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海参加工过程中会导致营养成分的损失,降低产品的营养价值。本文以大连三个产地刺参为原料,分析其基本营养成分,建立并优化了海参多糖的提取条件及蛋白脱除的方法,分析了多糖的红外图谱和抗氧化性;进一步采用四种加工方式处理海参,即一次酶解、沸水漂烫、冷水浸泡和二次酶解,研究加工方式对海参多糖等营养成分的影响,并对二次酶解的多糖提取条件进行了工艺优化,分析了四种加工方式的的多糖等含量、多糖的单糖组成、红外图谱、抗氧化性及氨基酸含量。最后,对二次酶解的海参进行了产品研发,制作了两款海参营养口服液,主要研究内容如下:
1、通过对旅顺、龙腾湾和庄河三个产地海参的基本营养成分析,结果表明,三个产地海参的灰分含量为27.99%~29.26%,脂肪含量为5.33~7.07%,蛋白质含量为48.41%~52.77%,多糖含量为9.47%~10.17%。
2、采用响应面法优化得到海参多糖提取的最佳条件为:加酶量1.60%、pH7.30、温度54.0℃,旅顺、龙腾湾和庄河三个产地海参的多糖提取率分别为5.13%、5.08%和5.34%。海参多糖蛋白质脱除最优条件为:反应温度60℃、反应时间2h、GDL溶液加入量2.5mL,旅顺、龙腾湾和庄河三个产地海参多糖的蛋白质脱除率分别为91.3%、92.3和95.8%。
3、通过对海参多糖的红外光谱图谱分析,结果表明,海参多糖在3300cm-1(υO-H)出现明显的O-H伸缩震动吸收峰,为多糖的特征峰,在2942cm-1(υC-H)出现的C-H(-CH2-)伸缩振动吸收峰,是由岩藻糖甲基引起的;1260cm-1(υS=O)出现吸收峰,表明多糖含有硫酸基;在845cm-1(υC-O-S)出现吸收峰,说明硫酸软骨素多糖中有硫酸根残基的存在。
4、通过对海参多糖的抗氧化性进行分析,结果表明,海参多糖对DPPH自由基、ABTS+自由基、羟自由基及超氧阴离子的清除率均达到50%以上,海参多糖的DPPH、羟自由基、ABTS+和超氧阴离子的IC50分别为0.3mg/mL、0.85mg/mL、4.5mg/mL和3.9mg/mL,表明海参多糖的DPPH和羟自由基的清除能力高于ABTS+和超氧阴离子的清除能力。
5、采用四种加工方式(一次酶解、沸水漂烫、冷水浸泡、二次酶解)对三个产地的海参进行了处理,分析了一次酶解、沸水漂烫、冷水浸泡三种加工方式的加工废弃液中的多糖含量,结果表明,一次酶解的加工废弃液中的多糖含量范围为7.03%~42.52%,庄河产地的海参最高;沸水漂烫的加工废弃液中多糖含量范围为10.12%~36.09%,龙腾湾产地的海参最高;冷水浸泡的加工废弃液中多糖含量为0.8%~3.45%;三种加工方式废弃液总的多糖含量为46.58%~63.71%,盐分为71.99%~91.38%,可溶性固形物为43.03%~70.51%。
6、对二次酶解的多糖提取条件进行了工艺优化,得到多糖最优酶解条件为:温度55℃,加酶量1.5%,酶解时间为3h,料液比1∶2,多糖提取率为2.83%。
7、对三种加工方式的废弃液和二次酶解液提取的多糖进行了单糖组成、红外图谱、体外抗氧化性和氨基酸含量进行了分析。结果表明,三个产地刺参的多糖中含量较高的三种单糖分别为甘露糖、葡萄糖和岩藻糖;通过红外光谱分析表明,四种加工方式得到的多糖红外光谱图相似,都是典型的多糖谱图,均在3289、3286、3288、3290cm-1(υO-H)出现-OH伸缩震动峰;在2929、2924、2930、2941cm-1(υC-H)出现-CH伸缩震动峰;在1650、1652、1651、1686cm-1(υC=O),出现羧基基团的C=O伸缩震动峰,表明有糖醛酸的存在;在1241、1233、1239、1250cm-1(υS=O)均出现S=O非对称伸缩震动峰,表明四种加工方式的多糖中均有硫酸根的存在;除一次酶解外,其他三种加工方式的多糖均在578cm-1(υS-O)出现吸收峰;此外,只有二次酶解的多糖在847cm-1和817cm-1(υC?O?S)出现了小的吸收峰,表明二次酶解液中的硫酸软骨素多糖有硫酸根残基的存在。四种加工方式多糖均在1530、1529、1534、1529cm-1出现明显的吸收峰。
8、通过体外抗氧化活性分析,四种加工方式多糖的DPPH的清除能力依次为:一次酶解>冷水浸泡>二次酶解>沸水漂烫,IC50分别为2.34、2.53、3.63和4.62mg/mL;ABTS+自由基的清除能力依次为:一次酶解>冷水浸泡>沸水漂烫>二次酶解,IC50分别为2.02、2.53、3.37和4.22mg/mL;四种加工方式多糖的铁还原能力较弱,羟自由基、超氧阴离子无清除能力。
9、通过对四种加工方式的粗多糖中氨基酸含量进行分析,结果表明,氨基酸主要以谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸为主,三种氨基酸占氨基酸总量的比值范围为11.59%~19.13%,呈味氨基酸占氨基酸总量比例范围为50.57%~51.95%。
10、对二次酶解处理的海参进行营养口服液的开发,获得两种组合产品,海参、枸杞、陈皮组合,配比为4∶4∶2,海参、山楂、虫草、陈皮组合,配比为3:2:3:2。两种组合的感官评价最高分数分别为90和81,产品中的多糖含量分别为26.1mg/mL和13.4mg/mL。天冬氨酸和谷氨酸含量分别为0.1104g/100mL和0.1083g/100mL,而胱氨酸含量最少,均为0.0025g/100mL。通过加工处理和科学复配,有效地减少海参的腥味,达到了海参口服液口感最佳的目的。
本文可以为海参精深加工和营养功能成分的回收提供科学依据,开发出新的海参营养口服液,为消费者提供了新的消费选择。
1、通过对旅顺、龙腾湾和庄河三个产地海参的基本营养成分析,结果表明,三个产地海参的灰分含量为27.99%~29.26%,脂肪含量为5.33~7.07%,蛋白质含量为48.41%~52.77%,多糖含量为9.47%~10.17%。
2、采用响应面法优化得到海参多糖提取的最佳条件为:加酶量1.60%、pH7.30、温度54.0℃,旅顺、龙腾湾和庄河三个产地海参的多糖提取率分别为5.13%、5.08%和5.34%。海参多糖蛋白质脱除最优条件为:反应温度60℃、反应时间2h、GDL溶液加入量2.5mL,旅顺、龙腾湾和庄河三个产地海参多糖的蛋白质脱除率分别为91.3%、92.3和95.8%。
3、通过对海参多糖的红外光谱图谱分析,结果表明,海参多糖在3300cm-1(υO-H)出现明显的O-H伸缩震动吸收峰,为多糖的特征峰,在2942cm-1(υC-H)出现的C-H(-CH2-)伸缩振动吸收峰,是由岩藻糖甲基引起的;1260cm-1(υS=O)出现吸收峰,表明多糖含有硫酸基;在845cm-1(υC-O-S)出现吸收峰,说明硫酸软骨素多糖中有硫酸根残基的存在。
4、通过对海参多糖的抗氧化性进行分析,结果表明,海参多糖对DPPH自由基、ABTS+自由基、羟自由基及超氧阴离子的清除率均达到50%以上,海参多糖的DPPH、羟自由基、ABTS+和超氧阴离子的IC50分别为0.3mg/mL、0.85mg/mL、4.5mg/mL和3.9mg/mL,表明海参多糖的DPPH和羟自由基的清除能力高于ABTS+和超氧阴离子的清除能力。
5、采用四种加工方式(一次酶解、沸水漂烫、冷水浸泡、二次酶解)对三个产地的海参进行了处理,分析了一次酶解、沸水漂烫、冷水浸泡三种加工方式的加工废弃液中的多糖含量,结果表明,一次酶解的加工废弃液中的多糖含量范围为7.03%~42.52%,庄河产地的海参最高;沸水漂烫的加工废弃液中多糖含量范围为10.12%~36.09%,龙腾湾产地的海参最高;冷水浸泡的加工废弃液中多糖含量为0.8%~3.45%;三种加工方式废弃液总的多糖含量为46.58%~63.71%,盐分为71.99%~91.38%,可溶性固形物为43.03%~70.51%。
6、对二次酶解的多糖提取条件进行了工艺优化,得到多糖最优酶解条件为:温度55℃,加酶量1.5%,酶解时间为3h,料液比1∶2,多糖提取率为2.83%。
7、对三种加工方式的废弃液和二次酶解液提取的多糖进行了单糖组成、红外图谱、体外抗氧化性和氨基酸含量进行了分析。结果表明,三个产地刺参的多糖中含量较高的三种单糖分别为甘露糖、葡萄糖和岩藻糖;通过红外光谱分析表明,四种加工方式得到的多糖红外光谱图相似,都是典型的多糖谱图,均在3289、3286、3288、3290cm-1(υO-H)出现-OH伸缩震动峰;在2929、2924、2930、2941cm-1(υC-H)出现-CH伸缩震动峰;在1650、1652、1651、1686cm-1(υC=O),出现羧基基团的C=O伸缩震动峰,表明有糖醛酸的存在;在1241、1233、1239、1250cm-1(υS=O)均出现S=O非对称伸缩震动峰,表明四种加工方式的多糖中均有硫酸根的存在;除一次酶解外,其他三种加工方式的多糖均在578cm-1(υS-O)出现吸收峰;此外,只有二次酶解的多糖在847cm-1和817cm-1(υC?O?S)出现了小的吸收峰,表明二次酶解液中的硫酸软骨素多糖有硫酸根残基的存在。四种加工方式多糖均在1530、1529、1534、1529cm-1出现明显的吸收峰。
8、通过体外抗氧化活性分析,四种加工方式多糖的DPPH的清除能力依次为:一次酶解>冷水浸泡>二次酶解>沸水漂烫,IC50分别为2.34、2.53、3.63和4.62mg/mL;ABTS+自由基的清除能力依次为:一次酶解>冷水浸泡>沸水漂烫>二次酶解,IC50分别为2.02、2.53、3.37和4.22mg/mL;四种加工方式多糖的铁还原能力较弱,羟自由基、超氧阴离子无清除能力。
9、通过对四种加工方式的粗多糖中氨基酸含量进行分析,结果表明,氨基酸主要以谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸为主,三种氨基酸占氨基酸总量的比值范围为11.59%~19.13%,呈味氨基酸占氨基酸总量比例范围为50.57%~51.95%。
10、对二次酶解处理的海参进行营养口服液的开发,获得两种组合产品,海参、枸杞、陈皮组合,配比为4∶4∶2,海参、山楂、虫草、陈皮组合,配比为3:2:3:2。两种组合的感官评价最高分数分别为90和81,产品中的多糖含量分别为26.1mg/mL和13.4mg/mL。天冬氨酸和谷氨酸含量分别为0.1104g/100mL和0.1083g/100mL,而胱氨酸含量最少,均为0.0025g/100mL。通过加工处理和科学复配,有效地减少海参的腥味,达到了海参口服液口感最佳的目的。
本文可以为海参精深加工和营养功能成分的回收提供科学依据,开发出新的海参营养口服液,为消费者提供了新的消费选择。