茶香蚕蛹多肽氨基酸口服液的研制

李国荣，李建科，林 娅，于 振

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安 710062)

茶香蚕蛹多肽氨基酸口服液的研制

李国荣，李建科*，林 娅，于 振

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安 710062)

通过碱性蛋白酶酶解脱脂蚕蛹粉，利用响应曲面法优化水解液的脱色工艺，制得茶香蚕蛹多肽氨基酸口服液。脱脂蚕蛹粉经碱性蛋白酶水解240min(水解条件为:60℃、pH8)后，水解度达21.93%。添加0.5%XF－220活性炭脱色30min(脱色条件为:60℃，pH5.72)，脱色率达51.02%。以0.5%茶叶浸提液，12%复合甜味剂(蔗糖∶安赛蜜∶甜蜜素= 8∶0.02∶0.02)，0.1%柠檬酸，0.06%苯甲酸钠为组合配制的口服液口感最佳。茶香蚕蛹多肽氨基酸口服液口感好，营养价值高，含多肽18.20g/L，分子量小于5ku的多肽占42.82%;游离氨基酸23.44g/L，必需氨基酸占41.29%。

蚕蛹蛋白，碱性蛋白酶，响应曲面法，脱色，茶香味，多肽氨基酸口服液

蚕桑生产在我国具有悠久历史和广泛社会基础。目前，我国的蚕茧和生丝产量占世界总量的70%以上，随着国家“东桑西移”工程的实施，蚕桑资源将越来越丰富［1］。陕西省桑蚕生产名列西北之首，目前桑园面积已经发展到了六万多公顷，年产丝两千多吨。蚕蛹占鲜茧重量的88%～90%，是缫丝厂的主要副产物，产量非常可观。蚕蛹含有丰富的蛋白质，是一种极富有经济开发价值的自然资源［2－3］。本实验以脱脂蚕蛹粉为原料，通过酶解蚕蛹蛋白，研制高营养蚕蛹多肽氨基酸口服液。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

脱脂蚕蛹粉 蛋白质含量69.98%，陕西师范大学食品营养与安全实验室自制;碱性蛋白酶(Alkaline proteinase M0126) 丹麦Novo酶制剂公司;铁观音 福建省安溪县龙辉茶叶有限公司;牛血清蛋白 北京鼎国生物技术有限公司;蔗糖、安赛蜜、甜蜜素、柠檬酸、苹果酸、果胶 均为食品级;其他试剂 均为分析纯。

501(A)型超级恒温器 上海实验仪器厂有限公司;BS 224S型电子天平 北京赛多利亚仪器系统有限公司;JB－3型定时恒温磁力搅拌 上海雷磁新泾仪器有限公司;JJ－1型精密增力电动搅拌器 金坛市富华仪器有限公司;KDY－9810型凯氏定氮仪 瑞典福斯公司;全自动氨基酸分析仪 日本HITACHI公司;YQD－37A型氮气减压器 上海仪川仪表厂; 8200230型超滤膜分离设备 超滤膜:30ku、5ku，滤膜的有效面积为 0.1m2;DN－RA氮气吹干仪; METTLER TOLEDO实验室pH计。

1.2 实验方法

制备条件:添加茶叶1%(m∶V)，80℃左右浸泡2m in，稀释一倍，继续浸泡3m in，过滤制得浸提液。

1.2.2 酶解蚕蛹蛋白 参考文献［4］酶解蚕蛹蛋白，并采用pH－stat法测定水解度。

式中:C、V:水解过程中所加 NaOH的浓度(mol/L)和体积(m L);Mp:原料中净蛋白质质量(g);htot:1g原料蛋白质中所含肽键的毫摩尔数(取为7.8mmol/g蛋白);α:氨基的平均解离度。

1.2.3 氨基酸水解液脱色工艺 在单因素实验的基础上，以XF－220活性炭为脱色剂脱色30min，选择脱色温度、脱色pH及脱色剂添加量三因素，以脱色率为衡量指标，采用Box－Behnken实验设计［2，5－6］。

以蒸馏水为空白，在420nm处测定吸光值，计算脱色率。

1.2.4 氨基酸口服液的口味调配［7］

1.2.4.1 甜味剂的确定 甜蜜素和安赛蜜属于非营养型甜味剂，甜度较高，且可掩盖苦味，是良好的蔗糖替代品。确定蔗糖浓度后，优化甜蜜素和安赛蜜的配比，由10名专业人员组成评定小组，分别按照表1进行评价，最后以评定小组的平均分计算。

1.2.4.2 酸味剂的确定 酸味剂主要有柠檬酸和苹果酸。在蔗糖浓度8%的条件下，柠檬酸在0.03%～0.45%之间以 0.03%的浓度梯度增加;苹果酸在0.05%～0.50%之间以0.05%的浓度梯度增加。

1.2.4.3 果胶添加量的确定 果胶可以作为蛋白饮料的稳定剂，但由于果胶本身带有颜色和气味，则以色泽、气味、产品状态为指标，确定果胶添加量。

根据单因素结果，进行正交实验L9(34)。

表1 感官评分表Table 1 Sensory scoring table

1.2.4.4 产品多肽含量测定及氨基酸成分分析 采用福林酚法测定［8］多肽含量，利用超滤膜分离［4］;采用全自动氨基酸分析仪进行氨基酸组成分析。

2 结果与讨论

2.1 碱性蛋白酶水解蚕蛹蛋白

由图1可见，脱脂蚕蛹粉在pH=8.0，温度60℃条件下经碱性蛋白酶水解，240min后，水解度趋于稳定，达21.93%。

图1 脱脂蚕蛹粉酶解进程曲线Fig.1 Hydrolysis course curves of defatted silkworm pupa powder

2.2 脱色工艺优化

花青素类色素褐变引起蚕蛹颜色深重［9］。由文献［2，5－6］得出:XF－220型活性炭脱色效果较活性白土及XFL－210型活性炭好，脱色30m in时脱色效果较好。脱色温度(30～60℃)、pH(5～8)、脱色剂添加量(0.5%～1%)对脱色结果影响较大。因此分别选择脱色温度(30、45、60℃)、XF－220型活性炭添加量(0.5%、0.75%、1%)、pH(5、6.5、8)进行响应面优化。最佳脱色工艺为XF－220型活性炭在温度60℃，pH5.72，脱色剂添加量0.5%，脱色率可达51.02%。其模型极显著(p＜0.01)，失拟项不显著(p＞0.05)，校正系数=0.8959，相关系数R=0.9544，说明该模型拟合程度良好，可解释89.59%响应值的变化，能够用来分析和预测不同温度、酸碱度、脱色剂添加量对脱色率的影响。

2.3 氨基酸口服液的口味调配

2.3.1 甜味剂对氨基酸口服液口感的影响 在低蔗糖浓度下，蔗糖浓度增加，清凉味增加，可掩盖蚕蛹腥味，8%的蔗糖浓度适宜;当蔗糖浓度超过8%，口感下降。在最适蔗糖浓度下，安赛蜜所占比例越高，甜味越重，安赛蜜∶甜蜜素=1∶1时，口感最适宜。制备复合甜味剂(蔗糖∶安赛蜜∶甜蜜素=8∶0.02∶0.02)。

表2 蔗糖浓度评分表Table 2 Scoring table of sucrose concentration

2.3.2 酸味剂对氨基酸口服液口感的影响 由表4和表5可知，柠檬酸的平均得分为82.17分，苹果酸的平均得分为79.44分。因此选柠檬酸做酸味剂，其用量在0.09%～0.15%之间口感较好。

2.3.3 添加果胶对氨基酸口服液口感的影响 由表6可知，添加果胶组比空白组茶色深，不良气味重，溶液浑浊，口味差，因此不宜添加果胶。

表6果胶添加量对比表Table 6 Correlation table of pectin’s addition

2.3.4 产品配方正交实验 选择茶叶浸提液添加量、复合甜味剂浓度和柠檬酸浓度三因素进行正交实验，进行极差分析得出最优组合A1B3C1，见表7。理论最优条件比正交组合中的最优组合的评分高，且差异显著(0.05＜p＜0.01)。最终配方为:茶叶浸提液添加量0.5%，复合甜味剂浓度12%，柠檬酸浓度0.1%。按照国标［10］，添加0.06%的苯甲酸钠延长保质期，茶叶浸提液能够较好地掩盖蚕蛹腥味，改善蚕蛹多肽口服液的口味。

2.3.5 产品氨基酸分析 茶香蚕蛹多肽氨基酸口服液含 18.20g/L多肽，分子量小于 5ku的多肽占42.82%。闵建华［4］研究表明该类多肽具有较强的清除DPPH自由基能力和ACE抑制活性。茶香蚕蛹多肽氨基酸口服液含23.44g/L游离氨基酸，其中必需氨基酸含量9.68g/L，占游离氨基酸含量的41.29%。游离氨基酸总量及必需氨基酸含量均高于延年康口服液［11－12］(表9)，符合FAO/WHO标准。

表3 安赛蜜与甜蜜素配比评分表Table 3 Scoring table of sweetenersmixture ratio

表4 柠檬酸浓度评分表Table 4 Scoring table of the concentration of citric acid

表5 苹果酸浓度评分表Table 5 Scoring table of the concentration ofmalic acid

表7 感官评价实验结果与分析Table 7 Experiment result and analysis of evaluation

表8 验证实验表Table 8 Proofing test table

表9 产品氨基酸分析Table 9 Amino acid analysis of product

3 结论

脱脂蚕蛹粉经碱性蛋白酶在60℃，pH8的条件下水解4h，水解度达21.93%。其最佳脱色工艺为0.5%XF－220活性炭，在温度60℃，pH5.72的条件下吸附脱色30m in，脱色率51.02%。在口味调配中，以0.5%茶叶浸提液，12%复合甜味剂(蔗糖∶安赛蜜∶甜蜜素=8∶0.02∶0.02)，0.1%柠檬酸，0.06%苯甲酸钠的配比组合口味最佳。该口服液中含多肽18.20g/L，分子量小于 5ku的多肽占 42.82%;游离氨基酸23.44g/L，其中必需氨基酸占41.29%。

［1］向仲怀.建设现代农业产业技术体系，推进蚕业新的发展［J］.中国蚕业，2009(2):4－6.

［2］吴晓霞，李建科，张研宇.蚕蛹油超声波辅助萃取及其抗氧化稳定性［J］.中国农业科学，2010，43(8):1677－1687.

［3］Maiti R K，Ocejio A P，Mastreta P.Note on edibleinsects as protein source in underde－veloped countries［J］.Proceedings of the zoological Society(Calcutta)，2001，54(2):43－46.

［4］闵建华.蚕蛹蛋白活性多肽的酶法制备［D］.西安:陕西师范大学，2009.

［5］王凤松，王家荣，李军，等.丙烯腈和丙烯酸甲酯在活性炭上的吸附平衡［J］.化学反应工程与工艺，2004，20(4): 367－371.

［6］Ferreira SL，Bruns R E，Ferreira H S.Box－Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods［J］. Analytica Chimica Acta，2007，597:179－186.

［7］陈锦屏，饶国华，顾熟琴.酸性红枣松仁复合蛋白饮料及其制作方法［P］.中国:03134478.X.

［8］陈钧辉，李俊，张太平，等.生物化学实验［M］.第四版.北京:科学出版社，2008.

［9］钱俊青.蚕蛹色素的变化原理及应用前景［J］.食品科学，1997，18(5):18－20.

［10］GB2760－2011.食品安全国家标准－食品添加剂使用标准［S］.

［11］Jun Zhou，Dingxian Han.Safety evaluation of protein in silkworm pupa［J］.Food and Chemical Toxicology，2006，44: 1123－1130.

［12］张林丽.延年康口服液与氨基酸含量分析［J］.中药材，2003，26(10):761－762.

Preparation of tea－flavored polypeptide and am ino acid oral liquid of silkworm pupa

LIGuo－rong，LI Jian－ke*，LIN Ya，YU Zhen
(Collage of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

Alcalase was selec ted to hyd rolyze defatted powder fromsilkwormpupa.Response surface m ethodology was used to op tim ize decoloration p rocess.The Hyd rolysis deg ree(DH%)of defatted powder was 21.93%after hyd rolysis for 240m in(cond itions as follows:60℃，pH8).After decolorization for 30m in(cond itions as follows:60℃，pH5.72)，decolorization rate was 51.02%w ith 0.5%XF－220 activated carbon.The best tasty oral liquid was p roduced with 0.5% tea juice，12% com pound sweeteners(suc rose∶sod ium cyc lamate∶acesulfam e K= 8∶0.02∶0.02)，0.1%citric acid and 0.06%soud ium benzoate，which contained 18.20g/L polypep tide，inc luding 42.82%polypep tide whose molecularweightwas less than 5ku;23.44g/L free am ino acid，inc lud ing 41.29%essential am ino acid.The tea－flavored polypep tide－am ino acids oral liquid ofsilkwormpupawas tasty and nutritional.

silkwormpupa;alcalase;response surface methodology;decolorization;tea－flavored;polypep tideam ino acids oral liquid

TS201.1

B

1002－0306(2012)12－0333－03

2011－09－27 *通讯联系人

李国荣(1985－)，女，硕士研究生，研究方向:食品营养与安全。

陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2009ZDKG－05)。