お魚たんぱく健康だより すり身加工副産物由来タンパク質加水分解物がすり身のタンパク質酸化を抑制し、ゲル化特性を向上させる

今回はすり身加工時に生じる採肉残滓から調製した加水分解物がすり身の品質を高める可能性があるという論文を紹介します。

背景および目的

水産練り製品の主要原料であるすり身を製造する際には、すり身に利用する魚肉以外に大量の未利用加工副産物（頭、骨、皮、ひれ、血合い肉など）が発生し、その量は原料魚重量に対して60-70%を占める。これら加工副産物の廃棄が環境問題につながる事例も認められている。一方で、製造されたすり身は冷凍で長期間保存されるが、凍結保管中にタンパク質の変性や酸化により溶解性やゲル化（弾力形成）特性、保水能力が低下することが分かっている。これらの劣化を抑制するために糖類などの凍結保護剤や合成抗酸化剤が添加されていることもあるが、糖尿病の懸念や潜在的な副作用の可能性があることから、天然由来の添加素材の開発が期待されている。そこで本研究では、スケトウダラ加工副産物由来の加水分解産物が冷凍すり身のタンパク質酸化防止、凍結保護効果、およびゲル化特性向上におよぼす影響について調べた¹⁾。

方法

●加工副産物：頭、皮、ひれ、鱗、骨、骨に残った魚肉、血合い肉などの採肉残滓

●加水分解物：加工副産物に4倍量の蒸留水を加えて121℃で2時間加熱した後、ガーゼでろ過し、得られた水溶性画分を脱脂して凍結乾燥した。得られた凍結乾燥粉末をアルカラーゼまたはトリプシンを用いてそれぞれの至適温度で酵素消化し、加熱失活後に遠心分離で不溶物を除去して上清の凍結乾燥粉末を加工副産物サンプルとした。

●すり身：ソウギョからすり身を調製した

●添加条件：①添加なし　②4%スクロース　③2%スクロース、2%アルカラーゼ処理加水分解物　④2%スクロース、2%トリプシン処理加水分解物

●評価項目：分子量分布、加水分解度（DH）、in vitro抗酸化活性（ABTSラジカル消去活性、還元力、Fe2+キレート活性）、すり身のタンパク質酸化（スルフィドリル基、カルボニル量）、タンパク質変性（塩溶性タンパク質含量、Ca2+-ATPase活性、表面疎水性、蛍光強度）、すり身ゲルのゲル特性（破断強度、破断変形、ゲル強度、硬度、弾力性、凝集性）、水分分布、離水率

結果

●加水分解物の特性：トリプシンおよびアルカラーゼ処理により0.5 kDa未満の低分子量ペプチドが生成され、アルカラーゼ処理の方がより高い加水分解度を示した

●抗酸化活性：いずれの加水分解物もラジカル消去活性と金属キレート活性の両方を示し、アルカラーゼ加水分解物はABTSラジカル消去能力が高く、トリプシン加水分解物はFe2+キレート能力と還元力が高かった。

●タンパク質酸化の抑制：加水分解物を添加したすり身は、冷凍保存中のスルフヒドリル基の酸化およびアミノ酸のカルボニル化が効果的に抑制された

●タンパク質変性の抑制：加水分解物の添加により、塩溶性タンパク質含量の減少およびCa2+-ATPase活性の低下、表面疎水性の増加が抑制され、タンパク質の構造的安定性が維持された。

●ゲル化特性の向上：加水分解物の添加により、すり身ゲルの初期の破断強度、変形、ゲル強度、硬度、弾力性、凝集性などのテクスチャー特性が改善された。長期凍結保管中も加水分解物を添加したすり身は、タンパク質の変性や酸化を効果的に抑制することで、優れたゲル特性とテクスチャー特性を維持した。 ●保水能力の向上：加水分解物の添加により、結合水と自由水の緩和時間が短縮され、水分子とゲルネットワーク間の結合が強化されることですり身ゲルの保水能力低下が抑制された。

スケトウダラ加工副産物の加水分解物は従来の化学的な抗酸化剤や凍結保護剤の代替として利用できる天然由来の成分であることが示唆された。

1) Zhang, Longteng, et al. Prevention of protein oxidation and enhancement of gel properties of silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) surimi by addition of protein hydrolysates derived from surimi processing by-products. Food Chemistry 316 (2020): 126343.

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126343