本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种酶解鲢鱼副产物生产鱼糜抗冻剂的方法。
技术背景
鲢鱼（hypophthalmichthysmolitrix）又名白鲢、鲢子、水鲢，属鲤形目鲤科，具有适应性强，生长快、疾病少、成本低等优点备受鱼农的青睐。2015年，我国鲢鱼养殖产量达435.46万吨，仅次于草鱼，约占全国淡水鱼总产量的14.22%。鲢鱼肉质白嫩，易于消化，蛋白质和氨基酸种类丰富，尤其是人体所需的8种必须氨基酸含量接近甚至超过世界卫生组织所规定的标准，但由于鲢鱼肉质发面、肌间刺多、土腥味重，不仅食用品质差，而且价格低廉，是最典型的大宗低值淡水鱼，只有加工成冷冻鱼糜才是其最有竞争力的利用途径；而目前我国鱼糜加工中采肉率仅为30%左右，鱼糜加工过程会产生占鱼的重量60%~70%的副产物，包括鱼头、鱼皮、鱼鳞、内脏、鱼骨及残留的鱼肉等，其中蛋白质含量约20-30%。目前这些副产物主要被加工成低附加值的鱼饲料、肥料、鱼骨粉或者直接丢弃，没有充分利用其价值。因此，开展冷冻鱼糜加工及其副产物的高值化利用技术研究对提高我国淡水鱼加工率和产品附加值具有重要意义。
在冷冻鱼糜加工和冻藏过程中，如何防止鱼肉蛋白质冷冻变性一直是亟待解决的重要课题；长期冻藏还会引起鱼糜色泽发暗、凝胶结构破坏、保水力下降，口感和风味劣化，因此，加工过程中添加抗冻剂是冷冻鱼糜制造的关键技术之一，
工业上采用的抗冻剂为4%蔗糖和4%山梨醇的混合物(称“商业抗冻剂”)，但因甜度和热量高，影响了鱼糜及其制品的口味和健康营养价值。研究表明，鱼的酶解产物是一种潜在的新型抗冻保护剂，能有效防止鱼糜及其它水产品在冻藏过程中的品质劣变；相对于其它抗冻剂，鱼类酶解产物用于冷冻鱼糜加工中具有无可比拟的优势，如避免了甜味的产生，其丰富的游离氨基酸、短肽等还可增加产品的营养。迄今为止，国内外均没有鲢鱼鱼糜加工副产物酶解物的抗冻活性的报道。
技术实现要素：
针对现有工业上鱼糜抗冻剂为4%蔗糖和4%山梨醇的混合物，其甜度和热量高，影响了鱼糜及其制品的口味和健康营养价值等缺陷，本发明提出了一种酶解鲢鱼副产物生产鱼糜抗冻剂的方法，该抗冻剂低温保护活性高，无甜味，可以保持鱼糜风味，其制备工艺操作简单，条件温和，原材料易得，生产成本低，适于大规模工业化生产。
本发明的技术路线为：鲢鱼副产物（包括鱼骨肉架、鱼头、鱼皮）→加冰磨浆→脱水→脱脂→抽滤、干燥及粉碎过筛→复合蛋白酶控制酶解→加热灭酶→离心→干燥。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
所述酶解鲢鱼副产物生产鱼糜抗冻剂的方法包括以下步骤：
（1）加冰匀浆：将鲢鱼采肉后的副产物迅速加冰匀浆成均匀体系，保持匀浆体系的温度不超过10℃；
（2）脱水：将匀浆后的体系离心脱水，离心速度为3000—4000g，离心温度为4℃，离心时间为10—20min，优选为15min；得脱水后的匀浆原料
（3）脱脂：向脱水后的匀浆原料中加入体积百分比为80—95%的乙醇，所述体积百分比为80—95%的乙醇与脱水后的匀浆原料的体积质量比为（1.5—5）:1，体积质量比（ml:g）中，搅拌1~2小时，得脱脂产物；
（4）抽滤、干燥及粉碎过筛：将脱脂产物采用真空抽滤，抽滤后的滤饼自然干燥后粉碎过80—100目筛，得过筛后的产物；
（5）复合蛋白酶控制酶解：将过筛后的产物粉采用复合蛋白酶在生物酶反应器中催化酶解，酶解条件：将过筛后的产物分散于水溶液中，料液比（g:ml）为1:（3—7），优选为1:5，ph恒定在6.5，酶解温度恒定为50℃、加酶量3%（以总溶液计）（干重，以酶活1.5au/g计），配置约1mol/l的氢氧化钠溶液维持酶解体系的ph值恒定，酶解时间15—240min，获得不同水解度的酶解产物；
（6）加热灭酶：将所述酶反应后的酶解体系采用水浴加热灭酶，灭酶条件：酶解液中心温度达80℃后恒温保持10—20min，优选15min，然后将酶解体系用流水冷却至室温；
（7）离心：将所述灭酶后的酶解体系室温下离心并收集上清液，离心速度为3000—4000g，离心时间为10—15min；
（8）干燥：将收集的上清液干燥，即得鱼糜抗冻剂。
其中，步骤（1）所述鲢鱼采肉后的副产物包括鱼骨肉架、鱼头、鱼皮。步骤（5）所用复合蛋白酶来源于芽孢杆菌属，复合蛋白酶的最低酶活大于等于1.5au/g。步骤（8）所述干燥采用冷冻干燥或喷雾干燥。
下面对本发明做进一步补充说明：
步骤（1）所用原料鲢鱼采肉后的副产物，包括鱼骨肉架、鱼头、鱼皮，其中蛋白质含量在20—30%。
步骤（2）所述的加冰匀浆是将鲢鱼采肉后的副产物迅速加冰匀浆成均匀体系，匀浆体系温度保持不超过10℃，避免高温导致蛋白质变性及不良风味的产生。
步骤（3）所述的脱脂是在脱水后的匀浆原料中按质量体积比加入1.5—5倍体积的80—95%的乙醇，搅拌1—2小时，充分浸提副产物中的脂类等物质，副产物原料中脂类物质的存在会影响到酶解产物的风味，因此有必要进一步脱脂。酶解前对鲢鱼副产物脱脂是为了降低酶解产物的腥味和苦味，提高酶解产物的品质与食用价值，有利于其品质保持和贮藏；所述采用80~95%的乙醇对副产物脱脂，脱脂率在50%以上；虽然采用乙醚和异丙醇脱脂可提高脱脂率，但它们的毒性分别为2级和5级，而乙醇的毒性级别为0级，考虑到酶解产物的食用安全性，优选采用80~95%的乙醇脱脂。
步骤（4）所述的抽滤、干燥及粉碎过筛是将乙醇脱脂后的副产物采用真空抽滤，抽滤后的滤饼自然干燥后粉碎过80—100目筛，可减少酶解时蛋白质分散到溶剂中的阻力，充分让酶与蛋白质接触，提高酶解效率。
步骤（5）所述的复合蛋白酶控制酶解是将所述过筛后的副产物粉采用复合蛋白酶在生物酶反应器中催化酶解，酶解条件：将所述过筛后的产物分散于水溶液中，料液比为1:5，ph恒定在6.5，酶解温度恒定为50℃、加酶量3%（干重，以酶活1.5au/g计），采用约1mol/l的氢氧化钠溶液维持酶解体系的ph值恒定，酶解时间15~240min，获得不同水解度的酶解产物，不同水解度的酶解产物其分子量分布、氨基酸组成及游离氨基酸的含量等存在差异，其抗冻性能存在差异。
步骤（8）所述的干燥是将所述离心后的上清液直接采用冷冻干燥或喷雾干燥，不需经过脱盐工序。酶解过程一般在缓冲盐溶液中进行，以保证酶解过程中ph的恒定，但是后期的脱盐处理工作量很大。本方法在前期研究的基础上进行改进，以水溶液为底液进行酶解反应，最终酶解产物中盐含量不高，无需脱盐，大大减少了操作工作量。
本发明以鱼糜生产中取肉后的白鲢副产物为原料，经加冰磨浆、脱水、脱脂、抽滤、复合蛋白酶控制酶解、离心以及干燥等工序生产酶解产物，所得酶解产物在冷冻鱼糜中低温保护活性高，相比现有工业上使用的商业抗冻剂无甜味，可以保持鱼糜风味；该方法原料选用鲢鱼副产物，变废为宝，提高了原料附加值，具有明显的经济效益和环境效益；制备工艺操作简单，原材料易得，生产成本低，适于大规模工业化生产。该具有抗冻活性的酶解产物生产工艺的主要指标有：酶解产物添加2%到鱼糜中后，鱼糜经6次冻融循环，以鱼糜中盐溶蛋白的提取率和不凝结水为指标表征抗冻活性发现，酶解产物的抗冻活性优于或与商业抗冻剂相当。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）原料选用取肉后的鲢鱼副产物，变废为宝，提高了原料附加值，具有明显的经济效益和环境效益；
（2）采用ph6.5的水溶液中用复合蛋白酶酶解鲢鱼副产物15~240min，所得控制酶解的酶解产物均表现出较高抗冻活性，且相比于现有商业抗冻剂无甜味，可以保持鱼糜风味。
（3）制备工艺操作简单，条件温和，原材料易得，酶解试剂常规易得，生产成本低，适于大规模工业化生产。
具体实施方式：
下面结合具体实施例来进一步解释和说明本发明，但是本发明的保护范围不仅仅限定在实施例所列举的范围。实施例中所述百分含量除特别说明外均指质量百分含量，所述质量体积比或体积质量比中，体积单位为ml，质量单位为g。
实施例1
将鲢鱼采肉后的副产物（包括鱼骨肉架、鱼头、鱼皮）迅速加冰匀浆成均匀体系，匀浆体系温度保持不超过10℃，匀浆后的体系采用3000g离心脱水15min，离心温度4℃，脱水后的匀浆原料中按质量体积比加入1.5倍体积的95%的乙醇，将鲢鱼副产物搅拌脱脂2小时后所得脱脂产物采用真空抽滤，抽滤后的滤饼自然干燥后粉碎过80目筛，将过筛后的副产物粉分散于水溶液中采用复合蛋白酶在生物酶反应器中催化酶解，酶解条件为料液比1:5、ph值恒定在6.5、酶解温度恒定为50℃、加酶量3%（以总溶液计）（干重，以酶活1.5au/g计），采用1mol/l的氢氧化钠溶液维持酶解体系的ph值恒定，酶解时间15min，酶反应后的体系采用水浴加热灭酶，即酶解液中心温度达80℃后恒温保持15min，然后将体系用流水冷却至室温，灭酶后的体系室温下4000g离心15min，收集上清液采用冷冻干燥后于4℃贮藏备用。以本方法制备的酶解产物水解度为9.68±0.11%，添加2%于鱼糜中，鱼糜经过6次冻融循环后，其盐溶性蛋白质提取率下降30.97±1.24%，不凝结水含量为13.77±0.85%，而添加商业抗冻剂的鱼糜经过6次冻融循环后，其盐溶性蛋白质提取率下降28.64±2.06%，不凝结水含量为12.03±0.91%，二者抗冻活性相关的两个指标差异性不明显（p>0.05），说明酶解鲢鱼副产物15min后所得的酶解产物在冷冻鱼糜中具有与商业抗冻剂相同的抗冻活性。
实施例2
将鲢鱼采肉后的副产物（包括鱼骨肉架、鱼头、鱼皮）迅速加冰匀浆成均匀体系，匀浆体系温度保持不超过10℃，匀浆后的体系采用4000g离心脱水15min，离心温度4℃，脱水后的匀浆原料中按质量体积比加入5倍体积的80%的乙醇，将鲢鱼副产物搅拌脱脂1小时后所得脱脂产物采用真空抽滤，抽滤后的滤饼自然干燥后粉碎过100目筛，将过筛后的副产物粉分散于水溶液中采用复合蛋白酶在生物酶反应器中催化酶解，酶解条件为料液比1:5、ph值恒定在6.5、酶解温度恒定为50℃、加酶量3%（以总溶液计）（干重，以酶活1.5au/g计），采用1mol/l的氢氧化钠溶液维持酶解体系的ph值恒定，酶解时间240min，酶反应后的体系采用水浴加热灭酶，即酶解液中心温度达80℃后恒温保持15min，然后将体系用流水冷却至室温，灭酶后的体系室温下3000g离心15min，收集上清液采用冷冻干燥后于4℃贮藏备用。以本方法制备的酶解产物水解度为29.15±0.34%，添加2%于鱼糜中，鱼糜经过6次冻融循环后，其盐溶性蛋白质提取率下降31.45±1.17%，不凝结水含量为13.60±0.76%，而添加商业抗冻剂的鱼糜经过6次冻融循环后，其盐溶性蛋白质提取率下降28.64±2.06%，不凝结水含量为12.03±0.91%，二者抗冻活性相关的两个指标差异性不明显（p>0.05），说明酶解鲢鱼副产物240min后所得的酶解产物在冷冻鱼糜中具有与商业抗冻剂相同的抗冻活性。
实施例3
将鲢鱼采肉后的副产物（包括鱼骨肉架、鱼头、鱼皮）迅速加冰匀浆成均匀体系，匀浆体系温度保持不超过10℃，匀浆后的体系采用3000g离心脱水15min，离心温度4℃，脱水后的匀浆原料中按质量体积比加入3倍体积的90%的乙醇，将鲢鱼副产物搅拌脱脂2小时后所得脱脂产物采用真空抽滤，抽滤后的滤饼自然干燥后粉碎过100目筛，将过筛后的副产物粉分散于水溶液中采用复合蛋白酶在生物酶反应器中催化酶解，酶解条件为料液比1:5、ph值恒定在6.5、酶解温度恒定为50℃、加酶量3%（以总溶液计）（干重，以酶活1.5au/g计），采用1mol/l的氢氧化钠溶液维持酶解体系的ph值恒定，酶解时间30min，酶反应后的体系采用水浴加热灭酶，即酶解液中心温度达80℃后恒温保持15min，然后将体系用流水冷却至室温，灭酶后的体系室温下3000g离心15min，收集上清液采用冷冻干燥后于4℃贮藏备用。以本方法制备的酶解产物水解度为13.60±0.27%，添加2%于鱼糜中，鱼糜经过6次冻融循环后，其盐溶性蛋白质提取率下降29.90±0.88%，不凝结水含量为15.15±0.72%，而添加商业抗冻剂的鱼糜经过6次冻融循环后，其盐溶性蛋白质提取率下降28.64±2.06%，不凝结水含量为12.03±0.91%，二组盐溶性蛋白质提取率下降程度差异性不明显（p>0.5），而酶解产物添加组的不凝结水含量显著高于商业抗冻剂组，说明酶解鲢鱼副产物30min后所得的酶解产物在冷冻鱼糜中具有优于商业抗冻剂的抗冻活性。