江蘇農業科學２０１３年第４１卷第２期一２１７一
顧楊娟，李傑，李富威，等．製備草魚魚鱗凍時魚鱗前處理工藝的優化［ｊ］．江蘇農業科學
製備草魚魚鱗凍時魚鱗前處理工藝的優化
顧楊娟，李
傑，李富威，包建強
（上海海洋大學食品學院／上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海２０１３０６）
摘要：以草魚魚鱗為原料，研究製備魚鱗凍時魚鱗最佳前處理工藝。採用正交試驗，以膠原蛋白提取率和凍力作
為評價指標，分別對酸處理、鹼處理、酶處理３種前處理工藝進行優化，並對這３種前處理的效果進行比較。結果表明，酶處理是最佳前處理方式，經過酶處理的魚鱗膠原蛋白提取率最高，凍力最大，其最佳工藝為：蛋白酶ａ２ｇ的添
加量為０．８％（質量比），酶解溫度３０℃，酶解時間５．５ｈ。酸處理成本低，工藝簡單，是價效比較高的前處理方式，經
過酸處理的魚鱗，膠原蛋白提取率較高，凍力與酶處理方式的差異不顯著，其最佳工藝為：ｈｃ１濃度浸酸時間９０ ｍｉｎ，浸酸料液比１：６（質量體積比）。
用ｎａｏｈ進行的鹼處理因凍力較低不適合作為製備魚鱗凍的魚鱗前處理
方式。關鍵詞：魚鱗；魚鱗凍；草魚；膠原蛋白；凍力中圖分類號：ｔｓ２５４．９
文獻標誌碼：ａ
文章編號一ｏ４
近年來，隨著我國漁業生產和水產品加工業的迅速發展，定提取明膠的最佳條件為：ｎａｏｈ濃度０．５１％，預處理魚產品加工過程中產生了大量的廢料，其質量約佔原料魚的３．１０ ｈ，提取溫度７８．５℃，提取時間３．０２ｈ；並對提取的明膠４０％～５５％…。由於環境、經濟問題，魚產品加工廢料（魚的理化性質、質構特性、氨基酸組成、微觀結構進行了特徵描皮，魚骨，魚鱗等）的生物價值和開發利用引起了廣泛關注。
述。ｚｈａｎｇ等研究了從草魚魚鱗中提取明膠的酶處理優化魚鱗與骨頭、牙齒等的組成成分相似，含有大量有價值的有機工藝和明膠性質，採用響應面法確定前處理的最佳工藝為：酶和無機成分，主要是膠原和羥基磷灰石 ，可用於功能食品，化解溫度酶新增量０．２２％，酶解時間
妝品和生物醫藥 「 。可見，魚鱗是一種高附加值的生物資５．５２ ｈ。位紹紅等**了從羅非魚魚鱗中提取明膠的各源。
魚鱗凍是從魚鱗中提取的明膠溶液低溫冷卻後形成的膠種前處理方法及熬膠工藝，研究得出魚鱗明膠的最佳前處理凍狀食品，富含水溶性膠原蛋白，具有美容、保健的作用 。因方法為酶解法，其工藝為：採用０．２％的酸性蛋白酶，調ｐｈ至此，魚鱗凍產品的研發具有重要的經濟和社會意義。
３．５，於３５℃水浴中酶解魚鱗１ｈ；然後用２％ｈｅ１浸漬約４ｈ，
目前，從魚鱗中提取膠原的研究報道較多，如從南亞黑鯪之後用清水漂洗至ｐｈ值５～６，分３次熬膠，即６５ ｑｃ加熱魚魚鱗 、喀拉壹巴魚魚鱗 、鯉魚魚鱗 、深海紅魚魚鱗 、
３ｈ，７０℃加熱３．５ ｈ、７５℃加熱３．５ ｈ。
草魚魚鱗 、多須石首魚魚鱗和羊頭鯛魚魚鱗等中提取膠魚鱗凍的提膠過程與魚鱗明膠的提取過程相似，但其加原。而有關魚鱗明膠提取工藝的研究不多等工工藝的研究鮮有報道。草魚是我國大宗養殖產品，產量和研究了從蜥魚魚鱗中提取明膠的優化工藝，通過響應面法確
消費量都很大，所以其魚鱗資源相當豐富，而且草魚魚鱗的膠原蛋白含量較高」 ，適合魚鱗凍的製備。本研究以草魚魚鱗收稿日期
為研究物件，主要**製備草魚魚鱗凍的前處理工藝，確定最**專案：上海市科委工程中心建設專案（編號上海市教育委員會重點學科建設專案（編號：ｊ５ｏ７ｏ４）。
佳的前處理方法和工藝條件。作者簡介：顧楊娟（１９７８一），女，江蘇啟東人，碩士研究生，研究方向１材料與方法
為食品科學
通訊作者：包建強，教授
１．１材料及預處理
ｅｄｕ．ｃｎ。
』新鮮冷凍草魚魚鱗由浙江南潯新雅農產品開發****
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的研究［ｊ］．包裝與食品機械
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一２１８一江蘇農業科學２０１３年第４１卷第２期
提供。魚鱗在室溫下自然解凍，挑除非魚鱗雜質及小魚鱗，使試驗。前處理後的魚鱗提膠條件為提膠溫度９０℃，提膠時間魚鱗直徑在１．５ｃｍ到２．５ｃｍ範圍內，用自來水將魚鱗漂洗乾淨，然後用１０％（質量體積比）的氯化鈉溶液浸泡魚鱗２４ｈ，以除去附在魚鱗表面的魚銀、粘液及雜蛋白，再用自來
１ｈ，料水比１：５（溼魚鱗與蒸餾水質量體積比）。①酸處理，採用ｈｃ１對魚鱗進行浸泡處理。ｈｃ１濃度、浸酸時間、浸酸料
液比（溼魚鱗與ｈｃ１溶液質量體積比）作為試驗因素。②鹼處理，採用ｎａｏｈ對魚鱗進行浸泡處理。ｎａｏｈ濃度、浸鹼時
水清洗乾淨，最後將魚鱗自然晾乾，並於一３０℃下冷凍保藏備用。
羥脯氨酸購自國藥集團化學試劑****。蛋白酶ａ２ｇ購自日本天野酶製品株式會社。果凍購自上海華聯超市。本試驗所用的試劑均為分析純。
１．２方法
問、浸鹼料液比（溼魚鱗與ｎａｏｈ溶液質量體積比）作為試驗因素。③酶處理，為了讓酶容易與膠原接觸，先用ｈｃ１對魚鱗進行脫鈣處理，脫鈣條件為：ｈｃ１濃度浸泡
９０ｒａｉｎ，浸酸料液比１：６（溼魚鱗與ｈｃ１溶液質量體積比），脫鈣後魚鱗再次清洗，加入２倍體積的蒸餾水，調溶液ｐｈ為７，然後加入在不同的條件下酶解。１．２．１基本成分分析水分含量測定採用直接乾燥法蛋白質含量測定採用凱氏定氮法
轉化係數取５．５５；脂肪含量測定採用索氏抽提法灰分含量測定採用灼燒恒重法總糖含量測定時先對魚鱗樣
品用ｈｃ１水解，再採用苯酚一硫酸法魚鱗凍的製備工藝
工藝流程：魚鱗解凍覆水一清
洗一不同方式的前處理一熱水提膠一抽濾—凝凍。
魚鱗在室溫下自然解凍，覆水，清洗，然後進行不同方式的前處理，再用流動的自來水清洗魚鱗至ｐｈ值７．０左右，再
用蒸餾水沖洗兩次。將溼魚鱗瀝至不滴水，再將其放入燒杯中，加入一定比例的蒸餾水，用鋁箔紙封口防止水分蒸發，在
一定的溫度、時間、料液比條件下，水浴加熱提取魚鱗膠液。
用布氏漏斗真空抽濾，以尼龍濾布濾掉魚鱗殘渣。將魚鱗膠
液放入容器中於低溫（１０℃以下）下凝凍。
本試驗用來提取膠液的魚鱗均為溼魚鱗，含水率為
５８．ｏ５％。
１．２．３膠原蛋白提取率羥脯氨酸是膠原蛋白的特異性氨
基酸，含量比較穩定。因此，膠原蛋白含量測定採用紫外可見分光光度計（ｕｖ一１８００ｐｃ型，上海美譜達儀器****產品），先測定羥脯氨酸含量，再乘以轉換係數。
根據ｗｏｅｓｓｎｅｒ比色法，得到羥脯氨酸標準曲線的回歸
方程，再根據方程和樣品的吸光度值計算出樣品中羥脯氨酸的含量。一般哺乳動物膠原中羥脯氨酸的含量約為
１４．４％，魚類膠原中羥脯氨酸含量較低，如ｉｋｏｍａ等測得淡水魚鱗膠原中羥脯氨酸的含量約為１１％。本試驗採用的轉換係數為９．０９。
膠原蛋白提取率＝魚鱗膠液中羥脯氨酸含量×膠原蛋白轉換係數／［幹魚鱗中羥脯氨酸含量ｘ（１一含水率）×膠原蛋白轉換係數凍力測定
採用質構儀（英國ｓｔａｂｌｅ
公司產品）測定凍力，用ｐ／０．５探頭，下壓速度
１ｍｍ／ｓ。取魚鱗膠液１２０ｍｌ置於凍力瓶（內徑５９ ｍｍ，高度８５ ｌｎｌｎ）內，在恆溫水槽（１０℃）中凝凍１８ｈ，壓縮變形４ ｍｍ
所需的最大應力為凍力，單位為ｇ。
魚鱗凍與明膠的凍力測定方法相同，但明膠凍力是用６．６７％的明膠溶液來測定，而魚鱗凍的凍力測定不限定濃度。魚鱗凍的凍力大小與魚鱗膠液中的明膠濃度、明膠分子結構、
明膠分子量有關，反映魚鱗凍的凝膠特性。１．２．５正交試驗
對魚鱗進行浸酸、浸鹼、酶解３種不同前
處理方式，在單因素的基礎上分別進行３因素３水平的正交
魚鱗酶解後再次清洗，然後在９ｏ℃水浴中滅酶１０ｍｉｎ。酶解溫度、酶新增量、酶解時間作為試驗因素。１．２．６統計分析用ｓｐｓｓ軟體進行方差分析和差異顯著性
分析。２結果與分析
２．１基本成分分析
溼魚鱗中水分含量較高，水分佔溼魚鱗的５８．０５％。魚鱗幹物質中主要成分是蛋白質和灰分，含量分別為而且膠原蛋白含量豐富，佔魚鱗乾重的５４．４５％，佔總蛋白的８９．１９％（表１）。
表１草魚魚鱗的基本成分
基本成分
含量（％）
蛋白質灰分脂肪ｏ．１５±０．ｏ１總糖１．１２士０．０２
膠原蛋白
注：基本成分的含量是其佔魚鱗乾重的比例。
２．２魚鱗不同前處理方式的工藝優化
魚鱗前處理工藝以膠原蛋白提取率和凍力作為衡量指標。膠原蛋白提取率是主要指標，提取率越大，魚鱗的利用率越高。魚鱗凍是直接食用的食品，凍力標準不同於魚鱗明膠，以常見品牌的普通果凍凍力為參照（表２）。
表２不同品牌果凍的凍力
品牌凍力（ｇ）
旺旺果凍
３９．９士０．５２喜之郎果凍親親果凍４１．６３士ｏ．５７平均值
４０．２土１．３ｏ
２．２．１酸處理方式的工藝優化根據極差（表３）分析，影響
膠原蛋白提取率和凍力的因素中，ｈｃ１濃度＞浸酸時間＞浸
酸料液比。方差分析結果（表４）顯示，ｈｃ１濃度對膠原蛋白提取率和凍力兩個指標影響顯著。根據膠原蛋白提取率指標，ｈｃ１濃度應選擇０．６ｍｏｌ／ｌ，但對應的凍力不高，根據凍力指標，ｈｃ１濃度應選擇０．２ｍｏｌ／ｌ。
同時前處理後提膠條件是
９ｏ℃和１ｈ，隨著熱水提膠時溫度的公升高、提膠時間的延長凍力還會降低，所以最佳ｈｃ１濃度應擇中選擇，浸酸時間與浸
酸料液比根據膠原蛋白提取率指標的最優條件選擇。因此，酸處理最佳工藝條件為：ｈｃ１濃度浸酸時間９０ｍｉｎ，浸酸料液比１：６（質量體積比）。
顧楊娟等：製備草魚魚鱗凍時魚鱗前處理工藝的優化
表３ 魚鱗浸酸前處理正交試驗結果
注：ａ為膠原蛋白提取率（％）；ｂ為凍力（ｇ）。
表４魚鱗浸酸前處理正交試驗方差分析結果
２．２．２鹼處理方式的工藝優化通過極差分析得出，影響膠
原蛋白提取率的因素中：ｎａｏｈ濃度＞浸鹼時間＞浸鹼料液比。影響凍力的鹼處理因素中：
ｎａｏｈ濃度＞浸鹼料液比＞浸鹼時間（表５）。根據方差分析結果（表６）得出，ｎａｏｈ濃度和浸鹼時間對膠原蛋白提取率的影響顯著，而對於凍力只有ｎａｏｈ濃度對其影響顯著。根據膠原蛋白提取率指標，ｎａｏｈ
濃度應選擇０．３％，但由於凍力不能太低，所以ｎａｏｈ濃度選
表５魚鱗浸鹼前處理正交試驗結果
注：ｄ為膠原蛋白提取率（％）；６為凍力（ｇ）。
表６魚鱗浸鹼前處理正交試驗方差分析結果
擇０．１％，浸鹼時間和浸鹼料液比根據膠原蛋白提取率最優進行選擇。因此，鹼處理最佳工藝為：ｎａｏｈ濃度０．１％，浸鹼
時間２ｈ，浸鹼料液比１：３（質量體積比）。２．２．３酶處理方式的工藝優化
根據單因素試驗結果，魚鱗
凍酶解前處理選定三因素三水平進行正交試驗。試驗設計、結果和極差分析如表７所示，方差分析如表８所示。根據極
差分析得出影響，膠原蛋白提取率和凍力的因素中，加酶量＞酶解時間＞酶解溫度。根據方差分析結果得出加酶量和酶解
時間對兩個指標的影響顯著。膠原蛋白提取率是主要指標，
而且酶處理後的魚鱗凍凍力比較大，所以根據膠原蛋白提取
率指標來選擇最佳工藝條件，分別為溫度３ｏ℃，加酶量０．８％（質量比），酶解時間５．５ ｈ。
表７魚鱗酶解前處理正交試驗結果
注：ａ為膠原蛋白提取率（％）；ｂ為凍力（ｇ）。
表８魚鱗酶解前處理正交試驗方差分析結果
２．３最佳前處理方式的確定
分別採用３種前處理方式的最優條件對魚鱗進行前處
理，以未進行前處理的魚鱗為對照。結果（表９）表明，與對照
．－——
２２０－——江蘇農業科學２０１３年第４ｌ卷第２期
處理方式。這與位紹紅等… 的研究結果一致。但酸處理方式由於成本低，工藝相對簡單，所以是價效比較高的前處理方式。
相比，經過鹼處理的魚鱗膠原蛋白提取率稍有提高，但凍力較低；經過酸處理和酶處理的魚鱗膠原蛋白提取率和凍力顯著
提高，且經過酶處理的魚鱗膠原蛋白提取率最高，酸處理和酶
處理間的凍力差異不顯著。從膠原蛋白提取率和凍力這兩個
指標來看，酶處理是製備魚鱗凍的最佳前處理方式。
表９魚鱗凍製備的前處理方式比較
注：同一列資料後不同小寫字母表示差異達０．０５顯著水平。
３討論本試驗草魚魚鱗膠原蛋白含量遠遠高於劉慶慧等測定的結果，這可能是不同的膠原蛋白測定方法引起的差異。
對魚鱗進行酸處理有兩個作用，一是對魚鱗進行脫鈣，使
膠原擺脫羥基磷灰石晶格的束縛，二是根據膠原的酸鹼膨脹機理，使膠原結構鬆散。本試驗魚鱗的酸處理最佳條件與張豐香等得出的魚鱗浸酸脫鈣最佳條件較為一致。這表明魚鱗脫鈣有利於魚鱗膠原的溶出，但是損失了大量礦物元素。
魚鱗凍最佳酸處理工藝的ｈｃ１濃度和浸酸時間小於位紹紅
等」」用酸處理法提取羅非魚魚鱗明膠得到的最佳條件，這可能與前處理後的熱處理溫度有關。魚鱗凍的提膠溫度要高於魚鱗明膠的提膠溫度。雖然提高ｈｃ１濃度會提高魚鱗凍的膠原蛋白提取率，但熱水提膠時由於溫度高，魚鱗膠液中的膠
原蛋白變性程度增加，會引起魚鱗凍的凍力下降，從而影響魚鱗凍的品質。
提取魚鱗明膠的鹼處理法中常用的處理劑為氫氧化
鈣 、氫氧化鈉 。氫氧化鈣的效果最好，但是處理時間太長，效率低，所以本研究採用ｎａｏｈ對魚鱗進行浸泡處理。本試驗結果表明，與未進行前處理的魚鱗相比，鹼處理後的魚鱗膠原蛋白提取率稍有提高，而凍力較低，可能是魚鱗膠原在強
鹼ｎａｏｈ的作用下，膨脹厲害，結構過度鬆散，甚至引起肽鍵水解，在水洗時膠原蛋白流失，最終導致膠原蛋白提取率不高且凍力大大下降。
酶處理的目的是讓魚鱗中的膠原纖維更疏鬆，以便在熱處理中易於轉變成明膠。胃蛋白酶和蛋白酶ａ２ｇ 可
用來提取明膠。胃蛋白酶是酸性蛋白酶，在酸性條件下膠原易於溶出而且容易變性，而蛋白酶ａ２ｇ是中性蛋白酶，而且是微生物**成本較低。所以本研究採用蛋白酶ａ ２ｇ對魚
鱗進行酶解前處理。ｚｈａｎｇ等研究了從草魚魚鱗中提取明膠的酶處理優化工藝，得到的最佳工藝為：酶解溫度３ｏ．７３℃，蛋白酶ａ２ｇ新增量為０．２２％，酶解時間５．５２ ｈ。
其酶新增量為脫鈣並乾燥後的草魚魚鱗質量的０．２２％，而本研究的酶新增量為溼魚鱗質量的０．８％，根據溼魚鱗的含水
量及灰分含量來折算，兩者酶新增量比較接近。
本研究結果表明，魚鱗經酸處理、鹼處理、酶處理３種前
處理方式處理後膠原蛋白提取率均提高，凍力除了鹼處理方式降低之外都提高。而經酶處理方式處理的魚鱗膠原蛋白提
取率和凍力都最高，所以酶處理方式為魚鱗凍製備的最佳前
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