鱼精蛋白功效及作用
英文名:Milt protein
主要成分:碱性蛋白质,包括鱼精蛋白(protamine)和组蛋白(histon)。分子量约5000。
性状:白色至淡黄色粉末,有特殊味道。耐热,在210℃下90min仍具抑菌作用,故宜于配合加热,以达到保存性。在碱性介质中最小抑茵浓度为70-400mg/mL。在中性和碱性条件下,对耐热芽孢菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌、霉菌和革兰氏阴性菌均有抑菌作用,pH值7-9时最强,对热稳定〔120℃,30min)。与甘氨酸、醋酸、盐、酿造醋等合用,再配合碱性盐类,可使抑菌作用增强。对鱼糜类制品有增强弹性的效果。如与调味料合用,有增强鲜味作用。但能与蛋白、盐分、酸性多糖等相结合而呈不溶性,效力低下。可溶于水,微溶于含水乙醇,不溶于乙醇。
制法:将鲑鱼(大麻哈鱼;Oncorhynchus keta)、淡红鲑(Oncorhynchus gorbuscha)、红鲑(Oncorhynchus nerka)、鲱、鳟、鲭、鲣等鱼类成熟雄鱼鱼白中所含核酸和碱性蛋白质,在酸性条件下分解后中和而得。
鱼精蛋白提取:鱼精蛋白存在于雄性个体的精巢组织中,鱼精蛋白的提取无论是过去还是现在的方法,基本上是以硫酸或盐酸为主要提取剂。江西农业大学的黄占旺等人采用超声波技术提取鱼精蛋白硫酸用量少,提取时间短,硫酸浓度、提取时间分别从7.5%、2 h降至5%、20 min。用1.0A强度的超声波和5%硫酸溶液提取鱼精蛋白,提取时间20 min,能得到较高活性的鲤鱼抗菌精蛋白。
鱼精蛋白的分离与纯化:陕西师范大学的徐明生等人研究采用sephadex G-50、CM sepharose CL6B法分离得到一种抗菌活性强、纯度高的碱性蛋白质,该蛋白经RP-HPLC检测和Tricine-SDS-PAGE不连续凝胶电泳的分析,结果出现单一蛋白峰和单一蛋白条带,表明分离纯化得到的抗菌鱼精蛋白已较纯,经计算,鲤鱼抗菌精蛋白纯品的分子量为15320 Da。从其氨基酸组成分析可知,该蛋白不含Pro(脯氨酸)、Cys(半胱氨酸)、Tyr(酪氨酸)和Val(缬氨酸),所含的总碱性氨基酸较高,Lsy(赖氨酸)、His(组氨酸)、Arg(精氨酸)这三种碱性氨基酸占总量的40.67%,且属于是三鱼精蛋白。
鱼精蛋白抗菌特性及毒性:杭州商学院钟立人等人通过鱿鱼鱼精蛋白对微生物的呼吸代谢的抑制作用的研究、鱼精蛋白抑制细菌细胞壁生长实验和L-精氨酸抑菌性能研究这3个实验分析得出鱼精蛋白对细菌呼吸系统能产生微弱的抑制作用,但这并不是其抑菌活性的主要途径;鱼精蛋白主要是以分子中多聚精氨酸或多聚精氨酸与其它少数几个氨基酸以某一种结构或形式和细菌细胞壁结合,破坏细胞壁的形成,从而达到其抑菌效果。
而由浙江大学食品科学与营养系的杜荣茂的实验分析得出鱼精蛋白具有使用安全性高的特点。
鱼精蛋白的应用:鱼精蛋白作为一种天然食品防腐剂,不但抑菌范围广,热稳定性好,而且卫生安全,因而具有十分广阔的应用前景。
将鱼精蛋白应用于鱼糕制品,对延长鱼糕的有效保质期有一定的效果,添加0.8%鱼精蛋白的鱼糕在12℃和24℃时有效保质期分别为7天和5天,与添加0.3%苯甲酸钠或0.2%山梨酸钾的效果相同。在牛奶中添加0.05%的鱼精蛋白,能在15℃下保存56天,而不添加鱼精蛋白的牛奶第4天就开始变质。此外,鱼精蛋白作为食品防腐剂可应用于饭团、乳油、马铃薯等食品的保藏和保鲜中,大大延长食品的保藏期。
但是,单一用鱼精蛋白做防腐剂,一般添加量要占食品总量的0.5% 以上,成本很高,而且鱼精蛋白来源有限。所以实际应用中一般将它与其它防腐剂或保鲜方法结合使用。如将鱼精蛋白同醋酸钠、乳酸菌培养物和山梨酸钾等结合起来,都可增强其抗菌作用。此外,将鱼精蛋白和乳化剂并用,不仅增效显著,而且可解决鱼精蛋白在食品中溶解状态不好的问题。
发展趋势:鱼精蛋白作为安全天然的防腐剂,将在食品行业中发挥越来越大的作用。对于鱼精蛋白的研究,未来应注重以下几点:
①从更深的层次上进一步研究鱼精蛋白的抑菌机理,为其广泛应用奠定理论基础;
②借助现代生物新技术,从分子水平上改造鱼精蛋白基因结构,提高其抑菌活性;
③利用遗传工程技术,把具有高效抑菌活性的鱼精蛋白基因转入原核或真核表达系统中,大规模高产量的生产基因工程鱼精蛋白;
④提高其提取与纯化技术,降低生产成本。
质量标准(日本天然品,1993标准):
1.含量〔鱼精蛋白,干基计〕以氮含量×3.19计 ≥50%
2.鉴定
A.试样1mg溶于2mL水中,加由0.1gα-萘酚溶于70%乙醇100mL中的溶液5滴,和4%-6%次氯酸钠液5滴,用5%氢氧化钠液调节成碱性后,应呈鲜红色。
B.试样5mg加水1mL,温热溶解,加10%氢氧化钠液1滴后(1+7)硫酸铜液2滴,溶液应呈紫红色
3.溶液性状:试样0.5g溶于50mL水中,呈无色至淡黄色,5min之内不浑浊
4.重金属(Pb计) ≤20μg/g
5.砷(As2O3计) ≤4.0μg/g
6.干燥失量(100℃,3h) ≤15.0%
7.灰分 ≤12.0%
用途:防腐剂。在日本用于米饭、中华面、炒面、馒头、面包、饺子等淀粉类食品中,亦用于鱼糜类制品及调味料。与醋酸钠、甘氨酸、乙醇等复配后用于蛋糕、糊状食品等。
包装和贮藏:宜贮于阴凉处。