蛋白酶在肉制品加工中的應(yīng)用進(jìn)展

陳星星，黃振華，潘道東，吳越，陸榮茂，周朝生*

(1.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江 溫州 325005； 2.寧波大學(xué) 食品與藥品學(xué)院，浙江 寧波 315211)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提升，消費者對肉制品的口感、品質(zhì)、營養(yǎng)價值等的要求有所提升。目前，肉制品加工企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)的改革升級，使行業(yè)向著高質(zhì)量、高水平方向發(fā)展。酶技術(shù)應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域，具有綠色、安全、高效的特點，對于提升食品加工行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)改進(jìn)具有重要意義[1]。蛋白酶可用于肉制品嫩化、增加肉制品風(fēng)味等，目前已在肉制品加工中得到了廣泛應(yīng)用[2]。

蛋白酶主要存在于植物的莖、葉、果，動物的內(nèi)臟和微生物中，能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)肽鏈水解[3]。相較于其他食品添加劑，蛋白酶不僅綠色高效，而且具有底物專一、反應(yīng)安全等優(yōu)勢。目前在食品加工行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的蛋白酶主要有菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和微生物蛋白酶，在應(yīng)用過程中主要利用了蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)、轉(zhuǎn)蛋白反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)等。肉制品經(jīng)蛋白酶酶解會使其中的蛋白質(zhì)發(fā)生內(nèi)部交聯(lián)反應(yīng)，并產(chǎn)生特殊的化學(xué)基團(tuán)，改變蛋白質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使肉制品中的蛋白質(zhì)化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，從而改變其水溶性、水合性和乳化性等功能特性，從而改善肉制品的質(zhì)量。

1 蛋白酶在提升肉制品嫩度中的應(yīng)用

嫩度作為肉制品品質(zhì)的重要評價指標(biāo)之一，已經(jīng)成為消費者評價肉制品品質(zhì)和適口性的一項重要因素[4-5]。而決定肉嫩度的因素十分復(fù)雜多元，包括脂肪堆積密度、結(jié)締組織溶解度等[6]。近年來肉質(zhì)細(xì)嫩的肉制品更加受到消費者的歡迎，如何提高肉制品的嫩度成為當(dāng)下食品加工行業(yè)重點關(guān)注的問題之一。目前，國際公認(rèn)安全的蛋白酶包括木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、無花果蛋白酶等蛋白酶，這些蛋白酶能夠通過對肌肉纖維和膠原蛋白進(jìn)行不同程度的降解，從而實現(xiàn)肉質(zhì)嫩化[7]。利用植物蛋白酶進(jìn)行肉制品嫩化不僅成本低廉，而且效果良好，對老齡的禽肉制品也表現(xiàn)出了良好的嫩化效果[8]。

蛋白酶實現(xiàn)肉質(zhì)嫩化主要通過降解結(jié)締組織和破壞肌肉纖維2種途徑。

1.1 利用蛋白酶降解結(jié)締組織

莎麗娜等[9]研究表明，結(jié)締組織溶解度是影響肌肉嫩度的重要因素之一，特別是膠原蛋白。降解肌肉結(jié)締組織的蛋白質(zhì)被認(rèn)為是提升肉制品嫩度的關(guān)鍵步驟之一。植物蛋白酶能夠破壞膠原蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加其溶解性，從而提高肉制品的嫩度。蔣小鋒[10]通過研究木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和真菌蛋白酶對馬肉半腱肌的影響，以及在成熟期間馬肉嫩度的變化，對木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和真菌蛋白酶進(jìn)行馬肉嫩化的最佳工藝條件進(jìn)行了完善。付麗等[11]采用木瓜蛋白酶與其他處理相結(jié)合的方法對牛排進(jìn)行嫩化處理，以剪切力和感官評價等為評價指標(biāo)，研究了不同濃度的蛋白酶、酶解時間和滾揉時間對牛排嫩度的影響，并確定了其他條件相同的情況下，木瓜蛋白酶濃度為0.10%(酶活力為100 000 U·g-1)、酶解時間為10 min時牛排能夠達(dá)到最佳的嫩化效果。同樣，蔣小鋒等[12]以蒸煮損失、剪切力和感官評定為評價指標(biāo)，優(yōu)化了菠蘿蛋白酶結(jié)合滾揉處理馬肉的嫩化工藝，驗證了菠蘿蛋白酶的最佳嫩化條件，對提升馬肉的嫩化程度和口感具有重要參考價值。王清波等[13]進(jìn)行了超聲波輔助木瓜蛋白酶嫩化生牛肉試驗，運用響應(yīng)曲面法優(yōu)化了嫩化牛肉的工藝參數(shù)，結(jié)果表明，在超聲波輔助下，利用木瓜蛋白酶嫩化牛肉能夠在一定程度上節(jié)約酶用量，加快嫩化速度，同時確保嫩化效果良好。

1.2 利用蛋白酶分解肌肉纖維

肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)是衡量肌原纖維平均長度的指標(biāo)，MFI值越大，代表肌肉中肌原纖維骨架蛋白降解程度越高，肉制品的嫩化程度越高。趙立等[14]利用木瓜蛋白酶進(jìn)行鴨肉嫩化研究，結(jié)果顯示，鴨肉大分子蛋白經(jīng)過處理后被水解成小分子，并且嫩化的鴨肉肌原纖維出現(xiàn)斷裂，肌節(jié)變短，發(fā)生肌原纖維小片化現(xiàn)象，說明木瓜蛋白酶能夠有效實現(xiàn)結(jié)締組織的降解。另外，趙立等[15]還進(jìn)行了超聲波輔助菠蘿蛋白酶嫩化鴨肉的研究，并優(yōu)化了工藝參數(shù)，凝膠電泳圖譜顯示，嫩化組鴨肉中大分子蛋白被水解成小分子肽類或氨基酸，鴨肉肌原纖維出現(xiàn)了肌原纖維小片化現(xiàn)象。證明超聲波與菠蘿蛋白酶協(xié)同作用對鴨肉的嫩化具有顯著效果，并且能夠大大縮短嫩化時間，使鴨肉更加多汁并富有彈性，改善鴨肉品質(zhì)。

2 改善肉制品風(fēng)味

經(jīng)過加熱處理后肉制品能夠散發(fā)出其本身具有的肉香味，而腌制肉制品在加工的過程中，會產(chǎn)生獨特的臘肉香味，尤其是經(jīng)過發(fā)酵處理的肉制品，其獨特的臘肉香味深受廣大消費者的喜愛。但是臘制肉制品制作耗時較長，且天然條件下其制作工藝難以把控。利用蛋白酶能夠使肉制品產(chǎn)生游離氨基酸等影響肉制品風(fēng)味的前體物質(zhì)或中間產(chǎn)物，有利于加速肉制品風(fēng)味的產(chǎn)生，同時對改善肉制品風(fēng)味具有一定的效果。

朱建軍等[16]在加工黔式臘肉的過程中添加木瓜蛋白酶和中性蛋白酶，添加蛋白酶樣品中游離氨基酸種類和總量均高于未加酶樣品，風(fēng)味物質(zhì)種類也有所增加(除烴類和羰基類化合物外)，其確立了黔式臘肉最優(yōu)酶解條件：木瓜蛋白酶添加量0.001%、中性蛋白酶添加量0.001%、食鹽添加量4%、酶解時間48 h。羅珺等[17]研究表明，適量胰蛋白酶的添加能夠促進(jìn)臘肉中蛋白質(zhì)的降解，提高臘肉中風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生速率，促進(jìn)臘肉的風(fēng)味形成，有助于改善肉制品風(fēng)味。楊爽等[18]通過電子鼻和GC-MS檢測雞肉蛋白酶處理前后肉品風(fēng)味的變化，結(jié)果顯示，雞肉蛋白酶能夠有效增強(qiáng)雞肉風(fēng)味。肖夏等[19]研究表明，腌制過程中添加復(fù)合酶(木瓜蛋白酶與菠蘿蛋白酶1∶1)能顯著提高牛肉的亮度，改善牛肉質(zhì)構(gòu)特性，使牛肉有較好的保水性和色澤，提高牛肉中游離氨基酸、必需氨基酸和風(fēng)味相關(guān)氨基酸的含量。

3 增加肉制品副產(chǎn)物價值

肉制品加工中通常會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物或下腳料，蛋白酶可以將廢棄蛋白轉(zhuǎn)化成為供人類食用或作為飼料的蛋白濃縮物等。例如利用蛋白酶生產(chǎn)牛肉汁、雞汁等以提高產(chǎn)品附加值[20]。丁偉璐等[21]利用蛋白酶水解金槍魚暗色肉加工下腳料，結(jié)合噴霧干燥工藝制備金槍魚水解蛋白粉，以胰蛋白酶作為水解用酶，制備出一種高蛋白低脂肪的溶解性較好的粉末，能夠作為動物初期生長的高效營養(yǎng)飼料成分，也可以作為調(diào)味品或蛋白質(zhì)營養(yǎng)劑，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。李勇等[22]研究表明，使用木瓜蛋白酶能夠達(dá)到酶解牛肉的最佳效果，并且確定了牛肉汁酶解的最佳條件，制出的牛肉汁產(chǎn)品風(fēng)味濃郁。楊二剛等[23]將精制中性蛋白酶和木瓜蛋白酶按一定比例復(fù)配后，在適當(dāng)條件下水解雞肉，可得到無苦味且蛋白水解程度高、雞香濃郁的雞肉水解蛋白液，解決了利用活性炭進(jìn)行脫苦處理，造成營養(yǎng)成分損失較多的問題。

4 小結(jié)

蛋白酶作為一種高效、健康的酶制劑，已經(jīng)在肉制品加工行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用蛋白酶制劑進(jìn)行肉制品肉質(zhì)嫩化、口感提升、風(fēng)味改善的相關(guān)技術(shù)在不斷更新，在肉制品加工方面做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著酶技術(shù)的快速發(fā)展，蛋白酶的應(yīng)用潛力將被進(jìn)一步開發(fā)，也將為肉制品加工業(yè)乃至食品加工業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。蛋白酶制劑具有成本低廉、使用高效等優(yōu)勢，但也存在一定的問題，如何開發(fā)更加高效的蛋白酶制劑，并進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低成本是肉制品加工企業(yè)和相關(guān)部門應(yīng)該重視的問題。