CN102228218A - 一种具有抗氧化作用的美拉德呈味肽及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗氧化作用的美拉德呈味肽及其制备方法，其主要是利用各种鱼类加工的下脚料鱼皮为原料，通过原料预处理、可控酶解、超滤、美拉德反应、超滤、干燥等工序，制备分子量范围为1,000-5,000Da、肽含量≥90%的美拉德风味肽。试验表明，制备的美拉德肽能显著增强各类调味品和汤料的鲜味、饱满度和延渗感，同时该产品具有很强的抗氧化作用，抗氧化活力与商品化食用抗氧化剂相当，既有明显的增鲜作用又含有保健成分，是一种天然、健康的新型调味品呈味基础原料。
Description
技术领域
本发明涉及食品科学领域，特别是一种具有抗氧化作用的美拉德反应型呈味肽及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，健康且美味成为人们对饮食的时尚追求。这就要求调味品市场不断从原料和技术等方面进行创新，生产符合消费者需要的产品。目前来讲，我国调味品行业显然欠缺这些方面的创新，高档调味料产品绝大多数为日、韩等国生产。
目前，高档调味料已经是富含呈味肽的复合调味料。肽类在调味料的风味中具有至关重要的作用，有关其风味特征已有报道，富含谷氨酸的寡肽有鲜味，500-1,000Da的小麦谷蛋白肽加入到鲜汤中可提高汤的鲜味强度；同时，大量蛋白源的肽也被证明具有显著的抗氧化活性，对人体具有独特的保健作用，如胶原肽抗氧化护肤作用显著。将肽的呈味性和抗氧化保健性结合应用到调味品中将是市场需要的。
我国水域辽阔，鱼类资源十分丰富，鱼类加工下脚料（鱼皮、鱼骨、鱼头、鱼鳍等）廉价且极丰富，如何高值开发这部分原材料，不仅对水产品加工综合利用和环境保护有重要意义，而且也能支持和促进水产捕捞和养殖生产的发展。已有研究表明鱼类加工下脚料中富含胶原蛋白，且极易提取和纯化，有望开发为优质胶原蛋白源。
美拉德反应（Maillard Reaction, MR）是食品在热加工和贮藏过程中自然发生的羰基和氨基之间的化学反应，赋予热加工食品以独特的风味，特别是传统烤制食品，如焙烤面包、烤肉、焙炒咖啡等。已有研究表明肽的呈味特性可通过MR进行显著提升；也有研究和专利表明，肽的抗氧化活性可通过MR显著提升。
目前，富肽型调味料主要是直接水解蛋白原料制得，没有进行风味的改进和提升，更没有将肽对人体的保健功能作为产品品质目标之一。水产下脚料制备调味料的研究虽然较多，但是多是直接对原料进行水解，以水解液或水解液浓缩干燥物作为终产品，色泽深，气味腥，对产品的开发具有很大局限性。本发明旨在对原料处理工艺进行有效改进，同时将富肽调味料对人体的可能具有保健功能作为产品品质目标之一。
发明内容
本发明的目的是利用鱼类加工下脚料鱼皮中的胶原蛋白提供一种具有抗氧化作用的美拉德风味肽及其制备方法，制备的美拉德风味肽分子量范围1,000-5,000Da、肽含量≥90%，既有明显的增鲜作用又具有强抗氧化作用，是一种天然、健康的新型调味品呈味基础原料。
本发明的技术方案是利用鱼类加工下脚料，主要是鱼皮，提取其胶原蛋白，通过可控酶解获得分子量主要为1,000-5,000Da的酶解肽，通过膜分离富集1,000-5,000Da的胶原肽，最后胶原肽与还原糖进行美拉德反应，反应产物通过膜分离获得分子量范围1,000-5,000Da的美拉德风味肽，具体步骤如下：
（1）原料预处理：用鱼类加工下脚料，洗净绞碎，按原料质量5-15倍的量、加入浓度为0.01-0.1mol/L 的NaOH溶液浸泡5-60min后，水洗至中性，再按原料质量5-15倍的量、加入浓度为0.05-0.5% 的H2SO4溶液浸泡5-60min后，水洗至中性，最后加入原料质量5-15倍的纯水，30-70℃浸提过夜，5,000×g离心20min，收集上清液，上清液为胶原蛋白提取液；
（2）胶原蛋白的可控酶解：将胶原蛋白提取液调节为1-15%浓度的水溶液，调节pH值（根据添加酶的种类，调节适合酶使用的最适PH值，按照酶使用说明书进行），加热至45-55℃，加入胶原蛋白重量的0.5-1%的胰蛋白酶和1-2%的碱性蛋白酶中的一种或两种，酶解至水解度为17-23%，90℃灭酶10min，冷却后5,000×g 离心15min，收集上清液，上清液为酶解液；
（3）超滤富集1,000-5,000Da胶原肽
将酶解上清液通过1,000Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量为1,000-5,000Da的胶原肽；
（4）美拉德呈味肽的制备
将分子量为1,000-5,000Da的胶原肽制成浓度10-30%的水溶液，添加1-5%的木糖、核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖中的一种或几种的任意混合物，80-110℃反应1-4h后；将反应液通过1,000 Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，即到分子量为1,000-5,000Da的美拉德呈味肽。
本发明工艺简单、具有成熟的科学依据。经试验表明：制得的美拉德呈味肽分子量范围1,000-5,000Da、肽含量≥90%，游离氨基酸和寡肽含量≤1%，美拉德修饰的肽含量25-35%；美拉德风味肽水溶液可感阈值0.03-0.08%；将制得的美拉德风味肽在鲜汤和清汤中的添加量为0.025%（低于其自身可感阈值）时，可显著增强汤的鲜味、醇厚感和延渗感。
本发明与现有产品和技术相比具有以下优点：
（1）本发明公开的美拉德风味肽除显著的增鲜作用外，还具有很强的抗氧化作用，其抗氧化活力与BHA、BHT等合成抗氧化剂的能力相当，是一种安全无毒、可作为功能性食品配料的呈味基础原料，可广泛应用于调味品行业；
（2）本发明公开的美拉德风味肽的制备工艺简单可控，产品安全，可规模化生产。
具体实施方式
实施例1：
（1）原料预处理：准确称取罗非鱼皮0.5kg，洗净绞碎，加入5L的0.05mol/LNaOH溶液浸泡30min，水洗至中性。再加入5L的0.2%硫酸溶液浸泡30min，水洗至中性，最后加入5L的水，50℃浸提过夜，5,000×g离心20min，上清液为胶原蛋白提取液；
（2）胶原蛋白的可控酶解：取胶原蛋白提取液，浓缩，调节其浓度为10%，用1mol/LNaOH溶液调其pH为8.0，加热至50℃，加入胶原蛋白重量0.5%的胰蛋白酶和1%碱性蛋白酶，恒温水解，监控水解度，至水解度约为20%时，将水解液升温至90℃，保持10min灭酶，冷却后5,000×g 离心15min，收集上清液，上清液为酶解液；
（3）超滤富集1000-5000Da胶原肽：将酶解上清液通过1,000Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量为1,000-5,000Da的胶原肽；
（4）美拉德呈味肽的制备：称取10g肽溶于50ml水制成20%的溶液，加入1.5g木糖，95℃反应3.5h，将反应物通过1,000Da和5,000Da的超滤膜进行过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量1,000-5,000Da的罗非鱼皮美拉德风味肽。
实施例2：
（1）原料预处理：准确称取鳕鱼皮0.5kg，洗净绞碎，加入2.5L的0.1mol/LNaOH溶液浸泡10min，水洗至中性。再加入2.5L的0.5%硫酸溶液浸泡10min，水洗至中性，最后加入2.5L的水，70℃浸提过夜，5,000×g离心20min，收集上清液，上清液为胶原蛋白提取液；
（2）胶原蛋白的可控酶解：取胶原蛋白提取液浓缩，调节其浓度为1%，用1mol/LNaOH溶液调其pH为8.0，加热至45℃，加入胶原蛋白重量的2%的碱性蛋白酶，恒温水解，监控水解度，至水解度约为23%时，将水解液升温至90℃，保持10min灭酶，冷却后5,000×g 离心15min，收集上清液，上清液为酶解液；
（3）超滤富集1000-5000Da胶原肽：将酶解上清液通过1,000Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量为1,000-5,000Da的胶原肽；
（4）美拉德呈味肽的制备：称取10g胶原肽溶于100ml水制成10%的溶液，加入0.3g木糖和1g葡萄糖，80℃反应4h，将反应物通过1,000Da和5,000Da的超滤膜进行过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量1,000-5,000Da的鳕鱼皮美拉德风味肽。
实施例3：
（1）原料预处理：准确称取鲮鱼皮0.5kg，洗净绞碎，加入7.5L的0.01mol/L的NaOH溶液浸泡60min，水洗至中性。再加入7.5L的0.05%硫酸溶液浸泡60min，水洗至中性，最后加入7.5L的水，30℃浸提过夜，5,000×g离心20min，收集上清液，上清液为胶原蛋白提取液；
（2）胶原蛋白的可控酶解：取胶原蛋白提取液浓缩，调节其浓度为15%，用1mol/LNaOH溶液调其pH为7.0，加热至55℃，加入胶原蛋白重量1%的胰蛋白酶，恒温水解，监控水解度，至水解度约为17%时，将水解液升温至90℃，保持10min灭酶，冷却后5,000×g 离心15min，收集上清液，上清液为酶解液；
（3）超滤富集1000-5000Da胶原肽
将酶解上清液通过1,000Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量为1,000-5,000Da的胶原肽；
（4）美拉德呈味肽的制备：称取10g肽溶于33ml水制成30%的溶液，加入0.3g木糖、0.25g核糖、0.8g葡萄糖和0.25g半乳糖，110℃反应1h，将反应物通过1,000Da和5,000Da的超滤膜进行过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量1,000-5,000Da的鲮鱼皮美拉德风味肽。
对实施方案所得的美拉德呈味肽的增鲜作用进行评价：
将制备的美拉德呈味肽添加到清汤或鲜汤中，以Dextrin DE8-10为对照，评价美拉德呈味肽的增鲜呈味作用；清汤即1.5%的味精和0.5%的食盐水溶液；鲜汤即1.5%速食汤基料水溶液，速食汤基料由50%食盐、7%蔗糖、3%脱水洋葱粉、3%牛肉萃取物、1.5%味精、1.2%焦糖色、0.2%白胡椒、0.2%芹菜粉和33.9%乳糖组成。将制备的美拉德呈味肽（0.025%）溶于清汤或鲜汤，加热至60℃，分装60mL样品和对照，请八名经过训练的评定员根据表1所列感官评定标准进行评定打分，计算各个分数的平均值。
表1 美拉德呈味肽添加至清汤或鲜汤中增鲜作用评定标准
对美拉德呈味肽的ABTS·+自由基清除能力的测定：
以去离子水将ABTS·+和K2S2O8分别溶解并混合，使其终浓度分别为7mmol/L和2.45mmol/L，在室温、避光条件下静置12h-16h，获得ABTS·+储备液用磷酸盐缓冲液（10 mmol/L，pH7.4）稀释，使其在734nm处吸光值达到0.700±0.020，形成ABTS·+测定液。取4.0mLABTS·+测定液，加入401Trolox或美拉德呈味肽稀释液，准确震荡30s，6min后测定反应液在734nm处的吸光值。Trolox在0-4 mmol/L时具有较好的线性关系。每个美拉德呈味肽样品至少测定三个浓度并呈线性关系，计算Trolox当量（Trolox Equivalent Antioxidant Capacity），即TEAC值。
由表2可见，本发明制备的美拉德呈味肽在清汤和鲜汤中的添加量为0.025%时，可显著增强汤的鲜味、醇厚感和延渗感。
由表3可见，本发明制备的美拉德呈味肽的ABTS自由基清除能力与合成抗氧化剂BHA和BHT相当，显著高于天然抗氧化剂Vc和VE相当。
表2：美拉德呈味肽增鲜作用结果
表3：美拉德呈味肽与抗氧化剂自由基清除能力比较结果
Claims (2)
1.一种具有抗氧化作用的美拉德呈味肽的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）原料预处理
用鱼类加工下脚料，洗净绞碎，按原料质量的5-15倍，加入0.01-0.1mol/L的 NaOH溶液浸泡5-60min后，水洗至中性，再按原料质量的5-15倍，加入0.05-0.5%的 H2SO4溶液浸泡5-60min后，水洗至中性，最后按原料质量的5-15倍，加入纯水30-70℃浸提过夜，5,000×g离心20min，收集上清液，上清液为胶原蛋白提取液；
（2）胶原蛋白的可控酶解
将胶原蛋白提取液调节为1-15%浓度的水溶液，调节pH值，加热至45-55℃，加入胶原蛋白重量的0.5-1%的胰蛋白酶和1-2%碱性蛋白酶中的一种或两种，酶解至水解度为17-23%，90℃灭酶10min，冷却后5,000×g 离心15min，收集上清液，上清液为酶解液；
（3）超滤富集1,000-5,000Da胶原肽
将酶解上清液通过1,000Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，得到分子量为1,000-5,000Da的胶原肽；
（4）美拉德呈味肽的制备
将分子量为1,000-5,000Da的胶原肽制成浓度10-30%的水溶液，添加1-5%的木糖、核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖中的一种或几种的任意混合物，80-110℃反应1-4h后；将反应液通过1,000 Da和5,000Da的超滤膜过滤，取两膜之间的透过液，浓缩，冷冻干燥，即到分子量为1,000-5,000Da的美拉德呈味肽。
2.一种用权利要求1所述方法制备获得的具有抗氧化作用的美拉德呈味肽，其特征在于呈味肽分子量范围1,000-5,000Da、肽含量≥90%，游离氨基酸和寡肽含量≤1%，美拉德修饰的肽含量25-35%；美拉德风味肽水溶液可感阈值0.03-0.08%。
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