CN102551009B - 利用干果类原料制备天然干果香精的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其步骤是以花生粕、可可粉、咖啡粉等干果类物质为原料，先利用天然提取、树脂吸附和溶剂脱附技术提取浓缩上述原料中较易挥发的香味物质，得到水质香精A，然后将上述步骤剩余的原料烘干，烘烤重新产生香气后用有机溶剂提取，得到油质香精B，再将剩余的原料经酶水解，离心去除沉淀，和氨基酸、还原糖混合进行美拉德反应，得到浆状香精C，最后将酶解后的沉淀物喷雾干燥，还可以得到粉末香精D。经上述步骤，可以制得一系列不同状态，应用在不同产品中的干果香精。本发明提供的工艺简单，便于工业化生产，且充分利用原料，有助于降低生产成本，香气圆润、饱满、浓郁、天然。

Description

利用干果类原料制备天然干果香精的方法

技术领域

本发明涉及一种天然香料的生产方法，特别是一种天然干果类香精的制备方法，利用干果类原料经提取技术结合酶解技术和美拉德反应技术制备一系列不同状态，应用于不同产品的天然干果香精的方法。 

背景技术

干果香精在食品工业中应用广泛，是食品香精的重要一类，能广泛应用于饮料、乳品、冰品、烘焙、糖果、甜点等。花生、可可、咖啡是世界上重要的经济作物，具有浓郁芬芳的独特口味和重要的营养价值，随着食品结构和消费习惯的改变以及对外贸易的拓展，这些嗜好性的口味越来越受到消费者的欢迎。而随着人民生活水平的提高和食品工业的蓬勃发展，消费者对食品品质的要求也越来越高，在满足香气和口感的同时，安全、绿色、天然、健康的产品必将成为消费的主流。因此，干果类香精的开发具有广阔的市场前景，必将受到广大厂商和消费者的青睐。 

提取天然香料一直沿用水蒸气蒸馏法、压榨法和有机溶剂萃取法等。水蒸气蒸馏法是借助物料可随水蒸气一起挥发的特性而采用的方法，设备简单，易于实现，使用范围广，适宜于极性易挥发香气成分的提取。水蒸气蒸馏得到的产品浓度较低，香气弱，含有一定的水不溶性成分，不能直接用作香精，势必要经过浓缩。树脂吸附，有机溶剂脱附是一种新型的浓缩方式，克服了真空/减压浓缩，冷冻浓缩，刮板浓缩等传统浓缩方式可能会出现浮油，出现沉淀的缺点，设备简单，操作方便，浓缩后的产品澄清透明，无浮油，无沉淀。有机溶剂萃取法根据不同物质在不同溶剂中分配系数大小不同的原理，用一种或几种与水不相溶的有机溶剂从原料中选择性地提取有用组分的浸出液处理方法，具有选择性好，回收率高，设备简单，操作简便、快速，易于实现自动化控制等优点。传统的有机溶剂萃取较多地采用石油醚、乙醚等有机溶剂，容易在提取物中造成残留，混入杂味。用食用色拉油和ODO(辛酸癸酸辛酸甘油酯)来提取则克服了上述缺点。 

酶解是生产天然香精的常用办法，利用风味酶、脂肪酶等水解蛋白质、脂肪，使香气得以释放、增强，产生的游离氨基酸是进行美拉德反应的重要风味前体物质， 脂肪和脂肪酸亦是香气的重要组成部分。 

利用美拉德反应产生各种天然风味是食品风味研究的潮流，美拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴，是一种全新的香精香料生产应用技术，能在加热时产生平常难以得到的香气，产生更自然、更诱人、更逼真的香味效果，具有调配技术无法比拟的作用。利用美拉德反应生成的香料在国际上认为是属于天然香料范畴，被美国食品药品管理局(FDA)认定为是一般公认安全的产品(GRAS)。 

美拉德反应物是一种十分复杂的产品，氨基酸和各种羰基化合物之间的热反应是构成各种热加工香味的主要来源。美拉德反应制备花生、可可、咖啡等干果香精的主要原理是基于对天然物质在加热过程中产生风味物质的模拟。目前制备热反应型香料研究较多的仍集中在肉味、海鲜味等咸味香精，对于制备花生、可可、咖啡等甜味香精则研究较少，已有相关专利及文献报道了一种反应型花生香精的制备方法，如中国发明专利申请公开CN101473926，但该发明制备的香精经过人工修饰，不是天然香精。而且本发明所用酶源及酶种类与其不同，采用了可以改善风味的风味酶和降解脂肪、释放脂肪香气的脂肪酶同时作用于底物进行酶解，并且独特地加入了维生素C，明显地增强了反应物的香气强度，是未经人工调配的天然香精。除此之外，本发明的创新点还在于：1、本发明是经过水蒸气蒸馏，树脂吸附浓缩，有机溶剂萃取，酶解，喷雾干燥等加工工艺得到的同一类型、不同状态、不同香气的一系列香精，产品可根据需要加入到不同的食品中，如饼干、糖果、乳品、冰品、饮料等。原料在经过每一个步骤时均得到了充分利用，极大地降低了生产成本；2、本发明在经过水蒸气蒸馏后，将原料再次烘干、烘烤使其重新产生香气后再进行下一步工艺，克服了原料经蒸馏后香气有所减弱的缺点；3、不同于减压/真空浓缩，冷冻浓缩、刮板浓缩等传统浓缩方式，本发明中原料经水蒸气蒸馏收集馏出液后，采用新型的树脂吸附，有机溶剂脱附的方式对馏出液进行浓缩，去除了馏出液中的水不溶性成分，产品澄清透明，克服了传统浓缩产品可能浮油，可能沉淀的缺点。4、本发明采用食用色拉油和ODO(辛酸癸酸辛酸甘油酯)提取原料中的香气成分，不同于传统的用石油醚、乙醚等有机溶剂萃取，克服了传统方法易残留、易混入杂味的缺点。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有调配香精的缺点，为克服现有调配香精香气上的不足，提供一种天然干果类香精的制备方法。利用水蒸气蒸馏、酶解、美拉德反应、有机溶剂萃取等技术得到不同状态不同应用范围的香精产品。香气协调、柔和、浓郁，整个过程工艺简单，产品天然，物美价廉。 

本发明的天然干果类香精的制备方法，采用干果类原料为：花生粕或可可粉或咖啡粉制得不同状态的干果香精，该方法依次包括如下步骤： 

(1)水蒸气蒸馏： 

将原料烘干、焙炒后放入蒸馏罐内，从底部通入水蒸气，冷凝回流，按原料与馏出液1∶2-1∶8质量比收集馏出液，馏出液经板式过滤机过滤后用树脂吸附，使其香气附着在树脂表面，然后再用原料与溶剂质量比30∶1的有机溶剂洗脱，得到浓缩天然水质香精A； 

(2)有机溶剂萃取： 

将蒸馏后的原料烘干，经120-160℃，20-40min烘烤使其重新产生香气，按原料与溶剂1∶5-5∶1质量比加入有机溶剂在80-130℃提取0.5-3h，离心3000rpm，20min，取上清液静置3-5天后用滤纸过滤即可得到油质香精B； 

(3)酶解和美拉德反应： 

I、酶解：将经过上述步骤剩余的原料和柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液以质量比1∶1-1∶5混合搅拌，80-90℃灭菌15-30min后冷却，加入事先用少量缓冲液溶解的风味酶和脂肪酶，在40-60℃水浴条件下搅拌酶解6-24h后，80-90℃灭酶15-30min后冷却，离心去除沉淀得到酶解物，所述酶用量分别占原料质量的0.01-0.5％和0.1-1.0％； 

II、美拉德反应：将上述步骤1得到的酶解物1-50％，氨基酸0.4-10.2％，维生素C0.1-5.0％，D-葡萄糖0.1-15％，果糖0.1-15％，溶剂(去离子水1-30％，丙二醇或甘油40-90％)，混合均匀后，在100-140℃边搅拌边密闭加热回流10-280min，迅速冷却至室温，0-10℃保存，得到浆状香精C； 

(4)喷雾干燥： 

将乳化剂0.1-1.0％，稳定剂0.1-1.1％，载体10-30％混合后加入去离子水，在50-60℃保温至完全溶解，再加入步骤(3)I酶解后的沉淀物1-30％，混合，剪切(10000rpm，5min)。浆料在进风温度180-190℃，出风温度88±2℃条件下喷雾干燥，过筛20目得 到粉末香精D。 

上述所用酶源为：风味酶和脂肪酶。包括：购自美国万力公司的万力风味酶和脂肪酶CR，日本田野制药公司的风味酶β-Glycosidase和Lipase AY30和Lipase MER，南宁庞博生物有限公司的固体风味酶。所用原料为：可可粉、咖啡粉、花生粕。 

上述步骤(3)II美拉德反应制备可可浆状香精氨基酸的比例为：L-苯丙氨酸1.0-2.0％，L-亮氨酸1.0-2.5％，缬氨酸1.0-2.0％，甘氨酸0.6-1.5％，精氨酸0.2-1.2％，丝氨酸0.1-1.0％，反应条件为120℃，边搅拌边密闭加热回流35min。 

上述步骤(3)II美拉德反应制备咖啡浆状香精氨基酸的比例为：L-半胱氨酸0.01-0.1％，L-赖氨酸0.1-1.0％，丝氨酸0.1-1.0％，苏氨酸0.1-1.0％，L-精氨酸0.1-1.0％，反应条件为110℃，边搅拌边密闭加热回流4h。 

上述步骤(3)II美拉德反应制备花生浆状香精氨基酸的比例为：脯氨酸0.01-1.0％，天门冬氨酸0.01-1.0％，精氨酸0.01-1.0％，赖氨酸0.01-1.0％，反应条件为120℃，边搅拌边密闭加热回流2h。 

本发明的生产方法优点是： 

1、利用水蒸气蒸馏、树脂吸附、溶剂脱附、生物酶解等方式释放、提取、浓缩花生粕、可可粉、咖啡粉等干果类食品原料的香气，将美拉德反应应用于上述干果香精的制备，极大地提高了产品的科技含量和质量，缓解了可可、咖啡等原料来源不稳定、价格波动等因素的影响。 

2、本发明制备的干果香精纯正天然，香气浓郁协调，口感饱满，工艺简单，且对原料进行了充分利用，制得不同状态，可根据需要用于不同应用产品的系列干果香精，大大降低了生产成本。 

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的方法。 

实施例一： 

(1)水蒸气蒸馏：向50立升蒸馏罐内加入10kg可可粉，从底部通入水蒸气，以蒸汽冷凝后流量为250-300mL的速度进行水蒸气蒸馏，收集馏出液40kg，收集时间应在140-160min之间。将馏出液用10微米滤膜的过滤机过滤加入装有SP-207树脂的色层分析柱内以每分钟1-2升的速度过柱吸附后用无水乙醇洗脱，舍弃前段约0.4kg液体， 累计收集330g产品时停止，得到质量比30∶1的天然浓缩水质可可香精A。 

(2)有机溶剂萃取：将蒸馏后的可可粉烘干，经120-160℃，20-40min烘烤使其重新产生香气，按原料与溶剂1∶1质量比加入色拉油在110℃提取1h，离心3000rpm，20min，取上清液静置3-5天后用滤纸过滤即可得到油质可可香精B。 

(3)酶解和美拉德反应： 

I、酶解：将经过上述步骤的可可粉和磷酸缓冲液以质量比1∶3的比例混合搅拌，85℃灭菌15min后冷却，加入事先用少量缓冲液溶解的0.2％万力风味酶和0.4％脂肪酶CR(质量比)，在45℃水浴条件下搅拌酶解，冷凝回流16h后，85℃灭酶15min后冷却。 

II、美拉德反应：L-苯丙氨酸1.2％，L-亮氨酸2.0％，缬氨酸1.8％，甘氨酸1.0％，精氨酸0.4％，丝氨酸0.4％，葡萄糖3.4％，果糖10.2％，维生素C1.0％，上述步骤I得到的可可酶解物10％，去离子水10％，丙二醇58.6％，混合均匀后在120℃边搅拌边密闭加热回流35min，反应终止后迅速冷却到室温，得到浆状可可香精C。 

(4)喷雾干燥：酪朊酸钠1.0％，JMJ果胶0.8％，麦芽糊精25％混合后加入去离子水55.2％，在50-60℃保温至完全溶解，再加入步骤(3)I酶解后的沉淀18％，混合，剪切(10000rpm，5min)。浆料在进风温度180-190℃，出风温度88±2℃条件下喷雾干燥，过筛20目得到粉末可可香精D。 

实施例二： 

与实施例一相同所不同的是：步骤(1)中原料为咖啡粉，步骤(3)中美拉德反应的条件为：L-半胱氨酸0.04％，L-赖氨酸0.2％，丝氨酸0.2％，苏氨酸0.2％，L-精氨酸0.2％，D-葡萄糖0.2％，果糖0.2％，维生素C0.5％，酶解物15％，去离子水10％，丙二醇73.26％，混合均匀后在110℃边搅拌边密闭加热回流4h，得到浆状咖啡香精。 

实施例三： 

与实施例一相同所不同的是：步骤(1)中所需原料为花生粕，步骤(2)中酶制剂种类改变并且用量降低了，加入占花生粕质量0.1％风味酶β-Glycosidase和0.1％脂肪酶AY30在55℃酶解10h，85℃灭酶15min，离心得到酶解物后再进行美拉德反应。美拉德反应的条件为：脯氨酸0.1％，天门冬氨酸0.1％，精氨酸0.1％，赖氨酸0.15％，维生素C0.8％，D-葡萄糖0.2％，果糖0.1％，酶解物20％，去离子水5％，甘油73.45％，混合均匀后在120℃边搅拌边密闭加热回流2h，得到浆状花 生香精。改变酶制剂的种类且降低酶制剂的用量亦可达到相同的效果，同时缩短了水解时间，降低了生产成本。 

Claims (7)

1.一种利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，采用干果类原料为：花生粕或可可粉或咖啡粉制得不同状态的干果香精，该方法依次包括如下步骤：

(1)水蒸气蒸馏：

将原料烘干、焙炒后放入蒸馏罐内，从底部通入水蒸气，冷凝回流，按原料与馏出液1∶2-1∶8质量比收集馏出液，馏出液经板式过滤机过滤后用树脂吸附，使其香气附着在树脂表面，然后再用原料与溶剂质量比30∶1的有机溶剂洗脱，得到浓缩天然水质香精A；

(2)有机溶剂萃取：

将蒸馏后的原料烘干，经120-160℃，20-40min烘烤使其重新产生香气，按原料与溶剂1∶5-5∶1质量比加入有机溶剂在80-130℃提取0.5-3h，离心3000rpm，20min，取上清液静置3-5天后用滤纸过滤即可得到油质香精B；

(3)酶解和美拉德反应：

I、酶解：将经过上述步骤剩余的原料和柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液以质量比1∶1-1∶5混合搅拌，80-90℃灭菌15-30min后冷却，加入事先用少量缓冲液溶解的风味酶和脂肪酶，在40-60℃水浴条件下搅拌酶解6-24h后，80-90℃灭酶15-30min后冷却，离心去除沉淀得到酶解物，所述酶用量分别占原料质量的0.01-0.5％和0.1-1.0％；

II、美拉德反应：将上述步骤(3)I得到的酶解物1-50％，氨基酸0.4-10.2％，维生素C0.1-5.0％，D-葡萄糖0.1-15％，果糖0.1-15％，溶剂：去离子水1-30％，丙二醇或甘油40-90％，混合均匀后，在100-140℃边搅拌边密闭加热回流10-280min，迅速冷却至室温，0-10℃保存，得到浆状香精C；

(4)喷雾干燥：

将乳化剂0.1-1.0％，稳定剂0.1-1.1％，载体10-30％混合后加入去离子水，在50-60℃保温至完全溶解，再加入步骤(3)I酶解后的沉淀物1-30％，混合，剪切10000rpm，5min，浆料在进风温度180-190℃，出风温度88±2℃条件下喷雾干燥，过筛20目得到粉末香精D。

2.根据权利要求1所述的利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其特征在于步骤(1)中所用的有机溶剂为食品级无水乙醇。

3.根据权利要求1所述的利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其特征在于步骤(2)中所用的有机溶剂为食品级色拉油或辛酸癸酸辛酸甘油酯。

4.根据权利要求1所述的利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其特征在于步骤(3)II美拉德反应制备可可浆状香精氨基酸的比例为：L-苯丙氨酸1.0-2.0％，L-亮氨酸1.0-2.5％，缬氨酸1.0-2.0％，甘氨酸0.6-1.5％，精氨酸0.2-1.2％，丝氨酸0.1-1.0％，反应条件为120℃，边搅拌边密闭加热回流35min。

5.根据权利要求1所述的利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其特征在于步骤(3)II美拉德反应制备咖啡浆状香精氨基酸的比例为：L-半胱氨酸0.01-0.1％，L-赖氨酸0.1-1.0％，丝氨酸0.1-1.0％，苏氨酸0.1-1.0％，L-精氨酸0.1-1.0％，反应条件为110℃，边搅拌边密闭加热回流4h。

6.根据权利要求1所述的利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其特征在于步骤(3)II美拉德反应制备花生浆状香精氨基酸的比例为：脯氨酸0.01-1.0％，天门冬氨酸0.01-1.0％，精氨酸0.01-1.0％，赖氨酸0.01-1.0％，反应条件为120℃，边搅拌边密闭加热回流2h。

7.根据权利要求1所述的利用干果类原料制备天然干果类香精的方法，其特征在于步骤(4)中所用乳化剂为酪朊酸钠。