鱼蛋白组成及其热特性研究
目 录
1 引言 1
1.1 鱼蛋白的组成及功能特性 1
1.1.1 鱼蛋白的组成 1
1.1.2 鱼蛋白的功能特性 1
1.1.3 鱼蛋白的热特性 2
1.2 鱼蛋白的提取方法 2
1.2.1 鱼肉蛋白质酸法提取 2
1.2.2 酶解法制备酶解蛋白 2
1.2.3 有机溶剂萃取法制备鱼浓缩蛋白 3
1.3 鱼蛋白的含量测定方法 4
1.3.1 考马斯亮蓝法（Bradford法） 4
1.3.2 凯氏定氮法（Kjedahl法） 4
1.3.3 紫外吸收法 4
1.3.4 双缩脲法（Biuret法） 4
1.3.5 Folin－酚试剂法（Lowry法） 4
1.4 蛋白质提取液中蛋白质的沉淀 4
1.4.1 等电点沉淀法 5
1.4.2 凝聚剂沉淀法 5
1.5 鱼蛋白的热特性研究 6
1.6 鱼蛋白发展存在的问题 6
2 实验材料与方法 7
2.1 材料 7
2.2 试剂与仪器 7
2.2.1 主要试剂及药品 7
2.2.2 主要实验仪器 8
2.3 实验方法 8
2.3.1 酸溶解单因素试验 8
2.3.2 酸溶解正交试验 9
2.3.3 蛋白质含量的测定 9
2.3.4 蛋白质沉淀条件的测定 10
2.3.5 鱼蛋白热特性试验 10
3 结果与讨论 10
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> 3.1 牛血清蛋白标准曲线 10
3.2 固液比对溶解率的影响 11
3.3 确定最佳溶解时间 11
3.4 确定最佳溶解温度 12
3.5 确定最佳酸液pH 12
3.6 确定最佳沉淀条件 13
3.7 确定最佳提取方案 14
3.8 正交试验结果及分析 14
3.9 蛋白质热特性研究 16
结 论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1 引言
八十年代以来，我国淡水渔业得到飞速的发展，1996年淡水鱼产量就达到约1094万吨[1]，居世界首位，为我国人民提供了一种重要的动物蛋白来源。对低值鱼类及加工废弃物的蛋白应用酶水解技术[2]进行提取、优化、利用。自六十年代以来就已有不少研究，国内近年也有少量关于淡水鱼酶水解的研究。蛋白质的功能特性是指能够使蛋白质对食品优良特性作出贡献的性质。酶水解能够改变蛋白质的功能特性，例如[3]酶解能大大提高其溶解性；一定程度的水解也能够提高其乳化比等。
由于鱼类资源量大质优的原因，而被喻为战胜人类面临的世界蛋白质缺乏这一困难的强大武器。我国水产业十分发达，对鱼蛋白水解研究甚多，包括选择各种不同原料、不同水解条件和检测方法等等。但在原料水解之前的预处理对动物蛋白酶解影响作用方面，还没有得到系统详细的研究报道。
草鱼作为我国淡水增养殖四大鱼类之一[4]，其价格较低，属于低价优质鱼，因其易饲养、生长快、成本低，一直受到鱼农的青睐，但是因为肉薄、鱼刺多、风味不及其他淡水鱼，在市场上不很受欢迎。因此，搞好草鱼的深加工有着极其重要的意义。酸法提取鱼蛋白是国外学者首先研发的一种新方法，已将其应用于海水鱼蛋白的提取，而淡水鱼蛋白的提取还不曾见报道，国内在这方面的研究可以说仍是空白的。如果能够将草鱼肉中的蛋白质分离提取出来，就会给市场提供营养丰富且易消化的鱼蛋白来源，可作为食品的蛋白质强化剂、生产营养保健品、模拟制品的原料等等。
1.1 鱼蛋白的组成及功能特性
1.1.1 鱼蛋白的组成
鱼肌肉通常含有三类主要蛋白质[5]：肌浆蛋白、肌原纤维蛋白及结缔组织蛋白，此三类蛋白对肉制品的感官和质构特性起决定性作用。肌肉中的肌原纤维蛋白是构成弹性凝胶的主要成分。目前，大多数学者仅仅对海水鱼、猪、牛和鸡肉的肌原纤维做了较为详细的研究，但对淡水鱼肌原纤维的热凝流变研究却鲜有报道。
1.1.2 鱼蛋白的功能特性
鱼类肌原纤维蛋白质在功能特性上与其他肌肉肌原纤维蛋白质有着极其相似，是一类具有重要生物学功能的结构蛋白质群[6]，其作用不仅参与肌肉的收缩，影响肌肉的嫩度外，还与肉制品的流变学特性如黏结性、保水性、弹性、质地等有着密不可分的关系。肌原纤维蛋白质的热诱导凝胶对肉制品的结构特性起着关键性的作用，其胶的性能决定着产品的产量、质构、黏着力、脂肪含量及保水性[7]等。并且，肌原纤维蛋白的热诱导凝胶能力非常高，仅需0.5%就能够产生凝胶，然而其他动植物蛋白质含量高达5%~15%时才能形成凝胶。
1.1.3 鱼蛋白的热特性
肌原纤维蛋白质受热凝流变是一个很不稳定地动态流变的过程，随着蛋白解链、变性与凝聚等物化性质的发生，许多学者就是利用DSC[8]动态流变仪对蛋白的蛋白热凝的变性做出定量分析的。
1.2 鱼蛋白的提取方法
1.2.1 鱼肉蛋白质酸法提取
酸法提取蛋白质是利用酸液浸提蛋白质，使其偏离等电点从而增大溶解度而溶解出来的一种蛋白质提取方法。上世纪90年代国外众多学者报道了一种提取动物蛋白的新方法-pH调节法(pH-shifting) 即酸碱法[9]。与分离植物蛋白的制备相类似，利用蛋白质在不同的pH条件下溶解性的不同，先在低温偏离蛋白质等电点的极酸条件(pH<2.5)或极碱条件(pH>10.5)下使蛋白质充分溶解，然后高速离心除去脂肪和其他不溶性杂质得到可溶性蛋白质溶液，再在等电点条件下将蛋白质沉淀回收，制备出分离蛋白(Fish Protein Isolates，FPI)。在这个完整的提取分离过程中，操作温度一直比较低，蛋白质分子的变性程度较小，功能特性保持的比较完好，得到的产品具有很好的形成凝胶的能力，就可以直接脱去水形成鱼糜。
酸碱法与提取鱼蛋白的其他水洗方法相比有明显的优势[10]：第一，加工处理前不需要预先采肉，不需要进行骨肉分离，将原料绞碎后即可直接用于酸/碱溶解的处理；第二，酸碱法还可以有效提取到可溶性的肌浆蛋白，蛋白质回收率较高；第三，在酸碱法提取的过程中，极端的pH条件下蛋白质和油脂都充分分离然后再高速离心可以有效地除去中性脂肪和膜脂，有效降低鱼蛋白储存过程中脂肪的氧化，拓展产品的应用范围；第四，有机废水中的有机物质含量相对较低，对环境污染小。
酸碱法可广泛应用于分离下脚料及低值鱼蛋白[11]，但是在国外，这种方法很早开始主要用于鱼白肉和碎鱼肉的提取鱼分离蛋白。1997年，Hultin 和 Kelleher[12]采用酸法从鸡肉、鱼肉中提取蛋白质，研究报道了肉类蛋白质的酸溶解条件为pH<3.5，等电点沉淀条件为pH为5.5，研究显示蛋白质的回收率高达 84%和 63%。Choi等[13]对鳕鱼进行了酸处理(pH为2.5的条件下溶解，pH为5.0的条件下沉淀)提取太平洋鳕鱼蛋白质的研究，结果显示，与传统水洗鱼糜方法相比较，酸处理法提取鱼蛋白的得率相对比较高。
1 引言 1
1.1 鱼蛋白的组成及功能特性 1
1.1.1 鱼蛋白的组成 1
1.1.2 鱼蛋白的功能特性 1
1.1.3 鱼蛋白的热特性 2
1.2 鱼蛋白的提取方法 2
1.2.1 鱼肉蛋白质酸法提取 2
1.2.2 酶解法制备酶解蛋白 2
1.2.3 有机溶剂萃取法制备鱼浓缩蛋白 3
1.3 鱼蛋白的含量测定方法 4
1.3.1 考马斯亮蓝法（Bradford法） 4
1.3.2 凯氏定氮法（Kjedahl法） 4
1.3.3 紫外吸收法 4
1.3.4 双缩脲法（Biuret法） 4
1.3.5 Folin－酚试剂法（Lowry法） 4
1.4 蛋白质提取液中蛋白质的沉淀 4
1.4.1 等电点沉淀法 5
1.4.2 凝聚剂沉淀法 5
1.5 鱼蛋白的热特性研究 6
1.6 鱼蛋白发展存在的问题 6
2 实验材料与方法 7
2.1 材料 7
2.2 试剂与仪器 7
2.2.1 主要试剂及药品 7
2.2.2 主要实验仪器 8
2.3 实验方法 8
2.3.1 酸溶解单因素试验 8
2.3.2 酸溶解正交试验 9
2.3.3 蛋白质含量的测定 9
2.3.4 蛋白质沉淀条件的测定 10
2.3.5 鱼蛋白热特性试验 10
3 结果与讨论 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
> 3.1 牛血清蛋白标准曲线 10
3.2 固液比对溶解率的影响 11
3.3 确定最佳溶解时间 11
3.4 确定最佳溶解温度 12
3.5 确定最佳酸液pH 12
3.6 确定最佳沉淀条件 13
3.7 确定最佳提取方案 14
3.8 正交试验结果及分析 14
3.9 蛋白质热特性研究 16
结 论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1 引言
八十年代以来，我国淡水渔业得到飞速的发展，1996年淡水鱼产量就达到约1094万吨[1]，居世界首位，为我国人民提供了一种重要的动物蛋白来源。对低值鱼类及加工废弃物的蛋白应用酶水解技术[2]进行提取、优化、利用。自六十年代以来就已有不少研究，国内近年也有少量关于淡水鱼酶水解的研究。蛋白质的功能特性是指能够使蛋白质对食品优良特性作出贡献的性质。酶水解能够改变蛋白质的功能特性，例如[3]酶解能大大提高其溶解性；一定程度的水解也能够提高其乳化比等。
由于鱼类资源量大质优的原因，而被喻为战胜人类面临的世界蛋白质缺乏这一困难的强大武器。我国水产业十分发达，对鱼蛋白水解研究甚多，包括选择各种不同原料、不同水解条件和检测方法等等。但在原料水解之前的预处理对动物蛋白酶解影响作用方面，还没有得到系统详细的研究报道。
草鱼作为我国淡水增养殖四大鱼类之一[4]，其价格较低，属于低价优质鱼，因其易饲养、生长快、成本低，一直受到鱼农的青睐，但是因为肉薄、鱼刺多、风味不及其他淡水鱼，在市场上不很受欢迎。因此，搞好草鱼的深加工有着极其重要的意义。酸法提取鱼蛋白是国外学者首先研发的一种新方法，已将其应用于海水鱼蛋白的提取，而淡水鱼蛋白的提取还不曾见报道，国内在这方面的研究可以说仍是空白的。如果能够将草鱼肉中的蛋白质分离提取出来，就会给市场提供营养丰富且易消化的鱼蛋白来源，可作为食品的蛋白质强化剂、生产营养保健品、模拟制品的原料等等。
1.1 鱼蛋白的组成及功能特性
1.1.1 鱼蛋白的组成
鱼肌肉通常含有三类主要蛋白质[5]：肌浆蛋白、肌原纤维蛋白及结缔组织蛋白，此三类蛋白对肉制品的感官和质构特性起决定性作用。肌肉中的肌原纤维蛋白是构成弹性凝胶的主要成分。目前，大多数学者仅仅对海水鱼、猪、牛和鸡肉的肌原纤维做了较为详细的研究，但对淡水鱼肌原纤维的热凝流变研究却鲜有报道。
1.1.2 鱼蛋白的功能特性
鱼类肌原纤维蛋白质在功能特性上与其他肌肉肌原纤维蛋白质有着极其相似，是一类具有重要生物学功能的结构蛋白质群[6]，其作用不仅参与肌肉的收缩，影响肌肉的嫩度外，还与肉制品的流变学特性如黏结性、保水性、弹性、质地等有着密不可分的关系。肌原纤维蛋白质的热诱导凝胶对肉制品的结构特性起着关键性的作用，其胶的性能决定着产品的产量、质构、黏着力、脂肪含量及保水性[7]等。并且，肌原纤维蛋白的热诱导凝胶能力非常高，仅需0.5%就能够产生凝胶，然而其他动植物蛋白质含量高达5%~15%时才能形成凝胶。
1.1.3 鱼蛋白的热特性
肌原纤维蛋白质受热凝流变是一个很不稳定地动态流变的过程，随着蛋白解链、变性与凝聚等物化性质的发生，许多学者就是利用DSC[8]动态流变仪对蛋白的蛋白热凝的变性做出定量分析的。
1.2 鱼蛋白的提取方法
1.2.1 鱼肉蛋白质酸法提取
酸法提取蛋白质是利用酸液浸提蛋白质，使其偏离等电点从而增大溶解度而溶解出来的一种蛋白质提取方法。上世纪90年代国外众多学者报道了一种提取动物蛋白的新方法-pH调节法(pH-shifting) 即酸碱法[9]。与分离植物蛋白的制备相类似，利用蛋白质在不同的pH条件下溶解性的不同，先在低温偏离蛋白质等电点的极酸条件(pH<2.5)或极碱条件(pH>10.5)下使蛋白质充分溶解，然后高速离心除去脂肪和其他不溶性杂质得到可溶性蛋白质溶液，再在等电点条件下将蛋白质沉淀回收，制备出分离蛋白(Fish Protein Isolates，FPI)。在这个完整的提取分离过程中，操作温度一直比较低，蛋白质分子的变性程度较小，功能特性保持的比较完好，得到的产品具有很好的形成凝胶的能力，就可以直接脱去水形成鱼糜。
酸碱法与提取鱼蛋白的其他水洗方法相比有明显的优势[10]：第一，加工处理前不需要预先采肉，不需要进行骨肉分离，将原料绞碎后即可直接用于酸/碱溶解的处理；第二，酸碱法还可以有效提取到可溶性的肌浆蛋白，蛋白质回收率较高；第三，在酸碱法提取的过程中，极端的pH条件下蛋白质和油脂都充分分离然后再高速离心可以有效地除去中性脂肪和膜脂，有效降低鱼蛋白储存过程中脂肪的氧化，拓展产品的应用范围；第四，有机废水中的有机物质含量相对较低，对环境污染小。
酸碱法可广泛应用于分离下脚料及低值鱼蛋白[11]，但是在国外，这种方法很早开始主要用于鱼白肉和碎鱼肉的提取鱼分离蛋白。1997年，Hultin 和 Kelleher[12]采用酸法从鸡肉、鱼肉中提取蛋白质，研究报道了肉类蛋白质的酸溶解条件为pH<3.5，等电点沉淀条件为pH为5.5，研究显示蛋白质的回收率高达 84%和 63%。Choi等[13]对鳕鱼进行了酸处理(pH为2.5的条件下溶解，pH为5.0的条件下沉淀)提取太平洋鳕鱼蛋白质的研究，结果显示，与传统水洗鱼糜方法相比较，酸处理法提取鱼蛋白的得率相对比较高。
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