论文摘要
罗非鱼现已成为我国淡水鱼养殖产品中最突出的大宗贸易产品,但罗非鱼在加工过程中会产生大量下脚料,仅鱼头和鱼排的就占鱼体重量的百分之三十六以上,以往这些鱼头、鱼排下脚料要么作为饲料原料被廉价销售,要么作为废弃物被扔掉,附加值很低。动物骨骼中除含有蛋白质、脂肪等营养元素以外,还含有大量的钙、铁、锌、镁、磷及胶原成分,是开发骨源补钙产品的良好资源。本文以罗非鱼加工下脚料中的鱼排、鱼头为原料,通过复合酶解技术制备得到酶解液和鱼骨粉,然后采用螯合工艺获得的复合氨基酸螯合钙再经过浓缩、真空冷冻干燥得到固体产品。并通过红外光谱、X-射线衍射光谱、紫外光谱等方法对其进行结构性质分析,最后对复合氨基酸螯合钙的抗氧化性能进行了评价。在最佳水解条件下,分别比较了四种蛋白酶的水解能力,结果表明四种酶对罗非鱼肉的水解能力大小依次为:胰蛋白酶>复合蛋白酶>风味蛋白酶>木瓜蛋白酶。选用内切酶胰蛋白酶和外切酶风味蛋白酶进行复合双酶水解,通过正交实验,获得最佳酶解条件为:pH6.5,液固比3:1,酶解时间4h,酶浓度1.5%,温度50℃,复合酶比例1:3（风味蛋白酶:胰蛋白酶）。在此条件下酶解罗非鱼鱼头、鱼排获得的复合酶解液中氨基酸种类丰富,特别是亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸的含量都在1g/L以上。在上述实验研究的基础上,以复合酶解液为氨基酸源,以鱼骨粉溶解液为钙源,采用Packett-Burman（PB）设计、最陡爬坡实验和中心组合设计实验来研究氨基酸螯合钙的螯合条件并建立数学模型,同时对产品进行纯化和性质结构分析。先通过PB设计对影响螯合率的5个因素进行评价,筛选出具有显著效应的两个因素pH值和氨基酸态氮,然后用最陡爬坡路径逼近最大螯合率区域,再利用响应面中心组合设计对显著因素进行优化,得pH值（X1）和氨基酸态氮（X4）的最适条件分别为pH7.8965、3.6543g/L,由minitab软件拟合的方程为:f（x）=52.5360-7.9785X1+0.6392X4–2.2530X12-2.7430X42–0.3950X1X4,决定系数R2=0.9789,在α=0.01水平上,该模型失拟不显著,回归高度显著。考虑到实际操作的可行性,优化后的螯合工艺参数定为:pH值7.90,温度50℃,时间60min,氨基态氮浓度3.66g/L,体积比为1:20,根据模型得出理论螯合率为62.0415%,而实际螯合率为58.1912%,说明实际产量与预测值相差不是很大,该模型能够很好地预测实际螯合情况。分析、比较了酶解液和复合氨基酸螯合钙中的氨基酸种类和含量,结果发现亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸这五种氨基酸的总量分别占二者氨基酸总含量的一半以上,说明这五种氨基酸是影响螯合效果的主要因素。同时比较3种酶解液的螯合效果,结果发现①酶解液游离氨基酸含量为26.3901mg/ml,螯合钙中氨基酸含量为15.7061%,螯合率为45.49%;②酶解液游离氨基酸含量为37.8528mg/ml,螯合钙中氨基酸含量为15.9279%,螯合率为46.33%;③酶解液游离氨基酸含量为28.4020mg/ml,螯合钙中氨基酸含量为21.5325%,螯合率为55.47%;这说明在钙离子溶液添加量一定的情况下,螯合效果的好坏不仅与游离氨基酸总量有关,还与各种氨基酸的含量有关。研究比较还发现③螯合钙样品氨基酸总量比①、②螯合钙多出5.6%左右,其中亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、缬氨酸总量为12.9691%,①、②螯合钙中前六种氨基酸的总量分别为9.9772%,9.9432%,相差3%左右,贡献率达到的60%,③螯合钙样品中的甲硫氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、丙氨酸的总量为4.6713%,①、②螯合钙中后四种氨基酸总量分别为2.9784%,2.8903%,相差1.8%左右,贡献率达到30%,说明这十种氨基酸的浓度差异对螯合效果影响显著。选用亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、丙氨酸的浓度为14.16mg/ml、9.11mg/ml、13.44mg/ml、9.53mg/ml、6.65mg/ml、6.28mg/ml,5.99mg/ml,5.15mg/ml,3.92 mg/ml,3.77mg/ml配置成氨基酸复合液分别用盐酸、乳酸溶解获得的复合氨基酸螯合钙,产品钙含量分别为2.088和2.770%,螯合率分别为69.44和86.94%。对获得的复合氨基酸螯合钙进行纯化,通过紫外-可见光谱分析、红外光谱、X-射线粉末衍射等方法对产物进行了分析表征,结果发现,紫外-可见光谱中复合氨基酸在207nm、257nm处的吸收峰在螯合后移动至217nm、261 nm处,红外光谱中复合氨基酸螯合钙的2930cm-1（VC-H）和1654cm-1（VC=O）的特征吸收峰消失,羟基缔合峰减弱,1594cm-1和1406cm-1出现环状结构特征吸收峰,775cm-1和668cm-1出现Ca-N的伸缩振动峰和Ca-O的伸缩振动峰,X射线衍射图谱中复合氨基酸螯合钙出现峰值的个数及位置与复合氨基酸有显著的差异,充分证明螯合钙的存在。通过研究分析复合氨基酸螯合钙溶液和固体在保藏期间的总还原能力、对超氧自由基(O2-)的抑制率、对羟基自由基（·OH）和1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基（DPPH·）的清除能力的变化情况,来对复合氨基酸螯合钙产品的抗氧化性进行评价。试验结果表明复合氨基酸螯合钙样品在保藏3个月以上时,它的总抗氧化能力维持在原有总抗氧化能力的50%以上,超氧自由基抑制率维持在50%以上,羟自由基清除率维持在80%以上,DPPH自由基清除率维持在50%以上,但它的体外抗氧化能力总体上呈现逐渐下降趋势。