专利名称：一种糯味香精的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以橘皮为原料制备天然热反应糯味香精的新方法。
背景技术：
香精是由人工调配或由发酵、酶解、热反应等方法制造的含有多种香成分的混合物。香精与人们的生活息息相关，人们的生活已经日益离不开香精的存在，伴随着社会物质文化的不断发展，人们对香精的品种及需求量也不断的增加，对香精的质量的要求也日渐苛刻。香精的生产方法有很多，包括调香、发酵、热反应、酶解等方法。热反应型香精是一种新型的食用香精，最近几年才兴起，它是由两种或两种以上的“前体物质”在特定条件下加热经过一系列复杂的反应产生的。热反应又叫非酶褐变反应或美拉德反应。国际食用香料工业组织(IOFI)对热反应香精的定义如下:热反应香精是一种有食品原料和允许在食品或反应香精中添加的原料加热制备的产物。1912年法国化学家Luois Malilard发现甘氨酸和葡萄糖一起加热时,形成颜色褐变反应的类黑精。后来经过进一步的研究发现此类反应对食品的颜色及香味的形成影响极大。热反应的种类多种多样，机理复杂，但基本原理有矩可循，反应基本类型是还原糖和氨基酸的加热反应。研究显示，氨基酸与还原糖之间的反应是构成各种热加工食品香味的主要来源。但是，实际的应用中，原料是多变的，除了氨基酸和还原糖，其它的如同维生素、蛋白质、脂肪等都可以参与反应而影响风味的形成。柑橘是世界第一大水果，2003年总产量为1.02亿吨，约占世界水果总产量的21.59%。近年来，我国柑橘产量猛增，栽种面积已居世界之首，发展到130万公顷，年产量达0.12亿吨，已超过美国位居第二。其中，宽皮橘占55%以上，甜橙占30%，柚子占10%，其他5%。柑橘在浙江省是第一大水果，目前全省种植面积达185.8万亩，总产量163.8万吨。自1994年以来，柑橘总产量已连续7年位居全国第一。随着柑桔加工业的发展，留下了大量的副产品，仅浙江省的桔子罐头企业，每年就约消耗28万吨温州蜜柑，废弃的橘皮达5.6万吨。据研究报道，在这些废弃的橘皮中，外果皮约占果重的10%，富含香精油和色素；中果皮约占果重的10 - 30%，纤维素、果胶分别占整个中果皮(干重)的40%和20% ;内果皮约占果重的10%，干物质中约含44%的糖和33%的半纤维和纤维素、20%的果胶和木质素、戊糖胶类，其他成分还有配糖体，如橙皮甙、维生素P和柠檬苦素等。发明人通过实验发现，橘皮的酶解液含有美拉德反应所必需的氨基酸和还原糖，由此萌发了利用桔皮来生产美拉德热反应香精的研究。传统方法制作的食品由于制作方法精细、加热时间长等原因，其香味一般都非常丰厚饱满，但是采用现代化设备大规模、快速生产的食品，由于处于流水线上加工时间短等原因，其香味一般与传统方法制作的食品存在一定差距，这就需要额外的添加补充香味的物质，这就是食品香精。而热反应香精作为一种新型的食用香精具有香气浓郁、圆润、口感醇厚、逼真的特点。同时，利用Maillard反应生成的香精在国际上认为是属于天然香精范畴，被美国食品药品管理局(FDA)认定是一般公认安全的产品(GRAS)。Maillard反应香精还具有许多重要的功能，如反应产物均具有良好的抗氧化性，可防止脂肪氧化，抑制细菌生长，能有效地延长制品保质期；对矿物质的吸收和排泄的影响、具有类似于食物纤维的作用；对亚硝胺生成的抑制作用；对过剩氧的消去作用；对免疫系统的生理作用和抗突变作用等。以Maillard反应香精为主体的风味料给人们以回归自然界，营养、安全的感觉，将成为今后调味品市场的主导产品。目前，国际上对美拉德反应的研究十分活跃，人们利用先进的科学技术和设备分离并鉴定出许多美拉德反应香味物质，并在此基础上成功合成并调配了牛肉香精、鸡肉香精、猪肉香精等以美拉德反应产物(MRPs)为香基的调味品。从目前发表的专利文献看，美、英、德三国多以在纯氨基酸和糖为主体的模拟体系中合成MRPs增香调味品，从中了解某个前体加热后生成哪些香成分以及它们的生成途径和机理，用这种方法来追溯各种香成分的来源。国内大量的香精公司和科研机构主要致力于热反应肉类香料的研究与开发应用。如北京工商大学进行含硫香原料的研究，清华大学、江南大学、南开大学进行了杂环肉香原料的研究，上海市酿造科学研究所、中外合资上海鼎盛食品有限公司，采用酵母抽提物，应用MaiIIard反应新工艺、新技术研究出新颖牛肉酱调味品等。由于Maillard反应所产生的风味成分非常复杂，采用GC/MS对其香气成分进行分析比较繁杂，电子鼻作为一种分析、识别和检测复杂气味和大多数挥发性成分的仪器，可以给予样品中挥发成分的整体信息，也称“指纹”数据，是分析成分复杂的香气物质的理想工具。电子鼻也称人工嗅觉，是模拟生物鼻子的嗅觉功能，从而代替人类鼻子进行检测的一种电子系统。1993年,英国Warwick大学的Gardner、Southampton大学的Bart let对电子鼻给出了如下定义:电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器阵列和适当的模式识别系统组成的，能够识别简单或复杂气味的仪器。经过多年的发展，电子鼻在应用领域越来越广泛，主要集中在:食品、环境、农业生产、医疗检测等多方面，尤其在酒类、肉类、茶叶、水果成熟及贮藏期、香精识别等方面应用效果显著。电子鼻作为食品品质和质量评判的新方向和新技术，己有其理论基础和应用背景。电子鼻在农产品、食品质 量安全、食品监管等领域有着广泛的应用，如:肉类的鉴别；酒的质量鉴别与品种的区分；大白菊产地的鉴别];饮料类别的区分；评判奶酪、乳制品品质；小麦品质的控制；水果和咖啡香气质量及成熟程度判定；鱼、肉等食品新鲜程度及品质判断；中药材的品种、产地鉴别；香精香料的检测等等。通过电子鼻来检测食品的品种、类别、品质等特性具有诸多优点:对待测样品的状态没有特殊的要求，大多数的情况下，对样品的测定不失其本原性，不破坏样品，获取的是样品挥发性气味的整体信息；检测时间短，方便快捷；检测的成本低，待测样品无需经过复杂繁琐的预处理过程；仪器较通用，能在线和实时测量，易于推广。当前国际上热反应香精的研究十分热门，国际十大香精公司如IFF、奇华顿、芬美意等公司在研发方面的资金投入。技术开发集中在合成技术、催化技术、分析技术、生物工程技术、新型分离与加工技术、香精新工艺、新剂型技术等方面。对比国内热反应香精的研究整体比较薄弱，以肉类香精为主。可以预见，今后加强实用型的柑橘采后高技术含量的深加工技术研究是一个必然趋势，从生产趋势和资源利用来看，更具有发展潜力和生产发展空间，必定能促进我国柑橘采后产业快速发展。
发明内容
本发明目的在于寻求以橘皮为原料，利用果胶酶与纤维素酶的共同作用并结合热水浸提工艺获得橘皮酶解液，进一步以橘皮酶解液为反应底物通过Maillard反应制备天然香精的方法。本发明采用的技术方案是:一种糯味香精的制备方法，所述的方法包括以下步骤:(I)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的质量比为1:4(Γ100 (优选1:6(Γ70)加水混合得到混合液，在果胶酶与纤维素酶作用下于35 50°C (优选45 50°C)、pH 3.5 6.0 (优选4.5 5.5)酶解9(Tl80min (优选10(Tl50min)，然后升温至80 95°C提取6(Tl50min (优选10(Tl20min)，离心后过滤，得到滤液和滤饼；所述果胶酶的质量用量为混合液质量的0.01-0.04% (优选0.02、.03%);所述纤维素酶的质量用量为混合液质量的0.05-0.2% (优选0.Γ0.15%)；(2)取滤液浓缩至含水量8(T98wt%，得浓缩液；(3)步骤(2)所得浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇为甘油或丙二醇，优选为甘油，充分搅拌后调PH值为5.(Γ8.0(优选7.(Γ7.5)，然后加热进行美拉德反应，11(T15(TC (优选13(Tl40°C )温度下反应2 5h (优选3 4h)，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以浓缩液的体积计为1/8 1/4 kg/L，所述多元醇的用量以浓缩液的体积计为
1/2 2/1 kg/Lο所述步骤(2)可按以下方法操作:取步骤(I)得到的滤饼，按照步骤(I)的提取方法重复提取广3次，合并所有的滤液，浓缩至含水量8(T98wt%，得浓缩液。本发明所述果胶酶的酶活通常为30000u/g。所述纤维素酶的酶活通常为40000U/
g°所述步骤(2)中的浓缩通常是在5(T70°C真空浓缩。本发明所述步骤(3)中在所得浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述L-天冬氨酸的用量以浓缩液的体积计为l/fl/4 kg/L，优选1ΑΓ1/5 kg/L ;所述C3的多元醇的用量以浓缩液的体积计为1/2 2/1 kg/L，优选1/广2/1 kg/L。浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇后，通常此时反应液的含水量为3(T60wt%，优选反应液的含水量在3(Γ50%，最优选含水量为40%。可通过加入L-天冬氨酸以及多元醇的用量来调整反应液中的含水量。本发明所述的含水量是指:在由溶于水的溶质和溶剂水组成的溶液中，溶剂水所占的质量百分含量，通常可以按照标准GB 5009.3 - 2010进行测定。本发明所述干燥橘皮粉是将干燥橘皮机械粗粉碎，过6(Γ100目筛，得到所述干燥橘皮粉。所述步骤(3)中，反应的温度优选为13(Tl40°C，反应时间优选为3 4h，最优选在130°C下反应4小时。所述步骤(3)中，充分搅拌后调pH值为5.(Γ8.0，优选调pH值为7.(Γ7.5。在浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇后，未调pH值前，所述反应液自身的pH值约为5.5^6.0，在PH值5.(Γ8.0内均可进行反应，可加碱调pH值，不调节pH值也可反应，但本发明优选加碱(通常可用0.2mol/L的NaOH 水溶液或0.2mol/L的NaHCO3水溶液)调节至pH值为7.0 7.5进行反应。
所述步骤(I)中，酶解时的反应温度优选为45 50°C，反应时间优选为10(Tl50min。较为优选的，推荐本发明所述方法按以下步骤进行:(1)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的质量比为1:6(Γ70加水混合得到混合液，在果胶酶与纤维素酶作用下于45飞(TC、pH 4.5 5.5酶解10(Tl50min，然后升温至80 95°C提取10(Tl20min，离心后过滤，得到滤液和滤饼；所述果胶酶的质量用量为混合液质量的0.02、.03% ;所述纤维素酶的质量用量为混合液质量的0.Γ0.15% ；(2)取步骤(I)得到的滤饼，按照步骤(I)的提取方法重复提取f 3次，合并所有的滤液，5(T70°C真空浓缩至含水量8(T98wt%，得浓缩液；(3)步骤(2)所得浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇为甘油或丙二醇，充分搅拌后调pH值为7.(Γ7.5，然后加热进行美拉德反应，13(Tl40°C温度下反应:T4h，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以浓缩液的体积计为1ΑΓ1/5 kg/L，所述多元醇的用量以浓缩液的体积计为1/广2/1 kg/L。本发明以橘皮为原料，采用酶解工艺获得酶解液，通过Maillard反应获得天然糯香风味香精。发明的要点在于以橘皮为原料，采用酶解工艺，通过Maillard反应获得的天然风味香精，香气浓郁，圆滑，逼真，安全。本发明的有益效果主要体现在:1.本发明所用热反应材料为橘皮，采用橘皮类物质作为热反应香精的原料鲜见报道，且橘皮原料为柑桔加工的副产`品，易得成本低，安全无毒。2.本发明所采用的Maillard反应获得的天然风味香精,在高温时不宜损失,易于其他配料发生协同反应，使主体香气及其他烘托香气体现的更完美协调，增加风味的立体感，给人以回归自然界，营养，安全的感觉，具有调配技术无法比拟的作用。3.本发明利用生物酶法的高效性和专一性，对橘皮中的大分子进行酶解获得Maillard反应所需的底物，酶作用条件温和、对环境友好，获得的产品质量好，并具有对工艺、设备的要求不是很高、能耗低等优点。避免了采用化学(酸或碱法水解)法后处理复杂，获得的产品颜色深，品质不好等不足。
图1实施例1步骤(4)得到的氨基酸标准曲线图2实施例1步骤(5)得到的还原糖标准曲线图3电子鼻6个传感器的电导率比值随时间变化的响应曲线图。图4 9种正交实验制得的香精经电子鼻检测得到的雷达图，分别对应图4-Γ4-9图5 9种正交实验制得的香精经电子鼻检测的数据经PCA分析得到的PCA图
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:实施例1(I)原料的制备:净选浙江省产干燥的橘皮，除去其中的杂质，粉碎后，过6(Tl00目筛，得橘皮干粉待用；(2)试剂:95%乙醇、丙三醇、考马斯亮蓝试剂、DNS试剂；葡萄糖、牛血清蛋白。(3)仪器:HMB-701C粉碎机，H1650高速离心机，DHG —9240A电热鼓风干燥箱，BC/BD-199DSA Haier卧式双层门冷藏冷冻转换柜，DK-8D电热恒温水槽(温度波动:±0.5°C)，RE-52A旋转蒸发器，AL-104电子天平(分度值:0.0OOlg)，T6新世纪紫外可见分光光度计，HH-2数显恒温水浴锅，LXJ-1I离心沉淀机，漩涡振荡器，微波炉等。(4)考马斯亮蓝法测氨基酸考马斯亮蓝试剂:考马斯亮蓝G-250 IOOmg溶于50ml 95%乙醇，加入IOOml 85%H3PO4，用蒸馏水稀释至1000ml，滤纸过滤。最终试剂中含0.01% (W/V)考马斯亮蓝G-250，
4.7% (W/V)乙醇，8.5% (W/V) H 3P04。标准蛋白质溶液:纯的牛血清血蛋白，预先经微量凯氏定氮法测定蛋白氮含量，根据其纯度同0.15mol/LNaCl配制成100ug/ml蛋白溶液。表I氨基酸标准曲线的制作
权利要求
1.一种糯味香精的制备方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤:(1)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的质量比为1:4(Γιοο加水混合得到混合液，在果胶酶与纤维素酶作用下于35 50°C、pH 3.5 6.0酶解9(Tl80min，然后升温至80 95°C提取6(Tl50min，离心后过滤，得到滤液和滤饼；所述果胶酶的质量用量为混合液质量的0.01-0.04% ;所述纤维素酶的质量用量为混合液质量的0.05-0.2% ； (2)取滤液浓缩至含水量8(T98wt%，得浓缩液； (3)步骤(2)所得浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇为甘油或丙二醇，充分搅拌后调PH值为5.(Γ8.0，然后加热进行美拉德反应，11(T150°C温度下反应2飞h，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以浓缩液的体积计为1/8 1/4 kg/L，所述多元醇的用量以浓缩液的体积计为1/2 2/1 kg/L。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)按以下方法操作:取步骤(I)得到的滤饼，按照步骤(I)的提取方法重复提取广3次，合并所有的滤液，浓缩至含水量80 98wt%,得浓缩液。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述浓缩是在5(T70°C真空浓缩。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述干燥橘皮粉是将干燥橘皮机械粗粉碎，过6(Γ100目筛，得到所述干燥橘皮粉。
5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中，反应的温度为130 140°C，反应时间为3 4h。
6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中，充分搅拌后调pH值为 7.0 7.5。
7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步骤(I)中，酶解时的反应温度为45 50°C，反应时间为10(Tl50min。
8.按权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤:(I)取干燥橘皮粉，按橘皮粉、水的质量比为1:6(Γ70加水混合得到混合液，在果胶酶与纤维素酶作用下于45 50°C、pH 4.5^5.5酶解10(Tl50min，然后升温至80 95°C提取10(Tl20min，离心后过滤，得到滤液和滤饼；所述果胶酶的质量用量为混合液质量的0.02、.03% ;所述纤维素酶的质量用量为混合液质量的0.Γ0.15% ； (2)取步骤(I)得到的滤饼，按照步骤(I)的提取方法重复提取f3次，合并所有的滤液，5(T70°C真空浓缩至含水量8(T98wt%，得浓缩液； (3)步骤(2)所得浓缩液中加入L-天冬氨酸、多元醇，所述多元醇为甘油或丙二醇，充分搅拌后调PH值为7.(Γ7.5，然后加热进行美拉德反应，13(Tl40°C温度下反应3 4h，制得所述糯味香精；所述L-天冬氨酸的用量以浓缩液的体积计为1ΑΓ1/5 kg/L，所述多元醇的用量以浓缩液的体积计为1/广2/1 kg/L。
全文摘要
本发明公开了一种糯味香精的制备方法以橘皮为原料，利用果胶酶与纤维素酶的共同作用并结合热水浸提工艺获得橘皮酶解液，进一步以橘皮酶解液为反应底物通过Maillard反应制备得到天然糯味香精。本发明利用生物酶法的高效性和专一性，对橘皮中的大分子进行酶解获得Maillard反应所需的底物，酶作用条件温和、对环境友好，获得的产品质量好，并具有对工艺、设备的要求不高、能耗低等优点。避免了采用化学法后处理复杂，获得的产品颜色深，品质不好等不足。
文档编号C11B9/00GK103087822SQ201210591790
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月30日 优先权日2012年12月30日
发明者张拥军, 郑龙华, 苏东洋, 张高帆, 朱丽云, 李佳 申请人:中国计量学院