CN101301063A - 一种以含硫氨基酸和糖为原料生产奶香料增香剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以含硫氨基酸与糖为原料进行美拉德反应生产奶香料增香剂的方法，该法不仅具有操作简便及成本低廉的优点，而且生产所得奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，具有显著的增香效果，因而将它添加入奶制品中后能明显提高奶制品的品位。

Description

一种以含硫氨基酸和糖为原料生产奶香料增香剂的方法

技术领域

本发明涉及一种美拉德反应生产奶香料增香剂的方法，具体涉及一种以含硫氨基酸与糖为原料进行美拉德反应生产奶香料增香剂的方法。

背景技术

奶味香精是食品工业中应用最为广泛的香精之一，它作为食品添加剂为改善乳及乳味食品口感和品质起到重要的作用，随着中国经济的不断发展和人们生活水平的提高，乳品以及与此相关的食品在人们食物链中(包括主食与休闲食品)所占比重越来越大，同时消费者在选择包装食品时对食品的品质的要求越来越高，他们在选择包装食品时不仅仅是满足口感的喜好而更注意是否天然、安全、和有助于健康。全球各香精香料列强十分重视中国的市场的变化，他们控制着高端产品的原料生产，在高端市场占据优势的情况下还纷纷不惜投入巨资在中国设厂实行“本土化”经营以降低生产成本抢占中国的大众市场，使国内众多小型香精香料公司在市场竞争中处于弱势地位，因此，殷切地希望有关的科技工作者研究开发出一类风味优雅品位高的奶香料或奶香料增香剂，一则有利于提高国有产品的市场竞争力，二则有利于中国的奶香剂品牌走向世界，为人类的乳品业的发展作出贡献。

目前，市场上销售的奶香精主要是利用化学合成原料或生物转化法制得，但由于牛奶的香味组分是相当复杂的，从目前通过现代分析手段至少可以找到400多种化合物，其中有许多含硫含氮化合物在牛奶中以极低的含量存在，它们是目前生物法或传统的化学合成法难以得到的，但对牛奶产品的品位具有“画龙点睛”的作用，从我们目前所能获得的现有的奶香精在乳脂中的应用效果看，虽然有些优质产品具有较好的应用效果，但总感觉缺少点东西，天然逼真性显得不足，此外，直接往奶香精中添加含硫含氮化合物的效果也很不理想，可见，简单的添加法亦是行不通的，所以自主创新是唯一的出路。

发明内容

本发明的目的在于立足于自主创新，克服现有技术的缺点，提供一种以含硫氨基酸和糖为原料进行美拉德反应生产奶香料增香剂的方法。所说的奶香料增香剂能显著提高奶制品的品位，它不仅能与现有的奶香剂很好地互补，具有良好的香气兼容性，而且明显提高奶制品的奶滋味的丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，能良好地满足和美化人民的物质生活。

本发明的构思是这样的：

发明人在大量实验研究的基础上，构思了一种以含硫氨基酸(如半胱氨酸和蛋氨酸等)和糖(如葡萄糖、果糖、蔗糖水解物等)为原料，在特定的反应条件(如溶剂、温度和压力)下进行美拉德反应使含硫氨基酸和糖反应生成奶的香味组分，其作为奶香料增香剂以很低浓度(ppm级)添加入牛奶、冰淇淋或饼干等奶制品中，不仅能明显提高奶制品的品位，具有很好的香气兼容性，而且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而明显提高奶香料的使用功效。

本发明按照上述构思是这样实现的：

首先发明人在以往美拉德反应研究工作的基础上，从氨基酸和糖的美拉德反应产物中，以商品化奶香料为研究对象，结合牛奶加香试验评价结果，选出含硫氨基酸为反应的氮源和硫源。然后，进一步研究美拉德反应过程的特定条件或者优化条件，包括美拉德反应底物的适宜浓度，溶剂的用量，反应压力，反应温度，反应时间，以及后处理方法等，最后比较完整地形成了一种以含硫氨基酸和糖为原料美拉德反应生产奶香料增香剂的方法，该法借助特定的反应条件使含硫氨基酸和糖发生美拉德反应，制得含有奶香味的物质，该法具体包括如下两个步骤：

(1)首先将含硫氨基酸与糖按照常规的方法，即按照两类底物质量比例3∶2～2∶1称量混合溶解于水或丙二醇和水的混合溶剂中，形成一种组成比100wt％的均一溶液，置于带搅拌和加热装置的压力反应釜中，然后在温度110～150℃下，至少在反应釜中反应1h，完成美拉德反应，生成含有浓郁奶香味的产物。其中参与反应的反应物的重量配比为：含硫氨基酸1.0～15.0wt％，糖1～10wt％，溶剂75～98wt％。但优先选用含硫氨基酸与糖之间质量比为3∶2～2∶1的配比。所说的含硫氨基酸为半胱氨酸、蛋氨酸和鸡蛋蛋白水解物中的一种或一种以上，所说的糖为葡萄糖、果糖、麦芽糖、阿拉伯糖、木糖以及蔗糖水解物(包括蔗糖的发酵物转化糖)中的一种或一种以上；，溶剂至少包括水或丙二醇和水组成的混合溶剂，其中所说的水宜用活性水，即缔合度小于6，pH值为7.2～7.4的水，它可以取自天然的农夫山泉水，或在实验室中采用电气石(托玛琳)或臭氧发生器净化所得纯水；其中丙二醇和水组成的混合溶剂优先推荐体积比为5∶1组成的混合溶剂。

(2)将步骤(1)完成美拉德反应的产物冷却至100℃以下，最好冷却至室温，尽量防止产品中香气成分的逸出散失，然后在密闭的条件下放入密闭容器中，再在室温下静置沉降数小时，反应产物中溶解度较低的物质自动析出，完成固液分离，分出上层透明的液相，即得到本发明所说的奶香料增香剂，作为产品供下一步使用。

本发明所说的奶香料增香剂其外观检测和仪器检测结果如下：

1、性状：外观褐色，略带红色，pH为3.7～4.2的透明液体；

2、香气：具有浓郁的似硫代丁醇的气息；

3、香气成分及相对组成比：香气成分占奶香料增香剂(以质量干基计)的1～10％，其香味成分经气-质联用仪检测，获得各组分的相对质量百分比。表1列出了以半胱氨酸和葡萄糖为代表的反应底物进行美拉德反应后香气成分的分析结果。反应物系由底物和溶剂组成，其中底物半胱氨酸为1.0～15.0wt％，葡萄糖1～10wt％，其余为溶剂。完成美拉德反应后，所得奶香料增香剂中香气成分占1.0～10wt％，具体的香气组分和相对百分比详见表1所示；固形物和溶剂成分占90～99％，具体固形物的主要成分详见表2所示。

由表1可见：共有78种香味物质(或称香气成分)，毫无疑问这些香味成分的存在对奶的香味调节发挥着重要作用。

由表2可见：奶香料增香剂中的固形物主要成分为葡萄糖和半胱氨酸，它们亦是奶香料增香剂的一个组成部分。

表1半胱氨酸和葡萄糖美拉德反应后香气成分分析结果

表2奶香料增香剂的固形物组成

4、香气兼容性：往含有2.0％的蛋白质牛奶奶液(为一种现有的工业产品)中，添加0.0005～0.002wt％的奶香料增香剂，具有很好的香气兼容性，且未发现有不良气息。

5、加香效果：将本发明所说的奶香料增香剂，以奶香料重量的0.5～2wt％的量添加入现有奶香精中，组成一类改进的奶香料，它们作为一个独立的产品供应市场；或者将奶香料增香剂直接添加到现有的奶制品中(直接添加法)，如往含有2.0wt％蛋白质牛奶的奶液中添加“2.0％×0.08％”奶香料增香剂(简称增香剂)制得一种含增香剂的奶液，并与不含增香剂的奶液作对比，请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评判，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的增香剂能明显提高奶滋味的丰满度和圆润性，延长奶香的留香能力，品味比较优雅，无异杂味。

由于直接添加法既能方便乳制品生产，在不改变原有组分的前提下，只要往产品中添加奶量的0.1wt％以下的增香剂，相当于在香气兼容性评判分析时，往含有2.0％蛋白质牛奶中添加0.002wt％的增香剂，(按奶液总重基准计)，又能方便作相关的对比试验，所以在后面的实施例中均采用这种方式来表述。

表1列出用气-质联用仪检测出奶香料增香剂中所含的香气成分，为简明起见，仅以半胱氨酸和葡萄糖进行美拉德反应后所得的增香剂所含香气成分的分析结果为代表。以本发明所列的其他原料进行美拉德反应所得增香剂，所含的香气成分具有类似的结果。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐明本发明内容，旨在方便人们更好地理解本发明的内容，而非限制本发明的保护范围。

实施例1

将半胱氨酸和葡萄糖按质量百分比10.0％和5.0％一起溶于丙二醇和水的混合溶剂(丙二醇∶水＝5∶1)中，置入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所说的奶香料增香剂。

将本发明所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白对比。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

上述参与美拉德反应的反应液其物料质量百分组成比为：

半胱氨酸：10.0％；

葡萄糖：5.0％；

其余85％为混合溶剂，形成一个均一的反应液，在以后的实施例中均按此原则配制反应液，故叙述从简。

实施例2

将半胱氨酸和蔗糖的酸水解物按质量百分比15.0％和10％混合溶于丙二醇和水的混合物(丙二醇∶水＝5∶1)中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所说的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白对比。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

顺便指出：由于使用了蔗糖的酸水解物作为反应原料，进行美拉德反应，同样能获得使用效果的增香剂，扩大了原料来源，为成本的控制和生产原料的优化提供了很好的保障。

实施例3

将蛋氨酸和葡萄糖按质量百分比15.0％和10％混合溶于丙二醇和水的混合溶剂(丙二醇∶水＝5∶1)中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所说的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白进行对比评测。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

由于使用蛋氨酸作为原料，参与美拉德反应，同样能获得相似的奶香料增香剂，并具有同样使用效果，从而扩大了生产原料的来源，为成本的控制和生产原料的优化提供了很好的保障。

实施例4

将市售鸡蛋蛋白水解物和葡萄糖按质量百分比15.0％和10％混合溶于丙二醇和水的混合溶剂(丙二醇∶水＝5∶1)中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所说的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白进行对比评测。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

由于使用鸡蛋的水解物作为原料，进行美拉德反应，同样能获得相似的奶香料增香剂，并具有同样使用效果，从而扩大了生产原料的来源，为成本的控制和生产原料的优化提供了很好的保障。

实施例5

将半胱氨酸和阿拉伯糖按质量百分比15.0％和10％混合溶于丙二醇和水的混合溶剂(丙二醇∶水＝5∶1)中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所说的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白进行对比评测。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

由于采用阿拉伯糖作为原料参与美拉德反应，同样能获得本发明所说的奶香料增香剂，并经评测同样具有显著的增香效果，从而扩大了生产原料来源，为成本的控制和生产原料的优化提供了很好的保障。

实施例6

将半胱氨酸和木糖按质量百分比15.0％和10％混合溶于丙二醇和水的混合溶剂(丙二醇∶水＝5∶1)中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所说的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白进行对比评测。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

由于采用木糖作为原料，参与美拉德反应，同样能获得本发明所说的奶香料增香剂，并经评测同样具有显著的增香效果，从而扩大了生产原料来源，为成本的控制和生产原料的优化提供了很好的保障。

实施例7

将半胱氨酸和葡萄糖按质量百分比10.0％和5.0％混合溶于水中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所述的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白进行对比评测。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

由于采用纯水作为原料，参与美拉德反应，同样能获得本发明所说的奶香料增香剂，并经评测同样具有显著的增香效果，大大降低了生产成本，为进一步的成本控制和生产原料的优化提供了很好的保障。

实施例8

将半胱氨酸和葡萄糖按质量百分比8.0％和4％混合溶于丙二醇和水的混合溶剂(丙二醇∶水＝5∶1)中，形成100％的均一反应液，投入带搅拌和加热装置的压力反应釜中，于130℃和500rpm下进行美拉德反应，反应至少进行1h，获得美拉德反应物，然后将上述反应物冷却至100℃以下，放料，装在耐热密封瓶中，在室温下至少静置1h，分离出上层透明液相，得到本发明所述的奶香料增香剂。

将上述所说的奶香料增香剂，以奶制品中蛋白质牛奶含量的0.08wt％添加，制得一种以奶制品中蛋白质含量的0.08wt％添加增香剂的奶液，同时以不添加增香剂的奶液作空白进行对比评测。请专业的感官评价技术人员(每次8人以上)评价，采用强迫性成对比较法进行数据分析，一致认为上述的奶香料增香剂具有很好的香气兼容性，且能明显提高奶滋味丰满度和圆润性，延长奶在口腔中的留香时间，从而证明上述所说的奶香料增香剂具有明显的增香效果。

此外，在本实施例中虽然降低了原料氨基酸和葡萄糖的使用量，但生产所得的奶香料增香剂仍然具有显著的增香效果，它表明具有进一步降低生产成本的潜力。

由此可见，本发明的方法不仅具有操作简便，成本低廉的优点，而且生产所得奶香料增香剂具有显著的增香效果，能有力地推动奶制品工业的健康发展。

Claims (3)

1、一种以含硫氨基酸和糖为原料生产奶香料增香剂的方法，该法借助含硫氨基酸和糖在一定条件下进行美拉德反应，生成含有奶香味成分的增香剂，其特征在于所说的美拉德反应包括如下步骤：

(1)首先将含硫氨基酸和糖按照常规的方法，即按照两类底物质量比例3∶2～2∶1溶解于水、丙二醇或它们混合的溶剂中，形成组成比为100wt％的均一溶液作为反应物，置于带搅拌的压力反应釜中，然后在温度110～150℃和500～750rpm下，至少在反应釜中反应1h，得到美拉德反应产物；所说的反应物的重量比为：含硫氨基酸1.0～15.0wt％，糖1～10wt％，溶剂75～98wt％，其中含硫氨基酸与糖之间比例须按上述的质量比范围配伍选取，所说的含硫氨基酸至少包括半胱氨酸、蛋氨酸或鸡蛋蛋白水解物的一种，所说的糖至少包括葡萄糖、果糖、木糖、阿拉伯糖、麦芽糖和蔗糖水解物中的一种，所说的溶剂至少包括水或丙二醇和水组成的混合溶剂。

(2)将步骤(1)完成美拉德反应的产物冷却至100℃以下，然后放入密闭容器中，于室温下至少静置分层1h，分出上层透明液相，即得到本发明所说的产品—奶香料增香剂。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所说的反应温度为125～135℃。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述的溶剂为一种缔合度＜＝6，pH为7.2～7.4的活性水。