CN101971958B - 利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法及其制备的香精 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法及其制备的香精。它是以酱渣为原料，通过对酱渣进行内切蛋白酶水解、外切蛋白酶水解和糖苷酶水解，然后将这些酶失活后，溶液经膜分离，再将透过液浓缩，加入糖和氨基酸进行热反应，而制备获得香精。本发明所制备的香精，酱香、酯香浓郁，色泽光亮，香气醇正，风味突出。

Description

利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法及其制备的香精

技术领域：

本发明属于食品精深加工技术领域，具体来说涉及一种利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法及其制备的香精。

背景技术：

我国是全球最重要的酱油生产国、出口国和消费国，酱油生产量占世界总产量的60％以上，在国际市场上的影响力举足轻重。酱渣是酱醅浸淋酱油后的下脚料，含有丰富的脂肪、蛋白质和碳水化合物，具备良好的精深加工潜力。然而长期以来，由于受到经济技术的制约，许多地区将酱渣作为工业垃圾进行处理，造成了严重的资源浪费。若能对其实现回收利用，可有效防止资源流失，避免环境污染。

目前对酱渣的加工技术主要包括两个方面：1)饲料加工：在酱渣中加入辅料，通过发酵的方法制成饲料，提高普通饲料的蛋白含量和营养价值。2)肥料加工：酱渣经微生物发酵处理后，脂肪、蛋白组成发生改变，将其制成有机肥料，可用于作物生长。上述加工技术简单，产品附加值较低。

热反应制备香精的方法也称作美拉德反应技术，是一种新型重要的现代香精香料生产技术，突破了传统香精调配和生产工艺的范畴。该技术主要利用羰基化合物(如还原糖)与氨基化合物(如氨基酸、肽等)在高温条件下发生的一系列反应，最终生成具有显著风味的物质。单一的还原糖与氨基酸虽然也能发生美拉德反应，但产生的香味较单一，不能被市场所接受。而天然的生物质是丰富的碳水化合物与蛋白质资源，通常包含多种单糖和氨基酸成分。采用现代生物技术手段与美拉德反应途径，利用该种生物质中的碳水化合物和蛋白质资源，则有可能得到特征香味明显，风味醇正突出的香精产品。

发明内容：

本发明的目的是弥补目前的酱渣精深加工技术的不足，提供一种利用酱渣作为原料通过生物酶解制备热反应香精的方法及利用该方法制备的香精。

本发明利用酱渣作为原料，通过现代蛋白、碳水化合物生物酶解技术和高温热反应，在充分利用酱渣自身脂肪、蛋白质和碳水化合物的基础上，制备出了具有浓郁酱香和脂香味的香精，从而实现了本发明的目的。

本发明的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，包括以下步骤：

a)内切蛋白酶水解：将酱渣加入其质量5～10倍的水中，调节pH值为5.0～8.0，添加酱渣质量0.05％～0.5％的内切蛋白酶，在40～60℃条件下，反应0.5～3h；

b)外切蛋白酶水解：在a)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.05％～0.5％的外切蛋白酶，调节pH值为5.0～7.0，在30～50℃条件下，反应3～9h；

c)糖苷酶水解：在b)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.01％～0.1％的糖苷酶，调节pH值为5.0～7.0，在50～70℃条件下，反应0.5～3h，然后加热使酶失活；

d)膜分离：将c)步骤获得的酶失活的溶液离心除渣，所得上清液通过分子量5000～30000Da的超滤膜，除去大分子物质，收集透过液，浓缩至可溶性固形物的质量分数为15％～25％；

e)热反应：在d)步骤获得的酱渣生物酶解浓缩液中，以其质量为基准，添加5％～20％的糖，0.01％～0.1％的氨基酸和2～5倍的体积比为7∶3的丙二醇/水，调节pH值为5.0～7.0，在100～130℃条件下，反应1～4h，自然冷却后即为香精。

所述的c)步骤中的加热使酶失活，其优选方法是：将温度升至95℃，维持30min。

本发明直接采用酱油生产厂的酱渣副产物-酱渣作为原料，该酱渣不需要进一步的干燥、粉碎或其它处理。在酱渣中加入一定量的水，可以是自来水或蒸馏水。加水量根据我们的研究发现，5～10倍较为合适，可以确保后续的生物酶水解步骤顺利进行，且节约水资源，并有利于后续的浓缩工作。

本发明中用于调节pH值的物质一般采用氢氧化钠溶液和盐酸溶液。

生物酶水解步骤的最终目的是为后续的热反应提供小分子肽与糖类反应的前提物质，该步骤的反应效率受多种因素的影响，包括内切蛋白酶种类、外切蛋白酶种类、糖苷酶种类、反应温度、pH和反应时间。对于不同的生物质材料，其蛋白与碳水化合物组成不同，因此反应条件也有显著区别。本发明人根据酱渣的蛋白和碳水化合物组成，确定了酱渣生物酶水解的反应条件，并通过我们的筛选发现，内切蛋白酶优选为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、复合蛋白酶中的一种或数种的混合物；外切蛋白酶优选为风味蛋白酶，羧肽酶、氨肽酶中的一种或数种的混合物；糖苷酶为甘露糖苷酶、半乳糖苷酶中的一种或两种的混合物，以这些酶水解可以取得较好的结果。

经过生物酶水解的酱渣水解液除了含有小分子肽、糖等物质外，还含有多种大分子物质。这些大分子物质的存在会影响后续的热反应，降低香精产品的品质。膜分离是除去大分子杂质的有效方法，而截留分子量是影响透过液品质的关键因素。本发明以5000～30000Da截留分子量的超滤膜作为分离工具，经该截留分子量范围的超滤膜分离所得的透过液，有助于提高热反应香精产品品质。

在热反应过程中辅助添加糖和氨基酸可以进一步改善产品香精的香味特征，使其风味更佳饱满，香味更加突出。本发明优选红糖、果糖或木糖中的一种或数种的混合物作为辅助糖，组氨酸、赖氨酸、谷氨酸中的一种或数种的混合物作为辅助氨基酸，与不外加糖和氨基酸的对照酱渣热反应香精比较，酱香味和酯香味得到显著增强，而且风味更加醇正。添加量也是影响最终产品的重要因素，综合考虑到产品品质与成本，单糖的合适添加量为酱渣生物酶解浓缩液质量的5％～20％，氨基酸的合适添加量为酱渣生物酶解浓缩液质量的0.01％～0.1％。

本发明以酱渣作为原料，根据酱渣的实际成份组成，通过多重生物酶解技术，降解酱渣中的大分子蛋白生成小分子肽和游离氨基酸，降解大分子碳水化合物生成寡糖和游离单糖，促进酱渣蛋白肽与小分子碳水化合物的高效溶出，提高了原料利用率，结合膜分离技术除去大分子杂质，为后续的热反应提供了必要的前提物质，再通过热反应，制备出香精。对本发明制备的香精进行感官评价，主要考察酱香味、酯香味、杂味、综合得分四个指标。表1为各评价指标得分含义，表2为8位评委对本发明香精的感官评价结果。

表1评价指标得分含义

表2本发明香精产品感官评价结果

由上表可知，本发明所制备的香精，酱香、酯香浓郁，色泽光亮，香气醇正，风味突出。

具体实施方式：

以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

按以下方法利用酱渣生物酶解制备热反应香精

a)内切蛋白酶水解：将酱渣加入其5倍质量的水中，调节pH值为8.0，添加酱渣质量0.05％的碱性蛋白酶，在45℃反应0.5h；

b)外切蛋白酶水解：在a)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.3％的风味蛋白酶，调节pH值为5.0，在40℃反应9h；

c)糖苷酶水解：在b)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.1％的甘露糖苷酶，调节pH值为5.0，在50℃反应2h，反应结束后，将温度升至95℃，维持30min；

d)膜分离：将c)步骤获得酶失活的溶液经离心机离心除渣，所得上清液通过分子量5000Da的超滤膜，除去大分子物质，收集透过液，浓缩至可溶性固形物的质量分数为15％。

e)热反应：在d)步骤获得的酱渣生物酶解浓缩液中，以其质量为基准，添加10％的果糖，0.005％的谷氨酸，0.005％的赖氨酸，3倍的丙二醇/水(体积比7∶3)，调节pH为5.0，在130℃反应1h，自然冷却后即为香精产品。上述步骤中调节pH值的物质为NaOH溶液或者HCl溶液，本领域技术人员可根据实际情况进行选择使用。本实施例的香精具有浓郁的酱香和酯香味，色泽光亮，香气醇正，风味突出。

实施例2：

按以下方法利用酱渣生物酶解制备热反应香精

a)内切蛋白酶水解：将酱渣加入其8倍质量的水中，调节pH值为7.0，添加酱渣质量0.1％的中性蛋白酶，在60℃反应3h；

b)外切蛋白酶水解：在a)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.05％的风味蛋白酶和羧肽酶(各占50％)，调节pH值为6.0，在30℃反应5h；

c)糖苷酶水解：在b)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.05％的半乳糖苷酶，调节pH值为7.0，在65℃反应3h，反应结束后，将温度升至95℃，维持30min；

d)膜分离：将c)步骤获得的酶失活的溶液经离心机离心除渣，所得上清液通过分子量10000Da的超滤膜，除去大分子物质，收集透过液，浓缩至可溶性固形物的质量分数为25％；

e)热反应：在d)步骤获得的酱渣生物酶解浓缩液中，以其质量为基准，添加2.5％的红糖和2.5％的果糖，0.1％的谷氨酸，2倍的丙二醇/水(体积比7∶3)，用盐酸调节pH为7.0，100℃反应4h，自然冷却后即为香精产品。上述步骤中调节pH值的物质为NaOH溶液或者HCl溶液，本领域技术人员可根据实际情况进行选择使用。本实施例的香精具有浓郁的酱香和酯香味，色泽光亮，香气醇正，风味突出。

实施例3：

按以下方法利用酱渣生物酶解制备热反应香精

a)内切蛋白酶水解：将酱渣加入其10倍质量的水中，调节pH值为5.5，添加酱渣质量0.5％的酸性蛋白酶，在55℃反应1h；

b)外切蛋白酶水解：在a)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.5％的氨肽酶，调节pH值为7.0，在50℃反应3h；

c)糖苷酶水解：在b)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.005％的半乳糖苷酶和0.005％的甘露糖苷酶，调节pH值为6.5，在70℃反应1h，反应结束后，将温度升至95℃，维持30min；

d)膜分离：将c)步骤获得的酶失活的溶液经离心机离心除渣，所得上清液通过分子量30000Da的超滤膜，除去大分子物质，收集透过液，浓缩至可溶性固形物的质量分数为20％；

e)热反应：在d)步骤获得的酱渣生物酶解浓缩液中，以其质量为基准，添加20％的木糖，0.05％的组氨酸，5倍的丙二醇/水(体积比7∶3)，用盐酸调节pH为5.5，110℃反应3h，自然冷却后即为香精产品。上述步骤中调节pH值的物质为NaOH溶液或者HCl溶液，本领域技术人员可根据实际情况进行选择使用。本实施例的香精具有浓郁的酱香和酯香味，色泽光亮，香气醇正，风味突出。

Claims (8)

1.一种利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)内切蛋白酶水解：将酱渣加入其质量5～10倍的水中，调节pH值为5.0～8.0，添加酱渣质量0.05％～0.5％的内切蛋白酶，在40～60℃条件下，反应0.5～3h；

b)外切蛋白酶水解：在a)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.05％～0.5％的外切蛋白酶，调节pH值为5.0～7.0，在30～50℃条件下，反应3～9h；

c)糖苷酶水解：在b)步骤获得的酶解液中加入酱渣质量0.01％～0.1％的糖苷酶，调节pH值为5.0～7.0，在50～70℃条件下，反应0.5～3h，然后加热使酶失活；

d)膜分离：将c)步骤获得的酶失活的溶液离心除渣，所得上清液通过分子量5000～30000Da的超滤膜，除去大分子物质，收集透过液，浓缩至可溶性固形物的质量分数为15％～25％；

e)热反应：在d)步骤获得的酱渣生物酶解浓缩液中，以其质量为基准，添加5％～20％的糖，0.01％～0.1％的氨基酸和2～5倍的体积比为7∶3的丙二醇/水，调节pH值为5.0～7.0，在100～130℃条件下，反应1～4h，自然冷却后即为香精。

2.根据权利要求1所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，所述的加热使酶失活具体为：将c)步骤的酶解液的温度升至95℃，维持30min。

3.根据权利要求1或2所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，所述的内切蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、复合蛋白酶中的一种或数种的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，所述的外切蛋白酶为风味蛋白酶，羧肽酶、氨肽酶中的一种或数种的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，所述的糖苷酶为甘露糖苷酶、半乳糖苷酶中的一种或两种的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，所述的糖为红糖、果糖或木糖中的一种或数种的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法，其特征在于，所述的氨基酸为组氨酸、赖氨酸、谷氨酸中的一种或数种的混合物。

8.一种根据权利要求1所述的利用酱渣生物酶解制备热反应香精的方法制备的香精。