酶解法生产虾酱的工艺探究

孟凡欣

（连云港市赣榆区综合检验检测中心，江苏连云港 222100）

我国江苏省连云港市、盐城市沿海地区每年都能捕捞到大量的虾类，如毛虾、糠虾、小型磷虾等[1]，由于这些虾个体偏小，用于生产加工海产品比较困难，大多数都被用作鱼和螃蟹的饲料，仅有少量用于腌制虾酱和制作虾汁等调味品。连云港市赣榆区地处黄海之滨，拥有着丰富的海洋资源，尤以毛虾产量巨大。毛虾一般都就地晒干或烘干制成虾皮，虾皮含有蛋白质、矿物质、虾青素等营养成分，每100 g 虾皮蛋白质含量约39.3 g，远高于对虾、黄鳝等水产品蛋白质含量，每100 g 虾皮含钙和磷的量为991 mg 和582 mg，所以又被称之为“补钙神器”。科学研究结果表明，血压的高低与钙含量呈负相关，适当进补含钙丰富的虾皮、虾酱，能在一定程度上控制血压。美国《新科学家》杂志报道，在饮食中补充钙物质，能直接抑制结肠癌细胞增殖，并可在2 ～3个月后使细胞趋于正常。虽然虾皮含钙量高，且钙元素对人体健康有一定益处，但是虾皮对储存条件要求较高，一般情况下需在-18 ℃储存，常温或达不到冷冻储存条件会导致虾皮颜色暗淡发黄、气味刺鼻。而将毛虾经过前处理、发酵、熬制等工艺制作成虾酱，不仅可以保留毛虾含有的钙、磷等矿物质元素，还可以给消费者提供口感更为丰富的风味美食。更主要的是虾酱可以常温储存，保质期较长，运输方便，所以将本地毛虾制作成虾酱也是提高毛虾资源利用率的一条可行途径。

目前国内虾酱的制作工艺基本上局限于传统方法，利用自然条件发酵，发酵容易受到季节的限制，其发酵温度、程度、过程难控制，加盐量普遍在20%以上，发酵周期过长（普遍在2 ～3 个月），且过高的含盐量会抑制蛋白质的分解，导致虾酱中氨基酸态氮含量降低，从而使虾酱呈现出的鲜味程度降低，品质难于控制。随着科学技术的进步，酶法发酵技术在国内外得到了应用，人们已经利用酶法发酵技术生产酱油、黄豆酱等调味品。随着酶法发酵技术的日趋完善，其将会被应用到更多的领域。

木瓜蛋白酶又称木瓜酶，是一种蛋白水解酶，广泛存在于番木瓜根、茎、叶和果实内，其中在未成熟的乳汁中含量最丰富。木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶，外观为白色至浅黄色粉末，微有吸湿性，可溶于水和甘油，水溶液为无色或淡黄色，几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。此外，木瓜蛋白酶是一种含巯基肽链内切酶，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯等有较强的水解能力，但几乎不分解蛋白胨，木瓜蛋白酶的最适pH 值为6 ～7，在中性或偏酸性时亦有作用，木瓜蛋白酶的最适温度为55 ～65 ℃，耐热性强，在90 ℃时也不会完全失活。

酶解法具有反应条件温和、不破坏氨基酸的结构、无副反应发生等优点，被食品工业广泛采用[1-2]。本文以毛虾为原料，通过木瓜蛋白酶水解发酵将毛虾制作成味道更鲜美、更易常温储存及运输的虾酱，以木瓜蛋白酶的酶解反应时间、酶解反应温度及酶解反应所处溶液的pH 为单因素，以氨基酸态氮、蛋白质水解度为指标进行了试验，对酶解工艺的条件进行了优化。

1 材料与方法

1.1 试验原料

本地市售毛虾；木瓜蛋白酶，江苏鼎轩生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

JY002 电子天平，江苏鼎轩生物科技有限公司；PH-3 精密酸度计，江苏鼎轩生物科技有限公司；MH-J 电子恒温水浴锅，奥普仪器设备有限公司；MH-Y2 恒温磁力搅拌器，奥普仪器设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 虾酱生产工艺流程

虾酱生产工艺流程为毛虾原料→挑拣杂质清洗→沥干水份→毛虾粉碎→加酶酶解→过滤→加入食盐→水浴保温→成品检验。

1.3.2 木瓜蛋白酶活力的测定

样品用0.1 mol·L-1、pH 为7.2 的磷酸盐缓冲溶液搅拌溶解后稀释至一定浓度，选择一定的pH 值和温度条件，酶液中加入2%酪蛋白溶液，摇匀静置10 min，加入0.4 mol·L-1三氯乙酸溶液，摇匀静止10 min 过滤，取滤液加0.4 mol·L-1碳酸钠溶液、福林试剂使用液，显色20 min 于680 nm 波长处测定吸光度。

1.3.3 样品中理化指标的测定

样品中游离氨基酸态氮用甲醛滴定法[3]测定，蛋白质用凯氏定氮法[4]测定，食盐含量用硝酸盐滴定法[5]测定。

1.3.4 蛋白质水解度的测定蛋白质水解度的测定采用甲醛滴定法[6-7]，按公式（1）计算。

2 结果与分析

2.1 pH 对酶解反应的影响

将毛虾分成4 组，分别调节pH 值至6.8、7.0、7.2 和7.4，然后加入木瓜蛋白酶（毛虾质量的1.5%），55 ℃酶解1 h，再加盐（毛虾质量的18%），将酶解水溶液置于50 ℃水浴锅保温，每隔1 d 测定蛋白质水解度（Degree of Hydrolysis，DH），见图1。随着酶解反应的进行，蛋白质的水解度逐渐升高，前3 天上升幅度较大，同时间段内尤以pH 为7.0 时上升幅度最为明显；第4 天时，随着酶活力下降，酶解反应的速度较为缓慢，DH 值增加也趋于缓慢。通过分析可知，pH 7.0 为木瓜蛋白酶水解毛虾的最适pH，酸度过大过小都会影响DH 值。

图1 不同pH 对DH 的影响

2.2 酶解时间对酶解反应的影响

将毛虾分为4 组，调节pH 至7.0，分别加入木瓜蛋白酶（毛虾质量的1.5%），55 ℃酶解 0 h、0.5 h、1.0 h、2.0 h，然后加食盐（毛虾质量的18%），将酶解水溶液置于50 ℃水浴锅保温，间隔1 d 测定蛋白质水解度DH 值，见图2。

图2 不同酶解时间对DH 的影响

分析试验数据可知，毛虾在木瓜蛋白酶酶解反应初期，随着酶解反应的进行，蛋白质水解度DH 值迅速上升，酶解反应1.0 h 时DH 值升高幅度最大。酶解反应后期，蛋白质水解度增速放缓，主要原因是随着反应时间的延长，部分木瓜蛋白酶酶活力降低，加之样品溶液中的盐也会抑制酶活性，使蛋白质水解降低，毛虾水解物受到反馈抑制导致降解率降低，因此酶解时间1.0 h 为适宜的酶解时间。

2.3 保温温度对酶解反应的影响

将毛虾分为4 组，调节pH 至7.0，分别加木瓜蛋白酶（毛虾质量的1.5%），55 ℃酶解反应1 h 后，加入食用盐（毛虾质量的18%），将酶解反应水溶液分别置于恒温水浴锅保温，调节温度为30 ℃、40 ℃、50 ℃，间隔1 d 测定蛋白质水解度DH 值，见图3。

图3 不同温度对DH 的影响

分析可知，酶解反应前期，随着保温温度的不断升高和时间的延长，DH 值呈现上升趋势，且以50 ℃时上升幅度最为明显；当保温时间接近4 d 时，30 ℃和40 ℃时的DH 值增速变缓，50 ℃时的DH 值较30 ℃和40 ℃时的DH 值略有上升趋势，这是由于随着保温时间的延长，不同的温度对酶活性产生了影响，导致酶解反应速度降低。因此选择保温4 d、温度50 ℃为最佳条件。

2.4 酶解虾酱与传统虾酱主要质量指标对比试验

用毛虾来生产酶解虾酱，要求生产用毛虾原料必须新鲜，没有异味，否则生产出来的虾酱中挥发性盐基氮指标会过高，最终采用的生产工艺条件为木瓜蛋白酶用量（毛虾质量的1.5%）、食盐用量（毛虾质量的18%）、酶解pH 7.0，酶解温度55 ℃，酶解时间1.0 h，保温温度50 ℃，保温4 d。

对在优化得到的酶解条件下制作的虾酱进行检测，测定其中的氨基酸态氮、蛋白质、含盐量指标，并与市售的传统虾酱进行比较，结果见表1。酶解虾酱氨基酸态氮含量明显高于市售传统发酵虾酱，鲜味明显，蛋白质含量略高，含盐量明显低于传统市售虾酱，咸味适中。

表1 酶解虾酱与市售虾酱指标对比

3 结论

在酶解pH 为7.0，酶解温度为55 ℃，酶解时间为1.0 h，保温温度为50 ℃，保温4 d 的酶解条件下，虾酱的含盐量从约30%降至18%左右，明显提高了产品的风味。与传统的2 ～3 个月自然发酵相比，该工艺大大缩短了产品的发酵时间，酶解发酵加工工艺简单，过程易控，为高效利用本地区毛虾资源提供了新的加工工艺。