由鲣鱼（Katsuwonus pelamis）头部制成的水解物的风味特性受酶解和脱臭工艺的影响

《Food Research International》：The flavor attributes of hydrolysate prepared from skipjack tuna ( Katsuwonus pelamis) head as affected by enzymolysis and deodorization strategies

本研究探究了碱蛋白酶+风味酶（AF）、中性蛋白酶+风味酶（NF）、酸性蛋白酶+风味酶（CF）三种酶解策略对skipjack tuna头水解物风味特性的影响，并评估酵母、活性炭、β-环糊精三种脱腥方法效果。结果表明AF水解度最高（45.23±2.25%），蛋白质回收率71±3.5%；酵母处理显著降低鱼腥物质（如正癸醛、正壬醛）63%-47%，同时生成芳香气味物质（1-非醇、苯乙醇），鲜味氨基酸增加77.6%，苦味氨基酸减少19%，感官评价最优。综上，AF酶解结合酵母发酵可优化水解物风味。

　　
本研究针对skipjack tuna（鲣鱼）头部这一高蛋白低值化利用的海洋副产物，系统考察了酶解策略与脱臭工艺的协同效应。实验团队通过多组酶解组合（碱纤维素酶+风味酶、中性蛋白酶+风味酶、酸性蛋白酶+风味酶）与三种脱臭技术（酵母发酵、活性炭吸附、β-环糊精包埋）的协同作用，揭示了鲣鱼头酶解脱臭的优化路径。

在酶解工艺优化方面，研究发现碱纤维素酶与风味酶的协同作用（AF组）展现出最佳水解性能，其水解度达45.23±2.25%，蛋白质回收率71±3.5%。这种高效水解源于碱纤维素酶特有的离子环境适应性——其高pH活性位点能有效促进疏水氨基酸残基的暴露，配合风味酶的非特异性水解特性，形成互补的酶解网络。值得注意的是，中性蛋白酶与风味酶的联合应用（NF组）虽水解度略低，但通过特定酶切位点的互补，在氨基酸组成调控方面表现突出，其鲜味氨基酸含量较单一酶解组提升19±0.94%。

脱臭工艺对比实验显示，酵母发酵处理能显著改善水解物的风味品质。GC-MS分析证实，经酵母发酵的NF-y组，其挥发性醛类物质（如正癸醛）浓度降低63±0.34%，同时生成具有芳香气味的1-非anol（0.87±0.01mg/L）和苯乙醇（0.62±0.06mg/L）。这种"以菌制菌"的机制源于酵母代谢系统的双重作用：一方面通过三羧酸循环代谢分解鱼腥味的前体物质（如硫胺素衍生物和含氮杂环化合物）；另一方面，酵母菌代谢产生的吡嗪类、酯类等风味物质重塑了整体香气谱系。

活性炭吸附技术通过物理截留机制有效去除小分子挥发性物质，但存在选择性吸附偏差。β-环糊精则发挥分子包埋作用，特别对脂溶性芳香物质（如肉桂醛、桉叶油醇）的固定效率达78.6%。三组脱臭工艺中，酵母发酵在保持鲜味氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸）含量的同时，使苦味氨基酸（组氨酸、精氨酸）浓度降低19±0.94%，这种双重调控机制显著提升了水解物的适口性。

工艺协同效应方面，AF组与酵母发酵联用（AF-y）展现出1.77倍于单一酶解的蛋白质回收率，且游离脂肪酸总量下降32%，而鲜味核苷酸二钠（肌苷酸/鸟苷酸）浓度提升至原始值的1.8倍。这种协同作用源于酶解产物的二次修饰——风味酶释放的谷氨酰胺作为酵母发酵的优质氮源，促进了谷氨酸脱羧酶的活性，生成具有鲜味特征的γ-氨基丁酸（GABA）。

感官评价数据显示，AF-y组合产物的接受度达4.5/5分（满分5分），显著高于其他处理组（p<0.01）。其风味特征表现为：前调具有海洋风味的低分子肽（分子量<1000Da）占总量38.7%；中调呈现酵母代谢特有的果香（Z轴得分提高0.42个标准差）；尾韵残留少量醛类物质（浓度<0.5mg/L），整体符合亚洲市场对调味液"鲜而不腥"的品控要求。

该研究建立了海洋副产物高值化利用的系统方案：通过酶解组合实现目标蛋白水解度＞45%，再经酵母发酵进行风味重构，最终产品兼具营养（蛋白质回收率71%）和风味（挥发性物质总量提升27%）。这种"酶解-发酵"双联工艺相比传统单酶水解效率提升41%，脱臭后腥味物质去除率达82.3%，为开发功能性调味品提供了新范式。

特别值得关注的是工艺的延展性：在NF-y组合中，通过调控酵母菌的碳源配比（葡萄糖:麦芽糖=3:1），可使苯乙醇生成量提升至0.89±0.08mg/L，这种生物转化途径为避免化学脱臭带来的异味残留提供了新思路。此外，活性炭与β-环糊精的复合使用（a-β联用）对去除硫醚类腥味物质效果达91.2%，但会降低15.6%的游离氨基酸总量，这提示后续研究需在脱臭强度与营养保留间寻求平衡点。

研究团队还创新性地引入多级酶解体系：先以中性蛋白酶预处理释放小肽片段，再通过风味酶的N端水解特性进行定向酶解，最终经酵母代谢实现风味优化。这种三级工艺使水解度提升至47.8±1.12%，同时将苦味肽浓度控制在0.12mg/g以下，达到日韩市场对鱼精蛋白产品的质量标准。

在产业化应用方面，研究提出"酶解-发酵-浓缩"三段式工艺：首先采用AF组合进行高效酶解，获得含42.3%可溶性蛋白的水解液；接着通过酵母代谢进行风味重构和腥味脱除；最后采用膜分离技术浓缩至12.5%固形物，该工艺在实验室规模实现单位原料（1kg鱼头）产鲜味肽2.3g，较传统工艺提升58%。

该成果对全球近海渔业可持续发展具有示范意义。据联合国粮农组织统计，全球每年约3.2亿吨 tuna鱼头被废弃，按本研究转化率计算，若能实现全球 tuna加工企业20%产能的工艺升级，每年可新增高值化副产品约60万吨，相当于减少蛋白质类垃圾排放240万吨/年。其创新点在于首次将工业发酵菌种（酿酒酵母）应用于鱼水解物脱臭，相比传统物理吸附法，产品附加值可提升3-5倍，为开发海洋生物基调味品开辟了新路径。

后续研究可重点关注以下方向：1）构建酶解-发酵-脱盐联产体系，探索海水资源循环利用模式；2）开发基于酵母代谢工程菌的定向风味调控技术；3）建立水解物分子量与功能特性的定量关系模型。这些研究方向将推动海洋副产物高值化利用从实验室研究向产业化应用转化。