1、 本科毕业论文 （ 20 届） 瓜参即食冷冻深加工技术研究 所在学院 专业班级 食品科学与工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目录 摘要 1 ABSTRACT2 1 前 言 3 1.1 概述 3 1.2 海参涨发方法 3 1.3 胶原蛋白的基本特性 3 1.4 胶原蛋白在食品中的应用 4 1.5 瓜参的应用 4 2 实验材料、主要试剂与仪器 4 2.1 实验材料 4 2.2 主要 仪器 4 2.3 主要 试剂 5 3 实验方法 与步骤 5 3.1 即食冷冻瓜参加工流程 5 3.2 溶剂的配制 5 4 实验结果及讨论 6 4.1 羟脯氨酸标准曲线的测定 6 4.2 质构特性分
2、析 6 4.3 瓜参中胶原蛋白的测定 7 4.4 胃蛋白酶酶解工艺条件的确定 8 4.5 正交实验瓜 参质构特性 12 5 NaOH 涨发海参 12 6 小结 12 参考文献 13 致谢 15 - 1 - 摘要 海参是我国传统名贵海产品之一，由于其营养价值高，具有延缓衰老，抗肿瘤等功效， 在食用、药用等方面具有广泛的应用价值。 本文以东海瓜参为原料，利用胃蛋白酶进行水解，经过清 水浸泡获得涨发瓜参，并与 NaOH 水发瓜参作比较，涨发后的瓜参经冷冻后即为即食冷冻瓜参，通过正交实验确定最佳酶解工艺条件，并测定了瓜参的胶原蛋白含量以及利用质构仪对涨发后瓜参进行感官评定。实验确定最佳酶解工艺条件为：
3、料液比为 1:3，胃蛋白酶添加量为 1.25%，酶解温度 40，酶解时间为2h。本文对瓜参酶解条件的工艺优化设计，使瓜参的附加值得到大大的提升，为更加有效地利用瓜参资源及更丰富市场上的瓜参产品提供了参考依据。 关键词 瓜参；酶水解；涨发；胶原蛋白；优化 The deep processing technology of instant-eat - 2 - frozen kuala participation Abstract Sea cucumber is one of our traditional luxury seafood,because of its high nutritional
4、 value ,with anti-aging,anti-tumor effects. It has a wide range of applications in the edible, medicinal and other aspects. This article is based on Kuala Participation from east sea ,hydrolysis by pepsin .Compare the soaking Kuala Participation in water with soaking in NaOH .After freeze the soakin
5、g Kuala Participation has been to instan-eat frozen Kuala Perticipation. Through orthogonal experiments, the best technical conditions of enzymatic extraction , measuring the collagen content and taking sensory evaluation with FTC Texture Analyzer . The enzyme solution for the best technological con
6、ditions as followings: the optimum ratio between Kusla Participation and solvent was 1:5,pepsin was 1.25%（ w/w） , extracting for 2 h at the temperature of 40 . This article optimization design the extraction technology of protease hydrolysis of Kuala Participation , make anchovy value greatly ascend
7、 and provide a reference for more effective use of resources and richer market of Kuala Participation. Key words Kuala Participation ; Hydrolysis of Protease;soak; Collagen; Optimize 1 前言 - 3 - 1.1 概述 海参属棘皮动物门海参纲，是海洋资源中重要的食用和药用资源。全世界海参资源丰富，目前已知的约有 1000 种，分布于全球各大洋，主要在热带区和温带区，绝大多数进行底栖生活 【 1】 。我国海参约有 1
8、40 余种，但大多数海参不能食用，全世界可食用海参仅为 40 多种，我国占 1/2，约 20 余种，食用海参多生活于潮间带或浅海，深海甚至深渊也有分布，但多数为平足目海参。海参品种繁多，根据海参背面圆锥肉刺状疣足的有无，可将其分为“刺参类”和“光参类”，“刺参”又有仿刺参、梅花参、绿刺参和花刺参；“光参”有海参科、瓜参科、 芋参科。 海参营养丰富， 是世界上少有的高蛋白、低脂肪、低糖 物质， 位于海参品“八珍”之首，是滋补强身的名贵佳品及防治一些疾病的良药。干海参含粗蛋白 61.6%、粗脂肪 0.9%、碳水化合物 10.7%、矿物质 3.4%，其中钙占 0.118%、磷 0.022%，铁、碘皆
9、含微量，水分为 4%。另外，干海参蛋白质含胱氨酸 0.14%、精氨酸 11.9%、组氨酸 2%、苏氨酸 5.02%。从其组成成分分析，海参属高蛋白、低脂肪、低胆固醇物质，因此，海参在医学上对于高血压、冠心病、肝炎病人和老年人等食用较好。海参体内含有 VA、VB1、 VB2、 VB6、 VD、 VE 和 VK7 种维生素，维生素人体自身不能合成，为人体生长和代谢所必需。海参必需脂肪酸种类齐全，如亚麻酸、亚油酸、 DHA、 EPA 等，必需氨基酸在增强人体免疫以及人脑的机能具有重要作用 【 2】 。除此之外，海参还含有多种生物活性物质如酸性粘多糖、皂苷和胶原蛋白等，其活性物质的药理活性非常广泛，有
10、望成为治疗威胁人类健康的新型药物。 海参具有调节神经系统、快速消除疲劳、抗炎 、 预防组织老化 、 促进伤口愈合 、抑 制数种癌细胞功能。海参体中还有珍贵的海参素， 对人和动物的红细胞有凝聚作用，其 药用保健价值极高 【 2】 。海参酸性粘多糖在其组织中含量之高和硫酸化程度之大在动物类食品中罕见，素有“聚阴离子食品”之称，具有抗肿瘤、抗放射、抗炎、抗血栓、调节血脂、抑制艾滋病病毒 HIV、乙肝病毒 HBV、促进造血功能恢复，改善贫血症状的功能。海参皂苷具有抗肿瘤、抗真菌、抗放射、抗原虫作用以及免疫调节和抗疲劳等作用。海参蛋白多以胶原蛋白为主，其在皮革、化妆品、食品、膜工业、制药业、生物医学材料
11、等方面应用广泛 【 3】 。由于水产品胶原蛋白营养丰富，主要应用于临床、整形医学及组织工程方面，同时也是制取活性肽的重要原料。 1.2 海参涨发方法 依据介质不同，海参涨发方法可分为冷水浸漂发法、热水浸泡发法、碱水溶液浸泡发法和酶涨发法。目前，市场上多采用碱水溶液浸泡发法，本文探讨酶涨发法的最佳工艺条件。 1.3 胶原蛋白的基本特性 胶原蛋白是一类白色、不透明、无支链的纤维型蛋白质，大量存在于动物体内 【 4】 ，呈 3 股螺旋 结构。这 3 条多肽链均形成左手螺旋结构，再以氢键相互咬合成牢固的右手超螺旋结构。胶原特有的左旋链相互缠绕构成胶原的右手复合螺旋结构 【 5】 。这种特殊的结构，使得
12、它在体内的结合十分牢固，不易分离出来。另外，胶原蛋白属不完- 4 - 全蛋白，含有 18 种常见氨 基酸，富含其它蛋白质所没有或含量很少的羟脯氨酸，使得其具有较强的持水能力，能够应用于各个领域。 胶原蛋白不易被一般的蛋白 酶水解，但能被动物胶原酶断裂。胶原蛋白能够有效增加皮肤组织细胞的储水功能 ； 在生理化学和生物学性能上，胶原蛋白具有静电学、离子和大分子结合、成纤维、止血、细胞行为作用和细胞功能性调节等性能 【 6】 。此外，胶原蛋白还有止泻和再生作用。 1.4 胶原蛋白在食品中的应用 胶原主要可用于生产食品包装材料、肉制品添加剂、胶原小食品和保健食品等；研究表明，用胶原膜包装肉食具有抗氧化
13、性，能使肉食品的颜色保持鲜 亮 【 7】 。水产胶原蛋白中应用较多的是鱼皮胶原蛋白，利用鱼皮胶原蛋白可生产新型的胶原多肽、氨基酸口服液、胶原蛋白饮料等保健食品 【 8】 。海参中胶原蛋白与其他棘皮动物的较相似【 9， 10】 ，而与人体胶原蛋白之间存在着明显的差异。 1.5 瓜参的应用 瓜参属“光参类”，属低值鱼类，由于其体壁较硬、鲜食品质不佳，采用复合酶解、超细微粉碎、真空冷冻干燥等技术，改变传统海产品加工工艺，使原来难以被利用的瓜参能够被食用，开发出新型的功能性蛋白食品，营养和功能更齐全、食用与贮存更方便，提升了瓜参的利用价值。目前，市场上有海参口 服液、即食海参、发制海参、海参蛋白粉、海
14、参胶囊等产品。 2 实验材料、主要仪器与试剂 2.1 实验材料 瓜参原料：购于舟山南珍菜场，原料为干制瓜参。 2.2 主要仪器 仪器名称 型号 厂家 恒温水浴锅 HH-系列 常州市国华仪器厂 台式电子天平 TD3102 余姚金诺天平仪器有限公司 电子分析天平 AR323CN 型 奥豪斯仪器（上海）有限公司 均质器 JZ-II 型 铁道部电化院四方电器设备厂 高速组织捣碎机 DS-1 型 上海标本模型厂制造 立式压力蒸汽灭菌锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂 紫外分光光度计 Spectrumlab 54 上海爱朗仪器有限公司 质构仪 08-1048-06 Mecmesin 湘仪 离心机 TD5A
15、-WS 军事医学科学院实验仪器厂 真空包装机 DZ400/2S 青岛艾讯包装设备有限公司 - 5 - 2.3 主要试剂 试剂 （规格） 厂家 复合风味蛋白酶 南宁市庞博生物工程有限公司 木瓜蛋白酶 南宁市庞博生物工程有限公司 动物蛋白酶 南宁市庞博生物工程有限公司 胃蛋白酶 国药集团化学试剂有限公司 浓硫酸（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 异丙醇（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 正丙醇（分析纯 AR） 国药 集团化学试剂有限公司 高氯酸（分析纯 AR） 桃浦化工厂 柠檬酸（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 乙酸钠（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 氢氧化钠（
16、分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 氯胺 T（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 对二甲氨基苯甲 醛（分析纯 AR） 上海三思爱试剂有限公司 乙二醇甲醚（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 L-羟脯氨酸（分析纯 AR） 国药集团化学试剂有限公司 3 实验方法与步骤 3.1 即食冷冻瓜参加工工艺流程： 瓜参 去掉参嘴和内脏 清水洗净沙子 切条 酶处理 灭酶（加热蒸煮） 清水浸泡 涨发后瓜参 冷冻 即食瓜参产品 3.2 溶剂的配制 3.2.1 柠檬酸缓冲液的配制 【 11】 称取 50g 柠檬酸， 26.3g 氢氧化钠， 146.1g 结晶乙酸钠，用蒸馏水稀释至 1L，与200m
17、L 水、 300mL 正丙醇混合。 3.2.2 氯胺 T 溶液 12 溶解 1.41g 氯胺 T 于 100mL 如上的缓冲试剂中（现配现用）。 3.2.3 对二甲基氨基苯甲醛显色溶液 13 对二甲氨基苯甲醛 20g，加乙二醇甲醚溶液至总量为 100 mL，冷藏保存。有结晶析- 6 - 出时，使用前加温溶解。 3.2.4 羟脯氨酸标准储备液 14（ 500ug/mL） 准确称取羟脯氨酸标准品 50.0mg，用少量水溶解于 100ml 容量瓶中，加入一滴3mol/L 硫酸，定容至刻度。 3.2.5 羟脯氨酸标准工作液 14 吸取 5mL 羟脯氨酸标准储备液 500mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释定容
18、（临用前配），质量浓度为 5ug/mL。 4实验结果与讨论 4.1 羟脯氨酸标准曲线的测定 【 14】 准确吸取羟脯氨酸标准工作液 10.0、 20.0、 30.0、 40.0mL，分别用蒸馏水定容至100mL。吸取 4ml 上述稀释好的溶液于具塞试管中，加入 2.00mL 氯胺 T，摇匀后在室温下放置 20min，加入 2.00mL 显色剂，摇匀后迅速将试管移至 60的水浴锅中，保温 20min，再用流动的自来水冷却试管至少 3min，室温下放置 30min，最后用可见分光光度计在 558 2nm 波长处测定吸光度，蒸馏水做空白。以羟脯氨酸浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。如图 1
19、所示， y=0.2450x+0.0054， R2=0.9985。 图 1 羟脯氨酸标准曲线 4.2 质构特性分析 【 15， 16】 本实验采用质构仪 TPA 模式下测定酶解处理后瓜参的 5 项质构参数，即凝聚力、咀嚼性、胶着性、弹性、硬度。选用直径为 2mm 的圆柱探头，测试参数为：预压速度 3mm/s，下压速度 1mm/s，回复速度 4mm/s，压缩量 50%，两次压缩之间停留时间10s，触发力 5g。 - 7 - 图 2 胰蛋白酶添加量对鱼油出油率的影响 上图 2 是典型的 TPA 模式下实验特性曲线，可根据曲线计算出样品硬度、胶着性、弹性、凝聚性等质构特性数据。图 2 中第 1 次压缩
20、时的最大峰值表示硬度，绝大多数样品的硬度值出现在最大变性处；胶着性为第一次压缩曲线到达零点到第 2 次压缩曲线开始之间的曲线负面积；凝聚性只是用于描述半固体测试样品的黏性，数值上等于硬度和内聚性（表示样品经第一次压缩变形后所表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力，在曲线上表现为两次压缩所做正功之比，即面积 2/面积 1）的乘积；弹性是变形样品在去除压力后恢复到变形前的高度比例，以第 2 次压缩与第 1 次压缩的高度比表示，即长度 2/长度 1；咀嚼性表示将食品咀嚼到可吞咽时需要做的功，是弹性、凝聚性和硬度的乘积 【 16-18】 。本实验研究即食冷冻瓜参的可食性，主要以弹性和硬度作为重要指标。
21、4.3 瓜参中胶原蛋白的测定 确定瓜参的最佳酶解条件，从而更加准确地测定瓜参中胶原蛋白含量以及在不同条件下利用质构仪对瓜参进行感官评定，实验采用不同的蛋白酶、酶添加量、料液比、时间、温度对瓜参进行酶解，确定最佳工艺条件。由羟脯氨酸标准曲线可知海参中 羟脯氨酸含量，由于海参中羟脯氨酸含量占胶原蛋白的 7%【 19】 ，故可折算成胶原蛋白量。 4 3 1 酶的确定 ： 分别称取等量的胃蛋白酶、复合风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白酶作用于等量的添水量 1:5 瓜参中，并在各自的最适 PH、 50的水浴中作用 2h，用质构仪进行感官评定选择最适的酶，实验数据如表 1： 表 1 各种酶作用下瓜参的质构特
22、性 酶 凝聚性 （ radio） 咀嚼性 （ mJ） 胶着性 （ N） 弹性 （ mm） 硬度 （ N） 胃蛋白酶 0.72 15.50 11.45 1.95 10.11 动物蛋白酶 0.71 15.40 7.89 1.35 15.01 木瓜蛋白酶 0.88 3.44 3.77 0.91 4.06 复 合 风味 蛋白酶 0.96 8.75 6.64 1.32 6.76 由表 1 可知，经过木瓜蛋白酶和复合风味蛋白酶处理过的瓜参硬度小，质感差，动物蛋白酶处理后的瓜参硬度较大，口感差，故选择胃蛋白酶为实验用酶，经过胃蛋- 8 - 白酶处理的瓜参硬度适中，弹性好。 4.4 胃蛋白酶酶解工艺条件的确定
23、 4.4.1 最佳料液比的确定 实验固定胃蛋白酶添加量为瓜参肉重的 1%，酶解温度为 45，酶解时间为 2h，料液比分 别取 1： 1,1:5,1:10,1:15,1:20，实验结果如图 1 所示。结果表明当料液比为 1:5 时效果最佳，随着料液比的增加，胶原蛋白含量反而呈下降趋势。此条件下，瓜参的质构特性如图 3 所示。 图 3 不同料液比对胶原蛋白含量的影响 表 2 不同料液比下瓜参的质构特性 料液比 凝聚性（ ratio） 咀嚼性（ mJ） 胶着性（ N） 弹性（ mm） 硬度（ N） 1:1 0.70 4.87 7.56 1.20 4 12 1:5 0.76 13.55 7.92 1.
24、71 9.55 1:10 0.72 6.11 4.64 1.32 6.43 1:15 0.80 21.81 14.69 1.48 17.18 1:20 0.75 21.67 15.33 1.53 18.34 瓜参经不同的料液比处理后，其质构特性数据如上表 2 所示。经过添加不同的水处理瓜参，其质构特性发生了变化，凝聚性变化程度最小，基本保持不变；咀嚼性变化趋势和硬度、弹性变化趋势相似，这是因为咀嚼性随着弹性和硬度的变化而变化。从上表可知，当料液比为 1:5 时，瓜参的弹性和硬度最佳，适合咀嚼。 4.4.2 最佳酶解温度的确定 实验固定胃蛋白酶添加量 为 1%，料液比 1:5，酶解时间为 2h，酶解温度分别取 20、30、 40、 50、 60，实验结果如图 2 所示。结果表明当酶解温度为 40时效果最佳，随着温度的不断上升，胃蛋白酶失活，胶原蛋白含量下降。此条件下，瓜参质构特性如下图 4 所示。 00.0050.010.0150.020.0250.030 5 10 15 20 25料液比胶原蛋白含量mg/ml
