CN109090436B

CN109090436B - 一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法

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Publication number: CN109090436B
Application number: CN201811045977.XA
Authority: CN
Inventors: 申光辉; 刘海娜; 张丽丹; 陈安均; 张志清; 黎杉珊; 吴贺君; 刘兴艳; 罗擎英; 敖晓琳; 张清; 罗松明
Original assignee: Sichuan Agricultural University
Current assignee: Sichuan Agricultural University
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: CN109090436A

Abstract

本发明公开了一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，包括以下步骤：调节马铃薯加工汁液的pH为3～4，然后加入果胶酶，于35～45℃条件下酶解4～6h，再调节汁液的pH为4～6，继续加入淀粉酶，于70～80℃条件下酶解4～6h。通过本发明方法能有效提高淀粉的水解效率，进而产生大量的还原糖，大量的还原糖与汁液中的游离氨基酸发生美拉德反应，从而产生了多种呈香风味物质，改善了汁液风味，此外，还有效去除了能带来汁液腥味的关键化合物，整体上提高了汁液风味接受度。

Description

一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法

技术领域

本发明农产品加工技术领域，具体涉及一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法。

背景技术

马铃薯高产耐瘠薄，适应性广，富含碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、矿物质及维生素等人体所需的营养素，是世界公认的全营养健康食品，是目前我国大力推广的“第四大主粮”。马铃薯的加工过程一般保留了除薯皮外的大部分营养物质，在马铃薯的加工过程中会产生大量的汁液。马铃薯汁液中含有碳水化合物、游离氨基酸等营养成分，直接排放会造成环境污染及资源浪费，若对其再加工利用，可解决汁液带来的环保问题，提高资源利用率，增加产业链附加价值，但汁液中含有令人较难接受的不愉快土腥味，大大限制了相关液体饮料产品的开发。如果汁液不能得到很好的资源化再加工利用，对马铃薯进行加工生产的企业必须承担较大的汁液治污成本，也丧失了加工工艺的成本优势，进而不能得到很好的推广应用。

目前国内外尚未见对马铃薯加工汁液进行预处理及再加工利用的研究。因此，如何采取有效的技术方法改善汁液风味是对汁液再加工利用的技术关键。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，该方法能有效去除马铃薯加工过程中产生的汁液的腥味物质成分，同时产生了多种香气化合物，从而改善了汁液的风味。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，包括以下步骤：调节马铃薯加工汁液的pH为3～4，然后加入果胶酶，于35～45℃条件下酶解4～6h，再调节汁液的pH为4～6，继续加入淀粉酶，于70～80℃条件下酶解4～6h。

本发明的有益效果为：淀粉酶是将富含淀粉的食品或原料中的大分子的淀粉水解成小分子的单糖物质，但酶解过程中由于游离氨基酸含量低，美拉德反应发生程度低，生产的物质量小，低于感官阈值，因此，一般对食品风味的影响较小；此外，马铃薯加工过程中产生的汁液中残留的淀粉含量并不高，一般不会想到使用淀粉酶对其汁液进行水解处理，但本发明无需额外添加还原糖，通过果胶酶与淀粉酶的结合，且通过特定的添加顺序并在特定的反应条件下对马铃薯加工汁液酶解，酶解过程中不仅可以释放部分被直链淀粉包埋结合的香气物质成分，还可以增加汁液还原糖的含量，使得汁液能够产生大量的还原糖，还原糖与汁液中的游离氨基酸发生美拉德反应，从而生成吡嗪、噻唑、呋喃等多种呈香风味物质；同时，在汁液酶解过程中，还发生醇类与游离脂肪酸之间的酯化反应，产生脂肪酸酯香气成分；此外，在汁液酶解过程中，汁液中的土腥味关键物质成分得到有效的去除，使得汁液风味得到明显改善。

进一步地，马铃薯加工汁液为马铃薯全粉加工过程中产生的汁液。

进一步地，加入果胶酶之前，调节马铃薯加工汁液的pH为3.5，加入果胶酶后，于40℃条件下酶解5h。

进一步地，加入果胶酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.3-0.6％。

进一步地，加入果胶酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.5％。

进一步地，加入淀粉酶之前，调节汁液的pH为4.5，加入淀粉酶后，于75℃条件下酶解5h。

进一步地，加入淀粉酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.6-1.0％。

进一步地，加入淀粉酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.8％。

进一步地，淀粉酶为α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为2～4:0.8～1.2混合的混合物。

进一步地，淀粉酶为α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为3:1混合的混合物。

采用上述进一步的方案产生的有益效果为：本发明采用果胶酶和淀粉酶对马铃薯加工汁液尤其是马铃薯全粉加工汁液进行处理时，淀粉酶优选为α-淀粉酶和γ-淀粉酶以特定比例混合的混合物，处理过程中通过不同酶的添加顺序及不同的添加量，在特定的条件下对马铃薯汁液进行处理，可使酶解反应高效进行，三种酶的结合能够产生最大量的还原糖，并与汁液中的游离氨基酸发生美拉德反应，使得反应过程中得到的呈香风味物质得到最大呈现，发挥其最大优势，并同时有效去除汁液中的土腥味关键物质，使得汁液的风味得到最大改善。

综上所述，本发明提供的马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，具有以下有益效果：

本发明方法简单可行，成本低，通过多种反应过程使其产生多种香气化合物的基础上，还有效去除了能带来汁液腥味的关键化合物，整体上提高了汁液风味接受度。

具体实施方式

随着马铃薯主食化战略的不断推进，马铃薯全粉作为生产加工马铃薯主食产品的重要原料，市场需求量日益旺盛。马铃薯全粉的传统制备方法包括清洗、去皮、切片、预煮、熟化、制泥、干燥等主要环节，其中薯泥干燥是马铃薯全粉加工能耗较高的环节之一。冻融分离法制备马铃薯全粉，通过对熟化薯泥进行冻融处理，离心后脱除大部分水分后再进行干燥，又称固液分离法，该方法可节约薯泥干燥时间，降低能耗成本，所得全粉细胞破损率低，市场竞争力强。但该工艺离心环节会产生30％～35％的汁液副产物，该汁液中含有丰富的碳水化合物、游离氨基酸等营养成分，但该方法分离得到的汁液却具有令人较难接受的不愉快土腥味，大大限制了相关液体饮料产品的开发。

本发明实施例针对马铃薯全粉加工过程中产生的汁液进行处理，因马铃薯除了含有淀粉外，还含有一定量的果胶物质，并与部分淀粉包裹在一起，在汁液中由于果胶质与部分淀粉结合形成复合物，阻碍了淀粉酶类与淀粉分子的结合，酶解作用较差，因此，本发明先使用果胶酶进行酶解处理，再添加淀粉酶处理，大大提高了淀粉水解的效率。

为了改善汁液不愉快风味，本发明利用淀粉酶酶解过程产生的还原糖与氨基酸发生复杂的美拉德反应，生产了多种香气化合物，同时有效消除了带来汁液腥味的关键化合物，整体上提高了汁液风味接受度。

实施例1样品(马铃薯全粉加工汁液)的制备

将新鲜马铃薯洗净、去皮，并将其切成厚度约2mm的薯片，再用蒸汽熟化10min，然后冷却至室温，再置于-20℃冷冻24h后自然解冻，将解冻后的熟化薯片装入三足式上部卸料离心机的滤布(200目)中，2500r/min离心10min，收集离心汁液，即为马铃薯全粉加工汁液。

本过程所选用的马铃薯品种为青薯9号、黑金刚和青薯168，然后对其所得汁液分别进行脱腥增香处理，即酶解处理，具体过程如下：

实施例2对样品进行果胶酶和淀粉酶的酶解处理

取100mL离心汁液，调节其pH为3.5，加入0.5％汁液重量的果胶酶，于40℃条件下酶解5h，再调节汁液的pH为4.5，继续加入α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为3:1混合的淀粉酶，淀粉酶总的加入量为汁液重量的0.8％，于75℃条件下酶解5h。

实施例3对样品进行果胶酶和淀粉酶的酶解处理

取100mL离心汁液，调节其pH为3，加入0.3％汁液重量的果胶酶，于35℃条件下酶解6h，再调节汁液的pH为4，继续加入α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为2:0.8混合的淀粉酶，淀粉酶总的加入量为汁液重量的0.6％，于70℃条件下酶解6h。

实施例4对样品进行果胶酶和淀粉酶的酶解处理

取100mL离心汁液，调节其pH为4，加入0.6％汁液重量的果胶酶，于45℃条件下酶解4h，再调节汁液的pH为6，继续加入α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为4:1.2混合的淀粉酶，淀粉酶总的加入量为汁液重量的1.0％，于80℃条件下酶解4h。

试验例1不同样品的腥味感官评价

对不同的马铃薯品种在酶解前和酶解后的汁液进行检测，检测其腥味及还原糖含量。

采用感官描述检验分析法对不同的马铃薯品种酶解前和酶解后汁液腥味强弱进行评分。实施例2-4的处理分别记为处理1、处理2和处理3。

感官评价小组由经培训后的15名专业人员组成，采用1-5分作为腥味强弱标准，其中0-1分为无明显腥味；1-2为可以识别的腥味；2-3为较弱刺激性腥味；3-4较强的刺激性腥味；4-5很强烈的刺激性腥味，以15人评分的平均值作为评分结果，并测定酶解前后汁液还原糖含量变化，其结果见表1。

表1 不同的马铃薯品种酶解处理前后汁液腥味和还原糖含量的变化

由表1可知，三种不同的马铃薯品种分离汁液腥味明显，经过本发明处理方法处理后的汁液，腥味明显减弱，汁液呈现较浓郁的怡人香甜气味，同时还原糖含量大幅度增加，能与汁液中的游离氨基酸发生明显的美拉德反应，从而产生了多种风味物质，改善了汁液风味。

本发明还做了相关对比试验，采用不同的酶进行酶解，检测还原糖的含量及汁液腥味值，具体为：

1、直接使用α-淀粉酶和γ-淀粉酶酶解黑金刚品种汁液，其还原糖总量为9.75mg/mL，酶解后的腥味仍有较浓的不良腥味。

2、取100mL黑金刚品种离心汁液，调节其pH为5.0，加入0.75％汁液重量的木瓜蛋白酶，于55℃条件下酶解5h。酶解后的汁液腥味值为3.65，汁液仍有较浓的不良腥味，脱腥效果不明显。

综上所述，采用本发明方法可大大提高淀粉水解的效率，有效去除汁液不良腥味。

试验例2酶解处理对样品挥发性风味物质组成的影响

1、挥发性物质的萃取

分别称取实施例1和实施例2所得样品6.00g，将其置于20mL顶空样品瓶中，用聚四氟乙烯隔垫密封，65℃水浴中平衡5min；将老化好的50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头插入样品瓶，顶空吸附萃取30min，然后取出萃取头迅速插入GC-MS进样口，250℃解吸5min。

2、GC-MS分析条件

将萃取头插入250℃气相色谱进样口老化30min。

色谱条件：HP－5MS色谱柱(30.0m×250μm×0.25μm)。

升温程序：起始柱温60℃，保持4min；以3℃/min升至150℃，再以10℃min升至220℃。

载气为高纯He，流速1.0mL/min。

进样方式为手动进样，不分流；进样口温度为250℃。

质谱条件：EI离子源温度为230℃，电子能量为70eV；四极杆温度为150℃；质谱扫描质荷比(m/z)范围为50-550。

3、挥发性成分的定性和定量分析

定性分析：用质谱和保留指数结合进行定性分析。通过NIST 11.L标准谱库进行检索，仅报道匹配度大于80(最大值100)的结果，并剔除萃取头带入的硅氧烷类杂质及色谱柱流失物质。

定量分析：各挥发性组分的相对含量采用面积归一化法计算。

4、结果及分析

青薯9号、黑金刚和青薯168所得的汁液酶解前后挥发性风味物质的GC-MS检测结果分别见表2、表3和表4。

表2 青薯9号汁液酶解前后挥发性风味物质的GC-MS检测结果

注：“—”表示没检测到。

表3 黑金刚汁液酶解前后挥发性风味物质的GC-MS检测结果

注：“—”表示没检测到。

表4 青薯168汁液酶解前后挥发性风味物质的GC-MS检测结果

注：“—”表示没检测到。

由表2、表3及表4可知，3种不同的马铃薯汁液酶处理样品均新产生了苯乙醛(花香、甜香)，大马士酮(芳香，花香)，2,3,5,6-四甲基吡嗪(烤肉香、焦香味、坚果香)等阈值较低的香味物质成分，此外，不同酶解样品还分别检出了壬醛、可卡醛、二苯甲酮、香叶基丙酮、苯乙酮、大马酮、香芹酚、噻唑类、呋喃类、吡嗪类及多种脂肪酸酯类香气化合物，同时汁液中主要腥味贡献成分1-辛烯-3-醇(土腥味)经酶解后消失。

此外，本发明还对木瓜蛋白酶酶解后的汁液的挥发性风味成分进行检测，检测结果见表5。

表5 木瓜蛋白酶酶解黑金刚汁液挥发性风味物质相对含量

由表5可知，木瓜蛋白酶酶解黑金刚汁液，酶解后的汁液中1-辛烯-3-醇相对含量仍较高，同时未检出美拉德反应典型吡嗪、呋喃等香气化合物。

综上所述，通过本发明方法能有效提高淀粉的水解效率，进而产生大量的还原糖，大量的还原糖能与汁液中的游离氨基酸发生明显的美拉德反应，从而产生了多种风味物质，改善了汁液风味，此外，还有效去除了能带来汁液腥味的关键化合物，整体上提高了汁液风味接受度。

Claims

1.一种马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，其特征在于，包括以下步骤：调节马铃薯加工汁液的pH为3~4，然后加入果胶酶，于35~45℃条件下酶解4~6h，再调节汁液的pH为4~6，继续加入淀粉酶，于70~80℃条件下酶解4~6h；

其中，马铃薯加工汁液为马铃薯全粉加工过程中产生的汁液；

加入果胶酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.3-0.6%；

加入淀粉酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.6-1.0%；

淀粉酶为α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为2~4:0.8~1.2混合的混合物。

2.根据权利要求1所述的马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，其特征在于，加入果胶酶之前，调节马铃薯加工汁液的pH为3.5，加入果胶酶后，于40℃条件下酶解5h。

3.根据权利要求1所述的马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，其特征在于，加入果胶酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.5%。

4.根据权利要求1所述的马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，其特征在于，加入淀粉酶之前，调节汁液的pH为4.5，加入淀粉酶后，于75℃条件下酶解5h。

5.根据权利要求1所述的马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，其特征在于，加入淀粉酶的重量占马铃薯加工汁液重量的0.8%。

6.根据权利要求1所述的马铃薯加工汁液的脱腥增香方法，其特征在于，淀粉酶为α-淀粉酶和γ-淀粉酶按质量比为3:1混合的混合物。