CN110267548A - 天然风味基料以及用于其制备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制备天然风味基料的方法和可通过这种方法获得的风味基料。本发明的另外方面是用于为食物产品提供天然蔬菜风味香韵的方法。

Description

天然风味基料以及用于其制备的方法

本发明涉及用于制备天然风味基料的方法和可通过这种方法获得的风味基料。本发明的另外方面是用于为食物产品提供天然蔬菜风味香韵的方法。

通常使用添加剂诸如纯化的氨基酸、维生素或风味分子来增强食物产品中风味反应物和组合物中的体香(body)和味道。然而，使用这些添加剂的问题在于它们不被认为是天然的，因为它们通常首先通过纯化或化学合成获得，这些纯化或化学合成涉及一个或多个非天然加工步骤，诸如使用化学洗脱液从杂质中洗脱，或者化学合成反应。

包括欧洲的各个国家的天然风味物标准将仅由天然组分制成但通过进行化学过程或添加其它组分制备的风味物确定为非天然风味物。一个示例是通过两个步骤(发酵和化学还原)制备L-半胱氨酸的方法。出于这个原因，期望具有仅使用天然过程诸如发酵并省略任何化学生产步骤而制备的风味组分。

WO 2009/040150公开了通过使用棒状杆菌属(Corynebacterium)、短杆菌属(Brevibacterium)或芽孢杆菌属(Bacillus)的属的微生物进行发酵而生产的天然的货架稳定的口感增强的美味基料(savoury base)。该美味基料包含介于10重量％和80重量％之间的量的天然衍生化合物诸如谷氨酸盐、肌苷一磷酸(IMP)和鸟苷一磷酸(GMP)；和另外的天然衍生的选自有机酸、氨基酸、肽和香味化合物的化合物；并且该美味基料的低脂肪含量在0重量％至15重量％的范围内。所公开的美味基料改善了食物产品中的鲜味味道。然而，其本身并不提供头香香韵。

EP0357812描述了用于改善来源于微生物的蛋白质产物的风味的方法，该方法包括在存在风味增强添加剂的情况下培养微生物、加热处理所得的发酵物，并且然后在不存在离心的情况下干燥所述发酵物。发酵期间所添加的风味增强添加剂的示例是动物副产物(牛肉提取物、猪肉提取物或鸡肉提取物)或通过添加乳制品前体和脂肪酶所产生的脂肪酸。该添加剂以0.5重量％至5重量％使用。在这种情况下，目的是生产富含蛋白质的食料，而不是富含可用于后续风味反应的前体的中间成分。

WO2015020292涉及用于制备肌苷-5'-一磷酸(IMP)发酵肉汤或谷氨酸发酵肉汤作为用于制备天然风味物的原料的方法。该方法包括两个发酵步骤，即第一真菌发酵步骤和第二细菌发酵步骤。IMP发酵肉汤和谷氨酸发酵肉汤可作为用于制备各种天然风味物，例如中性风味物(WO2015012466)，以及牛肉风味物(WO2015012464)、鸡肉风味物、猪肉风味物、浓厚味(kokumi)风味物(WO2015012465)等的原料。这些风味物可通过使用不同的原料，或稍微改变培养基组合物，或者在混合发酵肉汤的过程、或反应或电渗析过程中控制包括温度、压力和时间的工艺条件来定制。具有如上所述的两个发酵步骤将对工业生产具有以下后果：(1)最终产品对原料特征和品质的变化高度敏感；(2)两个发酵步骤的控制涉及高度专业化的设备和操作技能；以及(3)最终产品的性能在很大程度上取决于水解期间释放的初始量。

通常，将酵母提取物作为天然氨基酸来源添加到食物产品中，和/或用于热反应风味方法(thermal reaction flavor process)中。US 4,879,130中提供了示例。然而，酵母提取物的使用通常为这种风味基料和食物产品添加典型的酵母香韵或异味。这通常不被许多消费者所喜欢，特别是在欧洲和美国。此外，酵母细胞的使用增加了在至少一个进一步的工艺步骤内冻干细胞的工艺步骤的复杂性。

因此，本领域和食品行业仍然需要提供用于制备美味风味基料组合物的新方法，该新方法可提供被消费者认为是绝对天然的风味基料，并且同时还可提供新的且更完整的且正宗的风味特征和风味头香。

发明内容

本发明的目的是改善现有技术、以及提供用于制备天然、美味的风味基料的新方法，该风味基料被消费者认为是全天然的，并且该方法为食物产品提供改善且全天然的风味特征。本发明的另外目的是用于为食物产品或调味产品提供天然且正宗的蔬菜风味香韵的方法。

本发明的目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求进一步发展本发明的构想。

因此，本发明在第一方面提供了用于制备天然风味基料组合物的方法，该方法包括以下步骤：

-在培养基中培养细菌菌株以在培养基中产生并积累L-甲硫氨酸至培养基的至少1.0重量％的浓度；

-任选地在所述培养步骤之后从所述培养基中分离所述细菌菌株；

-任选地在所述培养步骤之后浓缩所述培养基；

-在所述培养步骤之后向所述培养基添加还原糖；

-在添加还原糖之后，在75℃至170℃的温度下使培养基热反应至少5分钟；

-任选地在热反应步骤之后通过蒸发或喷雾干燥浓缩培养基；

其中还原糖以1:5至10:1(w/w)比例的糖:甲硫氨酸的量添加到培养基中。

在第二方面，本发明涉及可通过本发明的方法获得的天然风味基料。

本发明的第三方面涉及本发明的所存在的天然风味基料用于为食物产品添加蔬菜风味香韵的用途。

本发明的再一方面是用于为食物产品提供天然蔬菜风味香韵的方法，该方法包括将本发明的天然风味基料添加到所述食物产品的配方中的步骤。

本发明人发现，可将以过度产生L-甲硫氨酸的方式培养或以过度产生L-甲硫氨酸的方式进行条件培养的细菌菌株(诸如例如谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum))的培养物直接用于热反应过程，以产生被消费者认为是全天然的并且甚至与现有技术的美味风味基料相比出乎意料地具有改善的蔬菜风味特征的美味风味基料。对于这种新方法，可以这样进行细菌培养，即在发酵步骤之后不从培养基中分离细菌细胞，或者另选地，可首先通过沉降、离心和/或过滤在发酵之后从培养基中移除细菌细胞。为了易于进一步处理，可随后浓缩培养基以便移除大量存在于培养基中的水。因此，例如可获得残留水分含量仅为约5重量％至40重量％的浓缩培养基糊剂。然后可将还原糖例如葡萄糖添加至该浓缩培养基中，并且通过在高于75℃、优选高于85℃的温度下使混合物热反应来进一步处理混合物。该热诱导的化学反应也以术语美拉德反应众所周知。任选地，可随后将反应终产物进一步浓缩，例如，浓缩成糊剂，或干燥成粉末。

本发明人已出乎意料地发现，当使用该方法时，可产生天然风味基料组合物，该组合物与现有技术的方法相比具有显著改善的蔬菜风味香韵，现有技术方法仅利用普通的非条件细菌发酵培养基，诸如例如WO2009/040150中所述，或者通过在美拉德反应模型系统中使用分离的纯化的L-甲硫氨酸。其证据在本文下面的实施例部分中提供。因此，本发明提供了新方法，该方法具有绝对天然，即不使用和添加分离的化学品或分子，相对便宜并且在适用于工业上大规模应用的优点，并且该方法为所得的风味基料组合物提供甚至更好的蔬菜风味特征。

附图说明

图1：样品1至4的感官评价，分别标记为1至4。A代表马铃薯样，B代表蔬菜味，并且C代表甜味。

具体实施方式

本发明涉及用于制备天然风味基料组合物的方法，该方法包括以下步骤：

-在培养基中培养细菌菌株以在培养基中产生并积累L-甲硫氨酸至培养基的至少1.0重量％的浓度；

-任选地在所述培养步骤之后从所述培养基中分离所述细菌菌株；

-任选地在所述培养步骤之后浓缩所述培养基；

-在所述培养步骤之后向所述培养基添加还原糖；

-在添加还原糖之后，在75℃至170℃的温度下使培养基热反应至少5分钟；

-任选地在热反应步骤之后通过蒸发或喷雾干燥浓缩培养基；

其中还原糖以1:5至10:1(w/w)比例的糖:甲硫氨酸的量添加到培养基中。

本发明的术语“天然”意指“通过天然产生而制备”，即风味基料组合物仅通过发酵和加热处理来制备。因此，“天然”还意指风味基料组合物不包含人造化学化合物(诸如以合成方式产生的和/或以化学方式纯化的分子)并且风味基料组合物不通过添加人造化学化合物(诸如以合成方式产生的和/或以化学方式纯化的分子)来制备。这种不期望的分子的示例是风味化合物、着色剂、抗微生物化合物、维生素、氨基酸、有机酸、醇和酯。

通过发酵“培养细菌菌株”。通常，这种发酵浸没在水中并在封闭式或开放式发酵反应器中进行。培养基的选择和组合物取决于选择用于在所述培养基中产生并积累L-甲硫氨酸的细菌菌株的选择。通常，熟悉所选择的细菌菌株的发酵过程的技术人员知道并且可容易地构成适合于各培养过程的培养基。

优选，用于本发明方法的细菌菌株属于选自以下的属：棒状杆菌属、节杆菌属(Arthrobacter)、短杆菌属、芽孢杆菌属或微杆菌属(Microbacterium)。

在优选的实施方案中，细菌菌株的培养产生L-甲硫氨酸，并且将L-甲硫氨酸积累到培养基的至少1.5重量％、优选至少2.0重量％、优选至少2.5重量％、优选至少3.0重量％、优选至少4.0重量％、优选至少5.0重量％、优选至少10.0重量％、优选至少20.0重量％、优选至少25.0重量％的浓度。L-甲硫氨酸的浓度将更优选在培养基的5重量％至70重量％的范围内，更优选在培养基的10重量％至70重量％的范围内，更优选在培养基的20重量％至70重量％的范围内，更优选在培养基的25重量％至70重量％的范围内，更优选在培养基的30重量％至70重量％的范围内。

在一个实施方案中，本发明的方法还包括在培养步骤之后使细菌菌株加热失活的步骤。这种加热失活在发酵过程终止之后，即在培养基中的细菌细胞的生长期结束时进行，并且导致细菌细胞活力的失活，包括已释放的酶或仍包含在细菌细胞内的酶的失活。加热失活可潜在地防止关于例如，在不受控制的细菌的进一步生长和/或代谢和/或某些酶的不受控制的进一步的活跃的培养步骤之后培养基的复杂组合物的降解。

在另一个实施方案中，在培养步骤之后，即在发酵过程之后，将细菌菌株从培养基中分离。从培养基中分离细菌菌株通常可通过沉降、离心和/或过滤实现。该实施方案的优点可能是，在工业环境中本发明的方法中对培养基的进一步处理更容易。此外，细菌菌株在已终止发酵过程后潜在降低所实现的培养基的品质的风险降低。在本发明的实施方案中，该方法不包括任何热步骤、酶步骤和/或酸性冻干步骤。

在另一个实施方案中，可在培养步骤之后浓缩培养基。这可在有或没有先前从培养基中分离细菌菌株的情况下完成。因此，根据该实施方案的浓缩培养基可包含或不包含细菌细胞。优选，在培养步骤之后浓缩培养基通过部分或全部蒸发存在于培养基中的水。优选，所得的浓缩培养基为糊剂的形式。这样的糊剂仍可具有介于5重量％至40重量％之间、优选介于15重量％至35重量％之间的水含量。该实施方案的优点之一是其允许以更浓缩的形式与还原糖一起进行热化学反应步骤。这种化学反应的效率和收率将大大增加。

在本发明的一个实施方案中，在培养步骤终止之后添加到培养基中的还原糖为包含4个、5个或6个碳原子的单糖。另选地，也可使用二糖还原糖。优选，还原糖选自葡萄糖、木糖、核糖、鼠李糖、果糖、麦芽糖、乳糖、阿拉伯糖或其组合。最优选的糖是葡萄糖。

在本发明方法的一个实施方案中，还原糖以1:5至10:1(w/w)比例的糖：甲硫氨酸、优选为1:1至5:1(w/w)比例的糖：甲硫氨酸的量添加到培养基中。配比糖：甲硫氨酸应理解为还原糖对其L-甲硫氨酸的(重量/重量)比例。本发明人已经发现，在该比例范围内，在培养步骤之后向培养基添加还原糖可提供关于在以下化学热反应过程中产生典型的期望的蔬菜风味特征的最佳结果。

本发明的方法包括在添加还原糖之后在75℃至170℃的温度下使培养基热反应至少5分钟、优选至少10分钟的步骤。该步骤是在添加还原糖之后存在于培养基中的不同组分之间的化学反应步骤，并且是热诱导的。该热反应步骤通常也被称为美拉德反应。在该热反应步骤期间，来自培养基的不同前体分子例如与还原糖化学反应，从而产生新的风味和味道活性分子。最终，本发明的所选择的培养基与还原糖一起的总效果是在热诱导反应步骤之后提供该天然风味基料的全新且改善的风味特征。

优选，本发明方法的热反应步骤是在85℃至150℃、更优选95℃至130℃的温度下。

在本发明的另一个实施方案中，在添加还原糖之后和在热反应步骤之后将培养基干燥成粉末。干燥可例如通过喷雾干燥或真空干燥来实现。然后有利地，所获得的天然风味基料组合物可更好地融入非液体调味产品诸如例如调味粉末或调味片剂中。

本发明的另一方面是可通过本发明的方法获得的天然风味基料。如下文所提供的证据，这种新的天然风味基料具有改善的蔬菜风味香韵，并且因此可与类似的现有技术风味基料区分开来。

本发明的再一方面是本发明的天然风味基料用于为食物产品添加蔬菜风味香韵的用途。优选，食物产品选自烹饪用汤、面条、肉汤、酱汁、调味品、即食餐制备物、速溶和即饮饮料制备物、曲奇饼、蛋糕、零食、面团产品和薄脆饼。优选，本发明的烹饪用汤、肉汤、酱汁或调味产品为粉末、液体、粒状产品、片剂或糊剂的形式。此外，在食物产品为即食餐制备物、零食或面团产品的情况下，食物产品优选为冷冻的。

本发明的再一方面是用于为食物产品提供天然蔬菜风味香韵的方法，该方法包括将本发明的天然风味基料添加到所述食物产品的配方中的步骤。优选，该方法用于为食物或烹饪用调味产品提供天然的蔬菜风味香韵。

本领域的技术人员将理解，他们可自由地组合本文所公开的本发明的所有特征。特别地，可将对用于制备本发明的天然风味基料组合物的方法所描述的特征与可通过该方法获得的风味基料、所述风味基料的用途以及所述风味基料的使用方法组合，并且反之亦然。另外，可组合针对本发明的不同实施方案所描述的特征。

根据附图和实施例，本发明的另外的优点和特征将显而易见。

实施例1：

基本上如WO2009/040150中所述制备具有棒状杆菌属的培养基。由此，使细菌谷氨酸棒杆菌菌株在pH 6至7和温度37℃下在包含葡萄糖作为生长底物的培养基中生长约36小时。

然后，利用加热处理使细菌菌株失活，并通过过滤将细菌细胞从发酵培养基中分离。然后将呈现培养基的滤液通过喷雾干燥浓缩成粉末。

所获得的培养基粉末具有如表1中所示的氨基酸和天然有机酸组成。各自的量以发酵和过滤之后但浓缩之前的总培养基的％w/w提供。

表1：按干物质计的组成

然后将技术上纯的L-甲硫氨酸(来自新加坡的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Pte Ltd，Singapore))添加到粉末状培养基中以实现培养基的30重量％(按干物质计的w/w)的L-甲硫氨酸总浓度。然后将具有L-甲硫氨酸的粉末溶解于水中以得到10％(w/w)的溶液。然后，将9重量％的葡萄糖添加到该溶液中，从而得到具有3:1的葡萄糖：甲硫氨酸比例的含添加的葡萄糖的重构培养基。然后使该混合物经受20分钟的热加热反应至120℃，并且然后冷却至室温。其将被称为样品1。

实施例2：

制备参照样品，其具有等价量的处于缓冲水溶液中的纯L-甲硫氨酸(即，3重量％溶液，pH 6.5)。将10重量％的葡萄糖添加到该L-甲硫氨酸溶液中，从而得到葡萄糖-甲硫氨酸水溶液，其具有与实施例1中的培养基混合物相同的3:1的葡萄糖:甲硫氨酸比例。然后使该参照样品经受与实施例1中的混合物相同的热加热反应20分钟至120℃，并且然后冷却至室温。其将被称为样品2。

实施例3：

制备另一参照样品，其中使用了实施例1的具有谷氨酸棒状杆菌菌株的培养基而不添加L-甲硫氨酸。将喷雾干燥之后的粉末状培养基溶解于水中以得到10％(w/w)的溶液。然后，将9重量％的葡萄糖添加到该溶液中。该重构的培养基具有0.006重量％的天然L-甲硫氨酸浓度。因此，该添加有葡萄糖的培养基具有9:0的葡萄糖:甲硫氨酸比例。然后使该混合物经受20分钟的热加热反应至120℃，并且然后冷却至室温。其将被称为样品3。

实施例4：

制备另外的样品，其中使用具有有天然过量产生L-甲硫氨酸的谷氨酸棒状杆菌的培养基。没有添加附加的L-甲硫氨酸。获得了包含3重量％的L-甲硫氨酸的培养基。将该培养基喷雾干燥，并且然后溶解于水中以得到10％(w/w)的溶液。然后，将9重量％的葡萄糖添加到该溶液中。该粉末状培养基具有30重量％的天然L-甲硫氨酸浓度。因此，该添加有葡萄糖的培养基具有3:1的葡萄糖:甲硫氨酸比例。然后使该混合物经受20分钟的热加热反应至120℃，并且然后冷却至室温。其将被称为样品4。

实施例5：

使样品1至4经受由六名经训练的小组成员进行的感官评价。将所获得的反应混合物分装进12个品尝杯中。在第一轮品尝中，小组成员被要求提供与他们品尝的样品相关联的风味描述语。之后，小组成员就样品的三个关键描述语(马铃薯样、蔬菜味和甜味)达成一致。在第二轮品尝中，小组成员必须判断样品中感觉到的风味的强度，并将其标记为1至5的等级(1为非常低；2为低；3为中等；4为高；5为非常高)。计算所有反应的平均值，并在图1中描绘。

感官结果清楚地显示，对于含有培养基和L-甲硫氨酸的两个样品1和4，对于蔬菜描述语，风味发展显著更强。关于该描述语，水中具有等量L-甲硫氨酸的溶液(样品2)和不具有L-甲硫氨酸的参照培养基样品(样品3)在风味发展方面明显较次。

因此并且出乎意料的是，细菌培养肉汤环境中的L-甲硫氨酸在与还原糖反应时，相比于仅在水中以等摩尔浓度与相同且等量的相同还原糖反应时，提供浓烈很多且典型的头香风味特征。

因此，从图1所示的结果可以得出结论，方法提供天然风味基料，该天然风味基料具有与例如蔬菜风味相关的更强和典型的头香香韵，该方法包括培养基，该培养基包含提升的量的天然L-甲硫氨酸，通过培养细菌菌株产生和积累，并且然后在还原糖的存在下进行热反应。

实施例6：

可如以下文献中所公开的那样来获得具有增加量的L-甲硫氨酸的来自棒状杆菌属物种的培养基：Dharmendra Kumar，Metionine production by fermentation；Biotechnology Advances 23,(2005),41-61(通过发酵生产甲硫氨酸，《生物技术进展》，第23卷，2005年，第41-61页)或J.Kalinowski等人，Journal of Biotechnology,104,(2003),5-25(《生物技术杂志》，第104卷，2003年，第5-25页)。另选地，可通过在如US7,785,846或如以下文献中所规定的条件下培养棒状杆菌属获得包含增加量的L-甲硫氨酸的培养基：J.等人，Metabolic Engineering 8,(2006),353–369(《代谢工程学》，第8卷，2006年，第353–369页)。

具有积累的游离L-甲硫氨酸的培养基可首先例如通过加热处理进一步加工。这种加热处理可在约120℃的温度下进行1分钟至5分钟。

然后，可通过如本领域已知的标准过滤步骤从培养基中分离细菌细胞，并且通过从培养基中蒸发水来进一步浓缩。培养基然后以具有20重量％至25重量％的范围内的水含量的稠糊剂的形式存在。然后可将该糊剂储存在4℃下直至进一步处理。

可在水和作为还原糖的葡萄糖中由该糊剂再次重构培养基，该还原糖可以一定的量添加到培养基中以得到例如2:1或4:1的糖:甲硫氨酸比例。然后可将该混合物在125℃的热条件下在反应容器中反应25分钟。然后，使该混合物再次冷却至室温并经由喷雾干燥来干燥成粉末，以得到可用于食物产品中的天然风味基料组合物。

可对这种风味基料进行如上文实施例5中所述的感官分析，例如用经训练的品尝小组进行。如果与仅具有L-甲硫氨酸、糖和水的参照样品相比，或者与使用L-甲硫氨酸积累没有提升的标准细菌培养基的参照样品相比，对于至少上述3种描述语，这种感官结果将显示出显著更强的风味发展。

Claims (15)

1.用于制备天然风味基料组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

-在培养基中培养细菌菌株以在所述培养基中产生并积累L-甲硫氨酸至所述培养基的至少1.0重量％的浓度；

-任选地在培养步骤之后从所述培养基中分离所述细菌菌株；

-任选地在所述培养步骤之后浓缩所述培养基；

-在所述培养步骤之后向所述培养基添加还原糖；

-在添加所述还原糖之后，在75℃至170℃的温度下使所述培养基热反应至少5分钟；

-任选地在所述热反应步骤之后通过蒸发或喷雾干燥浓缩培养基；

其中所述还原糖以1:5至10:1(w/w)比例的糖:甲硫氨酸的量添加到所述培养基中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述细菌菌株属于选自以下的属：棒状杆菌属、节杆菌属、短杆菌属、芽孢杆菌属或微杆菌属。

3.根据权利要求1至2中的一项所述的方法，其中培养所述细菌菌株产生并积累L-甲硫氨酸至所述培养基的至少1.5重量％、优选至少2.0重量％、更优选至少5重量％的浓度。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，所述方法还包括在所述培养步骤之后使所述细菌菌株加热失活的步骤。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中从所述培养基中分离所述细菌菌株通过沉降、离心和/或过滤实现。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其中在所述培养步骤之后浓缩所述培养基通过部分或全部蒸发存在于所述培养基中的水。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中所述糖选自葡萄糖、木糖、核糖、鼠李糖、果糖、麦芽糖、乳糖、阿拉伯糖或其组合。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法，其中所述热反应步骤是在85℃至150℃、优选95℃至130℃的温度下。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法，其中在所述热反应步骤之后将所述培养基干燥成粉末。

10.天然风味基料，所述天然风味基料可通过根据权利要求1至9中的一项所述的方法获得。

11.根据权利要求10所述的天然风味基料用于为食物产品添加蔬菜风味香韵的用途。

12.根据权利要求11所述的用途，其中所述食物产品选自烹饪用汤、面条、肉汤、酱汁、调味品、即食餐制备物、速溶和即饮饮料制备物、曲奇饼、蛋糕、零食、面团产品和薄脆饼。

13.根据权利要求12所述的用途，其中所述烹饪用汤、肉汤、酱汁或调味品为粉末、液体、粒状产品、片剂或糊剂的形式。

14.根据权利要求12所述的用途，其中所述即食餐制备物、零食或面团产品为冷冻的。

15.用于为食物产品提供天然蔬菜风味香韵的方法，所述方法包括将权利要求10所述的天然风味基料添加到所述食物产品的配方中的步骤。