本发明属于水产品加工生物
技术领域：
，具体涉及一种通过激活内源酶提高水产品价值的方法。
背景技术：
：内源酶是指生物体自身存在的酶。生物体在死后易发生自溶作用，机体组织中的大分子组成成分如蛋白质、脂质、碳水化合物等逐渐被其内源酶降解成低分子物质释放出来，引起微生物大量繁殖，其组织结构逐渐崩溃甚至消失，生物体死后的腐败就是这样开始的。海洋水产动物死后易发生腐败，与其机体组织中所富含的各种内源酶（如酸性肽链内切酶、中性肽链内切酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等）、脂酶、糖苷酶、磷酸化酶等的自溶作用有关。水产品死后自然发生的自溶是缓慢的，若这一过程未进行有效控制，易导致微生物的大量繁殖而发生腐败。因此，需采取一定的技术手段激活其内源酶，提高酶的活力，尽可能诱导大多数内源酶发挥催化作用，使自溶在较短的时间内高效地进行而避免发生腐败，可将水产动物组织中的蛋白质等有用成分有效回收。现有技术中，为提高水产品的附加值，水产品营养物质的回收技术手段主要是通过外加商业酶酶解，商业酶活性虽然高，但使用成本高，而且由于酶的专一性容易导致水解度不高、回收率低、酶解产物存在异味等缺陷。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种通过激活内源酶提高水产品价值的方法，本发明通过物理的超声处理手段激活水产品中的内源酶，通过梯度升温的方法进行水产品均浆液的自溶，可使大部分内源酶在最适温度下发挥最佳催化水解作用，实现对水产品中蛋白质等营养成分的高效回收。本发明的技术方案为：一种通过激活内源酶提高水产品价值的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将新鲜的水产品，用清水清洗干净后滤干；（2）加入少量清水于水产品中，用高速组织捣碎机充分均浆，得到水产品的均浆液；（3）将均浆液转入不锈钢容器中，进行超声处理，激活水产品中的内源酶；（4）超声处理后的水产品均浆液加入适量的清水，置于水浴中进行梯度升温处理，启动内源酶的自溶作用；（5）将自溶产物进行灭酶处理，得到水产品的自溶酶解液，过滤后离心处理，得到上清液；（6）将上述上清液进行浓缩处理，喷雾干燥后得到从水产品中回收的营养成分，主要包括蛋白质等成分。超声波是一种频率高于20khz的声波，它在介质中会产生机械效应和温热效应，引起组织细胞内物质运动，使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按摩作用甚至细胞破裂；生物组织还对超声能量有比较大的吸收性能，导致温度升高。超声的机械效应和温热效应均可促发若干物理化学变化，如生物大分子的聚合作用与解聚作用，可将大分子的空间结构伸展，使生物体增加水解酶和原酶活性增加。本发明中，发明人通过大量的创造性试验发现，适度的超声处理能使水产动物的内源酶蛋白分子空间结构发生适度变化，诱导其低活性酶或酶原的活性中心展开，使其更易与底物结合发生催化作用，此外，由于超声导致的细胞破碎作用，使得一些胞内酶得以释放。因此，通过超声处理提高了水产动物机体组织内源酶的活力。与现有技术中超声波辅助酶解技术不同的是，本申请并不是在酶解过程借助超声波机械传质作用使得介质当中的物质加速质量传递，进而增加生物膜和细胞壁的质量传递，来实现提高生物酶的生物活性，促进反应速度的作用；或通过空化效应促进细胞壁的破坏，增强溶剂和目标化合物之间的接触来促进酶解进程。本申请发明人通过大量创造性试验，发现对于含有内脏的低值水产品，进行适度的超声波预处理，基于超声波的机械效应和温热效应，通过产生周期性的压力波动，可以改变生物体内部的三维结构，使生物体的水解酶有效增加，同时可以直接对生物体内释放的水解酶的结构进行修饰改性，促进酶的聚合体变得松散，并使其活性位点暴露，从而使得酶活性充分释放提升，再配合梯度升温水浴酶解，使得主要的水解酶可以在最适的酶解温度下反应，极大地加速酶促反应的进程，提高产物得率。进一步的，所述步骤（1）中，所述水产品包括鱼类、虾类、头足类中的任一种或几种的组合，所述水产品为含有内脏的低值水产品或水产品加工废弃物。进一步的，所述步骤（2）中，加清水量为水产品重量的1-2倍，采用高速捣浆机以10000-12000r/min处理水产品3-6min。进一步的，所述步骤（3）中，超声处理条件为20-50khz，100-400w，处理时间10-30min。经本申请发明人研究发现，在此超声处理条件下，绝大部分的含有内脏的低值水产品或水产品加工废弃物的内源酶会被激活，蛋白分子空间结构发生适度变化，使得酶活力提高。进一步的，所述步骤（3）中，超声处理后内源酶的酶活力提高50-200%。特别的，本发明中所述内源酶是指蛋白酶、肽酶、脂酶、几丁质酶中任几种的组合或全部。进一步的，所述步骤（4）中，超声处理后的均浆液加水产品重量1-2倍的清水，置于可实现加热升温的水浴装置中进行梯度升温。进一步的，所述步骤（4）中，水浴梯度升温起始温度为20-35℃，最终温度为60-75℃，冷却至温度为2-6℃，每20-50min将水浴温度提高3-10℃，梯度升温处理时间控制在3-6h。本发明中，通过梯度升温的方法进行水产品均浆液的自溶，可使大部分内源酶在最适温度下发挥最佳催化水解作用，实现对水产品中蛋白质等营养成分的高效回收。进一步的，所述步骤（5）中，灭酶处理的温度为90-100℃，处理10-20min，酶解后将自溶酶解液在2000-5000r/min的转速下进行离心分离15-30min。进一步的，所述步骤（6）中，浓缩处理为真空浓缩，浓缩时温度控制在40-50℃，浓缩到固定物含量10-20%。进一步的，喷雾干燥处理的参数为进风温度160-180℃，出风温度70-90℃，滴料速度20-40ml/min。与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明通过物理的超声处理手段激活水产品中的内源酶，是一种绿色、成本低廉的技术手段，不会把其它化学成分带入到水产品自溶回收的产物中。（2）本发明通过梯度升温的方法进行水产品均浆液的自溶，可使大部分内源酶在最适温度下发挥最佳催化水解作用，实现对水产品中蛋白质等营养成分的高效回收。（3）本发明所进行的梯度升温自溶，在原料自然ph的条件下进行，自溶完成后产物的ph接近中性，无需脱盐，使用范围更广。（4）本发明利用低值水产品或水产品加工废弃物回收的产物，具有良好的溶解性、色泽和风味，可作为基料用于开发各类调味品、营养食品和保健食品，能变废为宝，极大提高原料的利用价值。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。实施例1一种通过激活内源酶提高水产品价值的方法，所述水产品为对虾虾头，包括以下步骤：（1）将新鲜的对虾虾头，用清水清洗干净后滤干；（2）加入重量1倍的清水于虾头中，在高速组织捣浆机以1000r/min的转速均浆5min，得到水产品的均浆液；（3）将均浆液转入不锈钢容器中，在30khz、300w的条件下超声处理10min。（4）超声处理后的虾头均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行梯度升温处理，由30-65℃，每30min升高水浴温度5℃；（5）梯度温度自溶结束后将自溶产物进行在95℃水浴加热灭酶处理10min，得到水产品的自溶酶解液，用纱布过滤后3000r/min离心20min，收集上清液；（6）将上述上清液进行真空浓缩，浓缩时温度控制在50℃，浓缩到固定物含量10%，再在进风温度180℃，出风温度80℃，滴料速度20ml/min的条件下喷雾干燥，得到从虾头中回收的蛋白粉。本实施例中，经过步骤（3）处理后，采用福林-酚比色法检测内源蛋白酶和肽酶酶活力，内源蛋白酶活力由超声处理前的306u/g虾头提高到超声后的585u/g虾头，提升约91%，内源肽酶活力由32u/g虾头提高至65u/g虾头，提升约200%；采用对硝基苯酚比色法检测脂酶活力，脂酶活力由超声处理前的0.80u/g虾头提高到上升为1.58u/g，提升约98%；采用二甲氨基苯甲醛比色法检测几丁质酶活力，几丁质酶活力由超声处理前的3.71u/g虾头提高到上升为6.56u/g，提升约77%。表1为现有技术的酶解方式与实施例1的加工方法蛋白质回收率的比较，其中，对比例1与实施例1加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐，按原料质量1.5%加入木瓜蛋白酶，在50℃恒温条件下，酶解3.5h。对比例2与实施例1加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行50℃恒温水浴自溶酶解处理3.5h。对比例3与实施例1加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行梯度升温处理，由30-65℃，每30min升高水浴温度5℃，自溶酶解处理。对比例4与实施例1加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为将均浆液转入不锈钢容器中，在30khz、300w的条件下超声处理10min；经过超声波处理后的均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行50℃恒温水浴酶解处理3.5h。表1几种处理方法虾头的蛋白质回收率比较试验组处理方法虾头用量(kg)酶消耗量（kg）生产蛋白粉（kg）蛋白质回收率实施例1超声（30khz，300w，10min）+梯度升温自溶（30-65℃，每30min升温5℃）100—8.5490.9%对比例1外加蛋白酶（木瓜蛋白酶，50℃，3.5h）1001.55.1253.9%对比例2恒温自溶(50℃，3.5h)100—3.2634.3%对比例3梯度升温自溶(30-65℃，每30min升温5℃)100—5.7860.8%对比例4超声处理(30khz，300w，10min)+恒温自溶(50℃，3.5h)100—6.8271.8%通过表1为虾头几种酶解和自溶的处理方式比较，本专利技术在蛋白质回收率、成本消耗等方面具有明显的优势。实施例2一种通过激活内源酶提高水产品价值的方法，所述水产品为鳀鱼，包括以下步骤：（1）将新鲜的鳀鱼，用清水清洗干净后滤干；（2）加入重量1倍的清水于鳀鱼中，在高速组织捣浆机以1200r/min的转速均浆6min，得到水产品的均浆液；（3）将均浆液转入不锈钢容器中，在40khz、200w的条件下超声处理12min。（4）超声处理后的鱼内脏均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行梯度升温处理，由35-70℃，每30min升高水浴温度5℃；（5）梯度温度自溶结束后将自溶产物进行在90℃水浴加热灭酶处理15min，得到水产品的自溶酶解液，用纱布过滤后3000r/min离心15min，收集上清液；（6）将上述上清液进行真空浓缩，浓缩时温度控制在52℃，浓缩到固定物含量12%，再在进风温度185℃，出风温度85℃，滴料速度15ml/min的条件下喷雾干燥，得到从鳀鱼中回收的蛋白粉。本实施例中，经过步骤（3）处理后，采用福林-酚比色法检测内源蛋白酶和肽酶酶活力，内源蛋白酶活力由超声处理前的235u/g鱼提高到超声后的496u/g鱼，提升约111%；内源肽酶活力由46u/g鱼提高至79u/g鱼，提升约72%；采用对硝基苯酚比色法检测脂酶活力，脂酶活力由超声处理前的2.23u/g鱼提高到上升为4.57u/g，提升约104%。表2为现有技术的酶解方式与实施例2的加工方法蛋白质回收率的比较，其中，对比例5与实施例2加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐，按原料质量1.8%加入木瓜蛋白酶，在50℃恒温条件下，酶解3.5h。对比例6与实施例2加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行50℃恒温水浴自溶酶解处理3.5h。对比例7与实施例2加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行梯度升温处理，由35-70℃，每30min升高水浴温度5℃，自溶酶解处理。对比例8与实施例2加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为将均浆液转入不锈钢容器中，在40khz、200w的条件下超声处理12min；经过超声波处理后的均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行50℃恒温水浴酶解处理3.5h。表2几种处理方法鳀鱼的蛋白质回收率比较（试验组处理方法鳀鱼用量(kg)酶消耗量（kg）生产蛋白粉（kg）蛋白质回收率实施例2超声（40khz、200w，12min）+梯度升温自溶（35-70℃，每30min升温5℃）100—10.6188.4%对比例5外加蛋白酶（木瓜蛋白酶，50℃，3.5h）1001.86.8557.1%对比例6恒温自溶(50℃，3.5h)100—4.7839.8%对比例7梯度升温自溶35-70℃，每30min升温5℃)100—6.7456.2%对比例8超声处理（40khz、200w，12min）+恒温自溶（50℃，3.5h）100—8.3369.4%通过表2为鳀鱼几种酶解和自溶的处理方式比较，本专利技术在蛋白质回收率、成本消耗等方面具有明显的优势。实施例3一种通过激活内源酶提高水产品价值的方法，所述水产品为鱿鱼内脏，包括以下步骤：（1）将新鲜的鱿鱼内脏，用清水清洗干净后滤干；（2）加入重量1倍的清水于鱿鱼内脏中，在高速组织捣浆机以1000r/min的转速均浆4min，得到水产品的均浆液；（3）将均浆液转入不锈钢容器中，在35khz、350w的条件下超声处理15min。（4）超声处理后的鱿鱼内脏均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行梯度升温处理，由25-60℃，每30min升高水浴温度5℃；（5）梯度温度自溶结束后将自溶产物进行在95℃水浴加热灭酶处理12min，得到水产品的自溶酶解液，用纱布过滤后3500r/min离心15min，收集上清液；（6）将上述上清液进行真空浓缩，浓缩时温度控制在55℃，浓缩到固定物含量14%，再在进风温度182℃，出风温度83℃，滴料速度12ml/min的条件下喷雾干燥，得到从鱿鱼内脏中回收的蛋白粉。本实施例中，经过步骤（3）处理后，采用福林-酚比色法检测内源蛋白酶和肽酶酶活力，内源蛋白酶活力由超声处理前的472u/g鱿鱼内脏提高到超声后的957u/g鱿鱼内脏，提升约103%，内源肽酶活力由57u/g鱿鱼内脏提高至155u/g鱿鱼内脏，提升约172%；采用对硝基苯酚比色法检测脂酶活力，脂酶活力由超声处理前的6.53u/g鱿鱼内脏提高到上升为14.82u/g鱿鱼内脏，提升约127%。表3为现有技术的酶解方式与实施例3的加工方法蛋白质回收率的比较，其中，对比例9与实施例3加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐，按原料质量1.8%加入木瓜蛋白酶，在50℃恒温条件下，酶解3.5h。对比例10与实施例3加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行50℃恒温水浴自溶酶解处理3.5h。对比例11与实施例3加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为不经过超声波处理，将均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行梯度升温处理，由25-60℃，每30min升高水浴温度5℃，自溶酶解处理。对比例12与实施例3加工方法不同的是，步骤（3）-（4）改为将均浆液转入不锈钢容器中，在35khz、350w的条件下超声处理15min；经过超声波处理后的均浆液加入2倍重量的清水，转入酶解罐置于加热水浴中进行50℃恒温水浴酶解处理3.5h。表3几种处理方法鱿鱼内脏酶解、自溶蛋白质回收率的比较(10.8)试验组处理方法鱿鱼内脏用量(kg)酶消耗量（kg）生产蛋白粉（kg）蛋白质回收率实施例3超声（35khz、350w，15min）+梯度升温自溶（25-60℃，每30min升温5℃）100—9.9692.2%对比例9外加蛋白酶（木瓜蛋白酶，50℃，3.5h）1001.86.8563.4%对比例10恒温自溶(50℃，3.5h)100—5.2248.3%对比例11梯度升温自溶（25-60℃，每30min升温5℃）100—7.0365.1%对比例12超声处理（35khz、350w，15min）+恒温自溶(50℃，3.5h)100—8.5679.3%通过表3为鱿鱼内脏几种酶解和自溶方式的比较，本专利技术在蛋白质回收率、成本消耗等方面具有明显的优势。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。当前第1页12