CN1489442A - 方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在含有(i)蛋白质、肽或氨基酸和(ii)还原性糖的食品中防止和/或减少梅拉德反应的方法，该方法包括使食品与能氧化糖的还原性基团的酶相接触。

Description

方法
本发明涉及食品中梅拉德反应的控制。
食品由极宽范围的成分组成。这些包括：
●含氮(蛋白质的)化合物(例如一种或多种游离氨基酸或其衍生物、蛋白质水解产物、原封不动的全蛋白质、或这些物质的组合)和维生素，包括含氨基氮的维生素和它们的衍生物，以及其它含非氨基氮的化合物，例如铵化合物如硫酸铵；
●碳水化合物，包括
■还原性糖，例如葡萄糖(也称为右旋糖)、果糖(也称为左旋糖)和5个碳或戊糖的糖，如木糖，和例如可以在调味剂中发现的其它含醛化合物；
■非还原性二糖类糖(例如蔗糖)，其可以水解产生还原性糖部分，该反应可以被存在的水分和高温促进。
随着时间延长，在水分存在下，在均匀适度的热量(即在高于水的冰点的温度下)中，发生梅拉德反应。
梅拉德反应是一种由蛋白质、肽或氨基酸中存在的游离氨基对还原性糖的醛基进行的亲核攻击组成的反应。反应产物进一步导致一系列与其它蛋白质的氨基的反应，从而形成棕色物质并导致蛋白质之间的交联。在历史上，梅拉德在1912年报告了氨基酸和还原糖的混合溶液在加热时变成褐色(L.C.Maillard，Compt.Rend.Soc.Biol.，72，599(1912))，此后，该反应被称为梅拉德反应。在食品中，梅拉德反应通常包括氮化合物与还原性糖或其它羰基化合物的醛基的相互作用。
在某些情况下，梅拉德反应的褐变是希望的，例如咸味奶油硬糖糖果、焦糖、烹制的肉类等。在其它情况下，该反应是不希望的。例如，在某些烤制食品如gratin和蛋糕中，梅拉德反应可能是有问题的，其中，这种褐变反应不容易控制。这可能导致吸引人的褐色变得太暗并产生黑色气泡。很明显，这不是希望的。
此外，在高温下烹制的含有乳制品的食品生产中，梅拉德反应可能是有问题的，尤其是含有干酪的食品。在比萨饼(pizza)生产领域中，存在来自比萨饼表面上铺展的干酪的显著的梅拉德反应。在本说明书中并且实际上在本领域中，pasta fileta(拔丝粘糊干酪)称为莫泽雷勒干酪(一种意大利干酪)。
许多比萨饼制造商在＞260℃的温度下烘烤比萨饼。在这些高温下，干酪过分褐变的倾向对于莫泽雷勒干酪工业已经变成一个特别的问题，因为莫泽雷勒干酪制造商必须供应在这些高温下不会产生黑色气泡和褐色区域的干酪。
莫泽雷勒干酪的褐变作用通常由干酪生产残余的还原性糖乳糖和半乳糖引起。所以，许多减少莫泽雷勒干酪的褐变反应的尝试都基于减少干酪中这些糖含量的尝试，特别是半乳糖含量。
在传统的莫泽雷勒干酪制造中，在正常的加工条件下，发酵微生物只发酵乳糖的葡萄糖部分，因此向介质中释放半乳糖。在该制造过程中，干酪随后经过洗涤，但是，在干酪中通常残存的半乳糖和乳糖的量为0.3-0.5重量％。Dr.Norman Olson，Dairy Record，June1983，第112-113页已经讨论了莫泽雷勒干酪的褐变程度与干酪中的游离氨基酸和糖浓度有关，通过除去反应物(通常是糖)可以防止褐变。它还指出在半乳糖与烤制干酪的颜色之间有非常强的相关性。减少在莫泽雷勒干酪半乳糖和乳糖含量的许多工作已经描述在文献中。
US-A-3531297公开了一种制造莫泽雷勒干酪的方法，其包括以下步骤：把凝乳浸在温水中以便从凝乳中提取乳糖，从而减少干酪的最终乳糖含量。一般来说，最终的莫泽雷勒干酪的乳糖含量越低，干酪在进行高温烤制时，起泡、烧焦、炭化的趋势越小。
虽然US-A-3531297的方法在美国已经以工业规模广泛使用，并且是一种理想的工业方法，但是，它确实有一些缺点。大的凝乳浸泡罐加大了设备和工厂空间成本，并且用过的浸泡水含有乳糖、乳酸和其它物质，可能明显加大运行工厂的废物处理负担。US-A-3531297方法的另一个局限性是，从干酪槽到混合机的整个加工操作必须在基本连续的基础上仔细地定时、排程序并实施。实际上，这意味着工厂的操作者在凝乳浸泡完成时必须几乎立即进行干酪的混合。
US-A-4085228公开了使用标准发酵剂培养物和附加的培养物制备的低水分莫泽雷勒干酪，所述附加的培养物选自啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)、植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)、类链球菌(Streptococcus faecalis)、耐久链球菌(Streptococcus durans)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)或其混合物。虽然干酪用通常的加工步骤制备，但是，由于所加的培养物，干酪产品具有降低的乳糖(和/或其单糖衍生物)含量，所加的培养物在该方法结束时保持的低温过程中代谢残余的乳糖。根据US-A-4085228，所得的干酪对制造比萨饼而言具有改善了的性质，其基本不烧焦，并且改善了熔化、香味和颜色特性。但是，两种或多种发酵剂培养物的组合使得莫泽雷勒干酪生产更复杂，并且干酪仍然含有微量半乳糖和乳糖，它们可能参与梅拉德反应。
Mukherjee，K.K.；Hutkins，R.W.，Journal of Dairy Science1994，77(10)2839-2849页已经说明了使用半乳糖发酵、半乳糖非释放性微生物作为发酵剂培养物可以生产低褐变莫泽雷勒干酪。通过使用所选择的微生物获得了莫泽雷勒干酪中低于0.1％的半乳糖含量。
根据M.A.Rudan和D.M.Barbano，1977 J.Dairy Sci.81：2312-2319页，在使用低脂肪干酪(例如含0.25-5.8％的脂肪的干酪)而不是使用全脂干酪(例如21％的脂肪)时，与莫泽雷勒干酪的太多褐变和烧焦相关的问题更突出。讨论了过分褐变的问题由干酪表面干燥过快引起，这导致烧焦。在Rudan等人的文章中，通过在莫泽雷勒干酪上喷涂一层植物油来减少所述问题。
在一篇评述中，A.H.Jana，Indian Dairyman 44，3，1992，第129-132页描述了在烤制比萨饼时干酪褐变的问题。它公开了所述问题与干酪中半乳糖和乳糖的残余物有关。公开了一些措施通过控制半乳糖含量来减少所述问题。这些措施包括：
●使用能够发酵半乳糖的链球菌和乳酸杆菌细菌的特定组合。这将减少干酪中的半乳糖含量。
●在最后的加热阶段用60-80℃的热水改善凝乳的洗涤。
●在pH＞6.3下排出凝乳，导致更多的残余乳糖和半乳糖被发酵。
●在加工莫泽雷勒干酪的制造过程中使加工温度适中。
●莫泽雷勒干酪在成型后迅速冷却，导致干酪中可控的半乳糖含量。
●缩短盐浸作用时间，因此避免在水相中盐过多，并使得乳发酵剂发酵更多的残余糖。
●以最短时间储存干酪，以减少蛋白水解作用形成的能与半乳糖反应的游离氨基酸基团。
A.H.Jana描述的减少过度褐变的许多措施都基于非常严格的工艺控制或难以操作和/或可能提高成本或降低产率的工艺改进。
在其生产过程中向干酪中加入酶是本领域中已知的。例如，US-A-5,626,893说明了在干酪的抗结块剂中使用葡萄糖氧化酶作为氧清除剂。
本发明缓解了现有技术的问题。
本发明的某些方面在所附权利要求中限定。
我们已经发现，由含有蛋白质和还原性糖的食品，尤其是烤制食品的梅拉德反应产生的过度褐变问题，可以通过使该食品与能氧化糖的还原性基团的酶相接触来控制。这是一种新方法，其中，通过使食品与能进行必要的氧化作用的酶相接触，从而通过转化作用从食品中消除还原性糖，使还原性糖被氧化，以避免梅拉德反应。
在本说明书中，术语“梅拉德反应的防止和/或减少”是指梅拉德反应程度被降低和/或完成梅拉德反应所需的时间被延长。
在某些方面，优选的是所述酶能氧化单糖的还原性基团和二糖的还原性基团。
在某些方面，优选的是所述酶是己糖氧化酶(EC1.1.3.5)或葡萄糖氧化酶(E.C.1.1.3.4)。在高度优选的方面，所述酶是己糖氧化酶。优选的是根据WO 96/409 35获得或制备HOX。
己糖氧化酶是优选的，因为葡萄糖氧化酶(GOX)对于葡萄糖有明显更高的特异性，并且不能消除由其它糖如半乳糖和乳糖产生的可能的梅拉德反应。所以，对于在食品系统中减少梅拉德反应，葡萄糖氧化酶具有有限的应用。在乳制品如干酪中，半乳糖和乳糖是梅拉德反应的主要原因。
己糖氧化酶(HOX)是最初得自红藻角叉菜的碳水化合物氧化酶。如在WO 96/39851中所讨论的，HOX催化在氧与碳水化合物如葡萄糖、半乳糖、乳糖和麦芽糖之间的反应。与其它氧化性酶如葡萄糖氧化酶相比，己糖氧化酶不仅催化单糖的氧化，而且氧化二糖类。(Biochemicaet Biophysica Acta 309(1973)，11-22)。
葡萄糖与己糖氧化酶的反应为：D-葡萄糖+H2O+O2→δ-D-葡糖酸内酯+H2O2在含水环境中，葡糖酸内酯随后水解形成葡糖酸。
Figure A0181900000081
如上所示，HOX在处于碳1的还原性端氧化碳水化合物，因此消除了碳水化合物的可能的梅拉德反应。
在本发明一个优选的方面，所述酶能在1位氧化食品中的糖。这个特征是有利的，因为它保证了还原性糖被氧化使得糖的还原性部分不再能够进行梅拉德反应。相反，例如半乳糖氧化酶在碳6处氧化半乳糖，留下还原性端不变。所以，在半乳糖氧化酶处理后，还能发生梅拉德反应。在干酪制造过程中，半乳糖常常聚集，因为用来生产干酪的微生物不能消化半乳糖。所以可以推测，半乳糖氧化酶应该能够消除半乳糖并减小梅拉德反应的趋势。但是，在本发明的该优选方面，明显不是这种情况。
在某些方面，优选的是，还原性糖为乳糖或半乳糖。
在某些方面，优选的是，还原性糖为半乳糖。
在某些方面，优选的是，所述食品选自乳制品食品，奶基或含奶的食品如gratin，蛋基食品，含蛋的食品，烘烤食品包括烤面包、面包、蛋糕；以及浅炸或深炸食品如春卷。
当食品是乳制品食品时，其优选的是干酪，更优选的是莫泽雷勒干酪。
当食品是干酪时，本发明是特别有利的。本发明的酶如HOX能够除去干酪中的还原性糖，例如在切碎的干酪中的还原性糖。因此，在干酪中有残存的乳糖残余物不再是如此重要的。所以，在干酪生产过程中，可以减少干酪凝乳的洗涤次数。通过减少洗涤次数，还减少了废水量并提高了干酪产率。
在某些方面，优选的是食品是马铃薯或者一部分马铃薯。我们已经发现，在烹制的马铃薯制品的生产中，本发明酶的应用减少了不想要的褐变。其中可以应用本发明的典型的马铃薯制品是炸薯条和炸薯片(松脆的)。
所述酶可以在食品制备过程中与食品接触，或者其可以在食品制备后但是在食品经过可能产生不希望的梅拉德反应的条件之前与食品接触。。在前一个方面，所述酶将混入到食品中。在后一个方面，所述酶将存在于食品表面上。当存在于食品表面上时，仍然能防止梅拉德反应，因为正是暴露于干燥和大气中的氧的物质表面进行主要梅拉德反应。
当在食品制备过程中与食品接触时，酶可以在食品生产的任何合适的阶段与食品接触。在食品是乳制品的情况下，在奶的酸化和凝乳沉淀过程中，酶可以与奶接触。在该过程中，在酸化和奶蛋白沉淀过程中产生的厌氧条件下，酶(如HOX)不是活性的，但是在诸如干酪的乳制品中，在生产有氧条件时，酶将是活性的。一旦处于有氧条件，所述酶就氧化还原性糖并降低梅拉德反应的趋势。
对于将酶施于食品表面上，可以用任何合适的方法施加酶。
典型地，以溶液或分散体形式提供酶，并喷洒在食品上。所述溶液/分散体可以按1-50单位酶/毫升的量含有酶，例如1-50单位己糖氧化酶/毫升。
还可以以干燥或粉末形式加入酶。当以湿或干形式时，酶可能与其它组分混合，以便于食品接触。例如当酶处于干燥形式时，其可以与抗结块剂混合。
在某些方面，本发明还包括使食品与过氧化氢酶相接触的步骤。
在一个优选的方面，在食品与酶接触后，将食品包装在不透氧气的容器内。我们已经确定，酶与还原性糖作用时消耗容器内的氧。氧的消耗将降低食品中的微生物活性并改善保存期。因此可以省去在受控气氛中的正常包装惯例。
当食品与酶接触后包装在不透氧气的容器内时，重要的是使食品在包装前静置或者在容器内有一定量氧气进行包装。在本发明方法中发生的反梅拉德反应涉及糖的还原性基团的氧化。为了使该反应发生，需要氧气。如果食品没有放置或者在容器内没有一定量的氧气而进行包装，则该反梅拉德反应不能进行并且降低了本发明的有益效果。
我们还发现，本发明的酶如HOX在低温下是足够活跃的，使得食品在与酶接触后可以冷藏或者冷冻而不需要在室温下进行酶/还原性糖反应。对于在较高温度下保存可能导致不可接受的微生物生长的食品的生产，这明显是有利的。因此，在一个优选的方面，本方法包括把食品冷却到不高于5℃，此时，与酶接触的食品中存在的大部分还原性糖没有被酶氧化。
本领域技术人员应当理解，在本发明的实践中，使食品与足够量的酶接触，以防止和/或减少梅拉德反应。可以与食品接触的酶的典型用量为0.05-5U/g(每克食品中酶的单位数)，0.05-3U/g，0.05-2U/g，0.1-2U/g，0.1-1.5U/g，和0.5-1.5U/g。
现在参考附图利用实施例进一步详细描述本发明，其中：
图1表示照片；
图2表示照片；
图3表示照片；
图4表示照片；
图5表示照片；
图6表示照片；
图7表示照片；
图8表示照片；
图9表示曲线图；
图10表示照片；
图11表示曲线图；
图12表示曲线图；
图13表示曲线图；
图14表示照片；
实施例
图像分析
实施例的样品的图像分析进行如下。
通过三片CCD彩色RGB摄像机，用校准的非散射光强度记录样品的图像，分辨率为440000像素(JVC KY-F58E)。用Kodak’s GrayScale(Kodak灰色级谱)进行校准。通过基于计算机的图像分析(AdobePhotoshop，包括Plug Ins)，制备这些图像，用于样品的定量颜色测量，表示为整个样品的平均颜色强度，计算样品的褐变部分的平均颜色强度，并进一步计算褐变部分的相对面积。在样品褐变过程中，绿色强度明显降低，然后把褐变区域定义为绿色强度小于100的区域。总的颜色强度范围为0-255(8图像行解象(bit resolution))，其中，0表示没有强度，255表示全部的强度。校准的光强度保证在不同系列中的测量是可对比的。
按红、绿和蓝色的强度的平均值计算每个像素的颜色强度。
然后分别按样品中和样品的褐变部分中所有像素的平均颜色强度计算平均颜色强度。按样品的褐变部分中的像素数与整个样品中像素总数之间的比例计算相对褐变面积。
实施例1-带有莫泽雷勒干酪的比萨饼
在烧杯中称量20克莫泽雷勒干酪(Karoline’s Dansk莫泽雷勒干酪，25％的蛋白质、1％的碳水化合物和21％的脂肪)。向该干酪上喷洒1毫升己糖氧化酶溶液(7.5 HOX单位/毫升)。作为对比，将1ml水喷洒在另一莫泽雷勒干酪样品上。把该干酪在室温下储存2小时。用面粉、盐和水制造生面团。称量10克生面团并放在陪替式培养皿中。把5克莫泽雷勒干酪放在生面团上并在225℃烤制7分钟。另一个样品烤制15分钟。在烤制后，主观评价这些样品。样品表示在图1中。
从该试验清楚看出，向干酪上施用己糖氧化酶由于减少梅拉德反应降低了褐变的趋势。而且，在褐变的样品中，本发明提供了更均匀的褐色而没有黑色的烧焦。
实施例2
使用实施例1中所述的过程，用表1所列的方式处理莫泽雷勒干酪。
表1
试验序号 干酪，g 水，g HOXU/g干酪 储存时间，hr. 储存温度，℃
1 30 1.3 0 20 20
2 30 1.3 0.01 20 20
3 30 1.3 0.05 20 20
4 30 0 20 20
5 30 1.3 0.01 20 5
6 30 1.3 0.05 20 5
7 30 1.3 0.3 20 5
8 30 1.3 0.3 20 5
在处理后，把干酪样品放在生面团上并在225℃烤制12分钟。在烤制后，主观评价这些样品，所得的样品表示在图2中。
结果表明，0.05 U HOX/克干酪明显足够地减少了在20℃储存的干酪的褐变。这些结果还表明，即使在5℃储存用HOX处理的干酪，也减少了褐变。
实施例3
使用实施例1中所述的过程，用表2所列的方式处理莫泽雷勒干酪。
表2
试验序号 干酪，g 酶
1 20 对照，1ml水
2 20 1ml己糖氧化酶，0.75单位/ml
3 20 1ml半乳糖氧化酶，63单位/ml
4 20 1ml葡萄糖氧化酶，260单位/ml
在20℃储存20小时后，把干酪样品使用到生面团上并在225℃烤制7分钟。主观评价这些烤制后的莫泽雷勒干酪样品，所得的样品表示在图3中。
结果清楚表明，己糖氧化酶在降低梅拉德反应程度方面非常有效。葡萄糖氧化酶和半乳糖氧化酶对于梅拉德反应程度仅有有限的影响。
实施例4
为了研究在不同条件下，应用酶的效果，特别是己糖氧化酶的效果，进行以下实施例。我们研究了己糖氧化酶到莫泽雷勒干酪上的施用方式是否是防止通常在5℃下储存并在受控条件下包装的莫泽雷勒干酪中防止梅拉德反应的重要参数。
使用莫泽雷勒干酪(Karoline’s Dansk莫泽雷勒干酪，25％的蛋白质，1％的碳水化合物和21％的脂肪)进行表3的试验。
表3
试验序号 己糖氧化酶单位/g干酪 包装前放置时间，hr 包装条件
1  0.1 0.5 空气
2 1 0.5 空气
3 对照 1.5 空气
4 0.1 3 空气
5 1 3 空气
6 0.1 0.5 真空
7 1 0.5 真空
8 对照 1.5 真空
9 0.1 3 真空
10 1 3 真空
把这些样品包装在铝袋中。一半样品真空包装，另一半样品在正常大气压的空气中包装。所有的样品储存在5℃。在储存1周后，把干酪样品用实施例1中所述的方式烤制12分钟。烤制后，评价样品。所得的样品表示在4中。
结果清楚表明把HOX加到干酪上的作用。这些结果还表明，对于在空气中包装的产品和在放置一段时间后在真空下包装的产品，可以获得梅拉德反应的减少。
实施例5
用通过以下过程制备的gratin试验己糖氧化酶对褐变的影响。把75克松酥油脂(熔点35℃)和100克面粉在混合过程中在锅中加热。在连续搅拌中加入脱脂乳(预热到90℃)。加入盐和胡椒。把4个鸡蛋分成蛋黄和蛋清。单独加入蛋黄。将蛋清与10克发酵粉一起打成泡沫并仔细混入生面团中。把生面团放在2个铝盘中。一个盘喷洒7.5单位/毫升己糖氧化酶溶液，并在室温保持30分钟。然后在空气循环烤箱中把gratin在175℃烤制20分钟。在烤制后，目测评价该gratin。所得的样品表示在图5A中。其它样品用下表6的方式处理。
表6
样品 所加入的酶 平均褐色
1 0.1ml水 117
2 0.1ml HOX溶液 0.75U/ml 109
3 0.1ml HOX溶液 1.50U/ml 111
4 0.1ml HOX溶液 7.50U/ml 134
5 对照 116
在烤制后，目测评价gratin。所得的样品表示在图5B中。通过图像分析进行的平均褐色测量表明，含有7.5U/ml的HOX溶液得到更少的褐色(更高的值表示更小的褐变)。平均褐色的其它值与对照样没有明显的不同。
结果表明，HOX的应用得到了gratin的暗色更浅的表面，表明梅拉德反应被减少。
实施例6
用低脂肪莫泽雷勒干酪(Cheasy：13％的脂肪，33％的蛋白质和1.5％的碳水化合物)试验HOX对莫泽雷勒干酪褐变的影响。对干酪样品进行了以下处理：
1：对照样，向20克干酪中加入1毫升水
2：向20克干酪样品中加入0.2毫升HOX(7.5单位/毫升)
3：向20克干酪样品中加入1毫升HOX(7.5单位/毫升)。
通过在切碎的干酪上喷洒酶溶液把酶施加在干酪上。这些样品在5℃储存20小时，然后放在铝盘中的生面团上并在空气循环烤箱中在225℃烤制10分钟。烤制后评价样品。这些样品表示在图6中。
结果清楚表明了HOX减少低脂肪莫泽雷勒干酪过分褐变的能力。还清楚的是，褐变的减少取决于己糖氧化酶的用量。
实施例7
通过在莫泽雷勒干酪上喷洒不同用量的HOX来研究己糖氧化酶对莫泽雷勒干酪褐变的影响。在喷洒HOX溶液后，把干酪在室温下储存30分钟或者3小时，然后真空包装在铝袋中。在5℃储存14天后，把干酪样品放在比萨饼生面团顶上并在225℃烤制8分钟。在烤制后，目测评价样品并通过图像分析仪分析样品的照片。该实验的样品表示在图7中。图像分析的结果在表7中给出。
表7
试验序号 己糖氧化酶单位/g干酪 在包装前放置时间，hr 平均比萨颜色 平均褐色 ％褐色区域
1 0.1 0.5 125 106  61
2 0.1 3 146 122  22
3 1 0.5 173 125  0.9
4 1 3 172 127  0.6
5 对照 1.5 123 107  63
如图7所示，通过向莫泽雷勒干酪加入己糖氧化酶，强烈减少了褐变反应。还清楚的是，褐变取决于HOX的用量。还观察到，真空包装前的静置时间是重要的。特别地，在0.1U/g的用量时，包装前0.5小时的静置时间似乎对于明显减少梅拉德褐变是不够的。但是，在该用量下3小时静置时间是足够的。在1U/g的用量时，包装前0.5小时或3小时的静置都明显减少了梅拉德褐变。图7中所示的差异被平均颜色测量证实，其中，更低的值表明褐色更深的产品。同时，褐变区域的百分比也强烈受到向干酪中加入HOX的影响。
实施例8
确定己糖氧化酶活性的分析方法(HOX分析)
原理：HOX分析基于在葡萄糖氧化中产生的过氧化氢的测定。在过氧化物酶存在下，用ABTS氧化过氧化氢，形成染料。
试剂
1.100mM磷酸盐缓冲液，pH为6.3
2.55mM的D-葡萄糖(SIGMA，G-8270)在100mM磷酸盐缓冲液中，pH为6.3
3.ABTS(SIGMA，A1888)，5.0mg/ml在蒸馏水中
4.过氧化物酶(SIGMA，P-6782)，0.10mg/ml在100mM磷酸盐缓冲液中，pH为6.3
培养基：
4.6OOml试剂2
0.2OOml试剂3
0.200ml试剂4
分析
290μl培养基和
10μl酶溶液
通过加入酶溶液引发反应。把混合物在25℃培养，并在分光光度计上(405纳米)测定反应动力学10分钟。空白样品含有除了酶溶液被水代替以外的所有成分。由该测量计算OD/分钟曲线的斜率。
过氧化氢标准曲线
使用各种浓度的新制备的H2O2溶液(MERCH强双氧水107298)，做出过氧化氢标准曲线。1单位的酶活性定义为在25℃下每分钟产生1μmol的H2O2的酶量。
实施例9
与过氧化氢酶组合测试HOX对比萨饼干酪褐变的影响。与HOX组合加入过氧化氢酶的目的是消除通过乳糖和半乳糖向相应的酸催化转变所形成的过氧化氢，因为过氧化氢可能参加某些不想要的副反应并通过例如类脂氧化产生臭味。
过氧化氢酶催化以下反应：
在该实验中，用表7中所示的酶量处理60克莫泽雷勒干酪(Karolina’s Dansk莫泽雷勒干酪，25％蛋白质，1克碳水化合物和21％脂肪)。
表7
试验序号 单位HOX/g干酪 单位过氧化氢酶/g干酪
1 0  0
2 0.5  0
3 0  1
4 0.5  1
5 0.17  0.33
所用的过氧化氢酶来自Sigma cat.No.C3515。
过程：把HOX和过氧化氢酶的酶溶液喷洒在莫泽雷勒干酪上，然后在室温下储存2小时。然后把8克酶处理的干酪放在铝盘中的16.7克生面团顶上，并在275℃烤制6小时。
烤制实验的结果表示在图8中。
从图8中的结果清楚看出，0.5UHOX/g干酪的加入(试验2)减少了梅拉德反应，并获得干酪的较少褐变。当0.5UHOX/g与1U过氧化氢酶/克(试验4)组合时，也看到了相同的作用。单独的过氧化氢酶(试验3)不产生梅拉德反应的任何减少。
实施例10
在以上实施例中，我们已经表明，HOX能氧化莫泽雷勒干酪中的还原性糖，因此减小了烤制莫泽雷勒干酪时的梅拉德反应趋势。
在这些实验中，通过把HOX溶液喷洒在干酪上来施用HOX。这可能产生操作问题，因为干酪变湿变粘，这可能限制切碎的干酪在比萨饼或其它食品上的应用。
为了克服这一问题，我们以粉末形式把HOX施用到莫泽雷勒干酪上。这是添加酶的非常方便的方法，因为抗结块剂如淀粉通常添加到切碎的干酪如莫泽雷勒干酪上，以避免在储存过程中发粘。
在以下实验中，以粉末形式把HOX加到莫泽雷勒干酪上，用两种浓度添加即1U/g干酪和0.1U/g干酪，以及在25℃和5℃下。
实验过程
把粉末形式的HOX与马铃薯淀粉混合。把与HOX混合的1.5克马铃薯淀粉与98.5克莫泽雷勒干酪混合，以获得1单位或0.1单位HOX/克干酪的最终用量。作为对照样，把莫泽雷勒干酪与马铃薯淀粉混合而不用任何HOX。
实施例10a
把100g干酪放在蓝盖瓶子(310毫升)中并把氧传感器放在带有密封盖的瓶子中，记录氧消耗量与时间的函数关系。
在25℃测试1UHOX/g干酪，图9中显示出瓶子中的氧量与时间的函数关系。该结果清楚表明，当HOX以粉末形式加入到干酪中时，HOX也是活性的。这是出乎意料的，因为可以推测在较低水活性的条件下以粉末形式加入的HOX可能效果较小。
如图9所示，瓶子中所有的氧被HOX消耗。
基于瓶子中空气的体积，可以计算出，消耗了0.018摩尔的氧。由HOX在消耗1摩尔氧过程中氧化了1摩尔乳糖的知识，可以计算出氧化了0.62％的乳糖。从关于莫泽雷勒干酪中残余糖的典型含量的知识，可以总结出，几乎全部还原性糖被氧化。这提供了在干酪中发生糖或HOX扩散的证据。
实施例10b
在1天后，把10g干酪放在铝盘中并在275℃烤制6分钟。烤制试验的结果表示在图10中。图10清楚表明，HOX减少了烤制过程中的褐变作用。
实施例10c
在下一个实验中，仅加入0.1UHOX/g干酪，且把100克干酪在25℃储存在有氧传感器的密闭的瓶子(310毫升)中。氧消耗按时间的函数变化，如图11中所示。
正如所预期的，因为HOX加入量较低，故反应较慢，而且在该实验中清楚看出，残余糖的主要部分在1天内被氧化。
实施例10d
由于干酪在包装后通常储存在冰箱中，因此感兴趣的是知道在这些条件下HOX是否也能氧化干酪中的还原性糖。
在本实验中，向莫泽雷勒干酪中加入1UHOX/g干酪，并把100克干酪在5℃下储存在带有氧传感器的密封瓶子(310毫升)中。氧消耗量随时间的变化如图12所示。
图12中的结果清楚表明，在消耗瓶子中的全部氧气过程中，HOX在5℃下是活性的。从生产方面来看，这可能是有益的，因为反应并不依赖于保持在室温或更高的温度，而是用HOX处理的干酪可以立即储存在5℃，其中，还原性糖被氧化成相应的酸，这将降低干酪在烤制时产生梅拉德反应的能力。作为另一个益处，包装中的氧被消耗，这将降低干酪中的微生物活性并改善储存期，并且可以省去在受控气氛中进行包装。
基于带有干酪的瓶子中的氧气测量，可以计算氧化速度，以每分钟的氧气消耗量表示。
在图13中，表示了在不同条件下用HOX处理的干酪的氧化速度。
在添加1UHOX/g干酪时，预期在25℃的反应速度高于在5℃的反应速度，并且预计培养基和酶的扩散而不是酶的浓度是限制因素。
当添加0.1UHOX/g时，氧化速度的变化非常小，这表明在该用量，在酶活性与干酪中的培养基扩散之间存在平衡。
实施例11
炸马铃薯如炸薯条(pommes frites)和炸薯片(松脆的)的消耗量在过去二十年中明显增大。炸马铃薯生产中的一个重要参数是还原性糖的含量。该含量应该保持较低，因为还原性糖的高含量产生更多的梅拉德反应，这导致不希望的褐变程度。
为了防止储存过程中马铃薯中还原性糖含量增大，马铃薯上常常喷洒称为氯苯胺灵的除草剂，其防止马铃薯发芽。发芽会诱发马铃薯中的淀粉酶，淀粉酶转而形成还原性糖。
在本研究中，研究了通过向炸制前的切片马铃薯添加HOX是否可能改善炸马铃薯的外观。
过程
为了保证没有使用除草剂，使用有机生长的马铃薯。使用食品加工机把马铃薯剥皮并切成2毫米厚的薄片。把一半薄片在含有100单位/毫升的HOX水溶液中浸3分钟。另一半薯片在水中浸3分钟。然后把这些薄片在密闭的容器中储存过夜(16小时)，然后在植物油中在180℃下炸2分钟。
结果
当这些薯片在180℃的油中炸2分钟时，薯片表现出一些差异，如图14和15所示。
图14的非常褐色的区域由这些区域中薯片较薄来解释，并且对于评价不应该考虑在内。很清楚，与较浅灰色的对照样相比，用HOX处理的薯片产生较金黄色表面。外观的差异在图15中更清楚，其中，HOX处理的薯片的金黄色表面明显与对照样不同。
结论
与对照样相比，用HOX处理的薯片制备的炸薯片具有较亮的且较金黄色的表面。如果在炸制前，马铃薯已经发芽，预计HOX处理的效果更突出。
在以上说明书中叙述的所有出版物并入本文作为参考。本发明描述的方法和系统的各种改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的而不脱离本发明的范围和实质。尽管已经结合具体的优选实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明的权利要求不应当不合适地限于这些具体的实施方案。实际上，进行本发明的所述方式的各种改进对于化学或相关领域的技术人员是显而易见的，并且确定包括在以下权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种在含有(i)蛋白质、肽或氨基酸和(ii)还原性糖的食品中防止和/或减少梅拉德反应的方法，该方法包括使食品与能氧化糖的还原性基团的酶接触。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述酶能氧化单糖类的还原性基团和二糖类的还原性基团。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述酶能在1位氧化糖。
4.根据权利要求1、2或3的方法，其中，所述酶是己糖氧化酶(EC1.1.3.5)。
5.根据权利要求1-4的任一项的方法，其中，所述还原性糖是乳糖或半乳糖。
6.根据权利要求5的方法，其中，还原性糖是半乳糖。
7.根据前述权利要求的任一项的方法，其中，所述食品是乳制食品。
8.根据前述权利要求的任一项的方法，其中，所述食品是干酪。
9.根据前述权利要求的任一项的方法，其中，所述食品是莫泽雷勒干酪。
10.根据权利要求1-6的任一项的方法，其中，所述食品是马铃薯或一部分马铃薯。
11.根据前述权利要求的任一项的方法，其中，所述酶在食品生产过程中与食品接触。
12.根据权利要求1-10的任一项的方法，其中，所述酶在食品生产后与食品接触。
13.根据权利要求12的方法，其中，所述酶以溶液或分散体形式喷洒在食品上。
14.根据权利要求13的方法，其中，所述溶液/分散体包含1-50单位己糖氧化酶/毫升用量的酶。
15.根据前述权利要求的任一项的方法，其中，所述方法还包含使食品与过氧化氢酶接触的步骤。
16.在包含(i)蛋白质、肽或氨基酸和(ii)还原性糖的食品中防止和/或减少梅拉德反应的酶的用途，其中，所述酶能氧化糖的还原性基团。
17.根据前述权利要求的任一项的本发明制备的食品。
18.参考实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一个的基本如上文所述的方法。
19.参考实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一个的基本如上文所述的用途。
20.参考实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一个的基本如上文所述的食品。
21.装有参考实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一个的基本如上文所述的食品的不透氧气的容器。
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