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第四章_海洋动物水解蛋白的生产


促进蛋白质合成 控制肠道运动
分泌消化酶
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2 、降钙素基因相关肽

血管扩张的控制
对心脏肌肉收缩力及跳动的调节 胃酸分泌的调节
3 、生长因子

控制细胞的增殖或DNA合成
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④蛋白水解酶酶切位点的差异。

肽链外切酶>肽链内切酶
断裂苦味肽疏水性氨基酸的肽链外切酶
⑤与脂类含量也有关,脂含量低则苦味低。
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2、Q值:

衡量氨基酸、肽、蛋白质的疏水性;

Q=Σ△g/n
△g表示每种氨基酸侧链的疏水贡献;
n是氨基酸残基数。

Q规律: 经验发现,Q值>1400的肽可能有 苦味,<1300的无苦味,这种肽的苦味与平 均疏水性的之间的相关性,即为Q规律。
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六、蛋白水解物的浓缩
1、分离:
①离心:淤渣杂质(底)、脂类-蛋白、水溶 液(中)、油层(上); ②抽滤、过滤(2mm筛孔的滤网)。
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2、脱盐:离子交换树脂。 中和后进行冷冻干燥;
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3、喷雾干燥
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4、超滤技术:滤液直接通过具有特定分子量 截止值的超滤膜。

数个过滤装置,可获得数个不同分子量的
1、pH-stat法:酸液或碱液的消耗正比于被水 解的肽键的数目。
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2、渗透压计法 在水解过程中定时采样,测定冻结点, 得到水解曲线。 测定冰点下降并按公式转换成质量摩尔 渗透压浓度。 冰点下降规律ΔTf=Kf· m 渗透压规律P0=K0· m 渗透压=K0 ΔTf/Kf
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3、TCA法(三氯乙酸法) 水解产物可溶性氮对样品中蛋白质总量的 百分比。
醛亚胺键。
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五、酶反应的终止

当酶解反应进行到一定程度,达到所需要的水 解度后,必须终止酶反应。

否则反应体系中的酶仍保持其活性,将进一步 水解蛋白质和多肽,影响最后产物的功能和生 理活性。

酶解反应的终止可以采用化学法、加热法、化
学法结合加热法。
2或调低,使
酶失活。
2、加热法灭活

通常将水解物和酶的浆状物移入水浴中, 在75~100℃的温度范围,加热5~30min。
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3、化学法结合加热法

采用化学法结合加热法可以综合利用两种
方法的优点,减轻单独使用一种方法的强 度,从而更好地保持水解物的品质。

在一定场合下,也可采用提高温度与降低 pH相结合的方法。
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三、酶的选择
1、来源:植物及微生物的蛋白酶 2、条件:食品级的酶,无致病隐患。 3、效率和价格:单位时间和成本内的得率最 大。
4、酸性蛋白酶抑菌性能好,但产物得率低,
易水解过度。故多应用中性或微碱性的酶。
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四、酶解程度的测定

产物水解度(Degree of hydrolysis,DH) 可对水解反应的动力学进行跟踪并了解其反 应程度。

得率较低; 酶灭活(加热或调pH)过程增加成本;

水解过程用的酶无法再利用。
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4、工艺

(1)单酶酶解技术 只用一种外源酶对原料中 的蛋白质进行水解获得水解蛋白的方法。

(2)双酶酶解技术 选用对蛋白质底物酶解特 异性有互补作用的两种酶水解蛋白。

(3)多酶复合酶解技术 两种以上的酶对原料
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(二)碱水解: 6mol/L NaOH 6h 碱:NaOH 产品特点:可避免色氨酸、丝氨酸等破坏; 水解液清,易过滤; 得到D-和L-氨基酸的混合物, 称消旋物; 毒性物质生成。
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二、生化水解法(酶水解) (一)蛋白水解酶 1、分类 (活性中心官能团): 丝氨酸蛋白酶、巯基蛋白酶、羧基蛋白酶、金 属蛋白酶 水解机理: 肽链内切酶:在蛋白质内部剪切或水解肽链, 在专一的残基上发生,产生较大的肽 肽链外切酶:从N末端或C末端将氨基酸一个一 个切下来,前者称氨肽酶,后者称羧肽酶。
蛋白质进行水解的方法。
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第三节 酶法制造鱼蛋白水解物工艺
一、工艺流程 典型的海洋动物蛋白水解物制造工艺流程如 下所示: 原料预处理→加酶酶解反应→灭酶终止反 应→分离→收集上清夜→脱腥、脱臭、脱 色→浓缩→干燥→海洋动物蛋白水解物
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二、原料预处理 1、原料选择:少脂类鱼 2、脱脂:当水解底物含有多于1%的脂肪 (1)溶剂脱脂法:异丙醇、乙醇等 (2)加抗氧化剂:丁羟基甲苯、丁羟基茴香 醚等防止氧化。 3、预处理 去内脏、洗净、加等量水、绞肉机绞碎、 匀浆成粘稠的均匀混合物。
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2、应用前景

大量未充分利用的鱼类,用作饲料或肥料; 利用此法可将其转变为可食用的蛋白制品;

水产加工废弃物的利用:不准随便丢弃海洋 中,需进行处理,成本高。
以加工鱼片为例,残留的废弃物,可达原料鱼 重量的64%,可进行回收利用。

实验室阶段
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3、缺点
工业化存在问题:


酶的成本高;
水解反应程度困难,形成含不同分子量组 分的不均一产物;

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(3)产生生物活性肽 降血压肽 抗氧化肽 促钙吸收肽
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第二节 海洋动物蛋白质的水解
一、化学水解法 原理:用酸或碱打断蛋白质的肽键。 优点:成本低,简单易行 缺点 ①难以控制水解物的化学组成与功能性质; ②反应条件剧烈,氨基酸被破坏,营养性差; ③氨基酸产生消旋。 ④形成腐黑质,使水解液变黑。 ⑤设备的耐腐蚀要求较高 ⑥产生有毒物质:赖氨丙氨酸
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①从沙丁鱼分离出的降压肽: 8 肽:Leu - Lys - Val - Gly - Val - Lys - Gln Tyr 11 肽: Tyr - Lys - Ser - Phe - Ile - Lys - Gly -Tyr - Pro - Val – Met ②从金枪鱼中分离出的降压肽 8 肽: Pro - Thr - His - Ile - Lys - Trp - Gly Asp
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4 、谷胱甘肽清除自由基机理: ①清除烷自由基 ②清除活性氧 ③清除过氧化脂
④还原型谷胱甘肽再生
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5 、鱼水解蛋白的抗氧化肽

鲐鱼、鳕鱼、鲭鱼、罗非鱼、黄鳍舌鳎鱼等
的水解蛋白中均发现抗氧化肽。

叫姑鱼水解蛋白中多肽H-G-P-L-G-P-L具有强
自由基清除能力
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三、其它活性
1 、催分泌素肽:
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3 影响苦味程度的主要因素 (1)原料的选择和预处理 (2)疏水基团的位置 (3)水解度
(4)pH调节剂
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4 、脱苦方法: (1)选择分离法 (2)掩盖法 (3)酶法
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①选择性分离 活性炭 ②掩蔽法: A: 在水解物中加入鲜味物质(甘氨酸 甜味) B: 在水解物中加入封闭疏水基团的物质 C: 在水解过程中加入盐类物质 酪蛋白水解在多聚磷酸盐作用下可减少 苦味
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⑤控制适当的水解度

根据产品质量要求,适当控制其水解度,对 于减弱苦味也有一定的效果。
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(二)脱色、脱腥 1 鱼腥物质:
①氨及胺类:二甲胺、三甲胺
②挥发性酸 ③挥发性羰基化合物 ④挥发性含硫化合物 ⑤其它挥发性化合物
⑥其它反应
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2 颜色产生原因

在海洋动物蛋白酶解过程中,在蛋白质分解
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一、降血压 合成降血压药物 对肾功能有副作用, 从天然食物中分 离的ACE 抑制肽, 虽然降压效果没有 合成药物明显,但 无毒副作用
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目前已从沙丁鱼、带鱼、牡蛎、中国毛虾、
蟹、海藻等海洋生物水解蛋白中获得ACE抑
制肽。


ACE肽的C端如为P\F\Y,则活性高。
ACE肽序列中疏水氨基酸含量较多,则活性 高。
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二、清除自由基 1 、自由基:是含有一个不成对电子的原子团。
2 、抗氧化肽:通常把具有抑制生物大分子过氧 化或清除体内自由基功效的生物活性肽称为 抗氧化活性肽 。
3 、自由基损害:膜蛋白质聚合,功能丧失;不 饱和脂肪酸减少,降低质膜流动性;促进动 脉粥样硬化过程中蛋白质聚合物的形成;炎 症;肿瘤
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(一)酸水解: 6mol/L HCl

110℃10~24h



比碱水解应用更普遍 应用领域:水解植物蛋白(增味剂,需彻底水解) 鱼蛋白:盐酸、硫酸 作用条件 :高温高压;中和;干燥 产品特点:高溶解性; 含大量NaCl,影响食用; 得到L-氨基酸,不引起消旋作用; 色氨酸被完全破坏, 丝氨酸和苏氨酸被部分分解, 天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基水解掉。
组分;

可控制多肽的分子量,获得均一的产品。

鱼蛋白生产中应用较少,对滤液要求高,
须非常纯且不含脂类。
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七、蛋白水解液的脱苦和脱色、脱臭处理 蛋白质水解后常常带有苦味, 来源:水解过程中产生的含疏水基团的短 肽和疏水性氨基酸 苦味:带有疏水基团的短肽>疏水性游离氨 基酸 短肽的苦味与其疏水基团的多少、种类及 其排列顺序有直接关系。 大多数苦味肽的链端都含有亮氨酸。

内源性酶制造鱼蛋白水解物的研究仍十分有限;
水解物功能性质差别极大,即使在相同条件下;

出口创汇难:含有任何种类内脏物质的加工水
产食品是不允许出售的。
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(三)鱼肉蛋白的加酶水解 1、优点: 改善天然蛋白质的理化性质、功能性质及感官 性质,不危及营养价值,并提高吸收性。 酶解过程温和,不产生外消旋反应; 能控制水解过程,进而控制产物性质。 可根据不同酶的底物专一性及相对反应速率, 可对水解过程加以设计,避免副反应发生。 色氨酸不易被破坏,水解液的必需氨基酸含量 高; 设备耐腐蚀性要求低。
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