CN104010523B - 获自蔬菜加工的鲜味组合物 - Google Patents
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Abstract
制备调味组合物的方法，所述调味组合物具有鲜味和以总干物质的重量％计小于1重量％的MSG含量，所述方法包括下述步骤：a)在水中在任何给定温度下加热植物性物质以产生烹煮水，该烹煮水含有从植物性物质中提取的香味活性化合物；b)从烹煮水中分离植物性物质；和c)浓缩烹煮水以提供调味组合物。本发明还涉及能够通过所述方法获得的组合物，以及包含所述组合物的食品，例如汤和小吃。
Description
技术领域
本发明涉及具有鲜味的调味组合物，其由蔬菜的烫漂水或烹煮水获得。本发明特别涉及通过膜过滤或其它浓缩技术由蔬菜加工的侧流获得的调味组合物。
背景技术
食品工业生产的咸味产品的浓郁鲜味通常由谷氨酸单钠(MSG)、肌苷一磷酸(IMP)和鸟苷一磷酸(GMP)或酵母提取物或天然香料的组合提供。这些鲜味供体的共同基础通常是MSG，其可通过谷氨酸棒状杆菌菌株的发酵产生，然后提纯，或天然存在于某些原料中，例如肉、鱼、母乳、番茄和帕玛森(parmesan)乳酪。在一些国家，尤其是德国、法国和美国，消费者对添加的MSG的看法通常是负面的。因此需要对呈递鲜味供体或增强剂的问题的替代性解决方案。
蔬菜中的呈味化合物来自不同感官因素之间的相互作用，其来自碳水化合物存储化合物(尤其是单糖和二糖)——由结构聚合物提供的植物材料的质地，或来自次级代谢物。蔬菜中的呈味化合物还取决于生长条件、存储和用于蔬菜的准备和烹饪方法。在次级代谢物中，萜类化合物是味道和香味的主要贡献者，其次是硫代葡萄糖苷、烷基和链烯基半胱氨酸亚砜和酚类化合物。各萜类化合物被感知为具有宽范围的风味和香气，它们倾向于混合成胡萝卜的特征。硫代葡萄糖苷的酶法裂解产生芸苔属的典型风味和香气。甲基半胱氨酸亚砜也有助于芸苔风味，而这种和其它烷基和链烯基半胱氨酸亚砜的裂解产物产生葱属植物的辛辣和硫磺风味。酚类化合物通常产生更苦涩的风味，并已在所有种类的蔬菜中检测到(Brückner B.和Wyllie G.,2008.Fruit and vegetable flavor.Recent advances andfuture prospects.Woohead Publishing,2,11)。
在蔬菜的烫漂或烹煮过程中，味道活性成分溶解在水中。通常将这种水弃置，由于溶解的化合物的高化学需氧量，这会造成环境问题。
许多技术已频频用于提取和浓缩食品基质中的味道和香气分子。在烹饪领域中，主要通过缩减(reduction)进行浓缩。膜技术是这一领域中的技术的最早的成功工业应用之一(Sano,C.2009,American Journal of Clinical Nutrition.90:3,728s-732s)。反渗透的主要用途是浓缩液体食物，以补充或替代蒸发。纳滤用于脱盐和脱酸，伴随着部分浓缩，而超滤用于食物流的分馏、浓缩和提纯。微滤用于澄清和除去悬浮物以替代离心机和压滤机，也用于代替热将液体巴氏灭菌和杀菌。
浓缩蘑菇烫漂水的已知方法基于真空蒸发或蒸汽夹层锅浓缩。Chiang等人(1986,Journal of Food Science 51(3),608-613)使用超滤和反渗透将烫漂水浓缩至13％固体。分析非挥发性组分，例如IMP和GMP，并回收84％。这些核糖核苷酸被指示用于替代或增强MSG。回收的主要挥发性化合物是1-辛烯-3-醇、3-辛醇和3-辛酮。由感官评审小组评估芳香品质。没有检测到从烫漂水到浓缩物的品质变化。蘑菇片在不同温度下的提取和提取物的随后超滤和反渗透能够回收芳香化合物(Kerr,L.H.等人,1985,Journal of Food Science50,1300-1305)。
番茄富含天然谷氨酸。EP 2068650公开了利用膜技术从番茄浓缩物中回收番茄红素和柠檬酸，以产生清澈无味的番茄浓缩物。
海鲜加工工业自70年代以来已使用膜过滤处理回收解冻、洗涤或烹煮水中的有价值的肽或蛋白质(Cros等人,2005,Journal of Food engineering,69,425-436)。这一出版物公开了浓缩蛤贝烹煮水以制造天然香味浓缩物和净水流。可以使用反渗透实现由海鲜烹煮汁制造芳香浓缩物，但高盐含量使得预先脱盐步骤是必要的。可以借助电渗析脱盐以将盐含量降低85％而没有显著香味损失。进一步脱盐会导致香型改变，这取决于膜材料(Cros等人,2005,Desalination,180,263-269)。来自具有高污染负荷的buckies、虾和金枪鱼的烹煮水在返回环境之前必须处理。检验超滤和纳滤的组合以及超滤和反渗透的组合回收香味物质和净化废水的能力(Vandanjon,L.等人2002,Desalination144,379-385)。来自金枪鱼加工的烹煮汁具有高污染负荷，包括高化学需氧量、高氮含量和大量干物质。高NaCl负荷也是成问题的(Walha,K.等人,2009,Process Safety and Environmental Protection,87,331–335)。金枪鱼烹煮汁含有有意思的鱼味。高盐金枪鱼烹煮汁可通过一步或两步纳滤浓缩。可通过纳滤降低该汁的风味强度，由此改变香味性质(Walha,K.等人,2011,LWT–FoodScience and Technology,44,153-157)。
用于呈递鲜味的上述已知蔬菜加工侧流的主要缺点在于存在的MSG在进一步加工过程中变浓缩，并导致由其制成的任何调味组合物中不可接受的高MSG含量。申请人现在已经发现，作为食品工业中的侧流，尤其是来自豌豆或玉米的蔬菜烹煮或烫漂水，可通过膜法浓缩并用作天然调味溶液。换言之，申请人已经发现了一种由蔬菜提取物和蔬菜侧流制造鲜味组合物的方式，其不会浓缩所存在的天然MSG。本发明基于使用膜技术和其它浓缩技术，例如蒸发和缩减(reduction)。迄今为止，膜过滤技术在海鲜工业中仅为净化废水和脱盐而用于加工食品加工侧流，但没有用于获得鲜味。
因此，本发明的一个目的是提供由蔬菜加工侧流获得的鲜味组合物，或至少提供现有调味组合物的有用替代物。
发明概述
在本发明的第一方面中，提供了制备调味组合物的方法，该调味组合物具有鲜味和小于1重量％(占总干物质的重量％)的MSG含量，所述方法包括下述步骤：
a)在水中在任何给定温度下加热植物性物质以产生烹煮水，该烹煮水含有从植物性物质中提取的香味活性化合物；
b)从烹煮水中分离植物性物质；和
c)浓缩烹煮水以提供调味组合物。
可以在任何合适的温度下将植物性物质加热任何合适的时间，但优选在90℃至100℃下加热2至15分钟。该植物性物质可以是整个蔬菜或蔬菜碎片或它们的任何组合。在本发明的优选实施方案中，该植物性物质选自豌豆(Pisum sativum var.)、玉米(Zea maysvar.)、红甜菜根、白甜菜根、金色甜菜根(Beta vulgaris var.)、甘薯(Ipomoea batatasvar.)、胡萝卜(Daucus carota ssp.)、洋葱(Allium ssp.)、甜瓜(kelek-melon cucmber，Cucumis melo)和它们的任何组合。
优选地，在步骤c)的任何过滤操作之前将来自步骤a)的烹煮水冷却。一个或多个膜过滤操作可包括超滤、纳滤、微滤、错流过滤、反渗透或电渗透。
优选地，使用具有1至10纳米、优选5纳米截止孔径的膜进行超滤。该膜也优选是陶瓷膜。优选使用具有0.1至1纳米截止孔径的膜进行纳滤。该膜也优选是聚合物膜。
在一些优选实施方案中，步骤c)包括超滤操作和之后的反渗透过滤。优选对烹煮水施以超滤以产生第一渗余物和第一渗透物，对第一渗透物施以反渗透以产生第二渗余物和第二渗透物。可以合并第一渗余物、第一渗透物、第二渗余物和第二渗透物。
在本发明的第二方面中，提供了通过本发明的方法制成的调味组合物。
该调味组合物优选具有小于浓缩物的1重量％的MSG含量。
该调味组合物可以是任何合适的形式，但优选是片或立方体、粉末、酱、颗粒或液体。
再一方面，本发明提供了由调味组合物制成或含有调味组合物的食品，其选自烹饪产品，例如肉汤、酱汁和脱水汤粉，干食品，例如小吃、谷物和饼干，冷藏和冷冻产品，例如熟食(prepared meals)、营养产品、调味品和调味成分、食品补充剂、宠物食品和饮料。该调味组合物优选占食品总重量的0.01至50重量％，更优选0.5至15重量％。
附图简述
图1是显示本发明的方法的过滤步骤的流程图。
发明详述
本发明涉及制备具有鲜味的调味组合物的方法，包括在水中在最高达100℃下加热植物性物质，以产生含有从植物性物质中提取的香味活性化合物的烹煮水，从烹煮水中分离植物性物质，和对烹煮水施以一个或多个膜过滤操作以提供调味组合物。可使用这种方法获得的调味组合物和食品也构成本发明的一部分。
该方法为烹饪产品提供鲜味而不添加任何已知的增味剂，例如MSG、核糖核苷酸(IMP、GMP)或酵母提取物。申请人已经发现，来自罐装玉米的水、来自豌豆和来自甜菜根(红色和金色)和其它蔬菜的烹煮水在浓缩后提供鲜味。
在该方法的烫漂或烹煮步骤的过程中，味道活性成分溶解在烹煮水中。这种水在大多数情况中通常被弃置，由于其高的化学需氧量，这造成环境问题。本发明使用膜技术(例如反渗透、电渗透、错流过滤、纳滤)及其组合，以及浓缩技术，例如蒸发和缩减(reduction)，以浓缩蔬菜烹煮或烫漂侧流中存在的有价值的香味活性物质。如果需要，此后可以施加加热步骤。
除了由工业侧流生产在该工厂中可再使用的干净淡水的积极环境效应，该浓缩物质构成提供鲜味的调味组合物的基础。该浓缩物可以直接充当鲜味供体或充当辅助剂，以增强已存在的天然MSG的鲜味感。显著优点还在于在不添加MSG或任何其它调味成分或增味成分的情况下提供了强烈鲜味。此类成分具有不利的消费者认知。因此，避免使用它们能够获得消费者更认可的产品标签。
主要益处是在不添加增味剂的情况下提供鲜味。豌豆、玉米、甜菜根和其它蔬菜含有不同于MSG和已知核糖核苷酸的增味物质或其前体。因此，使用这些蔬菜增强鲜味感是一种新的途径。受过训练的鲜味评审小组评价在直接使用该烹煮水时，无增味剂的汤具有明显的鲜味。来自罐头的玉米烹煮汁的天然MSG值为0.04g/100mL，对于豌豆，在浓缩灌装豌豆水中为0.02g/100mL。这清楚表明，该鲜味感不来自天然存在的MSG。采用膜加工浓缩烹煮汁的方法已知用于海鲜生产，但主要是用于净化高度污染的废水。获自这一方法的浓缩物可用作调味成分以赋予产品鱼味。
来自例如豌豆或玉米的蔬菜烫漂水是蔬菜加工食品工业中的常见侧流。烫漂工艺通常在90至100℃之间进行2至10分钟，以在之后的加工过程中保持蔬菜的味道、颜色和质地的同时使酶失活。这种烫漂水理想地适用于本发明的膜浓缩步骤。
总体工艺方案显示在图1中。烫漂水(A)首先经超滤膜(B)过滤。渗透物I(D)然后经反渗透膜(E)过滤。渗透物II(G)具有淡水质量并可以再用于该工厂的工艺。渗余物II(F)含有浓缩的香味活性物质，并可以在干燥或不干燥的情况下用在香味产品中的增味产品中。渗余物I(C)也可以经反渗透膜(E)过滤。渗余物I可以与渗余物II混合。
应该理解的是，可以将植物性物质在任何合适的温度下加热任何合适的时间，以提供用于本发明的方法的烫漂或烹煮水。
也可以进行蔬菜本身或其组成部分的提取以获得蔬菜提取物。这些提取物此后可通过膜技术、蒸发、缩减(reduction)或其组合浓缩。
本发明适用于多种多样的蔬菜，包括豌豆(Pisum sativum var.)、玉米(Zea maysvar.)、红甜菜根、白甜菜根、金色甜菜根(Beta vulgaris var.)、甘薯(Ipomoea batatasvar.)、胡萝卜(Daucus carota ssp.)、洋葱(Allium ssp.)。
所用膜的截止孔径可以是使渗余物中所需香味成分的浓缩效应最大化的任何合适的尺寸。优选使用具有1至10纳米、优选5纳米截止孔径的膜进行超滤。优选使用具有0.1至1纳米截止孔径的膜进行纳滤。
本发明的调味组合物通常仅含少量MSG，其通常衍生自或存在于加工的植物性物质中，因此通常以低浓度存在。由于本发明的调味组合物不是纯食用，而是例如作为汤的成分加入，最终的菜中的最终MSG浓度小于0.5g/L。味道阈值在文献中被描述为在0.255和0.5g MSG/L(1.5–3mmol/L)之间(Behrens,M.等人(2011)Sweet and Umami Taste:NaturalProducts,Their Chemosensory Targets,and Beyond；Angew.Chem.Int.Ed.,50,2220–2242)。
该调味组合物可以是固体或液体形式，例如片或立方体、粉末、酱、颗粒或液体。
由本发明的调味组合物制成或含有本发明的调味组合物的本发明的食品可选自烹饪产品，例如肉汤、酱汁和脱水汤粉，干食品，例如小吃、谷物和饼干，冷藏和冷冻产品，例如熟食(prepared meals)、营养产品、调味品和调味成分、食品补充剂、宠物食品和饮料。典型食品包含该食品总重量的0.01至50％的量的该调味组合物。
本领域技术人员会理解，他们可以自由组合本文中公开的本发明的所有特征。特别地，对本发明的方法描述的特征可以与本发明的产品结合，反之亦然。此外，对本发明的不同实施方案描述的特征可以组合。从实施例中可看出本发明的其它优点和特征。
实施例
参照下述实施例进一步描述本发明。要认识到，要求保护的发明无意以任何方式受到这些实施例限制。
在下述实施例中，更详细地描述由蔬菜侧流制备天然增味剂的一般方法。实施例1描述了使用豌豆烫漂水获得该产品的一般方法。实施例2描述了可以如何组合单一膜级分以获得更高收率。实施例3描述了其它蔬菜烫漂水的使用。
实施例1:使用蔬菜侧流制备天然香味活性物质的一般方法
将豌豆在下述条件下烫漂：30千克豌豆，用70升水，在蒸汽烫漂隧道中在95℃下15分钟。将豌豆烫漂水冷冻直至在-20℃下膜过滤。
在将烫漂水解冻后，使用超滤单元在下述条件下进行第一次过滤：将4升烫漂水添加到膜系统的贮槽(图1中的A)中。槽内容物通过在中等速度下搅拌不断均化。使用总有效表面积为13平方米的管状陶瓷膜(截止：5纳米)进行超滤(B)。豌豆烹煮汁在该膜上切向流通。通量为126升/小时，使用水浴将温度控制在38℃并将压力保持在0.8巴。渗透物I体积为3升，且渗余物I体积为1升。使用总表面积为2平方米的管状聚合膜(截止：1纳米)对渗透物I施以反渗透(E)。将2.3升渗透物I(D)送入反渗透槽，并循环直至获得2.3升渗透物II和0.3升渗余物II。
由受过训练的感官评审团队评定各级分的鲜味强度。在水中稀释回初始烫漂水的干质量后品尝液体。结果显示在表1中，并清楚表明渗余物II的鲜味比其它级分高得多。未稀释的渗余物II中的MSG值为0.026g/100mL，这低于MSG的味道阈值。味道阈值在文献中被描述为在0.255和0.5gMSG/L(1.5–3mmol/L)之间(Behrens,M.等人(2011)Sweet and UmamiTaste:Natural Products,Their Chemosensory Targets,and Beyond；Angew.Chem.Int.Ed.,50,2220–2242)。
表1:过滤后的不同级分(再稀释回初始烫漂水的干质量)的鲜味强度。样品字母参考图1。所列结果是四位受过训练的尝味者团队中评定该鲜味强度的人数(0＝无鲜味；1＝几乎无法感知的鲜味；2＝明显可感知的鲜味；3＝强烈鲜味)。
实施例2:来自膜过滤步骤的单一级分的组合
组合来自实施例1的单一级分，并以相同方式评价鲜味。
表2:获自实施例1的单一级分的组合(再稀释回初始烫漂水的干质量)的鲜味感。样品字母参考图1。所列结果是四位受过训练的尝味者团队中评定该鲜味强度的人数(0＝无鲜味；1＝几乎无法感知的鲜味；2＝明显可感知的鲜味；3＝强烈鲜味)。
实施例3:其它蔬菜烫漂水的使用
对玉米烫漂水使用实施例1的一般方法。也遵循相同的风味评估。未稀释的渗余物II中的MSG值为0.042g/100mL，其低于MSG的味道阈值。
表3:过滤后的不同级分(再稀释回初始烫漂水的干质量)的鲜味强度。样品字母参考图1。所列结果是八位受过训练的尝味者团队中评定该鲜味强度的人数(0＝无鲜味；1＝几乎无法感知的鲜味；2＝明显可感知的鲜味；3＝强烈鲜味)。
实施例4:其它浓缩方法的应用
用玉米制备本发明的组合物的另一方法如下：在水中(蔬菜与水的比率为1:2)在95℃下加热玉米40分钟。过滤以除去固体碎片(大于1毫米)并留下水性提取物。在90–100℃下缩减水含量10至120分钟以浓缩香味化合物。
实施例5:其它蔬菜的使用
不同蔬菜用于水提取和通过缩减(reduction)浓缩。由此获得如表4中规定的液体浓缩物作为调味组合物。将该液体调味组合物以0.8至3.6(v/v)％的量添加到不含MSG的肉汤基料中。然后由受过训练的尝味者评审小组品尝所得肉汤液，并评价由该液体调味组合物提供的鲜味。这种评价的结果在表4中报道为Y(是)(其中感觉到这种鲜味)和N(否)(其中受过训练的评审人员没有感觉到这种鲜味)。原始液体浓缩物(即调味组合物)中的MSG浓度也以g/100g液体、以及以相对于这些浓缩物中的绝对干物质含量的干重量(wt)％报道在表4中。
表4:不同蔬菜调味组合物的鲜味的综述
1:参照湿浓缩物，通过HPLC测量(Gratzfeld-Huesgen,2002,Sensitive andreliable amino acid analysis in protein hydrolysates using Agilent 1100Series.Agilent Tech Note 5968-5658E)
2:完整可食用蔬菜的文献值(Souci,Fachmann and Kraut,2012,FoodComposition and Nutrition Tables,medpharm GmbH Scientific Publishers,Stuttgart,Germany,在线版本)
3:通过HPLC测量MSG(Gratzfeld-Huesgen,2002,Sensitive and reliable aminoacid analysis in protein hydrolysates using Agilent 1100 Series.Agilent TechNote 5968-5658E)
结果表明对于来自洋葱、胡萝卜、甜瓜、玉米、甜菜根、香豌豆、豌豆和甘薯的所选蔬菜提取物，可以感觉到明显的鲜味，这不归因于或仅极部分归因于MSG的存在，因为这些浓缩香味组合物中的MSG含量远低于1重量％(相对于总干物质的重量的％)。从马铃薯提取物中感觉到鲜味可以被认为归因于此类浓缩物中存在更多MSG。
要认识到，尽管已经参照具体实施方案描述了本发明，但可以在不背离如权利要求书中规定的发明范围的情况下作出变动和修改。此外，如果特定特征存在已知等同物，此类等同物就像明确提到那样并入本说明书中。
Claims (21)
1.制备调味组合物的方法，所述调味组合物具有鲜味和以总干物质的重量％计小于1重量％的谷氨酸单钠含量，所述方法包括下述步骤：
a)在水中在任何给定温度下加热植物性物质以产生烹煮水，其中所述植物性物质选自由豌豆(Pisum sativum var.)、玉米(Zea mays var.)、红甜菜根、白甜菜根、金色甜菜根(Beta vulgaris var.)、甘薯(Ipomoea batatas var.)、胡萝卜(Daucus carota ssp.)、洋葱(Allium ssp.)、甜瓜(Cucumis melo)和它们的任何组合组成的组，所述烹煮水含有从植物性物质中提取的香味活性化合物；
b)从烹煮水中分离植物性物质；和
c)浓缩烹煮水以提供调味组合物，所述浓缩步骤包括超滤操作和之后的反渗透过滤。
2.如权利要求1中所述的方法，其中所述调味组合物具有以总干物质的重量％计小于0.6重量％的谷氨酸单钠含量。
3.如权利要求1中所述的方法，其中所述调味组合物具有以总干物质的重量％计小于0.2重量％的谷氨酸单钠含量。
4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其中将所述植物性物质在90℃至100℃下加热2至15分钟。
5.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其中所述植物性物质是整个蔬菜或蔬菜碎片或它们的任何组合。
6.如权利要求4中所述的方法，其中所述植物性物质是整个蔬菜或蔬菜碎片或它们的任何组合。
7.如权利要求1至3和6任一项中所述的方法，其中在步骤c)中的浓缩之前将来自步骤a)的烹煮水冷却。
8.如权利要求4中所述的方法，其中在步骤c)中的浓缩之前将来自步骤a)的烹煮水冷却。
9.如权利要求5中所述的方法，其中在步骤c)中的浓缩之前将来自步骤a)的烹煮水冷却。
10.如权利要求1至3、6、8和9任一项中所述的方法，其中所述超滤使用具有1至10纳米截止孔径的膜进行。
11.如权利要求10中所述的方法，其中所述超滤使用具有5纳米截止孔径的膜进行。
12.通过权利要求1至11任一项的方法制成的调味组合物。
13.如权利要求12中所述的调味组合物，其具有以总干物质的重量％计小于0.6重量％的谷氨酸单钠含量。
14.如权利要求12中所述的调味组合物，其具有以总干物质的重量％计小于0.2重量％的谷氨酸单钠含量。
15.如权利要求12至14任一项中所述的调味组合物，其是片或立方体、粉末、酱、颗粒或液体形式。
16.食品，由如权利要求12至15任一项中所述的调味组合物制成或含有如权利要求12至15任一项中所述的调味组合物，其选自由烹饪产品、干食品以及冷藏和冷冻产品组成的组。
17.如权利要求16中所述的食品，其中所述烹饪产品选自由肉汤、酱汁和脱水汤粉组成的组。
18.如权利要求16中所述的食品，其中所述干食品选自由小吃、谷物和饼干组成的组。
19.如权利要求16中所述的食品，其中所述冷藏和冷冻产品选自由熟食、营养产品、调味品和调味成分、食品补充剂、宠物食品和饮料组成的组。
20.如权利要求16至19任一项中所述的食品，其中所述调味组合物占食品总重量的0.01至50重量％。
21.如权利要求20中所述的食品，其中所述调味组合物占食品总重量的0.5至15重量％。
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| EP1344459A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-17 | Société des Produits Nestlé S.A. | Seasoning compositions |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Solid-liquid Extraction of Mushroom Solids and Concentration by Reverse Osmosis;KERR L H等;《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》;19851231;第50卷(第5期);1300-1305 * |
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