超声波辅助酶解反应制备天然奶味香精.pdf

2014 年 第 6 期 广 东 化 工 第 41 卷 总第 272 期 59 超声波辅助酶解反应制备天然奶味香精超声波辅助酶解反应制备天然奶味香精 卢美兰，马集锋，吴庭安，卢少明(丽华(广州)香精有限公司，广东 广州 510540)摘 要文章利用超声波的空化作用产生的化学效应，促进酶解反应制备天然奶味香精，并在酶解反应结束后对脂肪酶进行超声灭杀。以乳脂肪为原料，脂肪酶为水解酶，使用乙醇作为非水反应体系溶剂，酶解乳脂肪底物浓度为 80%，加酶量为 2000 U/g，温度 50，反应 pH 值控制在 67 之间。关键词天然奶味香精；酶解反应；超声波辅助技术；酸值；易挥发物质 中图分类号TS2 文献标识码A 文章编号1007-1865(2014)06-0059-02 Preparation of Milky Flavor by Enzymatic Reaction with Ultrasonic Assisted Lu Meilan,Ma Jifeng,Wu Tingan,Lu Shaoming(CITY FLOWER(GUANGZHOU)LTD.,Guangzhou 510540,China)Abstract:The chemical effects generated by ultrasound cavitation was used to assist enzymatic reaction for natural milky flavor preparation and to eliminate the lipase after the enzymatic reaction.Milk fat is reaction substrates and about 80%by weight.Hydrolytic enzymes are lipase and the amount is about 2000 U/g.temperature and pH are set to be 50 and 6-7.Keywords:natural milky flavor；enzymatic reactions；ultrasonic technology；acid value；volatile substances 乳和乳制品在食品行业中占据重要地位，其不仅有较高的营养价值，口感和香气亦令人十分喜爱，因而乳品香精是香精香料领域中投资最大，开发研究最为活跃的香精之一。化学合成的奶味香精在市场上占有重要的地位，但化学合成的奶味香精尚难以对乳脂香气进行精细的模拟，尤其在烘培领域，化学香精难以精确保留乳脂香气。随着人们生活水平的提高和对天然与健康的关注，具有浓郁、圆润、厚重、协调、自然香气的天然奶味香精将越来越得到人们青睐。利用酶法生产奶类香精，基于脂肪酶作用于乳脂肪产生脂肪酸，能赋予奶制品独特的奶香风味，随着脂肪酸参与到更为复杂的类生物反应中，便生成了一些新的风味物质，形成一个复杂的天然风味体系。该方法以乳脂肪为原料，通过脂肪酶水解作用得到的酶解产物，并对酶解产物进行风味修饰而制备成奶味香精产品。但是该方法对于酶解底物转化率和酶解产物酸值的有效控制还需要做出更多的努力。使用超声波特殊效果处理酶解反应，能有效加强酶解底物反应，强化酶解产物的某种特征风味，并生成更多新的风味物质，有效控制酶解产物的酸值，使得产品品质质量更为稳定。1 设备与材料设备与材料 1.1 试验设备 超声波处理器(FS-1800N)，上海生析超声仪器有限公司；超声波处理器(DS-7510DTH)上海生析超声仪器有限公司；增力电动搅拌机(JJ-1-100W)常州市澳华仪器有限公司；W201B 大孔水浴锅(W201B)，金坛市江南仪器厂；GC-MS(GC6890-Mass5975B)，美国安捷伦(中国)科技有限公司。1.2 试验材料 新西兰无水奶油，广州德力高进出口贸易有限公司；脂肪酶剂(PALATASE 20000L)，诺维信生物技术有限公司；自制缓冲液(柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液)；去离子水；食用乙醇。食用油腐败检测试纸，桂林中辉生物技术有限公司。2 试验方法试验方法 2.1 实验操作 步骤 A：准确称量 1.2 kg 新西兰无水奶油，0.1 kg 柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，0.2 kg 去离子水，分别加入 2 L 烧杯中，置于 45 水浴加热保温环境，调整搅拌转速 400 r/min。步骤 B1：向步骤 A 的 2 L 烧杯中按加酶量为 2000 U/g 加入脂肪酶，酶解反应 120 min。步骤 B2：向步骤 A 的 2 L 烧杯中按加酶量为 2000 U/g 加入脂肪酶，超声波声强 20 kHz 的环境下酶解反应 40 min。步骤 B3：向步骤 A 的 2 L 烧杯中按加酶量为 2000 U/g 加入脂肪酶，酶解反应 60 min，并在超声波声强 20 kHz 的环境下酶解反应 30 min。步骤 B4：向步骤 A 的 2 L 烧杯中按加酶量为 2000 U/g 加入脂肪酶，酶解反应 60 min，加入 0.1 kg 食用乙醇，并在超声波声强 20 kHz 的环境下酶解反应 30 min。步骤C：步骤B1-B4的产品直接在超声波声强40 kHz和80 的环境下进行灭酶处理 15 min。2.2 酶促反应产物易挥发组份 GC-MS 分析 酶促反应产物易挥发组份提取：去酶促反应产物各 40 mL，加入 20 g NaCl，使其饱和，依次用 50 mL、50 mL、30 mL 的乙醚萃取，常压下无水碳酸钠干燥有机相，60 水浴浓缩至 1.0 mL，供 GCMS 分析。GC/MS 条件：32240(10 min)，10/min；分流比：501；进样量：0.2 L；溶剂延迟：3 min；扫描参数：20450 amu；EI电源：70 eV；进样口温度：250；离子源温度：230；MS四级杆温度：150；柱流量：1 mL/min。2.3 酸值测定及感官评分 酸值测定直接采用最简单的试纸法，将酶解产物按重量加入去离子水，稀释 10 倍后使用食用油腐败检测试纸进行比色测试，酸值测试范围在 05.0 mg KOH/g。表表 1 感官评分标准感官评分标准 Tab.1 The standard of sensory evaluation 香气纯度 香气强度 评分 奶香纯正、愉悦度好 浓郁的奶香味 9 奶香较纯正、愉悦度较好 较浓郁的香味 8 奶香较纯正、愉悦度较好 淡淡的奶香味 7 奶香味较好 比原料奶香风味强 6 奶香味，无异味 比原料奶香味微强 5 主体奶香味，无异味 与原料奶香味一样 4 主体奶香味，微微有酸味 与原料奶风味接近 3 淡淡的奶香味，酸味 不如原料奶的风味 2 轻微的奶香味，酸味，腐臭味 令人作呕的酸败味 1 3 结果与讨论结果与讨论 3.1 GC-MS 分析结果 从表 2 可知，奶油酶解后的风味物质含量较高的组分是脂肪酸及其相应的酯类、还有相当量的内酯类合同类物质，这些物质是重要的挥发性风味香气组成部分，而醛、醇、苯环、杂环化合物等物质的含量非常少。而脂肪酸中的主要物质(丁酸、己酸、辛酸、癸酸、十二酸、十四酸、十六酸)，对挥发香气的贡献很大，同时也极大地影响着酶解产物的酸值，这也说明酶解过程主要是进行了脂肪酸甘油三酯的降解，酶解的特征产物脂肪酸是奶风味，收稿日期 2014-03-04 基金项目 广东省科技厅高新区发展引导专项攻关及产业化类(项目编号：2012B010900027)作者简介 卢美兰(1982-)，女，广西人，本科，食品工程师，食品科学与工程。广 东 化 工 2014 年 第 6 期 60 第41卷总第272期 但过度水解产物也会导致酸败味。由此，非水系酶解有利于奶油酶解生成脂肪酸相应的酯类以及内酯类、酮类等物质，使得酶解产物风味体系更加复杂，挥发性物质总浓度更高，奶味香气强度大，同时降低产物酸值，减弱酶解产物风味的酸败感。表表 2 GC-MS 分析结果分析结果 Tab.2 The results of GC-MS 含量/(gmL-1)序号 主要化合物名称 方法 1方法 2 方法 3 方法 41 乳酸乙酯-2.8 1.8 3.0 2 乳酸丁酯-1.6 3.9 4.0 3 乙酰丙酸乙酯-2.2 1.6 2.6 4 丁酸 65.4 85.4 71.8 52.8 5 丁酸乙酯 0.6-9.6 6 戊酸 2.2-1.4 4.0 7 戊酸乙酯-1.2 8 己酸 168 182 182 143 9 己酸乙酯 0.6 0.6 0.6 22.7 10 庚酸 2.5 0.8 2.0 4.4 11 庚酸乙酯-1.2 12 辛酸 236 258 258 175 13 辛酸乙酯 3.1-2.2 20.5 14 癸酸 245 262 208 196 15 癸酸乙酯 2.6 0.8 2.6 10.1 16 壬酸 4.8 2.0 2.2 4.8 17 壬酸乙酯-0.6 18 十二酸 107 120 114 86.5 19 十二酸乙酯 0.6-1.5 5.9 20 十四酸 72.7 64.5 62.2 44.2 21 十四酸乙酯 1.0 0.6 1.0 4.8 22 十五酸 2.2 0.8 0.8 0.6 23 十六酸 24.0 28.5 30.2 14.9 24 癸烯酸 29.2 3.2 42.8 38.1 25 丁位癸内酯 35.5 15.6 104 78 26 丁位十二内酯 22.4 9.8 122 103 27 十八醛(内酯)11.8 4.4 32.6 27.5 28 桃醛(内酯)13.4 2.4 48.4 40 29 庚酮 1.2-4.4 2.6 30 壬酮 2.3-2.9 7.8 31 十一酮 0.6-2.3 9.6 32 十三酮 0.6-4.0 2.7 33 十五酮 0.6-1.1 0.2 3.2 酸值及感官评分结果 酸值试纸比色结果可以判定，酶解产物酸值都在控制范围内，符合 BS ISO 1740-2004乳脂制品和奶油.脂肪酸度的测定(参照法)的要求，具体酸值大小：方法 2方法 3方法 1方法 4。如表 3 感官评分结果可知，感官评分结果与酸值测试结果略有不同，但都可以明显得出结论。表表 3 感官评分结果感官评分结果 Tab.3 The results of sensory evaluation 感官评分给分(1-9)评分员 方法 1 方法 2 方法 3 方法 4 评分员 1 6 4 7 8.5 评分员 2 5 3 5 8 评分员 3 6.5 4 6 8 评分员 4 5.5 3 6.5 8.5 评分员 5 6 3.5 6.5 8 评分员 6 5.5 3 6 7.5 评分员 7 6 3.5 7 8.5 总评 5.8 3.4 6.3 8.1 4 结果与讨论结果与讨论 以乳脂肪为原料，脂肪酶为水解酶，在水系环境下进行水解反应，生成以脂肪酸类易挥发物质为主体的奶味香气产物。然后在超声波声强 20kHz 和加入乙醇非水体系下进行强化醇解反应，使得未参与反应的乳脂肪加速转化，部分已有的脂肪酸物质也发生变化，生成脂肪酸衍生对应的乙酯类、内酯类、酮类等易挥发物质，有利于强化奶味香精的天然风味感和香气强度，并有效控制乳脂肪酶解产物的酸值。参考文献参考文献 1Fereidoon Shahidi，Hugo WeenenFood lipids：chemistry，flavor，and textureMAmerican Chemical Society，2006 2Roy Teranishi，Gary R Takeoka，Matthias Gntert Flavor precursors：thermal and enzymatic conversionsMAmerican Chemical Society，1992 3赵心淮，于国萍，张永忠，等 乳品化学M 北京：科学出版社，2007：94-97 4王栋，李崎，华兆哲，等食品感官评价原理与技术M北京：中国轻工业出版社，2001：96-97 5孔凌酶法水解制备天然奶味香精的研究D成都，西华大学，2010 6汪薇，白卫东，赵文红 生物法制备奶味香精的研究进展J中国调味品，2009，4：27-30 7汪薇，白卫东，赵文红生物技术在天然香精香料生产中的应用J中国酿造，2009，9：7-1 8宿哲然，李新华，金嫘 超声波对蛋清蛋白酶解的研究J食品科技，2006，12：73-75 9田怀香，李凤华，马霞天然奶味香精的酶解工艺优化J食品与机械2013，29(3)：120-124 10马歌丽，董文惠，张勇，等超声波对脂肪酶酶学特性的影响J现代食品科技，2007，23(8)：17-19 (本文文献格式：卢美兰，马集锋，吴庭安，等超声波辅助酶解反应制备天然奶味香精J广东化工，2014，41(6)：59-60)本期广告索引 封一、佛山华联有机硅有限公司 后插一、浙江力普粉碎设备有限公司封二、广东化工编委专家名单 后插二、启东市东盛化工机械厂封三、上海沪工阀门厂(集团)有限公司 后插三、上海申银机械(集团)有限公司封四、浙江东瓯过滤机制造有限公司 后插四、无锡君友化工设备有限公司