CN113826867A - 一种美拉德反应中间体的制备方法 - Google Patents

一种美拉德反应中间体的制备方法 Download PDF

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    • A23L27/21Synthetic spices, flavouring agents or condiments containing amino acids
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Abstract

本发明提供了一种美拉德反应中间体的制备方法,包括以下步骤:预热纯净水,加入氨基酸、还原糖及催化剂,调节pH至6‑8,进行美拉德反应,所述催化剂为可溶性二价铁盐或可溶性三价铁盐。本发明所述的制备方法通过加入催化剂能够将美拉德反应中间体的制备时间缩短10‑20min,加快美拉德反应中间体形成的速度,减少生产能耗,从而降低生产成本,具有较高得到经济效益。

Description

一种美拉德反应中间体的制备方法
技术领域
本发明属于调料制备工艺领域,尤其是涉及一种美拉德反应中间体的制备方法。
背景技术
美拉德反应初级阶段,氨基化合物和羰基化合物反应形成的中间体:Amadori重排产物(ARP)和Heyns重排产物(HRP)是两类重要的风味前体物。这两类中间体低温下具有较稳定的理化性质,但在加热条件下保留较高的反应活性,极易完成后续美拉德反应,产生挥发性风味物质,因此在食品烹饪和加工过程中比完全美拉德反应产物具有更加广阔的应用前景。
当美拉德反应中间体(MRIs)加热时,随着美拉德反应的进行,MRIs可能发生脱水和裂变反应,并可能产生新鲜的风味和褐变化合物。MRIs最终导致过程香精的可控形成,避免了传统美拉德香精的挥发性缺陷。
江南大学在公开号为CN106905207A的发明专利中公开了一种低温合成-减压共沸脱水耦联技术高效制备美拉德反应中间体的方法,将氨基酸和还原糖的水溶液加热一定时间后在相同的温度下迅速降低气压至40mbar以下脱水,至无馏分流出时使体系恢复至常温常压,向所得干料中加入食品级乙醇,充分混合后进行减压蒸发,得到美拉德反应中间体固体产品。与传统的甲醇加热回流制备中间体的方法相比,本发明所公开的技术大大降低了生产成本,且满足绿色、科学、可持续的工业设计理念,而且所得美拉德反应中间体转化率较高并具有较强的食用安全性,可以作为食品添加剂直接应用于食品中。与水相变温美拉德反应技术相比,本发明所公开的技术将中间体的转化率提高了370.0%,具有较强的创新性和显著的进步性。
浙江中烟工业有限责任公司在公开号为CN106820253A的专利中提供了半胱氨酸示踪剂发水相制备烟用香料前提的方法及其产品和应用,确定Heyns重排产物形成的临界反应时间,在该临界条件下低温水箱制备中间体,所得中间体烟用香料前体,完全可以应用于卷烟产品或者食品中。
浙江中烟工业有限责任公司在公开号为CN107692299A的专利中公开了一种具有烘烤香和坚果香的热反应中间体烟用香精及其制备和应用。制备方法包括:(1)按配比取氨基酸和还原糖,加水溶解成溶液,调节pH至6-8,将所得溶液置于美拉德反应器中,进行美拉德反应,得美拉德反应液;(2)美拉德反应液在80-100℃的负压环境中同时进行蒸发和反应15-60min;得产品脱氧氨基糖固体。将制备的氨基糖类化合物添加至卷烟中,可以显著提高卷烟的香气,增强卷烟的吸味,圆和烟气,烘烤香和坚果香明显,与烤烟型卷烟烟气香韵谐调性良好,应用效果理想。
基于木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的红烧调味汁的制备研究,通过称取一定物质的量之比的木糖和L_半胱氨酸,加水至50g,配制成水溶液,在一定温度下反应一段时间,即得木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体。
美拉德反应中间体生成控制条件及临界反应时间的检测方法已经实验开发出来,应用在香烟、烘焙和肉制品中。目前的技术是在美拉德反应中间体的形成的机理和检测研究较多,应用上也有初步的研究,但是大多反应条件复杂,反应速度较慢,在高效率工业化生产方面还需要进一步开发。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种美拉德反应中间体的制备方法,以缩短美拉德反应中间体的制备时间,提高生产效率,降低能耗,减少成本。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种美拉德反应中间体的制备方法,包括以下步骤:
预热纯净水,加入氨基酸、还原糖及催化剂,调节pH至6-8,进行美拉德反应,所述催化剂为可溶性二价铁盐或可溶性三价铁盐。
进一步地,纯净水的预热温度为60-90℃。
进一步地,纯净水、氨基酸、还原糖、催化剂的质量比为90-99:0.25-5:0.25-5:0.5-2;优选地,氨基酸与还原糖的质量比为0.5-1.5:1。
进一步地,所述氨基酸包括赖氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、半胱氨酸盐酸盐、胱氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。
进一步地,所述还原糖包括氨基葡萄糖、木糖、核糖、葡萄糖中的至少一种。
进一步地,所述可溶性二价铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或两种,所述可溶性三价铁盐包括氯化铁、硫酸铁中的一种或两种。
相对于现有技术,本发明所述的美拉德反应中间体的制备方法具有以下优势:
本发明所述的制备方法通过加入催化剂能够将美拉德反应中间体的制备时间缩短10-20min,加快美拉德反应中间体形成的速度,减少生产能耗,从而降低生产成本,具有较高得到经济效益。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例1的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图2为本发明对比例1的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图3为本发明实施例2的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图4为本发明对比例2的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图5为本发明实施例3的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图6为本发明对比例3的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图7为本发明实施例4的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图8为本发明对比例4的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值;
图9为实施例1、对比例1、对比例5、对比例6的吸光值示意图,其中横坐标为美拉德反应时间,纵坐标为吸光值。
具体实施方式
除有定义外,以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂,如无特殊说明,均为常规生化试剂;所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
实施例1
(1)纯净水988.5g加热至80℃;
(2)加入5g赖氨酸和5g木糖;
(3)加入催化剂氯化亚铁1.5g;
(3)调节pH至7,进行美拉德反应,分别在30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,100min,取样40-50g,为样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J;
(4)上诉样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各取30g,分别加入0.3g半胱氨酸;
(5)120℃反应1h;
(6)分别检测每个样品的吸光值,做吸光值随第一步反应时间变化图谱,结果如图1所示。
实施例2
(1)纯净水985g加热至80℃;
(2)入8g丙氨酸和5g木糖;
(3)加入催化剂硫酸亚铁2g;
(3)调节pH至7,进行美拉德反应,分别在30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,100min,取样40-50g,为样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J;
(4)上诉样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各取30g,分别加入0.3g半胱氨酸;
(5)120℃反应1h;
(6)分别检测样品的吸光值,做吸光值随第一步反应时间变化图谱,结果如图3所示。
实施例3
(1)纯净水990g加热至80℃;
(2)加入0.25g精氨酸和0.5g木糖;
(3)加入催化剂硫酸铁0.5g;
(3)调节pH至7,进行美拉德反应,分别在30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,100min,取样40-50g,为样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J;
(4)上诉样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各取30g,分别加入0.3g半胱氨酸;
(5)120℃反应1h;
(6)分别检测每个样品的吸光值,做吸光值随第一步反应时间变化图谱,结果如图5所示。
实施例4
(1)纯净水924g加热至80℃;
(2)加入加热50g蛋氨酸和25g木糖;
(3)加入催化剂氯化铁1g;
(3)调节pH至7,进行美拉德反应,分别在30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,100min,取样40-50g,为样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J;
(4)上诉样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各取30g,分别加入0.3g半胱氨酸;
(5)120℃反应1h;
(6)分别检测每个样品的吸光值,做吸光值随第一步反应时间变化图谱,结果如图7所示。
对比例1
与实施例1的区别在于未加入氯化亚铁,其他与实施例1相同,结果如图2所示。
对比例2
与实施例2的区别在于未加入硫酸亚铁,其他与实施例2相同,结果如图4所示。
对比例3
与实施例2的区别在于未加入硫酸铁,其他与实施例3相同,结果如图6所示。
对比例4
与实施例4的区别在于未加入氯化铁,其他与实施例4相同,结果如图8所示。
对比例5
(1)纯净水988.5g加热至80℃;
(2)加入5g赖氨酸和5g木糖;
(3)加入催化剂氯化铁1.5g;
(3)调节pH至7,进行美拉德反应,分别在30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,100min,取样40-50g,为样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J;
(4)上诉样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各取30g,分别加入0.3g半胱氨酸;
(5)120℃反应1h;
(6)分别检测个样品的吸光值,做吸光值随第一步反应时间变化图谱,结果如图9所示。
对比例6
(1)纯净水988.5g加热至80℃;
(2)加入5g赖氨酸和5g木糖;
(3)分别加入催化剂氯化铁和氯化亚铁各0.75g;
(3)调节pH至7,进行美拉德反应,分别在30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,100min,取样40-50g,为样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J;
(4)上诉样品A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各取30g,分别加入0.3g半胱氨酸;
(5)120℃反应1h;
(6)分别检测每个样品的吸光值,做吸光值随第一步反应时间变化图谱,结果如图9所示。
由图1、图2对比结果可知,图1吸光值最低点出现在70min处,而图2中在90min中处出现最低值,故可得出添加催化剂氯化亚铁的反应速率前移,缩短了反应中间体的时间20min;由图3、图4对比结果可知,图3吸光值最低点出现在60min处,而图4中在70min中处出现最低值,故可得出添加催化剂硫酸亚铁的反应速率前移,缩短了反应中间体的时间10min;由图5、图6对比结果可知,图5吸光值最低点出现在70min处,而图6中在90min中处出现最低值,故可得出添加催化剂硫酸铁的反应速率前移,缩短了反应中间体的时间20min;由图7、图8对比结果可知,图7吸光值最低点出现在70min处,而图8中在90min中处出现最低值,故可得出添加催化剂氯化铁的反应速率前移,缩短了反应中间体的时间20min;由图9对比结果可知,实施例中添加二价铁离子的生成反应中间体的时间最快为70min,而单独添加三价铁离子或二价铁离子与三价铁离子的混合催化剂的催化反应速率要慢于单独添加二价铁离子的催化剂,未添加催化剂的对比例1的反应速度最慢。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种美拉德反应中间体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
预热纯净水,加入氨基酸、还原糖及催化剂,调节pH至6-8,进行美拉德反应,所述催化剂为可溶性二价铁盐或可溶性三价铁盐。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:纯净水的预热温度为60-90℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:纯净水、氨基酸、还原糖、催化剂的质量比为90-99:0.25-5:0.25-5:0.5-2;优选地,氨基酸与还原糖的质量比为0.5-1.5:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述氨基酸包括赖氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、半胱氨酸盐酸盐、胱氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述还原糖包括氨基葡萄糖、木糖、核糖、葡萄糖中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述可溶性二价铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或两种,所述可溶性三价铁盐包括氯化铁、硫酸铁中的一种或两种。
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