劉云娜,吳海玥,胡 蓉,閆忠心,3*,林 青,任海佳,胡 博

(1.青海大學(xué),青海 西寧 810016;2.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海 西寧 810016;3.青海省牦牛工程技術(shù)研究中心,青海 西寧 810016)

牦牛(yak)生活在青藏高原海拔3 000 m以上的區(qū)域,是高原特有的珍稀物種之一,是高原牧民重要的生產(chǎn)和生活資料[1,2]。牦牛為人們提供低成本、無污染、高質(zhì)量的產(chǎn)品,具有很大的價(jià)值[3]。青海地區(qū)具有非常豐富的牦牛資源,但對(duì)牦牛副產(chǎn)物的開發(fā)利用卻很少[4,5]。牛肚中含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、鈣、鐵、磷、核黃素、硫胺素、和煙酸等多種營(yíng)養(yǎng)元素[6]。因此,要提高牛胃類產(chǎn)品的可接受度,脫腥是至關(guān)重要的問題。

酶解法可用于生產(chǎn)動(dòng)物蛋白復(fù)合產(chǎn)品,以低成本、高產(chǎn)量、生產(chǎn)條件溫和、方便操控的優(yōu)勢(shì),逐漸受到人們的青睞[7]。堿性蛋白酶是在pH值偏堿性范圍內(nèi)能夠水解蛋白質(zhì)肽鍵的一類酶[8],具有獨(dú)特的活性,能夠在堿性環(huán)境下保持穩(wěn)定,也可用于食品、醫(yī)藥以及其他相關(guān)的行業(yè)[9,10]。另外,用堿性蛋白酶配合風(fēng)味酶對(duì)動(dòng)物蛋白進(jìn)行初步水解,可在蛋白質(zhì)被充分利用的同時(shí)讓產(chǎn)品保持原有的風(fēng)味[11]。堿性蛋白酶被廣泛應(yīng)用,已引起很多研究者的關(guān)注[12]。本研究選用堿性蛋白酶為牦牛肚去腥,主要以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo),通過分析對(duì)比酶解時(shí)間、酶解溫度和加酶量等條件,篩選出牦牛肚堿性蛋白酶法去腥工藝的最佳工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)原料

新鮮牦牛肚,購(gòu)自牛羊屠宰市場(chǎng)。

1.2試驗(yàn)儀器和試劑

1.2.1本試驗(yàn)所用儀器

水浴鍋(HHS-4S),購(gòu)自上海宜昌儀器紗篩廠;

電子天平(YP6001n),購(gòu)自上海菁海儀器有限公司。

1.2.2實(shí)驗(yàn)主要試劑

堿性蛋白酶,規(guī)格為1 000 g,購(gòu)自山東齊魯生物科技有限公司。

1.3試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)

1.3.1工藝流程 對(duì)牦牛肚進(jìn)行預(yù)處理(浸泡,清洗,分塊)→加入堿性蛋白酶→加水→溶解堿性蛋白酶→加入牦牛肚樣品→靜置酶解→清洗。

1.3.2工藝要點(diǎn)

1.3.2.1牦牛肚的預(yù)處理 以牦牛瘤胃作為試驗(yàn)材料,取一塊健康牦牛的冷凍瘤胃用溫水浸泡(水溫為30℃～40℃)解凍,清洗去除牛肚上的黑色殘留異物,將清理干凈的牛肚平均分為多塊備用。

1.3.2.2加入堿性蛋白酶 根據(jù)試驗(yàn)樣品量準(zhǔn)備相應(yīng)量的堿性蛋白酶放入燒杯,加入蒸餾水定容至100 ml溶解。

1.3.2.3溶解 將定容完成的堿性蛋白酶充分?jǐn)嚢?放入40℃水浴鍋中加熱溶解。

1.3.2.4靜置酶解 將燒杯從水浴鍋中取出,把準(zhǔn)備好的樣品放入燒杯中,迅速放置到已經(jīng)調(diào)整為對(duì)應(yīng)溫度的水浴鍋中進(jìn)行酶解,同時(shí)開始計(jì)時(shí),確保酶解時(shí)間的準(zhǔn)確性。

1.3.2.5清洗 酶解完成后,從水浴鍋中取出燒杯,將廢液倒入廢液桶,清洗試驗(yàn)樣品,保證樣品沒有因浸泡而脫落的雜質(zhì),并進(jìn)行感官評(píng)定。應(yīng)當(dāng)對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的燒杯進(jìn)行清洗并存放,以保證下一次實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

1.3.3感官測(cè)評(píng) 邀請(qǐng)5名人員組成感官評(píng)定小組。要求小組成員具有良好的感覺敏銳性且身體健康,在室溫下對(duì)產(chǎn)品氣味、組織狀態(tài)、色澤以及滋味(嗅覺)等項(xiàng)目進(jìn)行感官評(píng)定。感官評(píng)定表以10分制將感官測(cè)評(píng)等級(jí)分為優(yōu)、良、差三個(gè)等級(jí)[13](見表1)。測(cè)評(píng)由每個(gè)感官評(píng)定小組成員單獨(dú)打分,各個(gè)成員之間不得交流探討。全部評(píng)定結(jié)束后,整理評(píng)定小組的分?jǐn)?shù)并進(jìn)行分析。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以酶解時(shí)間、酶解溫度和酶用量為因素,以感官評(píng)價(jià)作為研究指標(biāo),通過酶解時(shí)間(1 h,2 h,3 h,4 h)、酶解溫度(20℃,30℃,40℃,50℃)和酶用量(1%,2%,3%,4%),對(duì)牦牛肚去腥進(jìn)行感官測(cè)評(píng)并計(jì)算出感官綜合評(píng)價(jià)分值,確定牦牛肚堿性蛋白酶法去腥工藝的最佳工藝參數(shù)[14]。

1.3.4.1當(dāng)酶解溫度為50℃、酶用量為3%時(shí),分別選擇1 h、2 h、3 h、4 h的酶解時(shí)間對(duì)牦牛肚進(jìn)行酶解處理。根據(jù)對(duì)牦牛肚的感官測(cè)評(píng),確定獲得去腥效果的最佳時(shí)間。

1.3.4.2當(dāng)酶解時(shí)間為2 h、酶用量為3%時(shí),分別選擇20℃、30℃、40℃、50℃的酶解溫度對(duì)牦牛肚進(jìn)行酶解處理。根據(jù)對(duì)牦牛肚的感官測(cè)評(píng),確定獲得去腥效果的最佳溫度。

1.3.4.3當(dāng)酶解時(shí)間為2 h、酶解溫度為50℃時(shí),分別選擇1%、2%、3%、4%的酶用量對(duì)牦牛肚進(jìn)行酶解處理。根據(jù)對(duì)牦牛肚的感官測(cè)評(píng),確定獲得去腥效果的最佳酶用量。

1.3.5正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素試驗(yàn)得到3個(gè)因素的最佳工藝參數(shù)。選擇酶解時(shí)間(A)、酶解溫度(B)和酶用量(C)3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn),以感官測(cè)評(píng)分?jǐn)?shù)為主要指標(biāo),通過計(jì)算得出能夠達(dá)到最優(yōu)水平和符合實(shí)際生產(chǎn)要求的最佳工藝。正交表可以簡(jiǎn)化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析,9次試驗(yàn)在全部可能因素水平組合里為一小部分,利用正交表的計(jì)算分析分辨主次因素,預(yù)測(cè)最佳組合。

1.4數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)中所有的數(shù)據(jù)是3次相同水平重復(fù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。

2 結(jié)果分析

2.1單因素試驗(yàn)分析

2.1.1酶解時(shí)間對(duì)牦牛肚去腥效果的影響 酶解溫度與酶用量不變,按照1 h、2 h、3 h、4 h的酶解時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn),以此來確定牦牛肚去腥工藝的酶解時(shí)間最優(yōu)參數(shù)(見表2)。

表2 不同酶解時(shí)間對(duì)牦牛肚酶法去腥數(shù)據(jù)

根據(jù)表1的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),邀請(qǐng)?jiān)u定小組對(duì)4組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行等級(jí)評(píng)測(cè),得表3。依據(jù)評(píng)測(cè)集票數(shù)可以直觀判斷出不同酶解時(shí)間對(duì)牦牛肚的感官質(zhì)量?jī)?yōu)劣的影響,順序?yàn)? h>4 h>1 h>3 h。

表3 牦牛肚的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1.2酶解溫度對(duì)牦牛肚去腥效果的影響 酶解時(shí)間與酶用量不變,按照20℃、30℃、40℃、50℃的酶解溫度進(jìn)行單因素試驗(yàn),以此來確定牦牛肚去腥工藝的酶解溫度最優(yōu)參數(shù)(見表4)。

表4 不同酶解溫度對(duì)牦牛肚酶法去腥數(shù)據(jù)

根據(jù)表1的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),邀請(qǐng)?jiān)u定小組對(duì)4組試驗(yàn)進(jìn)行等級(jí)評(píng)測(cè),得表5。依據(jù)評(píng)測(cè)集票數(shù)可以直觀判斷出不同酶解溫度對(duì)牦牛肚的感官質(zhì)量?jī)?yōu)劣的影響,順序?yàn)?0℃>30℃>50℃>20℃。

表5 牦牛肚的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1.3酶的用量對(duì)牦牛肚去腥效果的影響 酶解時(shí)間和酶解溫度不變,按照1%、2%、3%、4%的酶用量進(jìn)行單因素試驗(yàn),以此來確定牦牛肚去腥工藝酶用量的最優(yōu)參數(shù)(見表6)。

表6 不同酶用量對(duì)牦牛肚酶法去腥數(shù)據(jù)

根據(jù)表1的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),邀請(qǐng)?jiān)u定小組對(duì)4組試驗(yàn)進(jìn)行等級(jí)評(píng)測(cè),得表7。依據(jù)評(píng)測(cè)集票數(shù)可以直觀判斷出不同酶用量對(duì)牦牛肚的感官質(zhì)量?jī)?yōu)劣的影響,順序?yàn)?%>2%>4%>1%。

表7 牦牛肚的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)酶解時(shí)間為2 h、酶解溫度為40℃、酶用量為3%時(shí),工藝參數(shù)最佳(見表8)。選擇酶解時(shí)間(A)、酶解溫度(B)和酶用量(C)3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn),參考感官測(cè)評(píng)分?jǐn)?shù),可得出能夠達(dá)到最優(yōu)水平和符合實(shí)際生產(chǎn)要求的最佳工藝。

表8 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

按照表8的試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn),計(jì)算得到9個(gè)感官評(píng)測(cè)分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)(見表9)。其中I、Ⅱ、Ⅲ分別為各對(duì)應(yīng)列(因子)1、2、3水平效應(yīng)的估計(jì)值,其計(jì)算公式是:Ⅰi(Ⅱi,Ⅲi)=第i列上對(duì)應(yīng)水平1(2,3)的數(shù)據(jù)和。K1為1水平數(shù)據(jù)的綜合平均=Ⅰ/1水平的重復(fù)次數(shù)。首先考慮酶解時(shí)間對(duì)感官評(píng)測(cè)分?jǐn)?shù)的影響,單獨(dú)不同酶解時(shí)間的數(shù)據(jù)不可比較,因?yàn)樵斐蓴?shù)據(jù)差異的原因除酶解時(shí)間外還有其他因素。整體來看,1.5 h時(shí)三種酶解溫度和三種酶用量均出現(xiàn),2 h時(shí)、2.5 h時(shí)也是如此。對(duì)不同酶解時(shí)間的三個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,酶解溫度與酶用量處于完全平等狀態(tài),這時(shí)的酶解時(shí)間更具有可比性。

表9 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表9所示,酶解時(shí)間為1.5 h、酶解溫度為40℃、酶用量為2.5%時(shí)感官評(píng)測(cè)分?jǐn)?shù)最高。最終得到牦牛肚堿性蛋白酶法去腥工藝的最佳工藝參數(shù)水平為A1B2C1。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)分析了堿性蛋白酶的酶解時(shí)間、酶解溫度和酶用量3個(gè)因素水平對(duì)牦牛肚的去腥效果的影響。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,利用正交實(shí)驗(yàn)確定了酶解時(shí)間1.5 h、酶解溫度40℃和酶用量2.5%為最優(yōu)參數(shù)。此試驗(yàn)數(shù)據(jù)為牦牛肚的開發(fā)利用提供了理論支撐。