不同的酶对小鸡炖蘑菇热反应香精的影响.pdf

第31 卷第2 期2 0 1 4 年 2 月精细化工FINE CHEMICALSVol 31，No 2Feb2 0 1 4香料与香精收稿日期:2013 07 14;定用日期:2013 08 20基金项目:“十二五”国家科技支撑项目(2011BAD23B01);北京市教育委员会科技发展计划重点项目(KZ201110011015)作者简介:陈海涛(1973 )，高级工程师，硕士，电话:[phone]，E mail:chenht th btbu edu cn。不同的酶对小鸡炖蘑菇热反应香精的影响陈海涛，程玥，刘洋，章慧莺，孙宝国，张玉玉(北京工商大学 食品学院，北京100048)摘要:采用纤维素酶和木瓜蛋白酶对榛蘑进行双酶水解。以-氨基氮含量及热反应香精的感官评价为指标，对复合酶的酶配比、酶总量、水解温度、水解时间、初始 pH 进行考察。通过正交实验确定了最适水解条件为:m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=15，水解温度 50，水解时间 5 h，初始 pH=7.0。关键词:榛蘑;酶解;热反应;香料与香精中图分类号:TQ656 1文献标识码:A文章编号:1003 5214(2014)02 0207 05Impacts of Different Enzymes on the Thermaleaction Flavor of Chicken MushroomCHEN Hai-tao，CHENG Yue，LIU Yang，ZHANG Hui-ying，SUN Bao-guo，ZHANG Yu-yu(School of Food and Chemical Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China)Abstract:Arraillaria mellea was hydrolyzed with a hydrolytic enzyme into which papain and cellulasewere added simultaneously The complex enzyme was investigated in terms of the ratio of enzyme，thetotal amount of enzyme，temperature and initial pH The conditions of extraction were screened with thecontent of-amino nitrogen and sensory evaluation as marker by a one-factor experiment and anorthogonal experiment designed to establish the optimal hydrolyzing conditions:mass ratio of cellulaseand papain 15，temperature 50，pH=7.0 for 5 hoursKey words:arraillaria mellea;enzymatic hydrolysis;thermal reaction;perfumes and essencesFoundation items:Supported by the National Key Technology D Program(2011BAD23B01);Beijing Natural Science Foundation Program and Scientific esearch Key Program of Beijing MunicipalCommission of Education(KZ201110011015)中国传统菜肴世代相传，延续至今，少则数十年，多则上百年，甚至可追溯到千年。中式传统菜肴最大的特点是复杂多变，每一道菜都是由主料、配料搭配而成，再加上厨师精湛的烹饪技术和调味技术，因此，增加了中国传统菜肴工业化生产的难度1。目前，由于缺乏重视和投入，基础研究薄弱，生产技术落后，工业化程度低，严重制约了中国传统菜肴的工业化进程。促进中国传统菜肴的工业化生产及其产业化升级已经迫在眉睫，这不仅是弘扬中国传统饮食文化的需要，也是振兴我国民族工业的必然要求1。将传统菜肴与香精相结合，制作菜肴香精，对于传统菜肴工业化生产有极大的推动作用。我国香料香精企业总数已经突破1 000家，总产值近 300亿元人民币2。但与发达国家的咸味食品香精行业相比，香精的质量在天然逼真感和稳定性等方面略显逊色3 5。小鸡炖蘑菇是满族传统风味菜肴，是满族“八大碗”中的一道名菜。炖鸡的蘑菇选用野生的榛蘑，可以最大程度衬托出鸡肉的鲜香，是名副其实的山珍野味。本文以榛蘑作为考察对象，利用水解的鸡肉作为热反应香精的基质，在热反应时加入榛蘑水解液，通过探索榛蘑水解工艺条件对小鸡炖蘑菇风味的影响，以制备出具有传统东北特色的小鸡炖蘑菇风味的液体香精。1实验部分1.1试剂与仪器试剂:葡萄糖、柠檬酸，北京北方霞光食品添加剂有限公司;食用碱面，唐山三友化工股份有限公司;木瓜蛋白酶(80 万 U/g)、纤维素酶(1 万 U/g)、动物蛋白酶，食品级，广西南宁庞博公司;固体氢氧化钠(A)、甲醛(A，质量分数 37.0%40.0%)，国药集团化学试剂有限公司;VB1、L-半胱氨酸、I+G，冀州市华阳化工有限责任公司;HVP，河北省保定味群食品工业有限责任公司;鲜鸡肉、鸡油，北京华都肉鸡有限责任公司;榛蘑、姜粉、辣椒粉、花椒粉、小茴香粉、大料粉、盐、冰糖、料酒、生抽、食用油，市售。仪器:PHSJ 4A 型 pH 计、高速离心机，深圳天南海北实业有限公司。1.2方法1.2.1酶解液的制备方法榛蘑粉碎，过 80 目筛，加水混合均匀，水浴加热下搅拌，待混合液到达指定温度时，加酶进行酶解。酶解结束后，迅速升温至100 维持10 min，灭酶后将酶解液进行离心(600 r/min，30 min)，提取上清液，备用。1.2.2游离氨基酸态氮的测定:甲醛滴定法6 取酶解液 5.0 mL 于 100 mL 容量瓶中，加水至刻度，混匀后吸取 20.0 mL，置于 200 mL 烧杯中，加60 mL 蒸馏水，磁力搅拌下用 0.05 mol/L 的标准NaOH 滴定至酸度计指示 pH=8.2，加入 10.0 mL甲醛溶液，混匀。再用标准 NaOH 滴定至 pH=9.2，记录下消耗标准 NaOH 溶液的体积。同时做空白实验。计算公式如下:X=(V1 V2)c 0.0145 V3100100式中:X:样品中氨基酸态氮的含量(以氮计)，g/100mL;V1:滴定样品稀释液消耗 0.05 mol/L 氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL;V2:空白实验消耗0.05 mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL;V3:样品稀释液取用量，mL;c:氢氧化钠标准滴定溶液浓度，mol/L;0.014:与1.00 mL 氢氧化钠标准滴定溶液 c(NaOH)=1.000 mol/L 相当的氮的质量，单位为 g。1.2.3简单热反应体系制备香精的方法简单热反应体系配方为:鸡肉酶解液 100.0 g，榛蘑酶解液 5 g，葡萄糖1.0 g，半胱氨酸 1.0 g，I+G0.4 g，VB10.25 g，鸡油1.5 g，HVP 0.75 g，100 反应 60 min。热反应香精静置 1 d 熟化后，感官评价各因素对香精风味的影响。1.2.4感官评价法肉类香精的感官评价特性是一种复杂的效果，主要包括香精的基本味、香气、口感、化学性感官因素等特性7。为选出品质较好的香精，对制备的香精采用选择法和评分法8 9 两种方法进行感官评价。随机选取评香员进行感官评价。对香精香气特征、强度、口感、回味等全部特性加以综合考虑予以选择和评分。在评价过程中注意疲劳效应、顺序效应、对比效应等对感官评价的影响10。考虑到香精的实用价值，主要针对以下三方面进行评价:(1)是否有榛蘑味道，可否满足评价人主观喜好程度;(2)与小鸡炖蘑菇菜肴气味的近似程度;(3)香味方面主要注意香气是否浓郁纯正，强度是否足够，有无不良气息。感官评价结果用分值表示，满分为 100 分。2结果与讨论2.1单酶水解的比较将木瓜蛋白酶，纤维素酶以初始 pH、水解时间、水解温度和加酶量为条件，分别确定出各种酶水解的最佳条件，然后在各自的最佳使用条件下实验并进行比较。表 1不同酶的最适条件Table 1Optimum conditions for different enzymes酶种类酶解条件初始pH水解时间/h水解温度/加酶量/%感官评价得分-氨基氮/(g/100 mL)木瓜蛋白酶7.03550.579.60.06纤维素酶5.84350.174.70.052.2复合酶水解11 榛蘑的细胞壁由蛋白质、纤维素等物质组成，为了更好地使蛋白质溶出，产生更好的风味物质，采用纤维素酶和木瓜蛋白酶共同作用，并分别对木瓜蛋白酶和纤维素的酶配比、酶总量、水解温度、水解时间以及初始 pH 进行考察12 13，以提高榛蘑在整体香精风味中的比例。2.2.1酶配比的考察将木瓜蛋白酶和纤维素酶进行复配，m(纤维素802精 细 化 工FINE CHEMICALS第 31 卷酶)m(木瓜蛋白酶)=11、12、13、14、15。其他水解条件为:酶总量为底物质量的 0.5%，水解温度50，水解时间 3 h，水解 pH=6.5，m(榛蘑)m(水)=110。酶配比对水解效果以及感官评价的影响见图 1。图 1复合酶酶配比对水解度以及热反应体系风味的影响Fig 1Impacts of complex enzyme ratio on the degree ofhydrolysis and aroma of thermal reaction flavors由图 1 可知，复合酶在 m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=15 时氨基酸态的氮含量达到最大，其次为 m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14 时。并且在m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14 时感官评价分数远高于其他酶配比条件。考虑到实验因素选择的连续性，选取 m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14为复合酶最佳水解条件。2.2 2总量的考察将木瓜蛋白酶和纤维素酶进行复配，酶总量为榛蘑混合物质量的 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。其他水解条件为:m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14，水解温度 50，水解时间 3 h，水解 pH=6.5，m(榛蘑)m(水)=110。复合酶酶总量对水解效果以及感官评价的影响见图 2。图 2复合酶加酶量对水解度以及热反应香精风味的影响Fig 2Impacts of complex enzyme quantity on the degree ofhydrolysis and aroma of thermal reaction flavors由图 2 可知，酶总量 0.5%的水解度为最高，其次为 0.3%加酶量时的水解度。其他水解度值均较低。感官评价分数中酶总量 0.2%与 0.4%为最高，其次是 0.5%，加酶量 0.3%的感官评价分数虽然小于 0.2%，但其水解度与 0.2%水解度相差较多。选取 0.5%为最佳加酶量。2.2.3水解温度的考察将木瓜蛋白酶和纤维素酶进行复配，将水解温度设置为 35、40、45、50、55、60。其他水解条件为:酶总量为榛蘑混合物质量的 0.5%，m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14，水解时间 3 h，水解 pH=6.5，m(榛蘑)m(水)=110。复合酶水解温度对水解效果以及感官评价的影响见图 3。图3水解温度对复合酶水解度以及热反应香精风味的影响Fig 3Impacts of hydrolysis temperature on the degree ofenzyme hydrolysis and aroma of thermal reactionflavors由图 3 可知，水解温度在 40 50 效果较好。当温度达到 60 时，酶活性大部分丧失，水解效果很差。从感官评价来说，35 分数最高，但其水解度低于45 55 时的水解度，并且分数的差距相对较低，选 45 为最佳水解温度。2.2.4水解时间的考察将木瓜蛋白酶和纤维素酶进行复配，将水解时间设置为1、2、3、4、5 h。其他水解条件为:水解温度45，酶总量为榛蘑混合物质量的 0.5%，m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14，水解 pH=6.5，m(榛蘑)m(水)=110。复合酶水解时间对水解效果以及感官评价的影响见图 4。由图 4 可知，2 h 和 5 h时复合酶水解度最高，4 h 时水解度略低于 2 h 和 5h，但其感官评价分数为最高，并且水解度与2 h 和5h 相差不大，而感官评价分数却有很大的差距。最终选取 4 h 为复合酶最佳水解时间。902第 2 期陈海涛，等:不同的酶对小鸡炖蘑菇热反应香精的影响图 4复合酶水解时间对水解度和热反应香精风味的影响Fig 4Impacts of complex enzymatic hydrolysis time on thedegree of hydrolysis and aroma of thermal reactionflavors2.2.5复合酶初始 pH 的考察将木瓜蛋白酶和纤维素酶进行复配，将水解初始 pH 设置为:5.0、5.5、6.0、6.5、7.0;其他水解条件为:水解时间 4 h，水解温度 45，酶总量为榛蘑混合物质量的 0.5%，m(纤维素酶)m(木瓜蛋白酶)=14，m(榛蘑)m(水)=110。复合酶水解初始 pH 对水解效果以及感官评价的影响见图 5。图 5复合酶初始 pH 对水解度的影响Fig 5Impacts of complex enzymes initial pH value on thedegree of hydrolysis由图 5 可知，水解度随着 pH 的增大而增大，在pH7.0 时水解度达到最高。感官评价分数在 pH6.0时最大，随后有下降趋势，但在 pH6.5 时还是高于pH5.0 和 pH5.5 的评价分数。最终选取 pH6.5 为复合酶最佳初始 pH。2.3正交实验参照复合酶实验水解榛蘑的最佳条件，确定复配水解时每个因素的最佳使用条件，再进行正交实验。为了更加准确考察各种因素对双酶复酶反应的综合影响，对影响水解反应的水解温度、水解时间、酶配比、初始 pH 设计了正交实验，因素和水平的选择见表 2，实验结果见表 3。表 2因素水平表Table 2Level of factors因素水平123A 水解时间/h345B 酶配比131415C 水解温度/455055D 初始 pH6.06.57.0表 3正交实验结果Table 3Data of orthogonal experiments序号ABCD感官评价得分1111173.82122275.73133378.64212377.95223171.66231272.07313278.38321381.89332182.2K1228.1230.0227.6227.6K2221.5229.1235.8226.0K3242.3232.8228.5238.3k176.076.775.975.9k273.876.478.675.3k380.877.676.279.420.83.78.212.32.3.1正交实验结果由表 2 可看出，由于 A D C B，各因素的主次顺序为:水解时间 初始 pH 水解温度 酶配比。水解最佳实验为第 9 组，实验条件为:水解温度 50，水解时间 5 h，初始 pH=6.0，酶配比 15。2.3.2验证性实验按正交实验结果推导出的最优方案与实验结果的最佳方案做对比，结果见表 4。表 4验证实验表Table 4Data of verification experiments初始 pH水解温度/水解时间/h酶配比感官评价得分A6.05051582.2B7.05051586.7验证性实验中，B 实验好于 A 实验的结果，即A3B3C2D3评分高于 A3B3C3D1，证实正交实验推导的结论正确。因此，最优实验方案为:水解温度50，012精 细 化 工FINE CHEMICALS第 31 卷水解时间 5 h，初始 pH=7.0，酶配比 15。3结论(1)由最终制备的香精感官评价结果得出，复合酶的水解要优于单酶水解的效果。(2)通过正交实验，推导出复合酶的最优水解条件为:水解温度 50，水解时间 5 h，初始 pH=7.0，纤维素酶和木瓜蛋白酶的质量比 15。(3)原料的水解度与香精的风味评分无线性关系。水解度的控制应参考制备香精的感官评价得分。参考文献:1王静，孙宝国 中国主要传统食品和菜肴的工业化生产及其关键科学问题 J 中国食品学报，2011，11(9):1 6 2孙宝国，陈海涛 中国咸味香精的现状及发展趋势J 食品工业科技，2012，33(3):15 18 3肖作兵，牛云蔚，杨斌 肉味香精研究进展J 香料香精化妆品，2007(4):27 30 4肖作兵，牛云蔚，李琼，等 合成天然肉味香精的新技术研究 J 食品科技，2006(10):181 183 5Shi H，Hoct The flavour of poultry meatM London:C hapman Hall，Flavour of Meat and Meat Products，1994:55 58 6张水华 食品分析 M 北京:中国轻工业出版社，2008:174 175 7欧阳杰，武彦文 肉类香精的感官评价J 香料香精化妆品，2003(6):32 35 8傅德成，孙瑛 食品质量感官鉴别指南 M1 版 北京:中国标准出版社，1995 9张慧敏，陈湘宁 规范化食品品评试验的运作与设计J 北京农学院学报，1998，13(4):47 50 10邓少平，余金德 品评员经验对食品感官品评可信度的影响 J 食品科学，1996，1712):7 9 11陈哲超，林宇野，谢必峰 复合酶解法提取香菇多糖蛋白的研究 J 生物工程进展，1995，15(1):47 50 12高珊，余晓斌 双酶法水解茶树菇工艺的研究J 食品工业科技，2008，29(1):181 183 13王士刚，封毅 香菇营养成分的提取及香菇饮料的研制 J 食品科学，1994，15(8):19 23(上接第 201 页)7Ettedgui Jessica，Neumann onny Phenanthroline decorated by acrown ether as a module for metallorganic-polyoxometalate hybridcatalysts:the wacker type oxidation of alkenes with nitrous oxide asterminal oxidantJ Journal of American Chemical 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