專利名稱：一種糯味香精的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以橘皮為原料制備天然熱反應糯味香精的新方法。
背景技術：
香精是由人工調配或由發(fā)酵、酶解、熱反應等方法制造的含有多種香成分的混合物。香精與人們的生活息息相關，人們的生活已經(jīng)日益離不開香精的存在，伴隨著社會物質文化的不斷發(fā)展，人們對香精的品種及需求量也不斷的增加，對香精的質量的要求也日漸苛刻。香精的生產(chǎn)方法有很多，包括調香、發(fā)酵、熱反應、酶解等方法。熱反應型香精是一種新型的食用香精，最近幾年才興起，它是由兩種或兩種以上的“前體物質”在特定條件下加熱經(jīng)過一系列復雜的反應產(chǎn)生的。熱反應又叫非酶褐變反應或美拉德反應。國際食用香料工業(yè)組織(IOFI)對熱反應香精的定義如下:熱反應香精是一種有食品原料和允許在食品或反應香精中添加的原料加熱制備的產(chǎn)物。1912年法國化學家Luois Malilard發(fā)現(xiàn)甘氨酸和葡萄糖一起加熱時,形成顏色褐變反應的類黑精。后來經(jīng)過進一步的研究發(fā)現(xiàn)此類反應對食品的顏色及香味的形成影響極大。熱反應的種類多種多樣，機理復雜，但基本原理有矩可循，反應基本類型是還原糖和氨基酸的加熱反應。研究顯示，氨基酸與還原糖之間的反應是構成各種熱加工食品香味的主要來源。但是，實際的應用中，原料是多變的，除了氨基酸和還原糖，其它的如同維生素、蛋白質、脂肪等都可以參與反應而影響風味的形成。柑橘是世界第一大水果，2003年總產(chǎn)量為1.02億噸，約占世界水果總產(chǎn)量的21.59%。近年來，我國柑橘產(chǎn)量猛增，栽種面積已居世界之首，發(fā)展到130萬公頃，年產(chǎn)量達0.12億噸，已超過美國位居第二。其中，寬皮橘占55%以上，甜橙占30%，柚子占10%，其他5%。柑橘在浙江省是第一大水果，目前全省種植面積達185.8萬畝，總產(chǎn)量163.8萬噸。自1994年以來，柑橘總產(chǎn)量已連續(xù)7年位居全國第一。隨著柑桔加工業(yè)的發(fā)展，留下了大量的副產(chǎn)品，僅浙江省的桔子罐頭企業(yè)，每年就約消耗28萬噸溫州蜜柑，廢棄的橘皮達5.6萬噸。據(jù)研究報道，在這些廢棄的橘皮中，外果皮約占果重的10%，富含香精油和色素；中果皮約占果重的10 - 30%，纖維素、果膠分別占整個中果皮(干重)的40%和20% ;內果皮約占果重的10%，干物質中約含44%的糖和33%的半纖維和纖維素、20%的果膠和木質素、戊糖膠類，其他成分還有配糖體，如橙皮甙、維生素P和檸檬苦素等。發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)，橘皮的酶解液含有美拉德反應所必需的氨基酸和還原糖，由此萌發(fā)了利用桔皮來生產(chǎn)美拉德熱反應香精的研究。傳統(tǒng)方法制作的食品由于制作方法精細、加熱時間長等原因，其香味一般都非常豐厚飽滿，但是采用現(xiàn)代化設備大規(guī)模、快速生產(chǎn)的食品，由于處于流水線上加工時間短等原因，其香味一般與傳統(tǒng)方法制作的食品存在一定差距，這就需要額外的添加補充香味的物質，這就是食品香精。而熱反應香精作為一種新型的食用香精具有香氣濃郁、圓潤、口感醇厚、逼真的特點。同時，利用Maillard反應生成的香精在國際上認為是屬于天然香精范疇，被美國食品藥品管理局(FDA)認定是一般公認安全的產(chǎn)品(GRAS)。Maillard反應香精還具有許多重要的功能，如反應產(chǎn)物均具有良好的抗氧化性，可防止脂肪氧化，抑制細菌生長，能有效地延長制品保質期；對礦物質的吸收和排泄的影響、具有類似于食物纖維的作用；對亞硝胺生成的抑制作用；對過剩氧的消去作用；對免疫系統(tǒng)的生理作用和抗突變作用等。以Maillard反應香精為主體的風味料給人們以回歸自然界，營養(yǎng)、安全的感覺，將成為今后調味品市場的主導產(chǎn)品。目前，國際上對美拉德反應的研究十分活躍，人們利用先進的科學技術和設備分離并鑒定出許多美拉德反應香味物質，并在此基礎上成功合成并調配了牛肉香精、雞肉香精、豬肉香精等以美拉德反應產(chǎn)物(MRPs)為香基的調味品。從目前發(fā)表的專利文獻看，美、英、德三國多以在純氨基酸和糖為主體的模擬體系中合成MRPs增香調味品，從中了解某個前體加熱后生成哪些香成分以及它們的生成途徑和機理，用這種方法來追溯各種香成分的來源。國內大量的香精公司和科研機構主要致力于熱反應肉類香料的研究與開發(fā)應用。如北京工商大學進行含硫香原料的研究，清華大學、江南大學、南開大學進行了雜環(huán)肉香原料的研究，上海市釀造科學研究所、中外合資上海鼎盛食品有限公司，采用酵母抽提物，應用MaiIIard反應新工藝、新技術研究出新穎牛肉醬調味品等。由于Maillard反應所產(chǎn)生的風味成分非常復雜，采用GC/MS對其香氣成分進行分析比較繁雜，電子鼻作為一種分析、識別和檢測復雜氣味和大多數(shù)揮發(fā)性成分的儀器，可以給予樣品中揮發(fā)成分的整體信息，也稱“指紋”數(shù)據(jù)，是分析成分復雜的香氣物質的理想工具。電子鼻也稱人工嗅覺，是模擬生物鼻子的嗅覺功能，從而代替人類鼻子進行檢測的一種電子系統(tǒng)。1993年,英國Warwick大學的Gardner、Southampton大學的Bart let對電子鼻給出了如下定義:電子鼻是一種由具有部分選擇性的化學傳感器陣列和適當?shù)哪Ｊ阶R別系統(tǒng)組成的，能夠識別簡單或復雜氣味的儀器。經(jīng)過多年的發(fā)展，電子鼻在應用領域越來越廣泛，主要集中在:食品、環(huán)境、農業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療檢測等多方面，尤其在酒類、肉類、茶葉、水果成熟及貯藏期、香精識別等方面應用效果顯著。電子鼻作為食品品質和質量評判的新方向和新技術，己有其理論基礎和應用背景。電子鼻在農產(chǎn)品、食品質 量安全、食品監(jiān)管等領域有著廣泛的應用，如:肉類的鑒別；酒的質量鑒別與品種的區(qū)分；大白菊產(chǎn)地的鑒別];飲料類別的區(qū)分；評判奶酪、乳制品品質；小麥品質的控制；水果和咖啡香氣質量及成熟程度判定；魚、肉等食品新鮮程度及品質判斷；中藥材的品種、產(chǎn)地鑒別；香精香料的檢測等等。通過電子鼻來檢測食品的品種、類別、品質等特性具有諸多優(yōu)點:對待測樣品的狀態(tài)沒有特殊的要求，大多數(shù)的情況下，對樣品的測定不失其本原性，不破壞樣品，獲取的是樣品揮發(fā)性氣味的整體信息；檢測時間短，方便快捷；檢測的成本低，待測樣品無需經(jīng)過復雜繁瑣的預處理過程；儀器較通用，能在線和實時測量，易于推廣。當前國際上熱反應香精的研究十分熱門，國際十大香精公司如IFF、奇華頓、芬美意等公司在研發(fā)方面的資金投入。技術開發(fā)集中在合成技術、催化技術、分析技術、生物工程技術、新型分離與加工技術、香精新工藝、新劑型技術等方面。對比國內熱反應香精的研究整體比較薄弱，以肉類香精為主。可以預見，今后加強實用型的柑橘采后高技術含量的深加工技術研究是一個必然趨勢，從生產(chǎn)趨勢和資源利用來看，更具有發(fā)展?jié)摿蜕a(chǎn)發(fā)展空間，必定能促進我國柑橘采后產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于尋求以橘皮為原料，利用果膠酶與纖維素酶的共同作用并結合熱水浸提工藝獲得橘皮酶解液，進一步以橘皮酶解液為反應底物通過Maillard反應制備天然香精的方法。本發(fā)明采用的技術方案是:一種糯味香精的制備方法，所述的方法包括以下步驟:(I)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的質量比為1:4(Γ100 (優(yōu)選1:6(Γ70)加水混合得到混合液，在果膠酶與纖維素酶作用下于35 50°C (優(yōu)選45 50°C)、pH 3.5 6.0 (優(yōu)選4.5 5.5)酶解9(Tl80min (優(yōu)選10(Tl50min)，然后升溫至80 95°C提取6(Tl50min (優(yōu)選10(Tl20min)，離心后過濾，得到濾液和濾餅；所述果膠酶的質量用量為混合液質量的0.01-0.04% (優(yōu)選0.02、.03%);所述纖維素酶的質量用量為混合液質量的0.05-0.2% (優(yōu)選0.Γ0.15%)；(2)取濾液濃縮至含水量8(T98wt%，得濃縮液；(3)步驟(2)所得濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇為甘油或丙二醇，優(yōu)選為甘油，充分攪拌后調PH值為5.(Γ8.0(優(yōu)選7.(Γ7.5)，然后加熱進行美拉德反應，11(T15(TC (優(yōu)選13(Tl40°C )溫度下反應2 5h (優(yōu)選3 4h)，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以濃縮液的體積計為1/8 1/4 kg/L，所述多元醇的用量以濃縮液的體積計為
1/2 2/1 kg/Lο所述步驟(2)可按以下方法操作:取步驟(I)得到的濾餅，按照步驟(I)的提取方法重復提取廣3次，合并所有的濾液，濃縮至含水量8(T98wt%，得濃縮液。本發(fā)明所述果膠酶的酶活通常為30000u/g。所述纖維素酶的酶活通常為40000U/
g°所述步驟(2)中的濃縮通常是在5(T70°C真空濃縮。本發(fā)明所述步驟(3)中在所得濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述L-天冬氨酸的用量以濃縮液的體積計為l/fl/4 kg/L，優(yōu)選1ΑΓ1/5 kg/L ;所述C3的多元醇的用量以濃縮液的體積計為1/2 2/1 kg/L，優(yōu)選1/廣2/1 kg/L。濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇后，通常此時反應液的含水量為3(T60wt%，優(yōu)選反應液的含水量在3(Γ50%，最優(yōu)選含水量為40%。可通過加入L-天冬氨酸以及多元醇的用量來調整反應液中的含水量。本發(fā)明所述的含水量是指:在由溶于水的溶質和溶劑水組成的溶液中，溶劑水所占的質量百分含量，通常可以按照標準GB 5009.3 - 2010進行測定。本發(fā)明所述干燥橘皮粉是將干燥橘皮機械粗粉碎，過6(Γ100目篩，得到所述干燥橘皮粉。所述步驟(3)中，反應的溫度優(yōu)選為13(Tl40°C，反應時間優(yōu)選為3 4h，最優(yōu)選在130°C下反應4小時。所述步驟(3)中，充分攪拌后調pH值為5.(Γ8.0，優(yōu)選調pH值為7.(Γ7.5。在濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇后，未調pH值前，所述反應液自身的pH值約為5.5^6.0，在PH值5.(Γ8.0內均可進行反應，可加堿調pH值，不調節(jié)pH值也可反應，但本發(fā)明優(yōu)選加堿(通常可用0.2mol/L的NaOH 水溶液或0.2mol/L的NaHCO3水溶液)調節(jié)至pH值為7.0 7.5進行反應。
所述步驟(I)中，酶解時的反應溫度優(yōu)選為45 50°C，反應時間優(yōu)選為10(Tl50min。較為優(yōu)選的，推薦本發(fā)明所述方法按以下步驟進行:(1)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的質量比為1:6(Γ70加水混合得到混合液，在果膠酶與纖維素酶作用下于45飛(TC、pH 4.5 5.5酶解10(Tl50min，然后升溫至80 95°C提取10(Tl20min，離心后過濾，得到濾液和濾餅；所述果膠酶的質量用量為混合液質量的0.02、.03% ;所述纖維素酶的質量用量為混合液質量的0.Γ0.15% ；(2)取步驟(I)得到的濾餅，按照步驟(I)的提取方法重復提取f 3次，合并所有的濾液，5(T70°C真空濃縮至含水量8(T98wt%，得濃縮液；(3)步驟(2)所得濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇為甘油或丙二醇，充分攪拌后調pH值為7.(Γ7.5，然后加熱進行美拉德反應，13(Tl40°C溫度下反應:T4h，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以濃縮液的體積計為1ΑΓ1/5 kg/L，所述多元醇的用量以濃縮液的體積計為1/廣2/1 kg/L。本發(fā)明以橘皮為原料，采用酶解工藝獲得酶解液，通過Maillard反應獲得天然糯香風味香精。發(fā)明的要點在于以橘皮為原料，采用酶解工藝，通過Maillard反應獲得的天然風味香精，香氣濃郁，圓滑，逼真，安全。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:1.本發(fā)明所用熱反應材料為橘皮，采用橘皮類物質作為熱反應香精的原料鮮見報道，且橘皮原料為柑桔加工的副產(chǎn)`品，易得成本低，安全無毒。2.本發(fā)明所采用的Maillard反應獲得的天然風味香精,在高溫時不宜損失,易于其他配料發(fā)生協(xié)同反應，使主體香氣及其他烘托香氣體現(xiàn)的更完美協(xié)調，增加風味的立體感，給人以回歸自然界，營養(yǎng)，安全的感覺，具有調配技術無法比擬的作用。3.本發(fā)明利用生物酶法的高效性和專一性，對橘皮中的大分子進行酶解獲得Maillard反應所需的底物，酶作用條件溫和、對環(huán)境友好，獲得的產(chǎn)品質量好，并具有對工藝、設備的要求不是很高、能耗低等優(yōu)點。避免了采用化學(酸或堿法水解)法后處理復雜，獲得的產(chǎn)品顏色深，品質不好等不足。


圖1實施例1步驟(4)得到的氨基酸標準曲線圖2實施例1步驟(5)得到的還原糖標準曲線圖3電子鼻6個傳感器的電導率比值隨時間變化的響應曲線圖。圖4 9種正交實驗制得的香精經(jīng)電子鼻檢測得到的雷達圖，分別對應圖4-Γ4-9圖5 9種正交實驗制得的香精經(jīng)電子鼻檢測的數(shù)據(jù)經(jīng)PCA分析得到的PCA圖
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:實施例1(I)原料的制備:凈選浙江省產(chǎn)干燥的橘皮，除去其中的雜質，粉碎后，過6(Tl00目篩，得橘皮干粉待用；(2)試劑:95%乙醇、丙三醇、考馬斯亮藍試劑、DNS試劑；葡萄糖、牛血清蛋白。(3)儀器:HMB-701C粉碎機，H1650高速離心機，DHG —9240A電熱鼓風干燥箱，BC/BD-199DSA Haier臥式雙層門冷藏冷凍轉換柜，DK-8D電熱恒溫水槽(溫度波動:±0.5°C)，RE-52A旋轉蒸發(fā)器，AL-104電子天平(分度值:0.0OOlg)，T6新世紀紫外可見分光光度計，HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，LXJ-1I離心沉淀機，漩渦振蕩器，微波爐等。(4)考馬斯亮藍法測氨基酸考馬斯亮藍試劑:考馬斯亮藍G-250 IOOmg溶于50ml 95%乙醇，加入IOOml 85%H3PO4，用蒸餾水稀釋至1000ml，濾紙過濾。最終試劑中含0.01% (W/V)考馬斯亮藍G-250，
4.7% (W/V)乙醇，8.5% (W/V) H 3P04。標準蛋白質溶液:純的牛血清血蛋白，預先經(jīng)微量凱氏定氮法測定蛋白氮含量，根據(jù)其純度同0.15mol/LNaCl配制成100ug/ml蛋白溶液。表I氨基酸標準曲線的制作
權利要求
1.一種糯味香精的制備方法，其特征在于所述的方法包括以下步驟:(1)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的質量比為1:4(Γιοο加水混合得到混合液，在果膠酶與纖維素酶作用下于35 50°C、pH 3.5 6.0酶解9(Tl80min，然后升溫至80 95°C提取6(Tl50min，離心后過濾，得到濾液和濾餅；所述果膠酶的質量用量為混合液質量的0.01-0.04% ;所述纖維素酶的質量用量為混合液質量的0.05-0.2% ； (2)取濾液濃縮至含水量8(T98wt%，得濃縮液； (3)步驟(2)所得濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇為甘油或丙二醇，充分攪拌后調PH值為5.(Γ8.0，然后加熱進行美拉德反應，11(T150°C溫度下反應2飛h，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以濃縮液的體積計為1/8 1/4 kg/L，所述多元醇的用量以濃縮液的體積計為1/2 2/1 kg/L。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)按以下方法操作:取步驟(I)得到的濾餅，按照步驟(I)的提取方法重復提取廣3次，合并所有的濾液，濃縮至含水量80 98wt%,得濃縮液。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述濃縮是在5(T70°C真空濃縮。
4.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述干燥橘皮粉是將干燥橘皮機械粗粉碎，過6(Γ100目篩，得到所述干燥橘皮粉。
5.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中，反應的溫度為130 140°C，反應時間為3 4h。
6.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中，充分攪拌后調pH值為 7.0 7.5。
7.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(I)中，酶解時的反應溫度為45 50°C，反應時間為10(Tl50min。
8.按權利要求2所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟:(I)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的質量比為1:6(Γ70加水混合得到混合液，在果膠酶與纖維素酶作用下于45 50°C、pH 4.5^5.5酶解10(Tl50min，然后升溫至80 95°C提取10(Tl20min，離心后過濾，得到濾液和濾餅；所述果膠酶的質量用量為混合液質量的0.02、.03% ;所述纖維素酶的質量用量為混合液質量的0.Γ0.15% ； (2)取步驟(I)得到的濾餅，按照步驟(I)的提取方法重復提取f3次，合并所有的濾液，5(T70°C真空濃縮至含水量8(T98wt%，得濃縮液； (3)步驟(2)所得濃縮液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇為甘油或丙二醇，充分攪拌后調PH值為7.(Γ7.5，然后加熱進行美拉德反應，13(Tl40°C溫度下反應3 4h，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以濃縮液的體積計為1ΑΓ1/5 kg/L，所述多元醇的用量以濃縮液的體積計為1/廣2/1 kg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種糯味香精的制備方法以橘皮為原料，利用果膠酶與纖維素酶的共同作用并結合熱水浸提工藝獲得橘皮酶解液，進一步以橘皮酶解液為反應底物通過Maillard反應制備得到天然糯味香精。本發(fā)明利用生物酶法的高效性和專一性，對橘皮中的大分子進行酶解獲得Maillard反應所需的底物，酶作用條件溫和、對環(huán)境友好，獲得的產(chǎn)品質量好，并具有對工藝、設備的要求不高、能耗低等優(yōu)點。避免了采用化學法后處理復雜，獲得的產(chǎn)品顏色深，品質不好等不足。
文檔編號C11B9/00GK103087822SQ201210591790
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月30日 優(yōu)先權日2012年12月30日
發(fā)明者張擁軍, 鄭龍華, 蘇東洋, 張高帆, 朱麗云, 李佳 申請人:中國計量學院