淡水鱼内脏研制宠物食品的工艺研究_叶丽秀.pdf

淡水鱼内脏研制宠物食品的工艺研究叶丽秀，熊光权，周 明，杨 德，杜 欣，程 薇*(湖北省农业科技创新中心农产品加工分中心/湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉 430064)摘要 目的 探索淡水鱼内脏研制宠物食品的工艺。方法 以淡水鱼内脏为原料，比较酶解法与离心法对提取鱼内脏中蛋白质的影响，通过膨化工艺参数选择试验考察挤压温度、螺杆转速、喂料速度等因素对产品质量的影响，确定宠物(猫狗)食品最佳工艺参数。结果用离心法处理鱼内脏，蛋白质回收率可达8548%，但处理后滤渣较多。用酶解法处理鱼内脏，蛋白质和脂肪等营养成分回收率高，滤渣少，酶解最佳条件是:酶解温度50，复合酶添加量06%，木瓜与风味蛋白酶比例为12，料液比为115，水解时间为 25 h。宠物(猫狗)食品膨化工艺参数确定为:各区温度分别是 区76、区135、区176，螺杆转速50 r/min，喂料速度17 r/min。结论 淡水鱼内脏蛋白质的提取工艺，以酶解法优于直接离心法。关键词鱼内脏;酶解;膨化中图分类号S37文献标识码A文章编号0517 6611(2011)32 20021 02Discussion on Technology of Producing Pet Food with Freshwater Fish EntrailsYE Li-xiu et al(Branch of Agricultural Product Processing，Hubei Innovation Center of Agricultural Science and Technology/Institute ofAgricultural Products Processing and Neutron-Agro Technology，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan，Hubei 430064)Abstract ObjectiveThe study aimed to explore the technology of producing the pet food with the freshwater fish entrails MethodWiththe freshwater fish viscera as the raw materials，the effects of the enzymatic and centrifugal methods for extracting the protein from the fish vis-cera were compared and the factors such as the extrusion temperature，screw speed，feed speed on the on the quality of product was investiga-ted through the extrusion technology parameter selection test to confirm the optimum technology parameter for producing the pet food ResultThe centrifugal method used to treat the fish entrails could get the protein recovery of 8548%，but with more filter residues The enzymaticmethod used to treat the fish entrails could get high recovery of the nutrient component such as the protein and lipid with less filter residuesThe optimal enzymatic conditions were as follows:the digestion temperature was 50，the adding amount of the composite enzyme was06%，the ratio of papaya and flavourzyme was 12，the solid-liquid ratio was 115 and the hydrolysis time was 25 h The extrusion processparameters for pets(cats and dogs)food were confirmed as follows:the temperatures in each zone were 76 in zone，135 in zoneand 176 in zone，the screw speed was 50 rpm and the feed speed was 17 rpm ConclusionAs for the technology of extracting the pro-tein from the fish viscera，the enzymatic method was superior to the centrifugal methodKey wordsFish viscera;Enzymatic method;Expansion基金项目湖北省科技攻关项目(2007AA204A01-4)。作者简介叶丽秀(1964 )，女，湖北蕲春人，工程师，从事农产品贮藏加工研究，E-mail:yelixiu123 163 com。*通讯作者，研究员，从事水产品加工研究与开发。收稿日期2011-08-11随着水产加工业的发展，人们对鱼类加工的附加值提出了更高的要求，淡水鱼加工下脚料的开发利用越来越受到重视。目前，许多科研工作者致力于淡水鱼下脚料综合利用的研究，研究领域包括:从鱼内脏中提取鱼油，提炼 EPA、DHA制品;从鱼鳞中提取鱼鳞胶;鱼皮制革，以及利用下脚料研制风味鱼骨酱、多肽营养液、超微鱼骨粉产品1 等，但用淡水鱼内脏研制宠物饲料的报道较少。淡水鱼内脏含有极为丰富的营养成分，蛋白质含量占干物质的 23 0%以上，其赖氨酸含量高(76%)，氨基酸组成模式较平衡2，且含有脂溶性维生素 A、D、E。如能充分利用这些宝贵资源加工宠物食品，提高鱼类加工的附加值，不仅可减少环境污染，而且能获得良好的经济效益与社会效益。1材料与方法11试验材料淡水鱼内脏，购于湖北省农业科学院菜场，原料经捣碎成泥状后冷冻备用。木瓜蛋白酶(食品级，80 万U/g)、风味蛋白酶(食品级，4 万 U/g)，南宁庞博生物工程有限公司;大豆粉、玉米粉、大米粉，购于湖北省农业科学院中百超市;大豆分离蛋白，山东古神生物科技有限公司。主要仪器:TDL-5 离心机，上海安亭科学仪器公司;SXC12 型绞肉机，上海正强机电有限公司;XMTD-6000 恒温水浴锅，北京市长风仪器仪表公司;FA1104N 电子天平，上海精密科学仪器有限公司;PHSJ-4A 型实验室 PH 计，上海精密科学仪器有限公司;DS-32-II 型试验双螺杆挤压膨化机，山东赛信机械有限公司。12试验方法121内脏的处理。1211离心法。内脏解冻后，去鱼胆、绞碎、称量(100g/样品)，加入内脏重量 2 倍的水后混匀，常温下搅拌 2 h(间隔20 min 用玻璃棒搅拌 1 次，每次搅拌 3 5 min)。置于4 500r/min 离心15 min，取上清液测量体积、蛋白质含量，并对上清液的色泽、苦味等进行感官评定。1212酶解法。内脏解冻后，去鱼胆、绞碎、称量(100g/样品)，按正交试验设计的要求加水、加复合蛋白酶、混匀，置于设定的温度下搅拌(间隔 10 min 左右用玻璃棒搅拌 1次，每次搅拌2 3 min)至设定时间，反应结束后 100 灭酶5 min，冷却至常温。水解液于4 500 r/min 离心15 min，取上清液测量体积、游离氨基态氮含量、蛋白质含量，并对水解液色泽、苦味等进行感官评定。122膨化工艺。内脏水解液配料混合螺旋喂料挤压膨化取样冷却包装辐照杀菌贮藏。123测定方法。水分测定:干燥法;鱼内脏蛋白总氮、上清液蛋白质的测定:GB/T5009 5-2003;游离氨基态氮含量的测定:甲醛滴定法3;水解度测定:蛋白质水解度(DH%)=(上清液中氨基态氮质量/样品中总氮质量)100%;氮利用率测定:氮回收率=(水解液总氮/原料总氮)100%;膨化率检测:随机抽取样品 10 段，用游标卡尺测量样品横截面直径，求其平均值作为样品的平均直径;膨化率=样品横截面安徽农业科学，Journal of Anhui Agri Sci 2011，39(32):20021 20022，20024责任编辑李菲菲责任校对况玲玲DOI:10.13989/ki.0517-6611.2011.32.043直径/模口直径;糊化度的测定:酶水解法4;膨化产品的感官评价:根据所研发产品的特点，对产品硬度、色泽、外观光滑度、内部孔径均匀性等进行感官评价，采用 100 分制综合评分;苦味评定:感官评定法5。2结果与分析21淡水鱼内脏蛋白质提取工艺比较通过比较离心法与酶解法 2 种工艺的蛋白质回收率，结合感官评定情况，确定最适内脏处理方法，结果见表 1、2。表1木瓜蛋白酶和风味蛋白酶的复合酶解正交试验Table 1Orthogonal experiment for composite hydrolysis of papainand flavourzyme试验号Experim-ental No因素 Factors酶比(A)Enzymeratio酶量(B)Enzyme cons-umption%料液比(C)Solid-liquidratio时间(D)TimehDH%11(11)1(06)1(110)1(15)3094212(10)2(115)2(20)3512313(14)3(120)3(25)300942(12)123375352231355262312271873(21)1323287832133606933213305k10320 50337 80313 90331 7k20334 00355 70352 30317 2k30340 00301 10328 30345 6R0019 50054 60038 40028 4淡水鱼内脏中含有大量的泥、沙等杂质，必须经过适当的工艺处理后，再用于宠物饲料的生产。从表 2 可知，2 种工艺试验结果表明，直接离心法处理内脏，蛋白质回收率8548%，水解液无苦味，可以直接与其他配料混合进入膨化生产，生产周期短，设备投资少，但离心法处理淡水鱼内脏后，滤渣多，脂肪等营养成分残留其中，需要进行多次重复提取。酶解法蛋白质和脂肪等营养成分回收率高，滤渣少，但水解液有淡淡的苦味，可以接受。蛋白质酶解后产生的苦味主要是由产物中含疏水性氨基酸低分子肽所形成，国内对苦味的形成机理及去除方法报道较多，脱苦方法主要包括选择性分离(如活性炭吸附法)、苦味掩盖(-糊精包埋法)、酶法及微生物脱苦等6。该研究采用风味蛋白酶与木瓜蛋白酶复合酶解淡水鱼内脏，利用复合风味蛋白酶包含有内切蛋白酶和外切肽酶 2 种活性7，降低蛋白水解液的苦味。表 1 正交试验结果表明，酶解温度 50，复合酶添加量 0 6%，木瓜风味蛋白酶比例为 12 0，料液比为 11 5，水解时间为25 h，内脏酶解效果最佳。表2离心法与酶解法试验结果比较Table 2Comparison of centrifugation and enzyme decompositionmethods项目Items蛋白质回收率Recoveryrate of pr-otein%上清液感官评定Sensory evaluationof supernatant苦味Bitter脂肪层Fat layer色泽Color滤渣组织状态Texture ofresidue未酶解内脏 Non-decomposed liver8548无脂肪层较薄黄褐色 黑泥状、较多酶 解 内 脏 Decom-posed liver9311苦脂肪层较厚深褐色 黑泥状、较少注:内脏蛋白总氮、上清液蛋白质的测定数据均由农业部食品质量监督检验测试中心(武汉)检测。Note:TN in liver protein and protein in supernatant are detected by FoodQuality Supervision and Testing Center(Wuhan)of Ministry of Ag-riculture22膨化工艺参数选择试验挤压膨化是宠物饲料生产的关键，直接影响到产品的质量和口感。影响挤压膨化的主要因素有:物料的湿度、喂料速度、挤压温度、螺杆转速、原料中蛋白质及脂肪含量等。试验在物料的湿度、配方等条件相同的条件下，考察了喂进料速度、螺杆转速及温度参数的变化对宠物饲料膨化效果的影响，结果见表3。221膨化温度对产品质量的影响。区为进料区，温度由设备自动调节，区为膨化加热区，区为膨爆区。从表 3 可以看出，膨化温度和产品的膨化率、糊化度呈正相关。温度太低，物料在机内不能吸收充足的能量，淀粉不能充分糊化，蛋白质不能充分变性，致使产品糊化度和膨化率低;随着温度的升高，产品的膨化率和糊化度越高，但高温易使热敏感成分变性，当温度达到 180以上，物料中的蛋白质易发生“美拉德”反应，降低了蛋白质的消化吸收率，而且，物料容易炭化堵塞模口，引起设备故障，影响产品的质量和生产效率。综合考虑温度选择为:区76，区 135，区 176。表3各因素对宠物食品品质的影响Table 3Influence of each factor on pet food quality序号Test No温度 Temperature 区 area 区area区 area螺杆速度Screwspeedr/min喂料速度Feedingrater/min膨化率Volume expa-nsion ratio倍糊化度Gelatini-zation%感官评价(100 分制)Sensoryevaluation1701551622582110909602721561663082285922753741581683010255793780476159170401025639518057915117940152594968856781501845015267797288777142178501725089619087613517650172445953959741311756019241394290222螺杆转速对产品质量的影响。螺杆转速直接影响物(下转第 20024 页)22002安徽农业科学2011 年旋藻蛋白液在波长595 nm 处的吸收值为 0 41。因此，根据该样品计算螺旋藻的蛋白质含量约为 56%。22碱性蛋白酶水解螺旋藻蛋白质的条件选择温度(A)，pH 值(B)，酶与底物的比(E/S)3 个因素，并设置空白对照(D)，按照 L9(34)正交表进行试验，以水解度为指标，选择出最佳水解条件。正交试验结果与极差分析见表 2。表2碱性蛋白酶 L9(34)正交试验结果与极差分析Table 2The orthogonal experiment result of alkaline protease andrange analysis试验号Test No因素 FactorsABCD水解度Hydrolyzingdegree%11111220212232251313333312421232035223125762312292731321828321319493321225K1782605705702K2752701680725K3601829751709Rj60742408由表 2 可见，3 个因素对螺旋藻的水解度影响程度依次为 B A C，最适宜的工艺参数是 B3A1C3，即 pH 8 5，温度50，酶与底物的比 5%。经碱性蛋白酶正交试验方差分析，pH 和温度对蛋白质的水解度影响显著。3结论(1)通过正交试验，确定了碱性蛋白酶水解螺旋藻蛋白质的最佳水解条件为 pH 85，温度50，酶与底物的比5%;在该条件下，蛋白质水解度可以达到 312%。(2)螺旋藻具有明显的藻腥味，经过水解后其腥味不明显，而且溶解性增加，也更加利于吸收，提高其利用率。该研究为螺旋藻的进一步开发奠定了基础。参考文献 1RODRGUEZ-HERNNDEZ A，BL-CASTILLO J L，JUREZ-OROPEZAM A，et al Spirulina maxima prevents fatty liver formation in CD-1 maleand female mice with experimental diabetes J Life Sci，2001，69(9):1029 1037 2HAYASHI K，HAYASHI T，KOJIMA I A natural sulphated polysaccha-ride，calcium spirulin isolated from Spirulina platensis:in vitro and ex vivoevaluation of anti herpes simplex virus and anti human immunodeficiencyvirus activities J AIDS Res Hum Retrov，1996，12(15):1463 1471 3MATHEW B，SANKARANARAYANAN R，NAIR P P，et al Evaluation ofchemoprevention of oral cancer with Spirulina fusiformis J Nutr Cancer，1995，24(2):197 202 4ESTRADA J E，BERMEJO BESCOS P，VILLAR DEL FRESNO A M An-tioxidant activity of different fractions of Spirulina platensis protean extract J Farmaco，2001，56(5/7):497 500 5HIRAHASHI T，MATSUMOTO M，HAZEKI K，et al Activation of the hu-man innate immune system by Spirulina:augmentation of interferon pro-duction and NK cytotoxicity by oral administration of hot water extract ofSpirulina plantesis J Int 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