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酶技术在水产品加工中的应用
李区 (广西水产畜牧学校南宁530021)
摘要生物技术中对水产品加工影响最大的是酶技术。利用酶技术可以提高水产品的质量，改善水产品的品质和营养价值。本文介绍了酶的来源及其新技术在水产品加工中的应用。 关键词酶技术水产品加工应用
酶是活细胞产生的具有催化功能的生物催化剂，它参与生物体内一切生物化学反应过程。近50年来酶科学得到了飞速的发展。目前，人类发现的酶已经超过3000种。酶技术是指在一定的生物反应器内，利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是酶科学在生产实践中的应用。其广泛应用于工业、医药卫生、农业、化学分析、环境保护和生命科学等各个领域。 近年来，随着渔业资源的衰退，利用一些低值水产品来生产高附加值的产品显得越来越重要，而酶技术在水产品加工中的应用正好解决了这一难题，为水产品加工业开辟了一条发展新路子。随着酶技术和水产品加工业的不断发展，其在水产品加工中也得到了广泛的应用。
1水产品加工用酶的来源 水产品加工用酶的来源包括动物、植物和微生物。传统上用来加工食品的酶主要来自于动物。例如：凝乳酶。但是一般说来，动物是较差的酶生产原料，因为动物生长缓慢而且价格昂贵，用大量的动物生产大量的酶既不经济而且在需求量波动时也无法满足需要。另外，从动物组织中提取酶，本身也要在生产过程中消耗酶。植物生长比动物快，可以每年大量生产，但周期长，还受到季节的影响，目前只有少数重要的酶用植物来生产，如菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶。用微生物生产酶是现在生产酶制剂的主要方法。Fogarty［1］认为用微生物生产酶具有速度快，产酶过程容易控制，所产的酶容易提取和纯化等优点。目前从微生物中至少发现了2500种酶类，例如用于鱼糜加工的转谷氨酰胺酶就是用放线菌进行大量生产［2］。
2水产品加工用酶的新技术 在酶的加工反应中为了使酶能够充分发挥它的催化功能，可以采用一些新的处理方法。目前在食品加工中酶的新技术主要有以下几种： (1)酶的包埋技术，就是在用酶之前先将酶通过微胶囊化包埋在微小的载体中，从而控制酶的释放能力。通过包埋技术使得酶的生物催化功能和效率可以在没有对酶进行任何化学和基因修饰的情况下得到改进［3］。 (2)诱变产生“特制”酶，就是利用基因克隆技术对原有的酶进行修饰，从而得到具有特殊功能的酶制剂用于催化特殊的生物反应。 (3)改变酶特性的溶剂工程，就是指开发出在非水反应体系中酶的催化能力。因为有些酶如磷酸酯酶和脂肪酶其定位点就是在细胞的疏水区域，而溶剂工程就是为了提高酶在非水体系中的催化能力。 (4)抗体酶技术，就是通过制备一个针对给定的反应过渡态基团的抗体来合成一种酶，使抗体的结合部位与过渡态互补，从而通过迫使所结合的底物变成过渡态的构象而实现催化［4］。
3酶技术在鱼类加工中的应用 3.1酶法生产液化食用鱼蛋白 低值鱼和小杂鱼在海洋捕捞中历来占有较大的比例。随着人们生活水平的提高，低值鱼类直接食用的价值越来越低，应用酶技术生产液化食用鱼蛋白，为水产品综合利用指出了一条新途径。 液化食用鱼蛋白易溶于水，富含蛋白质。它的溶解特性(如可溶性、可湿性、弥散性和溶解速度)优于糖和奶粉，可用于制作鱼糊、调味品、人造牛奶、人造肉类制品和蛋白质饮料。使用蛋白酶水解鱼肉浆即可获得食用鱼蛋白，采用这种方法可避免营养素的损失，避免产生臭味和微生物危害，提高产品的感官质量［5］。 3.2酶法改善水产品品质［6］ 蛋白质水解物通常带有一定的苦味，这是由酶水解蛋白质时产生的苦味肽引起的，使用羧肽酶等不生成苦味肽的蛋白酶，或用几种蛋白酶共同水解使苦味肽进一步被分解，可以去除苦味。此外，使用酸性蛋白酶在pH中性时处理解冻鱼类，可以脱腥。 3.3酶法生产调味品［5］ 鱼露是一种享誉海内外的调味品。传统的鱼露加工主要靠食盐防腐，自然发酵。由于加盐量过多，抑制了酶的活性，发酵周期长达1年以上。随着酶工程技术的发展，生产周期缩短为24h，从而使鱼露的生产取得了突破性进展。 3.4谷氨酰胺转氨酶改善鱼糜制品质构［7］ 谷氨酰胺转氨酶在鱼糜制品的生产中作为弹性增强剂。其作用是通过催化蛋白质中的谷氨酰胺残基和赖氨酸残基发生交联反应，促进鱼肉蛋白质弹性网状结构的形成，使蛋白质的塑性和保水性等功能得到改善，从而提高鱼肉蛋白质的凝胶形成能。
4酶技术在虾、蟹加工下脚料中的应用 虾、蟹壳中含有钙、蛋白质、类胡萝卜素和类脂等营养物质。孙俊华等人进行了混合蛋白酶水解虾壳蛋白的研究［8］，工艺过程如下：
混合蛋白酶 ↓ 干虾壳→粉碎过筛(20目)→高温瞬时灭菌法→酶水解→过滤→滤液 ↓ 渣→制甲壳素 ↓↑ 提色素→渣
采用混合酶法水解虾、蟹壳，既得到了蛋白质水解液，滤渣又可以成为提取甲壳素、色素的原料，同时又减少了酸、碱的用量，对环保有利。虾青素和蛋白质结合在一起，可用来饲养鲑、鳟鱼等，能使其肉呈红色。虾壳酶水解液降压分馏则可分离出鲜虾味素，可用于制造鲜虾风味食品。
5酶技术在贝类加工中的应用 扇贝边或贻贝干粉含有丰富的优质蛋白质，并含有多种微量元素，以其为主要原料酶解后制成胶囊保健食品，经功能测定表明具有提高机体免疫力，抗疲劳，改善心血管供血机能等显著生理作用。如将水解液精制浓缩，可制成氨基酸含量丰富、组成平衡、接近于理想模式的全营养复合氨基酸食品强化剂［5］。 邓尚贵等人曾用双酶水解法对贻贝进行水解，制备具有一定功能的海鲜调味料［9］。采用枯草芽孢杆菌中性蛋白酶：pH7.5，温度45℃，酶质量分数0.2%，钙质量分数0.1%，水解时间2.5h；胃蛋白酶：pH4.0，温度55℃，酶质量分数0.2%，水解2.0h，水解率达到82%。
6酶技术在藻类多糖提取中的应用 从海藻中提取的杂多糖具有抗病毒、抗凝血、降血脂等作用，特别是从马尾藻中提取的多糖对小鼠的艾氏腹水瘤及肉瘤、子宫瘤的生长有抑制作用。对海藻多糖的提取大都采用中性水提取(提取率0.56%～3.83%)和酸法提取(提取率3.3%)，提取率低。卢睿春等采用纤维素酶提取的多糖，提取率提高到了5.84%，提高了马尾藻的经济价值［10］。
7酶技术在水产品保鲜中的应用［11，12］ 酶法保鲜的原理是利用酶的催化作用，防止或消除外界因素对食品的不良影响，从而保持食品原有的优良品性。目前应用较多的是葡萄糖氧化酶和溶菌酶的酶法保鲜技术。 葡萄糖氧化酶用在鱼类冷藏制品的保鲜，一方面是利用其氧化葡萄糖产生的葡萄糖酸，从而使鱼制品表面pH降低，抑制了细菌的生长。另一方面是除去了氧，从而降低了脂肪氧化酶、多酚氧化酶的活力。利用葡萄糖氧化酶可防止虾仁变色。如果将虾仁在葡萄糖氧化酶——过氧化氢酶溶液中浸泡一下，或将酶液加入到包装的盐水中，对防止虾仁颜色的改变和酸败的产生效果更好。 溶菌酶是一种专门作用于微生物细胞壁的水解酶。利用溶菌酶对水产品进行保鲜，只要把一定浓度的溶菌酶溶液喷洒在水产品上，即可起到防腐保鲜效果。Myrrzs和Johansen研究了北极扇贝中溶菌酶的抗菌活性，在4℃时酶活为37℃时酶活的55%，显示了溶菌酶的低温有效性［13］。
8酶技术在水产品质量检测上的应用［14］ 水产品加工制品的质量与原料鲜度关系密切，而且鱼、贝类水产品的鲜度是评价其质量的重要指标。传统方法是用感官评定法和化学评定法来确定其鲜度。感官评定法不客观、不准确，化学评定法则耗时。现在利用生物传感器检测其鲜度非常快速、方便。 鱼死后，体内ATP经酶解依次形成ADP、AMP、IMP、肌苷(HxR)、次黄嘌呤(Hx)和尿酸。随着鱼体鲜度的逐步降低，HxR+Hx的量在与核酸相关成分的总量中比例不断增大，把它定义为k值。由于大多数鱼死后5～10h，ATP、ADP、AMP已分解殆尽，而市场上的鱼一般都超过24h，所以鲜度主要取决于IMP→肌苷→次黄嘌呤→尿酸三步骤。K值可简化为ki，ki=(肌苷+次黄嘌呤)/(IMP+肌苷+次黄嘌呤)×100%。采用催化上述3步骤的3种酶即5′—核苷酸酶、核苷磷酸化酶、黄嘌呤氧化酶固定化后，制成酶膜与氧电极，构成了测定鱼肉的鲜度计。电极工作原理是以次黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶反应所消耗的氧量所对应的氧电极的电流改变值为基础。 Okuma等人报道的鱼鲜度计可在5min内完成一次测定。Chemnititus等人用腐胺氧化酶与过氧化氢电极构成多胺生物传感器，测定鱼肉在贮藏过程中的鲜度。 冰鲜鱼价格通常比冻鱼价格高，食品检验者已研究了酶法区分冰鲜鱼和冻鱼。通过检测β羟酰辅酶A脱氢酶(HADH)的活力来区分。冻鱼解冻后其HADH活力要比冰鲜鱼高好几倍。另外还可通过检测溶酶体酶、α-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰葡萄糖氨酶的活力。这些酶在冻鱼中的酶活均比冰鲜鱼高好几倍。 利用酶联免疫分析法，可以快速检测鱼制品中所采用的各种原料鱼。
9结束语 酶技术在水产品加工中的应用越来越普遍，尤其是随着渔业资源的衰退，充分利用一些低值水产品来生产高附加值的产品显得日益重要。使用酶技术可以改变传统的加工方法，既节约了能源，又提高了生产率和产品质量，丰富水产品的市场，提高市场竞争能力。随着酶技术的发展，酶在水产品加工中的应用将越来越广泛。
参考文献 ［1］Fogarty,W.M.Microbial Enzymes and Biotechnology.Applies Science Publishers, Essex.1983 ［2］Ando H et al..Agric.Biol.Chem.,1989,53:711～716 ［3］Kirby,C.J Delivery systems for enzymes and functional food ingredients.Chemistry in Britain,1990,26:847～850 ［4］G.A.Tucker,L.F.Woods［英］著，李雁群，肖功年译酶在食品加工中的应用(第二版).北京：中国轻工业出版社，2002 ［5］高福成.新型海洋食品.北京：中国轻工业出版社，1999.34 ［6］罗贵民.酶工程.北京：化学工业出版社，2002.347 ［7］李来好.传统水产品加工.广州：广东科技出版社，2002.35 ［8］孙俊华，王俊，韩云清.中国调味品，1995(11)：10～13 ［9］邓尚贵，章超桦，黄晋.水产学报，2000，24(1)72～75 ［10］卢睿春，刘婉乔，侯振建等.中国海洋药物，1997(2)：10～13 ［11］王岁楼.食品生物技术.北京：海洋出版社，1998.259 ［12］Vednugopal.Lkshmanan R,Doke S N et al.Food Biotech,2000(14):21～77 ［13］Myrrzs B,Johansen A.Preparative Biochemistry.1994(24):69～80 ［14］彭志英.食品生物技术.北京：中国轻工业出版社，1999.270
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最后更新日期：2007年01月05日 主办单位: 广西水产研究所、广西水产学会 桂ICP备05010854号 、 桂ICP备010030号
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