海参肽饮品中加工工艺及品质检测方案(感官智能分析)

食品安全质量检测学报Journal of Food Safety and Quality第12卷第7期2021年4月Vol.12 No. 7Apr.，2021 第7期陈嘉钰，等：海参肽饮品的加工工艺及品质分析2759 海参肽饮品的加工工艺及品质分析 陈嘉钰，唐 琨2，于志鹏 l* (1.渤海大学食品科学与工程学院，锦州 121013；2.营口市皓轩实业有限公司，营口 115000) 摘 要：目的 研制海参肽饮品的加工工艺配方并进行饮品品质分析。方法 以鲜活刺参为原料，利用酶解与纳滤技术，获得海参肽酶解液，加入药食同源辅料研制海参肽饮品。通过单因素试验和正交试验确定产品最优配方，分别利用电子鼻和电子舌对饮品的挥发性成分和滋味进行分析。结果 海参肽饮品的最优配方为：以海参肽复配液(含桑葚粉0.3%、蓝莓粉0.3%、茉莉花1%)为基础，添加红糖3%、蜂蜜2%、山楂2%、红枣3%。饮品的挥发性成分中氮氧化物、氢化物、芳香烷烃含量较高，其酸味、苦味、涩味、鲜味、丰富味较海参酶解液有明显变化，17种氨基酸总含量为7026 mg/kg，其中谷氨酸含量可高达1100 mg/kg， 微生物指标均在国家标准要求范围内。结论 海参肽饮品含有丰富的营养物质，香气组成丰富，口感佳。 关键词：海参肽；饮品；电子鼻；电子舌；氨基酸 Processing technology and quality analysis of sea cucumber peptide drink CHEN Jia-Yu'， TANG Kun， YU Zhi-Peng (1. College of Food Science and Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China；2. Yingkou Hao Xuan Industrial Co. Ltd， Yingkou 115000， China) ABSTRACT： Objective To develop the processing technology of sea cucumber peptide drink and analyze itsquality. Methods The fresh Stichopus japonicus was used as the raw material， and the enzymolysis andnanofiltration technologies were used to obtain the Stichopus japonicus peptidase hydrolysate， which was used todevelop the Stichopus japonicus peptide beverage with the addition of medicinal and edible excipients. The optimalformula of the product was determined by single factor test and orthogonal test， and the volatile components and tasteof the beverage were analyzed by electronic nose and electronic tongue， respectively. ResultstSThe optimal formulaof the sea cucumber peptide beverage was as follows： based on the sea cucumber peptide compound solution(containing 0.3% of mulberry powder， 0.3% of blueberry powder and 1% of jasmine flower)， adding 3% of brownsugar， 2% of honey， 2% of hawthorn and 3% of red date. The volatile components of the beverage included highercontents of nitrogen oxides， hydrides and aromatic alkanes， and the sour， bitter， astringent， umami and rich tasteswere significantly changed as compared with those of the holothurian enzymatic hydrolysate， and the total content of17 amino acids were 7026 mg/kg， among which the content of glutamic acid could be as high as 1100 mg/kg， and themicrobial indicators were within the scope of the national standards. Conclusion The sea cucumber peptide drink isrich in nutrients and aroma composition， and have good taste. KEY WORDS： sea cucumber peptide； drink； electronic nose； electronic tongue； amino acid ( 基金项目：辽宁省科学事业公益研究基金项目(2016004004) ) ( Fund： S u pported by the L i aoning Provincial S c ience Public Welfare Research Fu n d Project (2016004004) ) ( *通信作者：于 志 鹏，博士 ， 副教授 ， 主要研究方 向 为食源性生物活性肽。E-mail： yuz h ipeng20086@sina.com ) ( *Corresponding au t hor： YU Zhi-Peng， Ph.D ， Associate Profe s sor， Boha i Unive r sity， No.19， Keji R oad， Jinzhou 121013 ， China. E-mail：yuzhipeng20086@sina.com ) 引 言 海参是一种营养丰富，低脂肪、低胆固醇的滋补品。海参中含有丰富的氨基酸，在机体免疫调节、代谢以及氧化还原调节等方面都有重要作用12-4]。海参传统加工制品存在营养流失严重的缺点。目前，液体海参可最大程度保留海参营养成分，其中，水解法为常用的液体海参制备方法。刺参是世界上可食用的40多种海参中营养价值较高的品种，也是辽宁沿海地区主要养殖品种。刺参中含有丰富的蛋白质和海参皂苷、海参多糖、胶原蛋白等活性物质以及钙、铁、锌等矿物元素，另外，刺参中的氨基酸含量为 52.58 g/100 g，必需氨基酸含量为 16.38 g/100 g。已有研究表明，辽宁刺参中的低聚肽具有较强的增强免疫力和抗疲劳的作用，且辽东地区海参中的海参多糖对抗生素所致小鼠肠道菌群紊乱有一定的恢复作用18-9]。本研究将以辽刺参为原料，利用生物酶解与纳滤技术并配以药食同源的辅料，制备海参肽饮品，旨在提高海参的精深加工程度，解决海参加工过程中其营养成分被破坏的技术问题，并改善海参肽酶解液的口感。 材料与方法 1.1 材料与仪器 UF(NF)S-1纳滤膜过滤器(绍兴海纳膜技术有限公司)；PEN3 电子鼻(德国-Airsence 公司)； SA402B 电子舌(日本-INSENT 公司)； PE Victor X3 酶标仪[珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司]； LA8080 氨基酸自动分析仪(日本株式会社日立高新技术科学)； Protamex 复合蛋白酶(活力1.5AU-N/g)[诺维信(中国)生物技术有限公司]；鲜活刺参(购买于锦州市林西商贸购物广场)。 1.2 试验方法 1.2.1 工艺流程及技术要点 将鲜活刺参去肠、去沙嘴后用去离子水泡发90 min， 打碎成海参肉糜与去离子水按重量比 1：5 的比例充分均质后转移至水解瓶中，置于50℃恒温水浴锅，调节pH为7，加入海参肉糜重量3%的复合蛋白酶并启动酶解，酶解1h后，100℃灭酶10 min， 经5 um滤膜粗滤、600 Da 纳滤膜(1812型，滤膜面积0.3m²)脱盐，海参酶解液的电导率在2000 uS/cm以下时停止过滤，与辅料调配，得到海参肽饮品。 1.2.2 产品最佳配方优化 (1)单因素试验 首先选择7种具有一定营养价值的药食同源的辅料进行海参肽饮品调配，其次选择对饮品感官品质影响较明显的红糖、蜂蜜、山楂、红枣4种辅料进行单因素试验。 以海参酶解液为基础，添加重量计为100%，其中加人酶解液添加重量 0.3%的桑葚粉、0.3%的蓝莓粉和1%的 茉莉花，制成海参肽复配液为固定值，感官评分为指标。固定2%的蜂蜜添加量，2%的山楂添加量，3%的红枣添加量，考察红糖添加量为1%、3%、5%和7%对海参肽饮品感官品质的影响。固定红糖添加量，2%的山楂添加量， 3%的红枣添加量，考察蜂蜜添加量为 0%、2%、4%和 6%对海参肽饮品感官品质的影响。固定红糖添加量和蜂蜜添加量，3%的红枣添加量，考察山楂添加量为0%、2%、4%和6%对海参肽饮品感官品质的影响。固定红糖、蜂蜜和山楂的添加量，考察红枣添加量为1%、3%、5%和7%对海参肽饮品感官品质的影响。 (2)正交试验 以单因素试验为基础，选择红糖、蜂蜜、山楂、红枣的添加量为正交试验的4个因素，采用四因素三水平 Lg(3*)正交试验，综合产品的感官评分值和极差分析得到4个因素的最佳添加量，正交试验因素水平见表1。 表1 正交试验因素水平表 Table 1 Table of orthogonal experimental factors and levels 因素 水平 A红糖添加 B蜂蜜添加 C山楂添加 D红枣添加 量/% 量/% 量/% 量/% 1 1 0 0 1 2 3 2 2 3 3 5 4 4 5 1.2.3 产品品质分析 (1)感官评定 由10人组成感官评定小组，分别对海参肽饮品配方的气味、颜色、外观、口感进行感官评定并打分，每项分数为20分，满分为80分，评分标准见表2。 (2)电子鼻检测 参照赵策等1101的检测方法对海参肽饮品的挥发性成分进行电子鼻检测。 (3)电子舌检测 将海参酶解液与海参肽饮品分别稀释80倍参照陶冬冰等1的方法进行电子舌检测。 (4)营养物质检测 氨基酸含量参照 GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》的方法测定；蛋白质含量采用二奎琳甲酸蛋白定量检测试剂盒进行检测；脂肪含量按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中索氏抽提法测定。 (5)微生物检测 菌落总数参照 GB 4789.2—2016《菌落总数测定》中平板计数法测定；大肠菌群数参照 GB 4789.3—2016《大肠菌群计数》中最大可能数计数法测定；霉菌指标参照 GB 4789.15-2016《霉菌和酵母菌计数》中平板计数法测定；金黄色葡萄球菌指标参照 GB 4789.10—2016《金黄色葡萄球菌检验》中 MPN 法测定；沙门氏菌指标按照 GB4789.4—2016《沙门氏菌检验》测定；志贺氏菌指标按照GB 4789.5—2012《志贺氏菌检验》测定。 1.2.4 数据处理 采用 SPSS 19.0 软件对单因素试验数据进行极差分析，采用电子鼻、电子舌自带软件对数据进行主成分分析，采用 Microsoft Excel 2010 软件对单因素数据进行绘图。 2 结果与分析 2.1 单因素试验结果 海参肽饮品单因素试验结果见图1。由图1可以看出，红糖添加量为3%时，感官评分最高；蜂蜜添加量为2%时，口感最佳；山楂添加量2%时，酸甜适口；红枣添加量为3%时，具有红枣香味，口感最佳。根据以上试验结果，以海参肽复合液为基础，红糖3%、蜂蜜2%、山楂2%、红枣3%进行正交试验设计。 表2 海参肽饮品配方感官评分标准 Table 2 Sensory scoring criteria for sea cucumber peptide drink formula 评定指标 评分标准 分数 气味 有红枣或花朵散发的味道，无明显腥味 16~20 有红枣或花朵散发的味道，有明显腥味 11~15 无红枣或花朵散发的味道，无明显腥味 6~10 无红枣或花朵散发的味道，有明显腥味 0~5 呈现海参的正常褐色，有光泽 14~20 颜色 颜色偏深或偏浅，有光泽 7~13 颜色偏深或偏浅严重，无光泽 0~6 外观 无肉眼可见杂质，无沉淀 16~20 无肉眼可见杂质，有沉淀 11~15 有肉眼可见杂质，无沉淀 6~10 有肉眼可见杂质，有沉淀 0~5 细腻柔和，酸甜适口 14~20 口感 细腻柔和，稍偏酸、偏甜或偏咸 7~13 偏酸、偏甜、偏咸明显，难以人口 0~6 2.2 正交试验结果 红糖、蜂蜜、山楂、红枣4个因素在海参肽饮品中的最佳添加量正交试验结果见表3。通过表3中的极差R值可以看出，4个因素对海参肽饮品配方的感官影响程度由大到小依次为：山楂>红枣>红糖>蜂蜜，9组试验中得到的最优水平是AzBzCD， 即红糖3%、蜂蜜2%、山楂2%、红枣3%。 表3 正交试验产品配方的感官评分与极差分析 Table 3 Sensory scores and range analysis of orthogonal test ofproduct formulations 序号 红糖添加量蜂蜜添加量 山楂添加 红枣添加 感官 量/% 量/% 评分 1 1 1 1 1 39 2 1 2 2 2 63 3 1 3 3 3 55 4 2 1 3 3 57 5 2 2 2 2 80 6 2 3 1 1 46 7 3 1 2 3 52 8 3 2 3 1 40 9 3 3 1 2 42 157 148 127 125 S2 183 183 195 185 S 134 143 152 164 K 52 49 42 42 K： 61 61 65 62 K： 45 48 51 55 R 16 13 23 20 优水平 A2 B， C D2 主次因素 C>D>A>B 2.3 电子鼻检测结果与分析 采用主成分分析法(principal component analysis，PCA)评价海参肽酶解液与海参肽饮品的挥发性特征。由图2可知，主成分1的方差贡献率为86.19%，主成分2的方差贡献率为1111.28%，两成分的总贡献率为97.47%(>85%)，说明这2个主成分可以反映样品香气的整体信息21。 样品在第一主成分上的距离越大，则差异越大。由图2可以看出，2种样品在第一主成分上距离较大，说明 2种样品间的气味成分差异较大，产生这种现象的原因可能是添加辅料中的成分所起的作用。本研究选用140s时各传感器稳态响应值作为分析点建立雷达图，各传感器响应值越高表明相对应的该类物质含量越高3]。如图3所示，W5S、W6S、W5C、W2S、W2W 和 W3S传感器对海参肽饮品的香气敏感，表明氮氧化物、氢化物、烷烃、醇类、硫化氢类、芳香烷烃这些物质在海参肽饮品中含量较高。 图2样品电子鼻主成分分析图 Fig.2.2rincipal component analysisof electronic nose of samples 图3 电子鼻传感器响应值雷达图 Fig..33 RResponse value radar graph of electronic nose sensor 2.4 电子舌检测结果与分析 海参酶解液与海参肽饮品的电子舌检测结果见图 4，结合显著性分析(见图5)可以看出，海参肽饮品与海参肽酶解液的酸味、苦味、涩味、鲜味、丰富度存在明显差异，其余则差异性不显著，引起这种现象的原因可能是由于海参肽饮品中加入了辅料，其中山楂对其感官影响最大，其次是红糖、红枣、蜂蜜。 图4 电子舌雷达图 Fig.4 Radargraph of electronic tongue 图5 显著性差异图 Fig.55Graph of significant difference 2.5 营养物质检测结果 海参肽饮品氨基酸检测结果见图6。图6a为氨基酸混标分离色谱图，由图6a可以看出，氨基酸在30 min 内分离效果良好；图6b 为海参肽饮品样品分离色谱图，由图6b可以看出各氨基酸出峰良好，出峰时间与氨基酸混标出峰时间一致，表明此方法获得氨基酸含量准确14。海参肽饮品中的17种氨基酸在氨基酸分析仪上获得了较优的分离，在440 nm 波长下测定脯氨酸，570 nm 波长下测定其余氨基酸。 海参中含有18种氨基酸，8种为必需氨基酸，本研究检测了海参肽饮品中的17种氨基酸，检测结果见表4。由表4可以看出，本海参肽饮品中有7种必需氨基酸，10种非必需氨基酸，17种氨基酸总量为7026 mg/kg。其中谷氨酸含量最高，可达到1100 mg/kg， 占氨基酸总量的 16%，谷氨酸是一种功能性氨基酸，参与蛋白质的合成和氧化供能，具有抗氧化能力和促进肠道发育的作用1151，同时也是海参肽饮品中重要的鲜味物质116]。其次是甘氨酸和天冬氨酸，含量分别占氨基酸总量的14%和13%。甘氨酸参与体内多种代谢过程，在预防酒精性肝病和免疫调节等多种方面都发挥重要作用7。胱氨酸、蛋氨酸与组氨酸含量最少，占氨基酸总量的0.7%、0.9%和 0.9%， 其余氨基酸占比范围在2%~8%之间。另外测得海参肽饮品蛋白质含量为7.05 mg/mL、脂肪含量为 0 mg/mL。说明此海参肽饮品含有丰富的蛋白质与多种氨基酸，营养价值丰富。 图6 氨基酸分离色谱图 Fig.6 Separation chromatogram of amino acids 表4氨基酸检测结果 Table 4 Test results of amino acids 必需氨基酸 名称 英文缩写 含量/(mg/kg) 苏氨酸 Thr 430 亮氨酸 Leu 360 赖氨酸 Lys 320 缬氨酸 Val 300 异亮氨酸 IIe 250 苯丙氨酸 Phe 230 非必需氨基酸 蛋氨酸 Met 61 谷氨酸 Glu 1100 甘氨酸 Gly 1000 天冬氨酸 Asp 920 丙氨酸 Ala 530 脯氨酸 Pro 470 精氨酸 Arg 430 丝氨酸 Ser 360 酪氨酸 Tyr 150 组氨酸 His 64 胱氨酸 Cys 51 2.6 微生物检测结果 测得菌落总数为120 CFU/mL，大肠菌群数为15MPN/mL，霉菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌均未检出。结果表明此海参肽饮品不含有致病菌，符合 GB7101-2015《食品安全国家标准饮料》的国标要求。 3 结 论 本研究的海参肽饮品中含有7种必需氨基酸，10种非必需氨基酸，17种氨基酸总量可达到7026 mg/kg，谷氨酸含量最高，其次是甘氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、脯氨酸、精氨酸。饮品气味成分中氮氧化物、氢化物、烷烃、醇类、硫化氢类、芳香烷烃含量较高，与海参酶解液的气味成分差异较大，海参肽饮品与海参酶解液中酸味、苦味、涩味、鲜味及丰富度差异性极显著，这种现象可能是由于饮品中添加的辅料产生的，且辅料中山楂对其感官影响最大，其次是红糖、红枣、蜂蜜。本研究开发的海参肽饮品含有必需氨基酸和非必需氨基酸，且氨基酸种类较多，香气组成丰富，口感佳，食用安全。 ( 参考文献 ) ( [ 1 ] W AN YM ， ZHA O CL， CUI ZJ， et al. 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