应用BP神经网络优化南极磷虾酶解工艺

为探究南极磷虾酶解过程的影响参数,以水解度为考查指标,实施多因素作用下的酶解实验,建立了基于BP神经网络的南极磷虾酶解工艺模型。使用78个样本对该神经网络模型进行83次迭代后,得到了准确度最优的拟合模型(MSE达到最小值0.002 242,样本相关系数达到最大值0.956 9);使用9个样本对模型进行测试发现,9组数据的MSE=0.003 889,R=0.985 6,表明该工艺模型可以准确地描述和预测不同工艺参数下南极磷虾酶解反应的结果;使用神经网络模型求解水解度的极大值和最优工艺条件,在酶添加量为4.73%,p H 6.99,温度54.0℃,时间201.0 min时,水解度最大,该条件下实验实测值为41.20%,与预测值41.36%无显著差异,该模型工艺优化结果准确。与响应面相比,BP神经网络具有避免舍去高次交互项所引起的误差,拟合模型纠偏性强,拟合结果更加精准等方面的优势。     

南极磷虾酶解液特性分析

本文利用复合蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶及木瓜蛋白酶对南极磷虾蛋白进行水解,对所得4种南极磷虾酶解液(krill protein enzyme-hydrolysate,KPEH,分别标记为PKPEH、AKPEH、FKPEH、MKPEH)特性进行比较分析。4种KPEH中均鉴定出18种常见游离氨基酸(free amino acid,FAA),Leu、Arg、Val、Ala和Glu是优势氨基酸种类,疏水性氨基酸含量丰富。KPEH中18种常见FAA总含量(∑TFAA)为21.77~24.94 mg/mL,其中必需氨基酸(essential amino acid,EAA)8种,EAA含量(∑EAA)在∑TFAA的百分比(∑EAA/∑TFAA)为48.39%~49.74%,高于WHO/FAO标准(35.3%);支芳比(F值)为2.03~3.49。AKPEH中∑TFAA、∑EAA、∑EAA/∑TFAA均最高,其F值为3.28,营养价值最高,而MKPEH营养价值相对最低。4种KPEH中,鲜甜味氨基酸组分含量丰富,Glu对KPEH鲜味的贡献大于Asp,Ala和Gly对KPEH的甜味贡献高,而Arg、His对KPEH海鲜风味贡献较大。KPEH中肽的相对分子质量呈不连续分布,AKPEH中8肽以下的寡肽占比高于其余3种酶解液。以上结果表明,碱性蛋白酶对南极磷虾蛋白的酶解效率最高,AKPEH营养及风味最佳,生物学功能性高于其余3种酶解液,AKPEH可进一步开发为海鲜基料和寡肽的功能食品原料。     

南极磷虾自溶酶解工艺的研究

对南极磷虾的自溶酶解工艺进行了研究。采用了单因素和正交实验L16(54)确定了南极磷虾的最佳自溶酶解条件。正交实验结果表明,自溶酶解时间是影响氨基酸态氮质量浓度与水解度得率的第一影响因素,pH值是次要因素,反应温度和钙离子浓度对水解影响较小,紫外线的照射时间对自溶酶解液的影响最小。当自溶时间为180min,温度为50℃,pH为7.0,紫外线照射时间为20min,Ca2+离子浓度为0.28mol/L时,自溶酶解液中氨基酸态氮的质量浓度最高,为0.875g/L,其自溶酶解液的水解度为36.18%。     

南极磷虾副产物酶解蛋白胨工艺优化及实际应用

本试验以南极磷虾副产物为原料,采用单因素和正交试验确定最佳的水解工艺,测定南极磷虾蛋白胨中的游离氨基酸,确定接种微生物的最适浓度以及培养效果的比较。结果表明,制备南极磷虾蛋白胨的最佳水解工艺条件为:温度60 ℃,pH5.0,加入碱性蛋白酶水解1.5 h后,再加入风味蛋白酶继续水解3.5 h,总加酶量1%,复合酶比1:1,该条件下水解率为28.38%。南极磷虾蛋白胨富含17种游离氨基酸,总游离氨基酸含量为(2968.83±35.1) mg/100 g。以南极磷虾蛋白胨溶液为培养基培养大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌的最适浓度分别为3.5、5.0、4.0、4.5 g/L。测得4种微生物在牛肉膏蛋白胨中的OD₆₀₀仅比在南极磷虾蛋白胨中大8%左右,说明南极磷虾蛋白胨可以替代牛肉膏蛋白胨作为微生物培养基的成分。     

南极磷虾肽制备工艺优化及抗氧化测定

目的:优化南极磷虾肽的提取工艺。方法:选取料液比、加酶量、温度、pH以及时间5因素,在单因素实验的基础上采用L9(34)正交实验,计算各组酶解液的水解度。结果:正交分析软件得到木瓜蛋白酶对磷虾最佳的酶解条件为:料液比1:2,加酶量3000U/g,酶解温度55℃,酶解pH7.0,酶解时间3h,验证实验测得最优条件下水解度达24.73%。结论:酶解液经浓缩、喷雾干燥后,得到淡黄色具虾香味的粉末,得率6.48%,多肽含量达87.32%,通过与维生素E的比较,表明其在抗氧化方面具有良好的清除自由基的能力,说明该方法制备得到的南极磷虾肽在实际生产中有较为广阔的应用前景。      

南极磷虾肽制备工艺优化及抗氧化测定

目的:优化南极磷虾肽的提取工艺。方法:选取料液比、加酶量、温度、pH以及时间5因素,在单因素实验的基础上采用L9(34)正交实验,计算各组酶解液的水解度。结果:正交分析软件得到木瓜蛋白酶对磷虾最佳的酶解条件为:料液比1:2,加酶量3000U/g,酶解温度55℃,酶解pH7.0,酶解时间3h,验证实验测得最优条件下水解度达24.73%。结论:酶解液经浓缩、喷雾干燥后,得到淡黄色具虾香味的粉末,得率6.48%,多肽含量达87.32%,通过与维生素E的比较,表明其在抗氧化方面具有良好的清除自由基的能力,说明该方法制备得到的南极磷虾肽在实际生产中有较为广阔的应用前景。     

复配酶法制备南极磷虾鲜味酶解液的工艺优化

以脱脂南极磷虾粉为原料,采用复配酶法制备鲜味酶解液。以感官评价、多肽得率、水解度等评价手段,进行外源酶的筛选及单因素实验。为进一步优化酶解液滋味,以呈鲜味的氨基酸总量为指标进行酶解工艺优化。结果表明:最佳酶解条件为:胰蛋白酶和胃蛋白酶复配比1:100,总加酶量为2800 U/g,料液比1:4 g·mL?1,酶解pH7.0,酶解温度40 ℃,酶解时间3 h,该条件下获得的酶解产物中鲜味游离氨基酸含量为331.79 mg/100 mL。除色氨酸外,其余八种必需氨基酸含量占总氨基酸的63.66%,游离苦味氨基酸占总氨基酸的27.83%,游离鲜甜味氨基酸占总氨基酸26.22%,与鲜味形成具有关键作用的游离谷氨酸和游离天冬氨酸共占总游离氨基酸的10.26%。本研究可为南极磷虾鲜味调味料等产品的开发提供理论基础和技术指导。     

南极磷虾酶解工艺优化及模型建立

以短肽得率(trichloroacetic acid-nitrogen soluble index,TCA-NSI)和水解度(degree of hydrolysis, DH)为指标,从7种常用酶中选出Alcalase酶作为酶解南极磷虾的最适酶。对Alcalase酶水解南极磷虾的酶用量、底物浓度、pH值、温度和时间5个因素进行单因素试验和正交旋转组合试验,建立TCA-NSI和DH与各因素的回归模型;在此基础上,结合实际生产确定Alcalase酶水解南极磷虾的最适工艺为温度50.7℃、pH8.01、加酶量3010U/g、时间239min,此时TCA-NSI值为73.02%,DH值为42.33%,短肽平均肽链长(peptide chain long,PCL)为2.36,平均相对分子质量为277.9。     

模糊数学优化南极磷虾酶解液美拉德反应的工艺条件

为了得到南极磷虾美拉德反应的最佳工艺条件,以感官评定为基础对南极磷虾美拉德反应产物的色泽、气味、滋味和组织形态进行权重分析,建立感官综合评分体系;采用正交实验结合模糊数学感官评价方法分析D-木糖添加量、初始p H、反应时间、反应温度、4个指标对南极磷虾酶解液美拉德反应感官评价的影响。正交实验结果表明,南极磷虾酶解液美拉德反应最佳工艺条件:D-木糖添加量40 g/L、初始p H8.5、反应时间90 min、反应温度105℃,食盐添加量20 g/L。在此条件下,南极磷虾美拉德反应产物的感官等级评定为优,其优秀峰值为0.462。将模糊数学应用于南极磷虾酶解液美拉德反应产物的感官评价,使结果更加客观准确,为南极磷虾深加工的应用与研究提供了参考数据。      

南极磷虾ACE抑制肽的酶解制备工艺优化及其稳定性研究

优化建立南极磷虾蛋白源血管紧张素转化酶（Angiotensin-I converting enzyme,ACE）抑制肽的酶解制备工艺,并考察其稳定性。以脱脂南极磷虾粉为底物,以酶解产物的ACE抑制率为评价指标,从六种蛋白酶中筛选出制备南极磷虾ACE抑制肽的最佳蛋白酶为碱性蛋白酶;通过单因素实验和响应面试验优化确定最佳酶解工艺条件为：酶解时间3.4 h、料液比1:7(g/mL)、加酶量1.6%;在此条件下,酶解产物的ACE抑制率为74.37%±0.87%。该ACE抑制肽在温度20～100℃环境下具有良好的稳定性;在中性及弱碱性条件下较稳定,但在pH<7.0和pH>8.0条件下ACE抑制活性显著下降（P<0.05）;经体外模拟胃肠道消化后仍能保持原有活性的86.96%。研究将为南极磷虾蛋白类健康食品和食源性多肽类降压药物的开发提供支撑。     

南极磷虾粗虾油提取工艺优化

研究南极磷虾粗虾油的有机溶剂提取工艺。探讨不同提取剂、提取剂混合比、提取时间、提取温度和料液比对南极磷虾粗虾油得率的影响。在单因素试验基础上,通过响应面分析确定最佳的提取工艺条件为:以正己烷+乙酸乙酯为提取剂,提取剂混合比71.3:28.7、料液比1:6.6,在57.8℃提取50min;此时粗虾油得率为14.76%。     

花生蛋白水解工艺的优化及水解产物分子量分布的研究

本实验主要研究了花生蛋白水解的最佳工艺及水解产物肽分子的分布。考察了酶的种类、加酶量、时间、温度和pH 值五个单因素对花生蛋白水解度(DH)的影响,采用三元二次旋转正交组合设计进行试验,建立了工艺参数间的数学模型,得出对水解率影响较大的三个因素的最佳范围：酶解温度44.9～47.6℃、pH7.93～8.15、酶解时间2.46～2.76h。得到花生蛋白最高水解度为19.61%。水解产物中肽分子主要分布在1000D 以下,含量高达84.73%。     

酶解前后牡蛎风味变化的对比分析

为了解牡蛎肉酶解前后挥发性风味物质变化及确定关键风味化合物,本文利用顶空固相微萃取技术(SolidPhase Micro-extraction,SPME)提取牡蛎肉酶解前后的挥发性风味物质,采用气相色谱-质谱(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)联用法对风味物质进行鉴定,根据ROAV值来量化评价各组分对牡蛎肉及酶解液风味的贡献程度,并结合感官评价实验对牡蛎肉及酶解液风味进行分析。感官结果显示牡蛎肉主要呈现果香味和青草味,而酶解后呈现较重的腥味和哈喇味。利用GC-MS从牡蛎肉及其酶解液中分别检测出42种和41种包括醛类、酮类、醇类、酯类、烃类等挥发性物质;且经计算可得牡蛎肉及其牡蛎酶解液的关键风味化合物(ROAV≥1)分别为4种和8种,同时有6和5种挥发性化合物(0.1≤ROAV1)分别对牡蛎肉及其酶解液总体风味有重要修饰作用,结合感官数据,牡蛎酶解后腥味和哈喇味增强,青草味和果香味减弱,酶解后牡蛎风味变差。     

响应面法优化酸酶结合法水解牡蛎肽工艺

以牡蛎为原料,选用酸酶结合法对其进行深度酶解,以水解度指标,通过单因素实验考察了不同种类酸溶液、酸解pH、酸解温度、酸解时间、酶添加量、酶解pH、酶解温度和酶解时间对牡蛎深度酶解的影响,采用Box-Benhnken试验对牡蛎深度酶解工艺进行优化。结果表明:酸酶结合法水解牡蛎肽的最优工艺参数为:醋酸酸解、酸解pH4.5、酸解温度50℃、酸解5 h后,选择胰蛋白酶与风味蛋白酶(质量比为2:1)酶解、添加量0.75 g/kg、酶解pH10、酶解时间3 h、酶解温度60℃,在此条件下可得到水解度为36.25%±0.63%的牡蛎肽。     

牡蛎酶解工艺参数优化及其产物分析与评价

采用Protemax复合蛋白酶水解牡蛎肉,以水解度为指标,优化酶解时间、加酶量和酶解温度等酶解工艺参数,通过氮溶解指数(nitrogen solubility index,NSI)、三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)-NSI、氨基酸评分、化学评分、必需氨基酸指数评价酶解产物的溶解性能及营养品质。最优酶解工艺参数为加酶量30 AU/kg、酶解温度55℃、酶解时间4 h,水解度达到27.28%。酶解液中18种氨基酸种类齐全,鲜味氨基酸含量丰富,Glu含量最高,必需氨基酸含量占总氨基酸含量的39.5%,必需氨基酸含量丰富,营养价值高。pH值为4.0~7.0时,酶解液的NSI达到83%以上,且TCA-NSI高达88.64%,酶解液具有高溶解性能。     

水解度对牡蛎酶解液特性的影响

利用胰蛋白酶限制性酶解牡蛎肉,研究水解度(degree of hydrolysis,DH)对牡蛎酶解液的感官评分、肽分子量分布和游离氨基酸组成的影响。实验结果表明,随着水解度的增大,牡蛎酶解液的鲜味、酸味和甜味先增加后降低,而咸味和苦味则一直增加;分子量>10 kDa和5~10 kDa肽比例逐渐减少,3~5 kDa肽比例先增加后减少,1~3 kDa和<1 kDa肽比例逐渐增大。<1 kDa和1~3 kDa肽比例最高的是DH62.02%酶解液。6种水解度牡蛎酶解液中各游离氨基酸含量、游离氨基酸总量、必需氨基酸含量随着水解度的增大而升高。鲜味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸含量均随着水解度的增大而增加,芳香族氨基酸含量先增加后降低。随着水解度的增大,6种酶解液中TAV>1的氨基酸数量逐渐增多。6种水解度牡蛎酶解液中谷氨酸TAV值均大于1,且随着水解度的增大TAV值逐渐增大。