CN107467613B - 一种多孔硅胶微球及在肉味香精制备中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔硅胶微球及在肉味香精制备中的应用，该多孔硅胶微球以正硅酸乙酯为硅源，在模板剂作用下制备而成，模板剂为十二烷基～十六烷基三甲基溴化铵；制备方法包括：步骤A，将模板剂加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解，每升所述溶剂体系添加模板剂10‑20克；步骤B，将步骤A所得混合体系升温至45‑55℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化20‑30小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯15‑25毫升；步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，480‑520℃煅烧3‑5小时。本发明多孔硅胶微球可有效吸附猪肉蛋白酶解液中的苦味成分，而对肉味无明显改变，由于脱除了苦味成分，可以以该脱除苦味的猪肉蛋白酶解产物制备出口感更好的猪肉味香精。

Description

一种多孔硅胶微球及在肉味香精制备中的应用
技术领域
本发明属于食品领域，涉及肉味香精的制备，具体涉及一种多孔硅胶微球及在肉味香精制备中的应用。
背景技术
利用动植物蛋白的水解物生产肉味香精，从而制得肉味更逼真，强度更浓郁的天然肉味热反应香精，已成为目前研究的热点。蛋白质水解常用的方法包括化学法和酶法。化学法水解蛋白，反应条件剧烈，不易控制，环境污染严重，并且容易产生一些有毒或致癌物质，影响产物的安全性。与之相比，酶是一种高效能，高专一性和高度可变性的生物活性催化剂，其催化过程具有对底物特异性强、反应时间短、作用条件温和、反应易控、效率高、安全性大、污染小、能耗低等特点。因此，酶工程技术在肉味香精生产的应用越来越广，研究也越来越深入。因其产品营养丰富，品质稳定，使用量不受限制的特征和天然的香鲜味而越来越受到消费者的青睐。早期研究主要利用水解植物蛋白HVP通过热反应制备的肉味香精，尽管所用原料为天然产物，成本低，但还是属于模拟肉香味，其香气和香味仿真性都不够理想。用酶或酸水解植物蛋白作原料制备肉味香精，所得的产品焦糖味过重。用水解动物蛋白HAP通过热反应制备的肉味香精比较浓郁。目前国内肉味香精的生产多采用动物蛋白水解产物作为反应原料，配合使用HVP等进行热反应。
从20世纪50年代发现各种蛋白质水解液有苦味以来，科研工作者就致力于苦味机理的研究。对于蛋白水解液呈苦机理早期的研究存在两种观点，一种观点认为水解液的苦味是由多肽产生的，另一种观点认为水解液的苦味是由蛋白质水解过程中游离氨基酸的增加引起的。
其实早在50年代初期，有学者就系统地探讨了水解液的苦味，他们在研究酶法水解蛋白水解物时发现，由胶原蛋白和鸡蛋卵清蛋白制得的水解物不产生苦味，而乳白蛋白和酪蛋白在水解过程中产生苦味，当用活性炭处理这些带苦味的水解物后，水解物口味得到极大改善，苦味降低，并从活性炭上洗脱出有强烈苦味的多肽。这一研究表明，蛋白水解物中的苦味物质是多肽，而不是游离氨基酸。另外，有学者研究了六十种合成二肽的味觉特征，实验表明这些二肽分别带有酸味、苦味或无味，而带有苦味的肽类都含有一些长链烷基侧链或芳香侧链的氨基酸。到70年代左右，人们通过对蛋白质水解物中苦味物质系统深入的研究，基本弄清了这些苦味物质的化学本质是一些疏水性的肽类。这一研究成果为以后蛋白质水解过程中苦味的控制以及水解物中苦味物质的去除奠定了基础。研究认为苦味肽的苦味是其中的疏水性氨基酸引起的，在完整的天然蛋白分子中，大部分疏水性侧链藏于分子内部，不能与味蕾直接接触，感觉不到苦味，而当蛋白质水解成小分子肽时，会因暴露出疏水性氨基酸残基而呈苦味。因此，一般认为苦味肽的苦味强弱与其相对分子量和疏水性有关。
进入80年代，国内外的科研工作者系统地研究了疏水性氨基酸对多肽苦味的影响以及多肽氨基酸顺序和空间结构对苦味的影响。他们认为疏水性氨基酸的种类、顺序、空间结构均对苦味有不同程度的影响。有学者通过研究发现疏水性氨基酸处于肽链的C-末端时，苦味会更强一些。还有学者发现除了疏水性氨基酸残基位于C-末端使苦味更强外，一些碱性氨基酸残基(如Arg)也对肽的苦味有一定贡献。对于含有碱性氨基酸残基的苦肽，当此类残基位于N-末端时该肽的苦味更强，特别时当Arg残基紧接着Pro残基时，苦味肽的苦味更显强烈。另外，有学者认为认为多肽呈现苦味需要两个位点，一个位点起决定作用，而另一个位点起促进作用，前者应含有至少三个碳链的较大体积的疏水基团，后者可以是含疏水基团或含较大体积碱性基团的α-氨基酸。
最近研究表明，苦味的强度还不仅仅取决于疏水性氨基酸，其他因素在苦味的形成方面也起着相当大的作用，这主要是苦味的出现与肽链的空间结构有关。有学者发现当多肽链两端形成回折构象时，苦昧较重，而Pro残基对多肽链形成回折构象起着重要的作用，这是因Pro特有的亚胺基环结构使之不能与相邻氨基酸形成氢键所致。此外，氨基酸残基的构型对苦味也有影响。有学者通过合成Arg-Arg-Pro-Pro-Phe-Phe六肽，比较了D型-Phe和L型-Phe对苦味的影响，发现C-端为L-Phe的苦味更强些。
但事实上到目前为止，也没有什么权威机构对苦味肽致苦机理做过明确阐述，苦味机理包括多肽苦味机理仍然是个未解之谜，需要继续深入研究。
对于肉味香精，产品的风味和口感相当重要，然而蛋白经酶水解后却呈现出不同程度的苦味，苦味的形成引起了产品的风味缺陷，限制了蛋白质水解产物的应用。因此，减弱、阻止及除去蛋白质水解物的苦味，已成为研究重点。
硅胶是极其重要的高科技超微细无机材料之一，具有粒径小、比表面积大、表面吸附力强、表面能大，以及优越的稳定性、补强性、增稠性、触变性等，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。其中，硅胶微球是开发最早、研究最深入、应用最广泛的高效液相色谱固定相基质。此外，多孔性硅胶微球还广泛应用于催化剂、化妆品和食品等领域。
目前尚未见多孔硅胶微球在肉味香精制备中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔硅胶微球及在肉味香精制备中的应用。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种多孔硅胶微球，以正硅酸乙酯为硅源，在模板剂的作用下制备而成，所述模板剂为十二烷基～十六烷基三甲基溴化铵。
优选地，所述模板剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
优选地，溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为(2-3):(25-35):(20-30):100。
上述多孔硅胶微球的制备方法，包括如下步骤：
步骤A，将模板剂加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂10-20克；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至45-55℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化20-30小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯15-25毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，480-520℃煅烧3-5小时即得。
优选地，所述模板剂为十二烷基三甲基溴化铵，每升溶剂体系添加模板剂20克。
优选地，所述模板剂为十四烷基三甲基溴化铵，每升溶剂体系添加模板剂15克。
优选地，所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，每升溶剂体系添加模板剂10克。
上述多孔硅胶微球作为吸附剂在脱除猪肉蛋白酶解液苦味方面的应用。
一种制备脱除苦味的猪肉蛋白酶解液的方法，原料包括40-60份水、35-45份猪瘦肉、6-10份猪油、2-3份复合蛋白酶，均为重量份，步骤如下：
步骤A，先将猪瘦肉绞成肉糜，然后对肉糜进一步研磨，研磨过程中加入猪油；
步骤B，将研磨混合物和水置于反应釜中，升温至100-120℃反应0.5-1.5小时，然后冷却至43-47℃，调节pH值至6.8-7.2，加入复合蛋白酶酶解3-5小时得酶解液；
还包括：
步骤C，以上述多孔硅胶微球为吸附床，将酶解液以适当流速穿过该吸附床即得脱除苦味的猪肉蛋白酶解液。
十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂在制备具有脱除猪肉蛋白酶解液中苦味成分的功能的多孔硅胶微球方面的应用。
本发明的优点：
本发明提供的多孔硅胶微球可以有效吸附猪肉蛋白酶解液中的苦味成分，由于脱除了苦味成分，可以以该脱除苦味的猪肉蛋白酶解产物制备出口感更好的猪肉味香精。
附图说明
图1为经实施例1-3和对比实施例1-4多孔硅胶微球吸附后的酶解液苦味评定结果(n＝5)。
具体实施方式
下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。
实施例1：多孔硅胶微球的制备，模板剂为十二烷基三甲基溴化铵
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十二烷基三甲基溴化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂20克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为2.5:30:25:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
实施例2：多孔硅胶微球的制备，模板剂为十四烷基三甲基溴化铵
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十四烷基三甲基溴化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂15克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为2.5:30:25:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
实施例3：多孔硅胶微球的制备，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十六烷基三甲基溴化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂20克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为2.5:30:25:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
对比实施例1：多孔硅胶微球的制备，模板剂为十二烷基三甲基氯化铵
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十二烷基三甲基氯化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂20克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为2.5:30:25:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
对比实施例2：多孔硅胶微球的制备，模板剂为十四烷基三甲基氯化铵
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十四烷基三甲基氯化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂15克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为2.5:30:25:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
对比实施例3：多孔硅胶微球的制备，模板剂为十六烷基三甲基氯化铵
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十六烷基三甲基氯化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂20克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为2.5:30:25:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
对比实施例4：多孔硅胶微球的制备，溶剂体系为浓氨水-乙醇-水，其他同实施例1
多孔硅胶微球的制备方法包括如下步骤：
步骤A，将模板剂十二烷基三甲基溴化铵加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂20克；溶剂体系为浓氨水-乙醇-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、水的体积比为2.5:30:100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至50℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化25小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯20毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，500℃煅烧4小时即得。
应用实施例：用于猪肉蛋白酶解液苦味脱除
一种制备脱除苦味的猪肉蛋白酶解液的方法，原料包括50份水、40份猪瘦肉、8份猪油、2.5份复合蛋白酶(诺维信Protamex复合蛋白酶)，均为重量份，步骤如下：
步骤A，先将猪瘦肉绞成肉糜，然后对肉糜进一步研磨，研磨过程中加入猪油；
步骤B，将研磨混合物和水置于反应釜中，升温至110℃反应1小时，然后冷却至45℃，调节pH值至7.0，加入复合蛋白酶酶解4小时得酶解液；
步骤C，分别以实施例1-3和对比实施例1-4多孔硅胶微球为吸附床，将酶解液以穿过该吸附床即得脱除苦味的猪肉蛋白酶解液；具体地，将多孔硅胶微球置于内径20cm的玻璃硅胶柱中，使柱床高度为40cm，然后将酶解液以20mL/min的流速穿过柱床，收集液体冻干。
吸附后酶解液苦味值的测定：
苦味值的评价方法参照MOGENSEN L,ADLER-NISSEN J.Evaluating bitternessmasking principles by taste panel studies[C]//Frontiers of flavor:proceedingof the 5th International Flavor Conference Portokarras.Chalkidiki,Greece:IFCP,1987:1-3.
苦味值的测定：标准液以奎宁为基准，以E(E＝3×10-6mol/L)为下限，刚好没有苦味，32E为上限，再增加，苦味基本不增加，评分标准如表1所示。以蒸馏水漱口后取待评定液2mL(分别取经实施例1-3和对比实施例1-4多孔硅胶微球吸附处理后的酶解液冻干粉5g用50℃的温水溶解定容至2mL)品尝，10s后吐出，漱口后取与之味道相近的标准液进行品尝，若确定两味相近，就可将待评定液的苦味值定为标准液的苦味值，否则需要取其他的标准进行尝试，直至确定苦味值。重复上述方法5次取评定的平均值，结果如表2和图1所示。
表1苦味值的评分标准(5分制)
项目 32E 16E 8E 4E 2E aE
苦味描述 很苦 苦 较苦 中度苦 微苦 不苦
苦味评分 5 4 3 2 1 0
表2经实施例1-3和对比实施例1-4多孔硅胶微球吸附后的酶解液苦味评定
结果
Figure BDA0001406954200000071
本发明提供的多孔硅胶微球可以有效吸附猪肉蛋白酶解液中的苦味成分，且对肉味无明显改变，由于脱除了苦味成分，可以以该脱除苦味的猪肉蛋白酶解产物制备出口感更好的猪肉味香精。至于多孔硅胶微球的制备，可见模板剂对多孔硅胶微球对苦味成分的吸附效果影响较大，尤其是溴元素的存在对苦味吸附效果影响很大，但在物理结构上溴元素或氯元素的区别对于多孔硅胶微球的形貌、孔径影响不大，具体机理需要进一步研究。另外，溶剂体系的组成对所制备的多孔硅胶微球的苦味吸附效果也具有明显的影响。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (1)

1.一种制备脱除苦味的猪肉蛋白酶解液的方法，其特征在于，原料包括40-60份水、35-45份猪瘦肉、6-10份猪油、2-3份复合蛋白酶，均为重量份，
步骤如下：
步骤A，先将猪瘦肉绞成肉糜，然后对肉糜进一步研磨，研磨过程中加入猪油；
步骤B，将研磨混合物和水置于反应釜中，升温至100-120℃反应0.5-1.5小时，然后冷却至43-47℃，调节pH值至6.8-7.2，加入复合蛋白酶酶解3-5小时得酶解液；
步骤C，以多孔硅胶微球为吸附床，将酶解液以适当流速穿过该吸附床即得脱除苦味的猪肉蛋白酶解液；
其中，所述多孔硅胶微球的制备方法为：
步骤A，将模板剂加入到溶剂体系中，常温搅拌使模板剂完全溶解；其中，每升所述溶剂体系添加模板剂10-20克；其中，溶剂体系为浓氨水-乙醇-甘油-水混合溶剂，浓氨水、乙醇、甘油、水的体积比为(2-3):(25-35):(20-30):100；
步骤B，将步骤A所得混合体系升温至45-55℃后添加硅源正硅酸乙酯，搅拌均匀后恒温静置熟化20-30小时，每升混合体系添加正硅酸乙酯15-25毫升；
步骤C，熟化结束后冷却至常温，离心，洗涤，480-520℃煅烧3-5小时即得；
其中，所述模板剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
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