CN102132857A - 一种由沼虾壳制备热反应虾味香精的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属食品技术领域，涉及一种由沼虾壳制备热反应虾味香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。使用沼虾加工副产物虾壳为原料，经脱腥液浸泡并清洗沥干，干燥后粉碎成粉末，经高温软化，再加水调配，并加入一种或几种蛋白酶进行酶解，然后在酶解液中加入还原糖、硫胺素等成分，在高温下进行美拉德反应增香，结束后取清液进行浓缩，并通过喷雾干燥制成粉末，在此基础上，可通过加入天然香料粉或提取物，制备出特定香型的热反应虾味香料。产品虾味香味逼真自然，肉味醇厚，是健康的调味佳品，可广泛应用于现代食品和传统调味品的生产。

Description

一种由沼虾壳制备热反应虾味香精的生产工艺

【技术领域】

本发明属食品加工技术领域，涉及一种由沼虾壳制备虾味热反应香精的工艺。

【背景技术】

肉味香精是具有肉香味的多种香味物质的混合物，可为食品提供相应的肉香味，如方便面、火腿肠等生产中所用的调料。肉味香精的生产在我国已有20多年历史，其制备工艺主要有三种：(1)由香辛料、天然香料和合成香料调香制成；(2)以水解动、植物蛋白为基料，添加香辛料、天然香料及合成香料调配而成；(3)以水解动、植物蛋白热反应物为基料，添加香辛料、天然香料或合成香料调配而成。完全通过调香的方法制备的肉味香精，其香味单薄、口感较差，而动植物水解蛋白与调香相结合制备的肉味香精，仿真度也不理想，与天然肉香有较大的差别。而利用水解动植物蛋白与还原糖等物质，通过美拉德反应来制备肉味香精，是一种比较好的方法，所得到的产品称为热反应肉味香精。热反应香精是配置咸味香精的主要基料，在现代食品工业加工业有着极其重要的利用价值。

在热反应香精的制备过程中，最重要的热反应是美拉德反应。氨基酸、小肽与还原糖是参与反应的两种重要的前体物质，不同种类氨基酸与不同种类还原糖可生成不同的香味。动植物蛋白经蛋白酶水解后可生成大量的肽段及氨基酸，而且氨基酸种类丰富，可使反应后的香味更加饱满、丰富，而硫胺素、脂类物质受热后可进一步增强肉味的厚重感和主体香气。

虾作为一种高蛋白低脂肪且味美的健康食品，越来越受到人们的青睐，人们希望在方便食品、快餐食品、糕点中也能够获得纯真的虾味，因而虾条、虾片等仿味食品长期受到消费者的喜爱，但随着人们饮食观念的更新，一些单纯依靠添加鲜味剂的食品正逐渐淡出市场。食品加工业需要一种更为天然、更为健康的新型虾味香精。而虾味香精是咸味香精中较难突破的品种之一，其主要原因在于：(1)全部采用鲜虾为原料进行制备，成本较大；(2)虾肉是一种容易滋生微生物的产品，作为香料添加剂存在卫生安全隐患；(3)采用干制的虾肉作为香料添加，也存在风味还原问题。

沼虾，也叫青虾，是我国养殖量最大的淡水经济虾类，我国各大水系均能生长。江苏里下河地区是我国罗氏沼虾最为集中的养殖区域，其沼虾加工业也十分发达。很多企业在虾仁加工过程中，产生了大量虾壳下脚料。以往这些虾壳基本是直接扔掉，不仅浪费了资源，而且污染环境，近年来很多虾壳被用于壳聚糖的提取，或者是烘干粉碎后作为饲料，也有一些调味品企业，利用虾头酿制虾味酱，但这些利用都没有充分实现资源的高值化加工。虾壳约占整个虾重的30～40％，除甲壳素外，还含有大量的蛋白质，另外还有多不饱和脂肪酸、维生素E、虾青素、各种矿物质等成分，营养价值很高，值得好好利用，尤其是用于虾味香精的生产，如果采用虾壳作为原料，既能够保证原料来源的天然、营养、安全，又能够降低成本，实现废弃资源的高效利用。而采用虾壳进行热反应香精的生产，需要解决好如下关键技术：一是有效脱除虾壳中的土腥味；二是选择适合的蛋白酶制备出组成良好的氨基酸和小肽；三是添加适宜的还原糖等物质；四是选择适宜的美拉德反应条件。美拉德反应是还原糖和氨基酸之间的非酶褐变反应，是食品热加工过程中产生香味的最重要的途径之一，其反应过程很复杂，大部分香味化合物产生于这一反应，影响反应的因素包括温度、时间、水分、底物浓度和组成性质等。

采用热反应制备出的虾味咸味香精，与传统的以虾头、小虾为原料生产的虾味调味料不同，尽管后者在生产过程中，也利用了微生物的发酵和生物酶解，产生了虾类产品特有的鲜味，但由于缺少热反应过程，因而酿制法制备的虾酱、虾味酱油等风味单薄，香气不突出。热反应虾味香精，含有上千种复杂的生香成分，但其加工过程是生物和物理化学过程，因而本质上是一种绿色的制造工艺，其产品具有天然性，同时产品中含有的氨基酸、小肽、美拉德反应特有的化合物，又具有保健价值。热反应虾味香精，香味逼真、自然，肉味醇厚，且低盐低脂，是健康的调味佳品，既可以加入到传统的调味品中获得带有虾味的特色产品，又可以在现代食品，如方便面、火腿肠、糕点、罐头、火锅底料中加入，甚至在家居烹调中也将获得消费者的喜爱，此外在宠物食品的制作中也将得到应用和拓展。

【发明内容】

本发明提供了一种利用沼虾加工下脚料虾壳作为原料，通过预处理、酶解、美拉德发应和调配等处理步骤，制备出香味逼真、自然、饱满且具保健作用的虾味香精，该产品可作为调味品而广泛用于食品加工业。本发明是通过以下技术单元实现的：

1.一种由沼虾壳制备虾味热反应香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。

2.虾壳预处理技术单元，是将沼虾加工中剥除的虾壳用脱腥液浸泡2～3小时后，沥干并用清水洗涤2～3次，干制后，用粉碎机粉碎，过40～60目筛。所述的脱腥液为含有质量浓度0.05～0.15％的醋酸、0.05～0.15％氯化钠、0.05～0.15％亚硫酸钠的溶液。

3.软化技术单元，是将粉碎的虾壳粉置于一密闭的搅拌反应器中，加入1～2倍质量体积的沸水，搅拌并在95～100℃下维持2～5min，然后迅速冷却，使虾壳软化。

4.酶解技术单元，是将软化后的虾壳粉末于40～60℃温度，初始pH5.5～8.0条件下利用一种或几种蛋白酶水解3～6h。可供选择的商品蛋白酶有木瓜蛋白酶、诺维兴公司的风味蛋白酶Flavourzyme、复合蛋白酶Protamex、中性蛋白酶Neutrase以及碱性蛋白酶Alcalase等。酶解过程结束后，加热至80～100℃，保持5～10min，将蛋白酶灭活。

5.美拉德反应单元，是在一定量虾壳酶解液中加入还原糖、硫胺素、抗坏血酸、牛磺酸混合，在105～115℃，pH 6.0～7.0条件下反应30～50min。反应结束，快速冷却。所加入的还原糖为木糖、蔗糖、核糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖中的一种或几种。

6.干燥技术单元，是将反应后的反应物，离心或过滤后，取清液进行浓缩，再采用喷雾干燥制成粉末，或不经浓缩直接进行喷雾干燥。

7.调香技术单元，是添加符合食用香料安全标准的一种或几种香料添加剂，与制备的虾味热反应香精混合调制，使香味更加醇厚。

按照本发明的工艺路线进行虾味热反应香精的制备，具有如下显著的优点：(1)成本低。反应的主要原料虾加工中的下脚料，价格低廉。(2)香精香味逼真、醇厚、饱满。虾壳中蛋白含量很高，且氨基酸组成种类丰富，在热反应过程中可产生丰富的香味。(3)低盐低脂，营养丰富。

【具体实施方式】

本发明提供了一种由虾壳制备虾味热反应香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。为便于对上述发明内容进行理解，对所述内容和技术参数进行如下说明。

虾壳预处理主要目的是去除虾壳的土腥味，洗去虾壳表面的脏物质，使虾壳保持清洁和卫生。

虾壳干制可以晾干方式，也可以采用现行公知的技术方式，如气流干燥、低温干燥、微波干燥等形式。将干燥后的虾壳进行粉碎，过筛，适宜的粉碎目数是40～60目，以保证酶解阶段虾壳能够更充分地水解，过高的粉碎目需要较高的粉碎功率，适宜的粉碎设备为辊式粉碎机。

虾虾粉的软化可加入一定量的沸水搅拌均匀，并在高温下(95～100℃)维持2～5min，使虾壳粉末迅速吸水并软化，可提高后续的酶解效率，但过长的加热时间是不必要的。

酶解时需要再加入3～5倍质量的水，使虾壳粉能够较好地被搅拌悬浮；选用适宜的蛋白酶组合，如风味蛋白酶+碱性蛋白酶，既可以获得较高的水解度，也可以获得良好的风味。酶解反应的pH、反应温度应可以采用商品化蛋白酶推荐的参数，也可以进一步进行优化。酶解结束时，可升高温度使蛋白酶失活，可采用80～100℃下时间5～10min进行灭酶。

美拉德反应可以采用澄清的酶解液进行反应，这是很多热反应香精一般采用的方式，但本发明推荐采用带渣酶解液进行反应，其原因是原料中含有的脂肪、多糖等物质将能够提供更多的生香物，有助于提高产品的风味品质。

为强化美拉德反应，需要添加适量的还原糖、硫胺素、牛磺酸以及抗坏血酸等物质。反应体系中总蛋白浓度以7.5％、还原糖以5～15％为最佳，还原糖推荐采用木糖与葡萄糖的组合，添加的硫胺素质量浓度推荐为1.2％，其余牛磺酸为0.4％，抗坏血酸为0.6％。

美拉德反应在105℃～115℃下进行，反应初始pH为6.0～7.0，反应时间30～50min。

反应产物通过离心分离或过滤分离获得清液，清液可以通过浓缩获得浸膏，更好的形式是采用喷雾干燥的方法将反应物制粉末，以便长期保存。

调香技术单元主要是面向终端产品的开发，通过向反应虾味香精中添加天然的香料，进一步增加虾味香精的厚重感，通过天然香料的调和，还可以开发出麻辣型、五香型、咖哩型等适合地域饮食习惯或消费群体的特色虾味香精。所添加的香料及用量需符合国家食品添加剂安全标准。

为进一步阐述本发明的工艺思想，现通过具体实施案列予以说明，属公知的技术路线或上文已阐述的技术过程不再具体说明。

【实施案例一】热反应虾味香精的实验室制备

1kg新鲜虾壳，水分含量约78％，将虾壳放入5L大烧杯中，加入约2.5L的脱腥液，其组成为0.15％醋酸+0.15％氯化钠+0.15％亚硫酸钠，浸泡2小时，沥干并用清水洗涤3次，室内摊晾10h，并采用真空干燥箱烘干，得干燥虾壳216g。利用小型锤片式粉碎机进行粉碎，采用60目筛收集细粉备用。

取上述细粉100g，加入具塞大口圆底烧瓶，加入100mL 95℃热水，玻璃棒迅速搅拌混匀，上塞置于沸水浴中5min，取出后迅速置于自来水中冷却至室温。

加入300mL水，60℃水浴并进行搅拌。加入0.3g木瓜蛋白酶、诺维兴公司的Alcalase0.2g，调节pH 8.0，搅拌6h。待反应结束后，转移至沸水浴中，保持5min，使蛋白酶灭活。

水解物转移至1L三角瓶中，同时加入单糖30g，其中葡萄糖15g，木糖15g；并添加1.2％硫胺素、0.4％牛磺酸，0.6％抗坏血酸，调节体系pH为7.0。将三角瓶用纱布扎紧，置于小型灭菌锅中进行加热反应，升温并维持反应温度为115℃，反应时间30min。待冷却后，取出三角瓶，抽滤获得澄清滤液280mL。滤液采用小型喷雾干燥制成粉末，收集得到95g产品。

【实施案例二】热反应虾味香精的小试制备

50kg新鲜虾壳，人工清杂，去除异物。将虾壳置于洗涤槽中，加入约150L的脱腥液，其组成为0.05％醋酸+0.05％氯化钠+0.05％亚硫酸钠，浸泡3小时，取出沥干，并用清水洗涤2次。采用离心脱水设备甩干后，再使用真空干燥箱，75℃烘干，得干燥虾壳，利用辊式粉碎机进行粉碎，40目筛分收集细粉，约10kg。

上述细粉加入100L搅拌反应器中，加入15kg 100℃沸水，搅拌混匀，密闭，并通入少量水蒸气，维持温度100℃约2min，打开排气阀，采用真空抽气方式迅速降温至40℃左右。

加入去离子水50kg，夹套加热，维持体系温度45℃。加入诺维兴公司的蛋白酶Protamex、Neutrase分别为0.1kg，调节pH 6.0，搅拌反应3h，到达时间后，迅速升温至85℃并维持温度10min，使蛋白酶灭活。

向上述体系中加入单糖0.5kg，其中葡萄糖0.4kg，木糖0.1kg；并添加0.01kg硫胺素、0.01kg牛磺酸，0.01kg抗坏血酸，调节体系pH为6.0。密闭反应罐，升温至105℃，维持反应50min。结束后夹套冷却至室温。

利用小型板框过滤器(5M²)进行过滤，适量去离子水洗涤滤饼，获得滤液共42L。滤液真空浓缩至25L，采用小型喷雾干燥设备干燥成粉末，其进气口温度为200℃，出气口温度90℃。收集获得3.5kg产品。

【实施案例三】还原糖添加种类对产品感官的影响

还原糖种类不同，产生的香味物质不同，反应速度也不同。一般戊糖速度快于己糖，单糖快于二糖，再结合糖的价格因素，本实验选取木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖与酶解液反应，用直接描述法评价四种糖的效果。实验过程同“实施案列一”，不同之处在于每批次所加入的还原糖种类为表1所示品种。通过比较，确定木糖与葡萄糖参与反应的效果较好，故选取这两种糖进行反应香精的制备，研究认为，通过葡萄糖、木糖按照4∶1进行添加，可获得良好的虾香味，而添加成本较为较低。

表1不同还原糖反应的感官评价

【实施案例四】美拉德反应的pH对产物风味的影响

将酶解液与木糖、葡萄糖混合在一起，pH分别调至4、5、6、7、8，110℃下反应50min，其余制备工艺及反应条件同“实施案例一”。采用小组评分的方式，以5分为满分，10名评价员对5组样品的风味进行打分，得出结果如表2所示。由表可知，pH在6和7时分数较高，风味较好。

表2不同pH对风味的影响

【实施案例五】美拉德反应时间对反应产物风味的影响

热反应时间过短，则反应不完全；反应时间过长，则反应产生的杂味多，故考察时间对反应香精风味的影响。将酶解液与木糖、葡萄糖混合(木糖∶葡萄糖＝1∶4)，添加1.2％硫胺素，0.4％牛磺酸，0.6％抗坏血酸，初始pH调至7.0，温度110℃，分别反应20min，30min，40min，50min，60min，记为A组、B组、C组、D组和E组。制备工艺及其与控制参数同“实施案例一”。采用评分法，5分为满分，评价员10名，得出5组样品的风味评价如表3所示。由表3可知，反应30、40、50min，反应香精的虾味都比较逼真、浓郁，而20min虾味较弱，反应60min则有杂味，所以确定反应时间为30～50min，其中以反应30min最好。

表3不同反应时间对风味的影响

【实施案例六】热反应虾味香精的复配与调味

取小试制备的热反应虾味香精原粉，加入一定量的天然香辛料粉末，经混合后，成为复配型虾味香精。复配型虾味香精的参考配方如下：

麻辣型虾味香精：虾味香精原粉170g、花椒粉10g、辣椒粉10g、生姜粉10g。

五香型虾味香精：虾味香精原粉160g、胡椒粉10g、花椒粉10g、桂皮粉10g、八角茴香粉10g。

Claims (10)

1.本发明涉及一种由沼虾虾壳制备热反应虾味香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。使用沼虾加工副产物虾壳为原料，经脱腥液浸泡2～3h，沥干并用清水洗涤2～3次，干制后，用粉碎机粉碎，过40～60目筛，获得虾壳粉。再将虾壳粉置于密闭的搅拌反应器中，加入1～2倍质量体积的沸水并在95～100℃下维持2～5min，然后迅速冷却使虾壳软化。然后加入虾壳粉3～5倍质量的水，并加入一种或几种蛋白酶，于40～60℃，pH 5.5～8.0条件下水解3～6h。酶解结束后，加热至80～100℃，保持5～10min灭酶。虾壳酶解液中加入质量浓度5～15％的还原糖及0.1～0.5％的硫胺素、抗坏血酸、牛磺酸，在105～115℃，pH 6.0～7.0条件下进行美拉德反应30～50min。反应结束后，采用离心或过滤取清液进行浓缩，或采用喷雾干燥制成粉末，获得热反应虾味香精原粉。原粉加入5～10％的天然香料粉或提取物，制备出特定香型的热反应虾味香料。

2.根据权利要求1，虾壳预处理技术单元，其特征在于使用沼虾加工副产物虾壳为原料，用脱腥液浸泡2～3h后，沥干并用清水洗涤2～3次，干制后，用粉碎机粉碎，过40～60目筛。

3.根据权利要求2，所述的脱腥液，为含有质量浓度0.05～0.15％的醋酸、0.05～0.15％氯化钠、0.05～0.15％亚硫酸钠的溶液。

4.根据权利要求1，所述的软化技术单元，其特征是将粉碎的虾壳粉置于一密闭的搅拌反应器中，加入1～2倍质量体积的沸水，搅拌并在95～100℃维持2～5min，然后冷却，使虾壳软化。

5.根据权利要求1，所述的酶解技术单元，其特征是在软化后的虾壳粉中加入3～5倍质量体积的水，并加入一种或几种蛋白酶，于40～60℃，pH 5.5～8.0条件下水解3～6h。酶解结束后，加热至80～100℃，保持5～10min灭酶。

6.根据权利要求5，所述的蛋白酶，为木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶的一种或几种，蛋白酶添加总量为虾壳粉的0.2～0.5％。

7.根据权利要求1，所述的美拉德反应单元，其特征是在一定量的虾壳酶解液中，加入虾壳粉质量的5～30％的还原糖及0.1～0.5％的硫胺素、抗坏血酸、牛磺酸，在105～115℃，pH 6.0～7.0条件下进行美拉德反应30～50min。

8.根据权利要求7，所加入的还原糖为木糖、蔗糖、核糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖中的一种或几种，其添加总量为虾壳酶解液质量的5～15％。

9.根据权利要求1，所述的干燥技术单元，其技术特征是将美拉德反应后的反应液离心或过滤，取清液进行浓缩，再采用喷雾干燥制成粉末，或不经浓缩直接进行喷雾干燥。喷雾干燥的进气温度180～220℃，排气温度90～105℃。

10.根据权利要求1，所述的调香技术单元，其特征是在原粉中加入5～10％的天然香料粉或提取物，制备出特定香型的热反应虾味香料。