CN104187534B - 一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法，还涉及根据所述制备方法得到的奶香基料。本发明方法采用市售的脂肪酶与蛋白酶制备奶香基料，原料易得，水解程度高，产品稳定，适合工业化大生产。本发明方法制备的奶香基料较黄油酶解物在香气强度上有明显的提高，并且风味明显改善，没有了黄油酶解物常见的酸臭气息，而且香气更加浓郁饱满、回味悠长。该产品应用广泛，不仅可以应用于奶味香精的调配，还可以直接应用于烘焙、冷饮等食品中，市场前景十分广阔。

Description

一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法

【技术领域】

本发明属于食物添加剂领域。更具体地，本发明涉及一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法，还涉及根据所述制备方法得到的奶香基料。

【背景技术】

奶味香精是食品工业中应用最为广泛的香精之一，在烘烤食品、乳饮料、冰淇淋、雪糕、豆奶等食品中发挥着越来越重要的作用。奶味香精主要有化学型和天然型两种。化学合成的奶味香精香味单一，香气不自然，与天然的奶香香气还有较大差距。此外，化学合成方法在制备奶味香精的过程中会使用大量有机溶剂，不仅给环境带来负担，还大大降低了食品的安全性。与之相比，天然奶味香精则在香气和安全性上优越得多。随着人们对牛奶风味食品的自然香气及安全性的日益关注，天然奶味香精系列产品日益具有广阔的市场前景。

在目前奶味香精的制备方法中，不同方法制得的香精风味与组分差别较大。其中酶解制备的奶油香精香气自然、柔和，留香持久，对加香产品内在质量有明显的改善和提高，赋予加香产品天然奶香口味。因而，越来越为人们所关注。酶法制备天然乳味香精是通过选择合适的脂肪酶和乳脂肪，通过脂肪酶与乳脂肪作用释放出短链和中链脂肪酸，它们使产品具有一种独特强烈的奶香味。由于脂肪酸参与到类似微生物反应的过程中，增加了一些新的风味物质，如酮酸、甲基酮类、风味脂类和乳脂类等进一步提高了酶解物的风味。

CN101099561A公开了一种以奶油为原料生物转化成乳化型奶香料的方法，所述制备方法包括先利用脂肪酶对奶油进行酶解反应，灭酶后再乳化。

CN102178199A公开了一种高倍风味强度酶解黄油的制备方法及在奶味香精中的应用，该方法采用黄油和水混合制得的中性体系作为筛选模型，用筛选出的一组脂肪酶中的一种或几种组合分别进行酶解反应，得到一组相应的酶解黄油产品；采用相同的工艺条件对该组产品利用酸值和气质联用分析法确定酶解黄油风味物质；得到在相同工艺下酸值和风味成分相同的最终产品，则确定为最终制备方法。

CN103404828A公开了一种天然奶味香精的制备方法，即以稀奶油作为起始原料，加入乳化剂后与水混合，再用高速均质剪切机均质乳化，巴氏杀菌后冷却、调节体系pH为7.2-8.4、加入为稀奶油质量的0.5-2.0％的脂肪酶Palatase20,000L并控制温度为40-70℃进行酶解2.5-5.0h后再控制温度为85℃灭酶、冷却得到一种天然奶味香精。

CN1857112A公开了一种利用复合酶制剂制备奶味香精的方法，以天然奶油为原料，经过加水稀释、搅拌乳化、巴氏杀菌、降温、酶解、灭酶、浓缩而制成，其中复合酶制剂以脂肪酶为主要成分，其他成分还包括蛋白酶、葡萄氧化酶、过氧化氢酶和乳糖酶中的一种、两种、三种或四种。

近年来，黄油酶解物的发展较快，通过对pH值的控制和使用复合脂肪酶，产生不同风味的酶解物，从而造就了越来越多各种风味的奶味香精。但单纯使用黄油酶解物也有一定的局限性，仅仅靠黄油酶解后产生的脂肪酸或少量内酯类或甲基酮类，特别是高碳脂肪酸产生奶油的厚实感使香气结构产生一定的改变有其局限性。牛奶蛋白酶解方法的运用，产生多肽物和氨基酸物质，对奶味口感有一定帮助，但相对于酶解黄油来说，口味虽好，但香味强度不够。在高温条件下，油脂可发生聚合、分解和缩合反应等反应，其中无氧条件下，油脂可形成二聚单环化合物、醚、丙烯酸、脂肪酸、甲基酮和丙烯二醇二酯等，在有氧条件下，反应更为复杂，主要可形成醛、酮、酸、内酯、醇、短链脂肪酸酯和烃类等。

针对现有技术的缺陷，本发明利用油脂在高温下的特性，在可控的条件下对乳脂肪进行处理，使其产物的香气更加浓郁、丰富。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法。首先以黄油为原料对几种脂肪酶和蛋白酶的组合进行筛选和评价，工艺上综合了前人的经验积累，得到酸值较高的黄油酶解物；将黄油酶解物进一步氧化热裂解，严格控制热裂解的工艺条件，得到不同风格且奶香浓郁的奶香基料。

所述制备方法的具体步骤如下：

(1)配置缓冲溶液

以重量份计，用0.5-1份磷酸氢二钠、0.1-0.5份磷酸二氢钾和24份无菌水配置成缓冲溶液。

经过研究，黄油酶解使用的缓冲液以弱碱性为宜。在本发明方法中，采用磷酸氢二钠、磷酸二氢钾和无菌水以一定比例配置得到所述缓冲液。

(2)乳化

将100重量份黄油在40-60℃下加热熔化，继续加热至80-90℃，杀菌15-30分钟，接着冷却至40-60℃，然后加入24重量份步骤(1)得到的缓冲溶液，进行机械乳化，得到乳化液。

其中，所述的机械乳化为速率8000-12000rpm，持续0.5-5分钟。

利用步骤(1)得到的缓冲溶液维持体系的pH。

(3)酶解反应

以重量份计，向步骤(2)得到的乳化液中添加1重量份复合酶溶液，在温度40-60℃条件下充分振荡并持续反应7-9小时，然后对该组产品进行技术指标评定和感官评价，在最终油相酸值稳定后停止反应，接着将反应体系加热至80-90℃，保持15-30分钟使酶失活，去除水相部分，所得油相即为黄油酶解物。

根据有关文献(《酶解方式对黄油酶解物风味物质的影响》[J]，刘志东等人，食品工业科技，2010年第10期)记载，黄油酶解物中的主要风味物质为酮类和脂肪酸类物质，但其组成和相对百分含量有所不同。黄油酶解物中都含有的酮类物质是2-庚酮和2-壬酮；脂肪酸类物质为丁酸、己酸、辛酸、癸酸、9-癸烯酸、月桂酸、十四酸和棕榈酸等中、短碳链的脂肪酸；部分酶解物中含有丁位癸内酯和丁位十二内酯。因此，不同的酶解方法对黄油酶解物风味物质的组成和含量有较大的影响。

此外，研究发现(《脂肪酶酶解黄油制备天然乳味增香物的研究》[J]，刘志东等人，食品工业科技，2010年第9期)，C₄-C₁₂的脂肪酸对乳的香气贡献较大，而C₁₆以上的饱和脂肪酸则会带来皂臭味等不良气味，从而影响产品的香气质量，应尽量减少其生成。不同来源的脂肪酶由于酶活性中心结构的差异，水解相同的甘油三酯所表现出的脂肪酸特异性也就不同，表现为酶解物的酸价和感官评分也各不相同。因此，筛选出合适的脂肪酶，是获得纯正、浓郁奶味香基的前提。

在本发明方法中，所述复合酶是由脂肪酶与蛋白酶组成。其中，脂肪酶是一种或多种选自脂肪酶TL100L、脂肪酶Palatase20000L、脂肪酶AY30、脂肪酶MER或脂肪酶12K的脂肪酶。所述蛋白酶是一种或多种选自蛋白酶AX或蛋白酶MSD的蛋白酶。

所述的脂肪酶与蛋白酶均为本技术领域通常使用的商品化酶。其中，脂肪酶Palatase20000L是诺维信酶制剂公司产品，已经广泛地应用于奶油、奶酪等底物的酶解增香领域，脂肪酶MER是Amano酶制剂公司产品，具有很高的酶解三酰基甘油的能力，可作为动物脂肪酶的替代品而用于乳制品增香。

蛋白酶AX例如是天野酶制品集团生产销售的产品，可用于蛋白质水解去除苦味。

所述复合酶溶液是由前述脂肪酶、蛋白酶与缓冲液制备得到。其中，所述缓冲液是以重量份计，由0.8份磷酸氢二钠、0.2份磷酸二氢钾和24份无菌水配制而成。

所述复合酶与所述缓冲液的比例是0.45-0.65重量份:1重量份。

另外，在此步骤中会对酶解反应体系进行技术指标评定和感官评价。技术指标评定主要是对油相酸值、香气成分和应用情况等指标进行评定，从而达到控制酶解程度的目的。

在本发明方法中，对油相酸值的测定是根据国家标准《GB/T5530-2005动植物油脂酸值和酸度测定》限定的酸值测定方法进行的。所述测定方法采用的试剂、仪器及测定条件具体为：精确称取样品5.0g，置于锥形瓶中，用水浴微热熔融，加入预先中和的乙醚、乙醇混合液50mL，使之溶解，加入0.5mL，1％酚酞，然后氢氧化钾标准溶液滴至粉红色，10s内不褪色为终点，记录消耗氢氧化钾标准溶液的毫升数，试验重复3次，取平均值。

在本发明方法中，酸值表示为中和1g乳脂肪中游离脂肪酸所需氢氧化钠的量(mg)，其计算公式如下：

$\mathrm{AV}(\underset{\‾}{\mathrm{mgKOH}}/g)=\frac{56.1\×C\×V}{\underset{\‾}{M}}$

式中：

V——所用氢氧化钾标准溶液的体积(mL)；

C——所用氢氧化钾标准溶液的浓度(mol/L)；

m——样品的质量(g)；

56.1是氢氧化钾的摩尔质量。

与已有报道的天然奶香基料的制备方法相比，本发明的制备工艺对黄油水解程度更高，经测定黄油酶解物酸值可达160以上，并且与蛋白酶复合增加了奶味口感。

(4)氧化热裂解反应

将步骤(3)得到的黄油酶解物置于反应罐中，加热至110-130℃，并通入空气，通气量为0.1-1L/min，进行氧化热裂解反应，反应时间为1-3h。在反应结束后除去底层不溶物，得到的产物即为本发明的奶香基料。

氧化热裂解能弥补酶水解技术的缺陷，制备一些在脂肪酶水解产物中没有发现的奶香味成分。利用酶水解技术和热裂解技术的组合，可以制备许多奶香料重要成分，一些化合物如烯醛类物质，单靠脂肪酶水解奶油并不能获得，却能通过随后的氧化热裂解得到高浓度制备。尽管利用生物裂解酶也能专一性裂解脂肪酸为烯醛类物质，但商品化的裂解酶很难获得，因此，氧化热裂解可以作为产生烯醛类和内酯类化合物的有效手段。通过两种手段的组合，可以制得一种天然奶香料，该香料具有更好地天然协调性，能明显提高奶香味强度和丰富性，具有很好的工业化前景。

本发明方法中的氧化热裂解反应与报道的黄汉荣提出的天然奶香料的制备方法(《生物酶水解和氧化热裂解组合制备天然奶香料》，黄汉荣，陈玉铭，史清龙，罗昌荣，中国食品添加剂，2008年)相比，区别在于本发明通过改变工艺，保留了天然乳脂的脂肪气息，减少了部分酶解过程中产生的酸气，而后者产生的是接近牛奶的香气。

在本发明方法中，氧化热裂解反应进行的条件非常重要。加热温度为110-130℃，如果加热温度低于110℃，会造成反应发生不完全，不能产生所需的香气；如果加热温度高于130℃，则会反应过度，可产生其他复杂的不愉快气味。因而，110-130℃温度范围是适宜的。

空气的通气量为0.1-1L/min，之所以通气量为这一范围，是为了提供足够的氧气参与反应，使之充分反应。

本发明还涉及根据上述制备方法得到的奶味基料，所述奶味基料奶香厚实饱满、留香持久、奶油香气突出，有类似油脂的气息。

将得到的产品进行烘焙应用试验，所述试验的步骤大致包括配料、搅拌、烘烤等步骤。将试验所得产品进行感官评定，其评定项目为奶香强度、留香情况和口感。

由感官评定结果可知，根据本发明方法制备得到的奶味基料产品具有奶香厚实饱满、留香持久、奶油香气突出、有类似油脂的气息等特点。

[有益效果]

本发明方法采用市售的脂肪酶与蛋白酶制备奶香基料，原料易得，水解程度高，产品稳定，适合工业化大生产。本发明方法制备的奶香基料较黄油酶解物在香气强度上有明显的提高，并且风味明显改善，没有了黄油酶解物常见的酸臭气息，而且香气更加浓郁饱满、回味悠长。该产品应用广泛，不仅可以应用于奶味香精的调配，还可以直接应用于烘焙、冷饮等食品中，市场前景十分广阔。

【附图说明】

图1为根据本发明方法制备得到的奶香基料利用GC-MS分析的谱图。

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。在本发明中，如无特殊说明，“份”均为重量份，“比”均为重量比，“％”均为重量百分比。

实施例1：本发明的奶香基料的制备

该实施例步骤如下：

(1)配置缓冲溶液

用0.8份磷酸氢二钠、0.2份磷酸二氢钾和24份无菌水配置成缓冲溶液。

(2)乳化

将100重量份黄油在50℃下加热熔化，继续加热至85℃，杀菌15分钟，接着冷却至50℃，然后加入24重量份步骤(1)得到的缓冲溶液，得到的混合液进行机械乳化，速率为10000rpm，持续5分钟，从而得到乳化液。

(3)酶解反应

向步骤(2)得到的乳化液中添加1重量份复合酶溶液，所述复合酶溶液由0.2份脂肪酶TL100L、0.2份脂肪酶Palatase20000L、0.05份蛋白酶MSD和1重量份缓冲液组成，其中缓冲液是由0.8重量份磷酸氢二钠、0.2重量份磷酸二氢钾和24重量份无菌水配制而成。在温度50℃充分振荡并持续反应8小时，然后停止反应，接着将反应体系加热至85℃，保持15分钟使酶失活，去除水相部分，所得油相即为黄油酶解物；

(4)氧化热裂解反应

将步骤(3)得到的黄油酶解物置于反应罐中，加热至120℃，并通入空气，通气量为0.50L/min，进行氧化热裂解反应2h，在反应结束后除去底层不溶物，得到的产物即为本发明的奶香基料。

对所得奶香基料进行GC-MS分析，结果如图1所示。

将得到的产品进行烘焙应用试验，对所得烘焙食品进行感官评定，结果令人满意，该奶香基料具有奶香厚实饱满、留香持久、奶油香气突出、有类似油脂的气息等特点，优于现有技术的同类产品(特别是不经过氧化热裂解反应得到的黄油酶解物)。

实施例2：本发明的奶香基料的制备

该实施例步骤如下：

(1)配置缓冲溶液

用0.5份磷酸氢二钠、0.5份磷酸二氢钾和24份无菌水配置成缓冲溶液；

(2)乳化

将100重量份黄油在40℃下加热熔化，继续加热至90℃，杀菌20分钟，接着冷却至40℃，然后加入24重量份步骤(1)得到的缓冲溶液，得到的混合液进行机械乳化，速率为12000rpm，持续0.5分钟，从而得到乳化液；

(3)酶解反应

向步骤(2)得到的乳化液中添加1重量份复合酶溶液，所述复合酶溶液由0.2份脂肪酶AY30、0.2份脂肪酶MER、0.2份脂肪酶12K、0.05份蛋白酶AX和1重量份缓冲液组成，其中缓冲液是由0.5份磷酸氢二钠、0.5份磷酸二氢钾和24份无菌水配制而成。在温度40℃充分振荡并持续反应9小时，然后停止反应，接着将反应体系加热至80℃，保持30分钟使酶失活，去除水相部分，所得油相即为黄油酶解物；

(4)氧化热裂解反应

将步骤(3)得到的黄油酶解物置于反应罐中，加热至110℃，并通入空气，通气量为0.1L/min，进行氧化热裂解反应3h，在反应结束后除去底层不溶物，得到的产物即为本发明的奶香基料。

该奶香基料具有奶香厚实饱满、留香持久、奶油香气突出、有类似油脂的气息等特点。

实施例3：本发明的奶香基料的制备

该实施例步骤如下：

(1)配置缓冲溶液

用1份磷酸氢二钠、0.1份磷酸二氢钾和24份无菌水配置成缓冲溶液；

(2)乳化

将100重量份黄油在60℃下加热熔化，继续加热至80℃，杀菌30分钟，接着冷却至60℃，然后加入24重量份步骤(1)得到的缓冲溶液，得到的混合液进行机械乳化，速率为8000rpm，持续3分钟，从而得到乳化液；

(3)酶解反应

向步骤(2)得到的乳化液中添加1重量份复合酶溶液，所述复合酶溶液由0.2份脂肪酶Palatase20000L、0.2份脂肪酶MER、0.05份蛋白酶AX、0.05份蛋白酶MSD和1重量份缓冲液组成，其中缓冲液是由1份磷酸氢二钠、0.1份磷酸二氢钾和24份无菌水配制而成。在温度60℃充分振荡并持续反应7小时，然后停止反应，接着将反应体系加热至90℃，保持27分钟使酶失活，去除水相部分，所得油相即为黄油酶解物；

(4)氧化热裂解反应

将步骤(3)得到的黄油酶解物置于反应罐中，加热至130℃，并通入空气，通气量为1L/min，进行氧化热裂解反应1h，在反应结束后除去底层不溶物，得到的产物即为本发明的奶香基料。

Claims (5)

1.一种利用黄油酶解物制备奶香基料的方法，其特征在于该方法的步骤如下：

(1)配制缓冲溶液

将0.5-1.0重量份磷酸氢二钠、0.5-1.0重量份磷酸二氢钾和24重量份无菌水配制成缓冲溶液；

(2)乳化

将100重量份黄油在40-60℃下加热熔化，继续加热至80-90℃，杀菌15-30分钟，接着冷却至40-60℃，然后加入24重量份步骤(1)得到的缓冲溶液，进行机械乳化，得到乳化液；

(3)酶解反应

以重量份计，向步骤(2)得到的乳化液中添加1重量份由脂肪酶、蛋白酶与缓冲液组成的复合酶溶液，所述脂肪酶是一种或多种选自脂肪酶TL100L、脂肪酶Palatase20000L、脂肪酶AY30、脂肪酶MER或脂肪酶12K的脂肪酶；所述蛋白酶是一种或多种选自蛋白酶AX或蛋白酶MSD的蛋白酶；在温度40-60℃条件下充分振荡并持续反应7-9小时，然后对该组产品进行技术指标评定和感官评价，在最终油相酸值稳定后停止反应，接着将反应体系加热至80-90℃，保持15-30分钟使酶失活，去除水相部分，所得油相即为黄油酶解物；

(4)氧化热裂解反应

将步骤(3)得到的黄油酶解物置于反应罐中，加热并通入空气，进行氧化热裂解反应，在反应结束后除去底层不溶物，得到的产物即为所述奶香基料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述的机械乳化为速率8000-12000rpm，持续0.5-5分钟。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述缓冲液由0.5-1份磷酸氢二钠、0.1-0.5份磷酸二氢钾和24份无菌水配制而成的；所述复合酶与所述缓冲液的比例是0.45-0.65重量份:1重量份。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中，黄油酶解物在反应罐中加热至110-130℃，通入空气的通气量为0.1-1L/min，反应时间为1-3h。

5.根据权利要求1-4之任一权利要求所述的制备方法得到的奶味基料，其特征在于所述奶味基料奶香厚实饱满、留香持久、奶油香气突出，有类似油脂的气息。