛋白溶液的苦味，并与标准液比较进行评分，取平均值表示苦味程度。

2结果与分析

2.1风味蛋白酶作为脱苦剂的单因素及正交试验

2.1.1酶的用量对脱苦效果的影响在一定量的骨胶原蛋白溶液，pH值=7.0，反应温度为45 ℃，反应时间为3 h条件下，以上述苦味评分方法为指标，分别研究酶用量为5 000、8 000、11 000、14 000、17 000、20 000 U对脱苦效果的影响。

由图1可看出，随着酶用量的增大，骨胶原蛋白溶液的苦味值越来越小，当酶用量在11 000 U时，苦味评分为0.83，从11 000 U之后苦味评分基本趋于平稳状态。主要是因为风味蛋白酶是疏水性专一性的酶，水解后使疏水性氨基酸比较多的位于多肽末端，从而使苦味值降低。同时考虑到酶的成本也比较高，所以选择11 000 U为最适加酶量。

2.1.2pH值对脱苦效果的影响在一定量的骨胶原蛋白溶液，风味蛋白酶加入量为11 000 U，反应温度为45 ℃，反应时间为3 h条件下，以上述苦味评分方法为指标，分别研究pH值为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0时，对脱苦效果的影响。

由图2可看出，当pH值在6.0～7.0范围时，骨胶原蛋白溶液的苦味值随着pH值的升高而降低；当pH值=7.0时，苦味值最低；当pH值大于7.0时，苦味值与pH值呈正相关。造成这样的原因主要是pH值的改变能影响酶活性中心上的必需基团解离程度，同时也影响底物和辅酶的解离程度，进而影响酶对底物的结合和催化作用。所以选择pH值=7.0为风味蛋白酶的最适pH值。

2.1.3温度对脱苦效果的影响在一定量的骨胶原蛋白溶液，风味蛋白酶加入量11 000 U，pH值=7.0，反应时间为3 h条件下，以上述苦味评分方法为指标，分别研究温度为35、40、45、50、55 ℃对脱苦效果的影响。

由图3可看出，当温度在35～45 ℃范围之内时，骨胶原蛋白溶液的苦味值随着温度的升高而降低；当温度为45 ℃时，苦味值最低为1.2；当温度大于45 ℃时，随着温度的升高，苦味值增大。这主要是因为温度过高引起维持风味蛋白酶分子结构的次级键解体，导致蛋白质空间结构发生改变，使酶活性减弱。因此选择45 ℃为最适反应温度。

2.1.4时间对脱苦效果的影响在一定量的骨胶原蛋白溶液，风味蛋白酶加入量11 000 U，pH值=7.0，反应温度为 45 ℃ 条件下，以上述苦味评分方法为指标，分别研究时间为1、2、3、4、5 h对脱苦效果的影响。由图4可看出，苦味评分值与酶解时间呈负向相关。当酶解时间在1～3 h范围时，苦味评分值下降辐度较大；当酶解时间大于3 h时，苦味评分值变化幅度不大。这是由于产物的不断增加，酶可以作用的肽键在不断地减少，酶的催化反应达到平衡状态，酶活性受到抑制。为了节约成本，综合考虑选择3 h为最适酶解时间。endprint

2.1.5风味蛋白酶脱苦正交优化试验根据上述单因素试验，选取风味蛋白酶用量、pH值、温度、时间，按照正交表 L9（34） 进行正交优化试验（表1），以上述苦味评分方法为指标确定骨胶原蛋白脱苦的最佳工艺条件（表2）。

2.2活性炭作为脱苦剂的正交试验

根据单因素试验，选取活性炭的用量、pH值、温度、时间，按照正交表L9（34）进行正交优化试验（表3），以上述苦味评分方法为指标，确定以活性炭为脱苦剂的骨胶原蛋白脱苦的最佳工艺条件（表4）。

2.3β-环糊精作为脱苦剂的正交试验

根据单因素试验，选取β-环糊精的用量、pH值、温度、

2.4风味蛋白酶、活性炭和β-环糊精作为脱苦剂脱苦效果的对比结果

由表7可看出，风味蛋白酶、活性炭和β-环糊精的脱苦

3结论

风味蛋白酶作为脱苦剂的最佳条件为：用量8 000 U，pH值=6.5，温度45 ℃，时间3.0 h，脱苦后的骨胶原蛋白溶液基本没有苦味。活性炭作为脱苦剂的最佳条件为用量1.0%，pH值=7，温度40 ℃，时间0.5 h，脱苦后的骨胶原蛋白溶液明显感觉不出苦味。β-环糊精作为脱苦剂的最佳条件为用量2.0%，pH值=7，温度35 ℃，时间1.0 h，脱苦后的骨胶原蛋白溶液基本没有苦味，但有一股其他的味道。风味蛋白酶、活性炭和β-环糊精在最佳条件下对骨胶原蛋白做脱苦试验，结果表明，风味蛋白酶效果最好。

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