CN104000161B - 生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，包括如下步骤：1)、将麦片用水冲泡后再加入纤维素酶后进行酶促水解；酶促水解结束后，经灭酶处理后过滤、浓缩，得到麦片水解浓缩液；2)、取麦片水解浓缩液，加入占麦片水解浓缩液质量1.0～2.0％的混合氨基酸，加入占麦片水解浓缩液质量0.5％～2.0％高蛋白质制品，搅拌溶解后，加热到110～130℃，并保温60～90min；然后冷却至室温，得到麦片香料；所述混合氨基酸是由半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、谷氨酸组成的混合物；所述高蛋白质制品是指奶粉、乳清粉或炼乳。采用该方法制备得到的天然麦片香料香气纯正、浓郁醇厚。
Description
技术领域
本发明属于食品配料技术领域，特别涉及一种生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法。
背景技术
随着经济的快速发展，人民生活水平的提高，消费者健康意识的不断增强，人们对食品的风味与安全越来越重视。然而目前世界约80％左右的香料香精是化学合成，但发达国家如德国70％的香料香精是通过天然提取或生物技术制备得到的天然香料香精。因此，利用高新技术(包括从天然原料中高效率提取)制备的天然、安生性高的食用香料香精已成为必然趋势。美拉德反应型香精在欧洲被列为天然香精之一，美国食品药品监督管理局(FDA)也将反应型香料列为“通常认为是安全的”(GRAS)。国内外研制的美拉德反应香精主要是咸味香精。国内中外合资上海鼎盛食品有限公司通过该方法研制出新颖的牛肉调味品。
麦片的高营养、高膳食纤维，备受厂家和消费者的青睐。但添加了麦片的产品因麦片风味并不显著，无明显的香味特色，口感平淡，而难以形成一款上市产品。因此目前市场急需一支烤麦片风味的食品香料。而采用含氮、含硫等合成香料调配制成的烤麦香气香精相对容易，但在回归健康、营养、自然的大环境中，开发一款香气浓郁、风味纯正的天然麦片香料，满足生产者和消费者的需求势在必行。目前通过纤维素酶水解天然麦片，结合美拉德反应制备天然麦片香料的有关研究尚未见报道。因此以麦片为原料，采用食品高新技术及加工设备，制备天然麦片香料，产品不仅营养安全，香味纯正浓厚，而且具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以天然麦片的酶促水解产物、氨基酸、蛋白质等为原料经美拉德反应形成的天然麦片香料。本方法制备得到的天然麦片香料香气纯正、浓郁醇厚。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，包括如下步骤：
1)、按照麦片:水＝1:12～20(较佳为1:15～16.5)的质量比，将麦片用水冲泡，然后调节pH至4.5～5.0，于70～90℃水浴加热8～12min；接着冷却到室温，再加入纤维素酶，于45～55℃恒温、150～250rpm(较佳为200rpm)搅拌条件下酶促水解2～6h(较佳为2～3h)；
酶促水解结束后，先升温到85～95℃并保温14～16min(较佳为90℃并保温15min)，然后冷却至室温后过滤；所得的滤液经60℃旋转蒸发真空浓缩到原体积的30％～40％(例如为原体积的三分之一)，得到麦片水解浓缩液；
所述纤维素酶：(麦片+水)＝0.1～0.5％的质量比(较佳为0.15％～0.3％)；
2)、取麦片水解浓缩液，加入占麦片水解浓缩液质量1.0～2.0％的混合氨基酸，加入占麦片水解浓缩液质量0.5％～2.0％(较佳为1.2～1.6％)高蛋白质制品，搅拌溶解后，加热(油浴回流加热)到110～130℃(较佳为110～120℃)，并保温60～90min；然后冷却至室温，得到麦片香料(为具有纯正、浓郁而醇厚的麦片香料)；
所述混合氨基酸是由半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、谷氨酸组成的混合物；
所述高蛋白质制品是指奶粉、乳清粉或炼乳。
作为本发明的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法的改进：所述纤维素酶是以里氏木霉或黑曲霉为菌种发酵得到的纤维素酶。
作为本发明的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法的进一步改进：所述混合氨基酸是由半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、谷氨酸按质量比为2：3：1：3：1组成的混合物。
作为本发明的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法的进一步改进：步骤1)中的过滤是指过1.2μm滤膜。
作为本发明的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法的进一步改进：步骤1)中：于80℃水浴加热10min；酶促水解温度为50℃。
在本发明中，室温是指10～25℃。
在本发明中，以里氏木霉为菌种发酵得到的纤维素酶，例如可购自宁夏和氏璧生物技术有限公司≥10万酶活的纤维素酶。
在本发明中，以黑曲霉为菌种发酵得到的纤维素酶，例如可购自泰安信得利生物工程有限公司≥10万酶活的纤维素酶。
本发明具有如下优点和特点：
1、目前，纤维素酶主要应用于饮料、果蔬加工、调味品生产过程中，将其应用于香料生产尚未见报道；
且，美拉德反应主要应用于咸味香精的生产，在麦片香味香料中的应用并未见报道。
2、本发明的制备过程基本不加化学添加剂，具有较高的安全性，顺应时代要求，满足消费者需求，有广阔的市场前景和经济效益。
3、采用本发明方法所得的天然麦片香料(反应型香料)具有浓郁、纯正醇厚的烤麦片香气。
具体实施方式
为了理解本发明，下面以实施例子进一步说明本发明，但不限于这些实例。
实施例1、一种生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，依次进行如下步骤：
1)、称取麦片100g，加水1500g，混匀，调节pH到4.5(利用质量浓度为5％的柠檬酸溶液进行调节)，置于80℃水浴中加热10min，取出利用流水冷却到室温。加入2.4g里氏木霉发酵得到的纤维素酶(10万酶活)，搅拌均匀后于50℃恒温水浴中以200rpm搅拌，酶促水解2.0h。
酶促水解结束后，将反应体系升温到90℃并保持15min，从而使纤维素酶失活，流水冷却至室温，过1.2μm滤膜，所得的滤液经60℃旋转蒸发真空浓缩到三分之一体积时，停止浓缩，得到麦片水解浓缩液(约500g)。采用差量法计算酶水解率，得到麦片的水解率为50.5％。
酶水解率＝(麦片质量－酶解后的质量)/麦片质量。
备注说明：将酶促水解结束后的反应体系进行过滤除水以后，得到的滤渣的质量就是酶解后的质量。
2)、取上述麦片水解浓缩液500g，添加半胱氨酸2.0g、赖氨酸3.0g、甘氨酸1.0g、蛋氨酸3.0g、谷氨酸1.0g、乳清粉8.0g，搅拌使其(包括上述5种氨基酸及乳清粉)溶解后在油浴中回流加热到110℃，并保温90min，取出，流水冷却到室温，得到具有纯正、浓郁而醇厚的麦片香料。
实施例2、一种生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，依次进行如下步骤：
1)、称取麦片200g，加水3300g，混匀，调节pH到5.0，置于80℃水浴中加热10min，取出流水冷却到室温。加入10.5g黑曲霉发酵得到的纤维素酶(10万酶活)，搅拌均匀后于50℃恒温水浴中以200rpm搅拌，酶促水解3.0h，
酶促水解结束后，将反应体系升温到90℃并保持15min，使纤维素酶失活，流水冷却，过1.2μm滤膜，所得的滤液经60℃旋转蒸发真空浓缩到三分之一体积时，停止浓缩，得到麦片水解浓缩液(约1150g)。采用差量法计算酶水解率，得到麦片的水解度为53.8％。
2)、取上述麦片水解浓缩液500g，添加半胱氨酸1.0g、赖氨酸1.5g、甘氨酸0.5g、蛋氨酸1.5g、谷氨酸0.5g、炼乳6.0g，搅拌使其溶解后在油浴中回流加热到120℃，并保温60min，取出，流水冷却到室温，得到具有纯正、浓郁而醇厚的麦片香料。
对比例1-1、将实施例1步骤2)中的“半胱氨酸2.0g、赖氨酸3.0g、甘氨酸1.0g、蛋氨酸3.0g、谷氨酸1.0g”改成10g精氨酸；其余等同于实施例1。
对比例1-2、将实施例1步骤2)中的“半胱氨酸2.0g、赖氨酸3.0g、甘氨酸1.0g、蛋氨酸3.0g、谷氨酸1.0g”改成“半胱氨酸2.0g、赖氨酸2.0g、甘氨酸2.0g、蛋氨酸2.0g、谷氨酸2.0g”其余等同于实施例1。
对比例1-3、将实施例1步骤2)中的“半胱氨酸2.0g、赖氨酸3.0g、甘氨酸1.0g、蛋氨酸3.0g、谷氨酸1.0g”改成“半胱氨酸2.5g、赖氨酸3.5g、甘氨酸0.5g、蛋氨酸2.5g、谷氨酸1.0g”；其余等同于实施例1。
对比例1-4、将实施例1步骤2)中的“半胱氨酸2.0g、赖氨酸3.0g、甘氨酸1.0g、蛋氨酸3.0g、谷氨酸1.0g”改成“半胱氨酸1.5g、赖氨酸3g、甘氨酸1g、蛋氨酸4g、谷氨酸0.5g”；其余等同于实施例1。
对比例2-1、将实施例1步骤2)中的乳清粉由8.0g改成4.0g；其余等同于实施例1。
对比例2-2、将实施例1步骤2)中的乳清粉由8.0g改成12.0g；其余等同于实施例1。
对比例2-3、将实施例1步骤2)中的乳清粉分别改成大豆蛋白粉或鸡蛋全粉，重量不变；其余等同于实施例1。
对比例3-1、将实施例1步骤2)中的“加热到110℃，并保温90min”改成“加热到150℃，并保温80min”；其余等同于实施例1。
对比例3-2、将实施例1步骤2)中的“加热到110℃，并保温90min”改成“加热到90℃，并保温130min”；其余等同于实施例1。
对比例4-1、将实施例1步骤1)中的里氏木霉发酵得到的纤维素酶的重量由2.4g改成10g；其余等同于实施例1。
对比例4-2、将实施例1步骤1)中的纤维素酶分别改成木瓜蛋白酶、胰蛋白酶，重量不变；其余等同于实施例1。
实验：
将上述所有的实施例和对比例按照GBT14454.2-2008《香料香气评定方法》，请6位专家进行感官评价，给出评分。
感官评价的方法为：选择6名对麦片香气比较敏感的评价人员，前期进行模拟评价，显示这些感官评价员均能区别不同程度麦片香气样品间的差别。同时，对所有感官评价人员提供一种由麦片焙烤形成的具有浓郁麦片香气的对照样品，让感官评价人员根据实例样品的香气与对照样品的麦片香气接近程度进行在1～9分范围打分，与对照样品越接近分数越高，有异味、咸味、腥味或香气淡则分数低。最后对6名评价员给出的相同实施例或对比例样品评价分数进行统计，对异常值采用Q检验法进行分析剔除，然后对评价分数进行取平均值，报告结果，如表1所示。结果表明，对比例与实施例1均存在显著差异(5％显著水平)。
表1
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，其特征是包括如下步骤：
1)、按照麦片:水＝1:12～20的质量比，将麦片用水冲泡，然后调节pH至4.5～5.0，于70～90℃水浴加热8～12min；接着冷却到室温，再加入纤维素酶，于45～55℃恒温、150～250rpm搅拌条件下酶促水解2～6h；
酶促水解结束后，先升温到85～95℃并保温14～16min，然后冷却至室温后过滤；所得的滤液经60℃旋转蒸发真空浓缩到原体积的30％～40％，得到麦片水解浓缩液；
所述纤维素酶：(麦片+水)的质量比为0.1～0.5：100；
2)、取麦片水解浓缩液，加入占麦片水解浓缩液质量1.0～2.0％的混合氨基酸，加入占麦片水解浓缩液质量0.5％～2.0％高蛋白质制品，搅拌溶解后，加热到110～130℃，并保温60～90min；然后冷却至室温，得到麦片香料；
所述混合氨基酸是由半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、谷氨酸组成的混合物；
所述高蛋白质制品是指奶粉、乳清粉或炼乳。
2.根据权利要求1所述的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，其特征在于：
所述纤维素酶是以里氏木霉或黑曲霉为菌种发酵得到的纤维素酶。
3.根据权利要求1或2所述的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，其特征在于：
所述混合氨基酸是由半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、谷氨酸按质量比为2：3：1：3：1组成的混合物。
4.根据权利要求3所述的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，其特征在于：所述步骤1)中的过滤是指过1.2μm滤膜。
5.根据权利要求4所述的生物酶法结合美拉德反应制备天然麦片香料的方法，其特征在于：所述步骤1)中：于80℃水浴加热10min；酶促水解温度为50℃。
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