暗纹东方鲀鱼皮胶原蛋白肽的制备及其消化特性

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胶原蛋白肽是以胶原蛋白或明胶为原料,经过一系列处理,再经加工制得的一种产物。胶原蛋白经水解后,使内部活性基团暴露,从而发挥生物活性。暗纹东方鲀是一种溯河洄游型鱼类,随着养殖技术逐渐成熟,人们生活水平逐渐提高,对暗纹东方鲀的需求量也在逐渐提高。暗纹东方鲀鱼皮作为暗纹东方鲀生产加工过程中产生的副产物,常被直接加工食用,口感鲜美且富有嚼劲,但由于外层皮肤的刺会给人不适的口感,往往会影响直接食用。因其胶原蛋白含量高,考虑将其通过一系列处理来提取胶原蛋白肽,从而提高暗纹东方鲀鱼皮的利用价值。本文以暗纹东方鲀鱼皮为研究对象,对其基本营养成分、胶原蛋白含量,表面微观结构和挥发性风味物质进行分析;研究复合蛋白酶提取胶原蛋白肽的工艺条件,并对胶原蛋白肽进行脱苦脱色处理;通过真空冷冻干燥制得胶原蛋白肽粉末,对粉末的品质进行分析;采用模拟体外消化对比暗纹东方鲀鱼皮和市售鱼胶原蛋白肽的消化性质。主要研究内容及结果如下:(1)采用国标法对暗纹东方鲀鱼皮的基本营养成分和胶原蛋白含量进行分析,扫描电子显微镜(SEM)用于观察鱼皮表面微观结构,GC-MS分析其挥发性风味物质,以胶原蛋白肽得率为指标,优化提取条件。结果表明:暗纹东方鲀鱼皮水分含量75.03%,灰分含量1.14%,粗脂肪含量仅0.09%,粗蛋白含量23.39%,胶原蛋白含量占总蛋白含量81.19%,是提取胶原蛋白肽的理想原料。通过SEM可知暗纹东方鲀鱼皮外层皮肤的刺排列规则,且刺上有绒毛;内层皮肤则有褶皱,不平整。鱼皮中检测出正辛醛、正己醛等腥味物质,同时也检测出了呈苦味的物质苯甲醛。通过单因素和响应面优化实验分析可知,暗纹东方鲀鱼皮胶原蛋白肽的最优提取条件为提取温度50℃、提取时间1.5 h、p H6.0、加酶量2.0%,在此条件下胶原蛋白肽得率为93.76±1.15%;若不调p H,在其它条件不变的情况下,得率为92.50±0.90%,与实际得率无显著差异(P>0.05),这可以避免使用酸碱对环境的污染。(2)采用活性炭和硅藻土对暗纹东方鲀鱼皮胶原蛋白肽进行脱苦,以苦味评分为评价指标,所得最优脱苦条件为活性炭与硅藻土添加量为6%、添加比例1:5(质量比)、处理温度65℃、时间20 min。以感官评定、电子舌、疏水性氨基酸组成和GC-MS分析评价脱苦效果,结果表明:胶原蛋白肽酶解液经脱苦后苦味感官评分值为3.3,低于脱苦前评分4.8(P<0.05);经电子舌分析,脱苦后苦味响应值为5.2,低于脱苦前响应值6.8(P<0.05);脱苦后疏水性氨基酸含量为29.75%,低于脱苦前含量33.63%(P<0.05);脱苦后呈苦味的物质对乙酰氨基酚相对含量为4.36%,低于脱苦前相对含量26.58%(P<0.05)。暗纹东方鲀鱼皮胶原蛋白肽经脱色后溶液澄清透明,脱色前总色差值为10.88±0.36,脱色后降低为8.54±0.36。将脱苦脱色后的胶原蛋白肽经真空冷冻干燥后得到胶原蛋白肽粉末,对其品质进行分析,结果显示:羟脯氨酸含量为6.74 g/100 g,总氮含量为16.23 g/100 g,灰分含量为3.0 g/100 g,水分含量为2.4 g/100 g,分子量小于10000 Da的比例为99.61%,均符合GB 31645-2018《食品安全国家标准胶原蛋白肽》规定的要求。(3)采用模拟体外消化对暗纹东方鲀鱼皮胶原蛋白肽(Takifugu obscurus Skin Collagen Peptide,TOSCP)和市售鱼胶原蛋白肽(Commercial Fish Collagen Peptide,CFCP)的消化性质进行分析对比。结果表明:TOSCP和CFCP经消化后,小分子量比例逐渐增加,多肽消化率升高,水解程度也逐步升高,总氨基酸含量减少,游离氨基酸增加,必需氨基酸都先减少再增加。经红外光谱分析可知TOSCP和CFCP在消化后多肽亚基结构都发生了变化,进一步经二级结构分析发现,TOSCP和CFCP在消化后α-螺旋和β-转角含量增加,说明多肽经消化后以一部分稳定的空间结构存在,可直接通过活性基团结构被吸收。经过SEM观察可知CFCP颗粒更加均匀细小。经过胃消化,酸性条件引起胶原蛋白肽之间的静电排斥力减小,使消化后的产物表面呈现不同排列紧密的球状,CFCP没有TOSCP胃消化后颗粒均匀规则。经过肠消化,在中性条件下,多肽微观结构有序性增加,消化产物呈现絮状且附着细密颗粒状。经过激光共聚焦显微镜(CLSM)观察可知,TOSCP和CFCP在消化前多肽含量较多,荧光物质较多,CFCP较TOSCP形状均匀。经胃消化后,荧光物质减少明显,胶原蛋白肽含量减少。经过肠消化后,荧光物质进一步减少,胶原蛋白肽含量显著减少。
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