虾油虾酱毕业设计论文.doc
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1、中国农业大学学士学位论文 摘要 I 摘要摘要 我国低值水产原料毛虾资源丰富,产量居世界之首,其经过盐渍、发酵制得的虾油为传统 的水产调味料。但其目前存在着发酵时间较长的缺点,如何将这些低值水产原料开发为高附加 值、营养更加丰富的新型调味料显得尤为重要。 本实验分为两部分:虾酱虾油的酶解探索和实验虾油与市场同类水产调味料的品质比较。 其中,品质比较包括关键理化指标比较和感官评价嗜好性比较。结果表明虾油、虾酱已基本自 溶完全,添加Protamex(复合蛋白酶) 、Flavourzyme(风味蛋白酶) 、Alcalase(碱性蛋白酶)进 行酶促水解,酶解作用不显著;实验虾油在关键性指标氨基酸态氮、氯
2、化物含量方面符合市场 同类产品要求;从感官评价实验结果可以看出:消费者对实验虾油和市场同类水产调味品在总 体喜好程度方面是相同的,但在色泽、气味、组织状态、咸淡方面显著低于同类水产调味料。 关键词关键词:虾油虾酱 酶促水解 氨基酸态氮 感官评价 中国农业大学学士学位论文 Abstract II Abstract Shrimp oil is a kind of traditional condiment produced using the low-value aquatic raw material called Acetes Chinesis. However, the disadvanta
3、ge of this product is that it needs a long time for fermentation. It is important to investigate how to make the shrimp oil and shrimp paste more nutritious and higher value. Two parts are included in this research: the enzymatic hydrolysis exploration of shrimp oil and shrimp paste; the quality com
4、parison between shrimp oil and similar aquatic condiment in the market. The results showed that there is no need to add exogenous enzymes such as Protamex, Flavourzyme and Alcalase in the raw material after autolysis; shrimp oil met the requirements of products in the market; In the sensory evaluati
5、on, the results indicated that consumers have the same sensory acceptability with the shrimp oil and aquatic condiment; however, some quality properties still need to be improved, such as the color, smell, state and salinity. Keywords: shrimp oil and shrimp paste; enzymatic hydrolysis; amino acid ni
6、trogen; sensory evaluation. 中国农业大学学士学位论文 目录 III 目录 第一章第一章 前言前言.1 1.1 课题的研究背景1 1.2 多因素对酶促效率的影响2 1.3 虾油质量指标及感官评价3 1.4 本实验研究意义与内容.4 第二章第二章 虾酱虾油的酶解探索虾酱虾油的酶解探索.5 2.1 实验材料5 2.2 实验内容及方法6 2.3 结果与讨论7 2.4 小结8 第三章第三章 实验虾油与市场同类水产调味料的品质比较实验虾油与市场同类水产调味料的品质比较.9 3.1 实验材料9 3.2 实验内容及方法10 3.3 结果与讨论11 3.4 小结14 第四章第四章 结
7、论与展望结论与展望15 4.1 结论15 4.2 展望15 参考文献参考文献16 致谢致谢.18 附录附录 虾油感官评价表虾油感官评价表.19 中国农业大学学士学位论文 第一章 前言 1 第一章第一章 前言前言 1.1 课题的研究背景课题的研究背景 所谓低值水产原料,即指相对于传统经济水产品而言,一些食用经济价值比较低的鱼虾贝 类。近年来,由于现代渔业的推广发展以及水体污染的日益严重,大型鱼类资源遭到破坏,从 而使处于食物链较前端的低值鱼虾类数量上有所增加。目前全世界水产品的年产量约为 1 亿吨, 其中低值水产品即占 30%左右,但多被丢弃或作为低值饲料、肥料,严重浪费资源并污染环境1。 如何
8、提高这些低值水产原料的利用率从而增加渔业经济效益,成为水产行业亟需解决的一个重 要问题。 种类繁多的低值水产原料中,我国毛虾资源丰富,产量居世界之首,其蛋白质营养价值高, 含量高达 72.9%(干基),氨基酸组成中,Glu、Asp、Gly、Ala、Arg、Lys 等含量丰富, 且富 含钾、钙、镁、铁、磷、硒等对人体具有重要生理意义的常量及微量元素,维生素 B5 及维生素 E 的含量也较高2。然而,相对于传统经济水产品,毛虾体小、壳薄、肉少。气温高时,捕获 的鲜虾不易长期保存,故市场上供应的传统毛虾加工产品主要为干燥制作的“虾皮”以及经过 捣碎、腌制、发酵熬炼后获得的“虾酱、虾油” 。其中,虾油
9、蛋白质含量高,具有特殊鲜味,可 作为替代酱油用的风味独特的调味料3。 虾油风味独特、营养丰富,备受我国沿海、日本和东南亚地区人们所喜爱。传统的自然发 酵法加盐腌制,仅仅利用虾中的内源酶类和各种耐盐细菌发酵,使虾体蛋白质水解。这一过程, 在现代生物化学中被称为“自溶” 。中国传统虾油的生产工艺一般包括:腌制和自溶(前期发酵) ,日晒夜露(中期发酵),过滤,晒炼,后期发酵,勾兑灭菌,成品包装等工艺过程4。由于在 发酵过程中,蛋白质的分解困难,且较好的风味也需要较长的发酵周期,因此整个过程耗费时 间较长,多需要一年以上的时间,可达 3 年之久5。 目前国内外关于提高毛虾等海洋低值水产品的附加值的研究
10、利用很多,大致可以归纳为四 个方面的内容:快速发酵工艺、风味、生物活性以及安全性5。就酶法快速发酵工艺方面,多 探讨新鲜毛虾原料在不同的蛋白酶、温度、pH 值、酶浓度、酶解时间等因素影响下水解程度的 变化,并同时考虑不同酶类的选取对风味的影响。采用较多的快速酶解方案为双酶水解,涉及 的酶类包括木瓜蛋白酶、复合蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶等。同时或先后添加外源酶对低 值原料进行酶解,以水解度为指标评定酶解效果。利用酶法生产,更为安全,工艺简单,可摆 脱粗加工分散于民间作坊式制作的弊病,适合大规模工业化生产,可减低劳动强度和提高劳动 生产率,具有较高的经济效益。 因此,以低值的中国毛虾生产附加值高
11、的虾味海鲜调味料不失为一种较好的加工途径,其 在呈味、营养保健方面均具有较大的开发利用价值。本实验以已经过盐渍发酵的虾酱虾油为原 料,尝试酶法水解,并对虾酱进行浸提工艺获取虾油,对虾油进行感官评价实验,为研制营养 丰富、风味独特、高附加值的新型营养调味料开辟一条新的道路。 中国农业大学学士学位论文 第一章 前言 2 1.21.2 多因素对酶促效率的影响多因素对酶促效率的影响 1.2.1 盐溶液的选择与浓度 传统调味料的加工制作中,盐腌主要是为了原料的保鲜,控制酶类的作用及抑制某些腐败 霉菌的繁殖和发育,当盐浓度增高时,对自溶作用也有一定的抑制作用。新鲜的鱼肉等水产品 呈酸性反应,在盐腌的最初几
12、天中,由于微生物的作用肉质转为中性或是碱性,几天之后盐分 逐渐渗透到肉体内部,微生物的活动被彻底抑制下来,以后就是虾体自身的酶类进行正常发酵 分解的过程,使虾体和盐溶液重新成为酸性6。 研究表明,无机盐离子主要作为激活剂影响虾的自溶,是一类可加强、保护酶的作用的酶 激活剂,其存在改变了反应环境的离子强度,从而通过改变酶与底物的生成中间物的平衡点, 或通过与反应物结合影响酶促反应速度。无机盐离子中,Na+的影响最大,当浓度 0.07mol/L 时, 效果最佳。PO43-有影响,而 K+、Ca+基本无影响7。在反应原料中加入 NaCl,不仅可以起到抑 菌防腐的作用,同时还能够赋予最终水解产物咸味,
13、起到调味的作用。盐浓度过高时,虽然抑 制了酶解作用,但同时也抑制了腐败微生物的生长, 含盐量若超过 20%以上, 蛋白质水解不彻底, 产品风味不好,因此,采用 18%的加盐量是最适宜的8。而张呈峰(2003)的实验结果表明,采用 Protamex、Flavourzyme、Alcalase 对白鲢内脏进行酶解,说明 NaCl 添加量为 5%时比小于其添加 量能够明显的提高水解度,大于 5%后,NaCl 添加量对水解度影响不大9。 1.2.2 酶的种类 在蛋白酶的催化作用下,虾体中分子较大的蛋白质逐步降解为胨、多肽和氨基酸。虾体自 身的蛋白酶类中,类胃蛋白酶和类胰蛋白酶发挥着重要的作用。类胃蛋白酶
14、的等电点为 pH3.0- 3.1,作用的最适酸碱度为 pH2.5-3.7,其在广泛的温度范围内都有作用,且此酶由于添加了 0.1mol/L 的 NaCl 而效果加强。类胰蛋白酶在肌体的自溶作用方面居主要作用,作用温度为 50, 最适 pH 为 7-8 时效果较好.综合考虑水产品自身蛋白酶的特点及目前酶制剂方面要求效率高且 产品质量稳定的研究进展10,目前相关研究主要 采用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、 碱性蛋白酶、 风味酶、米曲霉、枯草杆菌中性蛋白酶、菠萝蛋白酶等已经商品化的蛋白酶制剂,并分别 取得较好的水解效果。 其中,诺维信公司(Novozymes)产品数据表显示,诺维信的 Protamex 可提
15、高肉类提取物 的产品率,改进口味,肉与水的比率为 50:50,每公斤原材料的酶用量为 1 到 2 克,Protamex 在 55下持续 1 到 4 小时;Flavourzyme 可改善最终产品的口味并提高产出率,肉与水的比率为 50:50,每公斤原材料的酶用量为 2 到 4 克,Flavourzyme 在 55下持续 4 到 16 小时11;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。最适 pH 值为 5.7(一般 39.5 皆可),在中性或偏酸性时亦有作用, 最适合温度 5560(一般 1085皆可), 耐热性强,在 90时也不会完全失活 ;菠萝蛋白酶 最佳温度为 53
16、1,最佳 pH 值为 5.08.0;推荐用量为 0.050.1%(对蛋白质计 );枯草杆菌中性蛋白酶也被广泛用于加工 酶解。康维民等人对枯草杆菌产生的谷氨酰胺酶在酱油酿造中的作用进行了探讨,发现由枯草 中国农业大学学士学位论文 第一章 前言 3 杆菌产生的谷氨酰胺酶,在活性、稳定性等方面适合于目前酱油生产的后熟条件12。邓尚贵报 道采用枯草杆菌中性蛋白酶在 55-60保温酶解 2h 后,再加入 0.5%的酱油曲精,分别于 40保 温发酵 24h,46保温发酵 48h,可得到水解程度高,风味较好的产品汁液5。 也有人考虑加入米曲霉改善其产物的风味。 米曲霉通过在种曲上的生长繁殖,分泌出多 种酶类
17、,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。在鱼露发酵过程中,这些酶将原料鱼中的蛋白质、碳 水化合物、酯类充分分解,经过复杂的生化过程形成独特风味。利用米曲霉制得的种曲,生长 旺盛、水解能力强,十分适合鱼露的速酿生产。毋瑾超等人在鱼肉液体制曲研究中使用中科院 3.951 米曲霉,获得了较高蛋白酶活力的液体曲13。张雪花在鲢及其加工废弃物发酵鱼露中, 使用不同的酱油曲作为种曲,大大缩短了发酵时间,并且认为混合曲发酵风味较好14。另外日 本研究者在多种酿造菌种发酵鱼露对比中发现,酱油用曲菌、清酒用曲菌的成曲蛋白酶活性高, 菌丝生长较好,利于蛋白质水解。由于种曲发酵时能分泌多种酶系,发酵所得的鱼露呈味更好, 风味
18、更佳。 1.2.3 温度的影响: 温度以40到65(每30min升高5)的梯度温度为最佳,可以满足虾体自身的不同蛋白 酶的温度域,使其活性充分体现出来,得到较好的自溶效果。在外加酶的作用下,正交实验效 应表明最适的酶解温度为50,且与加入的盐量、加酶量因素、酶解时间比较,对酶解影响最 大的即为温度因素8。 1.2.4 pH 研究表明,pH7.0-7.5 时进行虾体溶解可达到最佳效果。当反应条件偏酸或是偏碱时,反应 都受到抑制,而碱侧为甚。 1.2.5 其他 紫外线照射对虾的自溶也有较大的促进作用,以照射20min为最佳。但若照射时间不适当, 则对自溶起抑制作用4。 1.3 虾油质量指标及感官评
19、价虾油质量指标及感官评价 1.3.1 理化指标 氨基酸态氮(毫克%)大于或等于 0.85,氯化钠(%)大于或等于 25。 1.3.2 细菌指标 细菌总数(个/毫升)小于或等于 2*103,大肠菌群(个/100 毫升)小于或等于 30,无致 中国农业大学学士学位论文 第一章 前言 4 病菌检出。细菌总数和大肠菌群用平板计数法和多管发酵法测定6。 1.3.3 感官评价 食品感官分析是通过评价员的视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉而引起反应的一种科学方 法。常包括四种活动:组织、测量、分析和结论。感官评价实验不仅实用性强、灵敏度高、 结果可靠,而且解决了一般理化分析所不能解决的复杂的生理感受问题,目前在世
20、界许多发 达国家已普遍采用,是从事食品生产、产品开发以及广大消费者所必须掌握的一门知识,在 新产品研制、食品质量评价、市场预测、产品评优等方面都已经获得广泛应用 15。 采用外加酶法发酵工艺可能引起水产品调味料风味的改变,甚至带来异味,例如采用外加 胃蛋白酶可以在1 周内完成鱼露的发酵,但其总体感官质量远远不如传统方法生产的鱼露。因 此需要对产品进行感官评价从而最终确定最优反应条件。对传统发酵虾油和市场同类水产调味 料进行感官评价实验,从消费者的角度对其特征风味指标评定分析,有利于改进产品品质。 表 1-1 虾油感官检验要求7 虾油具体感官评价要求 质量好浅红褐色,纯虾油不串卤,色泽清而不混,
21、油质浓稠,气味鲜浓清香,咸味轻,洁净卫生 质量一般色泽清而不混,而油质较稀,气味虽鲜但无浓郁清香感觉,咸味较重,清洁卫生 质量差色泽暗淡浑浊,油质如水,鲜味不浓,苦咸 1.4 本实验研究意义与内容本实验研究意义与内容 以低值的水产原料毛虾生产附加值高的虾味海鲜调味料不失为一种较好的开发途径,其在 呈味、营养保健方面均具有较大的开发利用价值。快速高效的酶促水解工艺探索是目前该领域 的研究方向之一,而目前的研究原料多为新鲜毛虾,且进行快速酶促水解的同时,往往会导致 其风味品质方面的改变及降低,本实验以虾油、虾酱为原料,考虑进一步添加外源蛋白酶对其 酶促水解的效果,并利用感官评价实验对虾油和市场同类
22、水产调味品进行嗜好性评定分析,为 高效酶解条件下保证产品品质风味的分析研究和真正实现低值水产原料高值化的开发工艺提供 依据。 中国农业大学学士学位论文 第二章 虾酱虾油的酶解探索 5 第二章第二章 虾酱虾油的酶解探索虾酱虾油的酶解探索 虾酱虾油是以毛虾为原料,经过盐渍、发酵而成。在较长的盐渍发酵过程中,新鲜毛虾于 虾体组织酶类的作用下逐渐改变原来鲜虾的组织状态和风味特点,氨基酸态氮含量增加,形成 虾油虾酱的特殊风味。目前关于快速酶解方面的研究均以新鲜水产品为原料,还未出现以已经 经过发酵的虾酱虾油为原料添加外源酶进一步酶解的报道。本章节将进行虾酱虾油的酶解探索, 观察是否可以在原有的内源酶酶解
23、基础上,进一步添加外源酶进行酶解以提升实验虾酱虾油的 氨基酸态氮含量并改善风味,使之加工为一种新型的调味料。 本章首先确定含水量、pH 值、氨基酸态氮、总酸、氯化物和蛋白质含量作为实验虾酱、虾 油的理化指标,以全面了解实验原料的理化性质,然后添加外源酶进一步对实验虾酱、虾油进 行酶促水解,以关键指标氨基酸态氮含量评定其酶解效果。 2.1 实验材料实验材料 2.1.1 原料 实验虾酱、虾油由秦皇岛水产加工厂提供,置于常温下保存备用,其加工工艺如下: 上层液体(虾油) 新鲜虾 清洗 盐渍 发酵 炼油 抽油 下层黏稠状酱(虾酱) 2.1.2 主要试剂 Protamex(复合蛋白酶,固体酶,酶活力为
24、1.5AU/g,诺维信公司 Novozymes) ; Flavourzyme(复合风味蛋白酶,液体酶,酶活力为 1000LAPU/g,诺维信公司 Novozymes) ; Alcalase(碱性蛋白酶) ;氢氧化钠、甲醛、铬酸钾、硝酸银、邻苯二甲酸氢钾、盐酸、硼酸、 硫酸、硫酸钾、硫酸铜等试剂均为分析纯。 2.1.3 主要仪器设备 仪器型号生产商 酸度计F-11北京屹源电子仪器厂 电热控温振荡水浴锅 万分之一分析天平BS210S德国 sartorius 公司 电子天平BL310德国 sartorius 公司 恒温冰箱BCD518WS Y青岛海尔 取液器1000uL 大龙医疗设备(上海)有限公司
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