CN111296816A - 一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于包括如下步骤：原料预处理、酶解、离心、美拉德反应、混合。酶解、离心处理得到一定水解构成产物的胡麻籽粕酶解液，之后将胡麻籽粕酶解液与葡萄糖中进行美拉德反应，得到有利于吡嗪类挥发性物质增强的美拉德生香源产物，将美拉德生香源产物于胡麻籽油按比例进行混合，得到美拉德生香源胡麻油。与现有技术相比，本发明具有工艺简单，方法便利，成品色泽好，吡嗪类特征香气浓度、改良胡麻油固有风味等特点。

Description

一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源 产物的方法

技术领域

本发明涉及食品领域，主要涉及一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法。

背景技术

亚麻(Linum usititatissimum L.)俗称“胡麻”，属亚麻科(Linaceae)亚麻属(Linum)一年生或多年生草本植物。亚麻籽是亚麻的种子，也是我国主要的油料作物之一。目前亚麻籽产量每年稳定在38万～40万t，仅次于加拿大，位居世界第二。我国亚麻种植地主要分布在中国的华北、西北地区，且大多集中于甘肃、山西、内蒙、新疆、河北、宁夏等地。亚麻籽中富含多种营养成分，蛋白和油脂是亚麻籽中两大主要成分，研究表明，亚麻籽中脂肪含量达到43.58％，高于大豆的脂肪含量18％～22％，适合作为油料资源。蛋白含量达到20％以上，可以作为植物蛋白产品的来源。李燕青等对9种不同产地及种皮颜色的亚麻籽中氨基酸含量进行研究，发现9批亚麻籽样品中总氨基酸含量在15.7％～20.9％之间，其中人体必需的7种氨基酸平均含量可达6.02％，可以作为新食品原料或补充氨基酸的功能食品加以开发。亚麻籽中还含有丰富的人体必需的矿物质和微量元素，其中钾含量最高，甚至高于某些常见的高钾食物，如橙子、花生仁、虾米等。亚麻籽油中含有一定量的维生素E(17.4～43.4mg/100g)，主要以γ-生育酚的形式存在。作为一种天然抗氧化剂，VE在一定程度上可以使亚麻籽油中的自由基转变为较为稳定的化合物，有利于降低油脂中的氧化反应的程度，对延长产品的货架期具有一定的帮助。

目前，亚麻籽主要通过浸出或者压榨的方式用以制取亚麻油，经过压榨处理后常常产生大量的亚麻籽粕，其中含有32％～49％的蛋白，是一种很好蛋白资源。亚麻籽粕作为亚麻籽压榨制油后形成的主要副产物，大多被用于饲料工业，或做为农业肥料使用，造成了优质蛋白质资源的极大浪费。近年来，由于植物蛋白的高营养价值而受到研究学者的喜爱，但我国由于人口数量众多，资源相对短缺，对植物蛋白仍旧有很大的需求，因此如何充分利用植物蛋白，进一步发掘其潜在价值仍然任重而道远。目前，我国蛋白质利用率最高的当属小麦稻谷类蛋白及作为油料作物的大豆蛋白，而有一些优质的植物油料蛋白由于其本身的一些特性限制并没有被完全的开发利用，亚麻籽粕蛋白就是其中的一种。因此，加大对亚麻籽粕蛋白研发力度，细化亚麻籽粕蛋白工艺技术的研究，确定亚麻籽粕蛋白的应用方向，提升亚麻油副产物的附加值对于解决我国资源短缺的问题有重要的帮助。

蛋白质和美拉德反应的联系缺几句话，引向美拉德反应

美拉德反应经过复杂的历程，最终生成大量氮氧杂环类化合物，如吡嗪、吡啶、吡咯、糠醛、呋喃酮等，这些杂环化合物对加热食品所具有的烤香、烘焙香和坚果香等具有重要贡献，其中吡嗪类化合物是Maillard反应形成的重要风味物质之一，研究证明美拉德反应中生成的吡嗪类化合物对食用油的烘烤香气、坚果香气等有显著贡献。虽然植物油香味是多种风味物质共同作用的结果，但针对吡嗪类物质形成过程的进行研究，对调控植物油优质风味品质有重要的贡献作用。

CN105296140公开了一种基于美拉德反应制备浓香胡麻油的制备方法，其主要步骤是：对胡麻籽粕进行酶解、离心处理得到胡麻籽粕酶解液，之后将胡麻籽粕酶解液进行美拉德反应，得到美拉德生香源产物，将美拉德生香源产物于胡麻籽油按比例进行混合，得到美拉德生香源胡麻油。

因此，开发出一种可定向提升产品香味、生香过程可控的生香工艺，对于开发浓香亚麻油的新生香工艺十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法。

本发明公开了一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、原料处理：将胡麻籽粕和水混合，形成质量比为5％的悬浮液，在90℃水浴中处理10min，然后降温至室温，调节pH至7.0；

b、酶解：按照料酶质量比为1.2％，加入10万U/mg的中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为60min，之后高温灭酶15min，之后将灭酶后的亚麻籽粕酶解液经5000r/min离心20min，取上层清液，即得到水解度为7.87％的胡麻籽粕酶解液；

c、美拉德反应：在c步骤得到的酶解液中加入10％的葡萄糖，调节pH值为7.5，在130℃下反应2h，得到生香源产物。

所得到的美拉德生香源产物与胡麻油按照重量比1：80～150的比例进行震荡萃取香气物质，即得到美拉德生香源胡麻油。

上述a步骤的胡麻籽粕粉碎，粉碎粒度≤40目。

上述c步骤，离心在3000～5000r/min条件下离心10～20min。

上述美拉德生香源产物混合的胡麻油为冷榨或热榨方法所制得的胡麻油。

蛋白质回收率的测定如下：

将灭酶后的亚麻籽粕酶解液经5000r/min离心20min，按凯氏定氮法测定水溶性蛋白质的含量。计算公式如下：

水解度的测定如下：

采用甲醛电位滴定法和凯氏定氮法对酶解产物中的游离氨态氮与原料总氮量进行测定。计算公式如下：

挥发性香气成分测定如下：

①、萃取头初次使用时于250℃老化1h，以后每次使用前老化20min。

②、进样条件：10mL样品于顶空瓶中密封，设置自动进样器萃取温度60℃，平衡时间15min，萃取间30min，萃取解析时间4min。

③、GC条件：色谱柱：DB-WAX(30m×0.25mm,0.25μm)；程序升温的条件为40℃保持5min，然后以5℃/min升温至250℃，保持5min；进样口温度260℃，进样方式：不分流进样；载气：氦气(99.999％)载气流速设置为1mL/min。

④、MS条件：四级杆温度：150℃，扫描质量范围m/z：20～500；电离方式为电子轰击离子源(EI)，电子能量70eV；离子源温度230℃，接口温度260℃。

⑤、根据计算机谱库(NIST 2011)进行化合物的质谱鉴定，检测出挥发性成分匹配度大于80的化合物，最高匹配度为100。将化合物按峰面积归一化法进行定量分析，求得各化学成分在美拉德反应产物挥发性风味物质中的相对百分含量。

褐变程度测定如下：

将美拉德反应产物稀释10倍后分别在420nm和294nm处测定其吸光值，每个样品平行测定三次。

pH值测定如下：

将美拉德反应产物冷却至室温后，在4℃储藏条件下熟化12h后用pH计进行测定，每个样品平行测定三次。

氨基酸测定如下：

称取500mg核桃粕，用5g/100mL的三氯乙酸定容至25mL，静置1h后双层滤纸过滤得到滤液，移取滤液1mL，1000rpm离心10min后，取400μL样品待测。

HPLC：色谱柱ODSHypersil(4.6×250mm，5μm)；进样体积10μL；柱温40℃；梯度洗脱；流速1.0mL/min；紫外波长338nm，62nm；外标法定量。

肽分子量测定如下：

根据GB/T22492-2008对反应体系中的肽分子量进行测定。

数据分析采用Excel2010，SPSS 23软件进行数据统计分析，使用Origin 8.5处理数据和绘图。

与现有技术相比，本发明通过改变亚麻油的生香工艺，提升产品香味，并且产生香味的制备过程可控等特点。

说明书附图

图1是HS-SPME-GC/MS测定挥发化合物组成及挥发成分分析。

图2是模式美拉德反应主要挥发性成分分析

具体实施方式

实施例1：本实施例公开了一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、原料处理：将胡麻籽粕和水混合，形成质量比为5％的悬浮液，在90℃水浴中处理10min，然后降温至室温，调节pH至7.0；

b、酶解：按照料酶质量比为1.2％，加入10万U/mg的中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为60min，之后高温灭酶15min，之后将灭酶后的亚麻籽粕酶解液经5000r/min离心20min，取上层清液，即得到水解度为7.87％的胡麻籽粕酶解液；

c、美拉德反应：在c步骤得到的酶解液中加入10％的葡萄糖，调节pH值为7.5，在130℃下反应2h，得到生香源产物。

所得到的美拉德生香源产物与胡麻油按照重量比1：80～150的比例进行震荡萃取香气物质，即得到美拉德生香源胡麻油。

上述a步骤的胡麻籽粕粉碎，粉碎粒度≤40目。

上述c步骤，离心在3000～5000r/min条件下离心10～20min。

上述美拉德生香源产物混合的胡麻油为冷榨或热榨方法所制得的胡麻油。

对亚麻籽粕进行不同程度的酶解反应，得到不同水解程度的酶解液，加入适宜还原糖在高温条件下模拟美拉德反应，得到酶法生香液，通过HS-SPME/GC-MS联用技术分析检测Maillard反应模拟体系的挥发性香气成分，尤其是吡嗪类物质的相对含量，筛选获得适宜的美拉德模拟反应体系。

在美拉德反应前得到的酶解液分别选择水解度7.87％、15.75％和23.62％三个指标，并分别与果糖、葡萄糖、葡萄糖：果糖(w:w)＝1:1反应制备的MRP。

不同的美拉德反应组中的挥发性成分汇总表，摒弃萃取头上的硅氧烷类杂质峰，一共鉴定出113种化合物，根据不同的功能集团，将这些化合物分为7类，分别为：醛类(17种)，酮类(15种)，醇类(25种)，烃类(8种)，酯类(11种)，吡嗪类(15种)和其他化合物(22种)。这些挥发性化合物在不同的美拉德反应组中的种类和含量各不相同，这说明反应底物对体系挥发性香气具有显著的影响。从图1中可以看出12个反应组共有的吡嗪类挥发性物质有：2,3,5-三甲基吡嗪，2,3,5,6-四甲基吡嗪和2-乙基-3,5,6-三甲基吡嗪。随着水解度的增加，模拟美拉德反应体系中的吡嗪类化合物种类逐渐增加，说明水解度的上升有助于体系中形成种类丰富的吡嗪类挥发性化合物。

图1中挥发性成分的种类和含量，汇总得到图2。从图2中可以看出，12个反应组中的主要挥发性成分为醛类、醇类、酯类和吡嗪类物质，均占到各反应组中总体挥发性成分的80％左右。根据图2中吡嗪类物质占总挥发性化合物的结果中可以看出，当水解度为7.87％酶解液与葡萄糖(1p)反应的美拉德反应组中，吡嗪的相对百分比达到26.56％，明显高于其他反应组，当水解度不断增加时，吡嗪类化合物的种类增多，但12组中主要的吡嗪类化合物仍然是2,3,5-三甲基吡嗪，2,3,5,6-四甲基吡嗪和2-乙基-3,5,6-三甲基吡嗪，且从图2中可以看出，当水解度为3时，虽然吡嗪类化合物的平均种类在10左右，但是占总含量较大的化合物仍然是2,3,5-三甲基吡嗪，2,3,5,6-四甲基吡嗪和2-乙基-3,5,6-三甲基吡嗪，当水解度增加至最大(23.62％)时，相关美拉德反应组中吡嗪类化合物的种类也从4增加至10左右，但从含量上来看，占总吡嗪含量较大的化合物仍然是2,3,5-三甲基吡嗪，2,3,5,6-四甲基吡嗪和2-乙基-3,5,6-三甲基吡嗪，因此，结合图1中的结论可以发现123是亚麻籽粕酶解液美拉德反应体系吡嗪类化合物的主要挥发性物质，因此1p的反应组是更适合后续实验的反应物。值得注意的是，吡嗪的产量随着水解度的增加而下降。这一结果与Liu等人的研究结果一致，他发现具有中等分子属性的热降解反应产物的肽可以通过美拉德反应产生比深度降解产物更多的吡嗪。Laroque等人的研究中发现，在加入葡萄糖的美拉德反应系统中，胺的移动速度明显加快，而果糖的羰基反应性较低，因此加入葡萄糖的美拉德反应体系具有更高的反应性。Brands&Boekel的研究中也发现醛糖和酮糖之间的差异非常明显。虽然反应初始时期，参加反应的糖降低量大致相同，但反应物的降解形态和反应产物的形成存在显著差异。或者可能是由于醛糖和酮糖在美拉德反应过程中具有不同的反应特性所造成的。此外，从12组美拉德反应体系的挥发性香气组成的结果中还发现葡萄糖和果糖在美拉德反应中对吡嗪类香气的形成并不存在协同作用。

Claims (4)

1.一种亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、原料处理：将胡麻籽粕和水混合，形成质量比为5％的悬浮液，在90℃水浴中处理10min，然后降温至室温，调节pH至7.0；

b、酶解：按照料酶质量比为1.2％，加入10万U/mg的中性蛋白酶进行酶解，酶解时间为60min，之后高温灭酶15min，之后将灭酶后的亚麻籽粕酶解液经5000r/min离心20min，取上层清液，即得到水解度为7.87％的胡麻籽粕酶解液；

c、美拉德反应：在c步骤得到的酶解液中加入10％的葡萄糖，调节pH值为7.5，在130℃下反应2h，得到目标生香源产物。

2.根据权利要求1所述的亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于：上述a步骤的胡麻籽粕粉碎，粉碎粒度为40目。

3.根据权利要求1或2所述的亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于：上述c步骤，离心在3000～5000r/min条件下离心10～20min。

4.根据权利要求3所述的亚麻籽粕定向酶解结合美拉德反应制备胡麻籽油生香源产物的方法，其特征在于：上述e步骤，胡麻油是采用压榨方法制得的胡麻油。

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