一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法与流程

本发明涉及一种功能性风味基料的制备，更具体地说，涉及一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法。

背景技术：

近年来，中国扇贝产业发展迅速，2016年全国扇贝养殖产量高达180万吨。然而在扇贝高产的同时，也产生了大量的食品工业废弃物。虾夷扇贝雌性生殖腺作为贝柱产品生产过程中的可食用副产物，其本身蛋白含量丰富，达到62.89±0.87％(以干重计)，是制备酶解蛋白肽的良好原料；此外其油脂含量可达19.60±0.14％(以干重计)，且富含脂溶性维生素类胡萝卜素，具有良好的发展前景。

随着人们生活节奏的加快，生活水平的提高，餐饮行业及各种方便食品、休闲食品等相关食品产业的迅速发展，由此带动了食品基料行业的快速发展。近几年来，调味基料作为一类能够改善膳食口味的产品，深受广大消费者的喜爱。现有的调味基料主要讲究其色泽、鲜味及风味，很少考虑到产品的营养成分和功能。而随着人们保健意识的增强，消费群体越来越关注饮食结构的合理性和营养性，因此制备一种兼具天然、方便、美味与功能的调味基料越来越受到人们的青睐。肽是重要的食品配料之一，本身具有独特的呈味特性，因其具有比氨基酸更好的溶解性及消化吸收性能，广泛用于调味料生产中；而采用外源酶水解动物蛋白，并通过美拉德热反应生产的天然调味基料具有比肽更好的呈味特性，且具有色泽浓郁、风味逼真、营养价值高等优势。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的海鲜调味基料香气不够浓郁、风味不够逼真、产品形式单一的不足的缺点，提供一种条件温和、工艺简单、生产效率高的虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的制备方法，满足现代人多样化的膳食营养需求。

为达到上述目的，本发明提供了一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法，包括如下步骤：

s1、原料预处理：取虾夷扇贝雌性生殖腺，用水洗净后，沸水浴5～15min，匀浆，制备虾夷扇贝雌性生殖腺匀浆液；

s2、脱脂：向步骤s1制得的虾夷扇贝雌性生殖腺匀浆液中加入正己烷/无水乙醇混合液，萃取脱脂，50℃下萃取4～8h，所述萃取过程重复1～3次后，抽滤，所得滤饼用所述正己烷/无水乙醇混合液冲洗，自然风干，粉碎，过100目筛，得扇贝生殖腺脱脂粉；所述正己烷/无水乙醇混合液中正己烷与无水乙醇的体积比为2～3:1，所述扇贝雌性生殖性匀浆液与所述正己烷/无水乙醇混合液的体积比为1:8～12；

s3、扇贝生殖腺油脂提取：取步骤s2抽滤后所得滤液，3000～5000r/min下离心5～15min后，收集下层正己烷层溶液，旋转蒸发或氮吹后得扇贝生殖腺油脂；

s4、酶解：以步骤s2制得的扇贝生殖腺脱脂粉为底物，用碱性蛋白酶酶解3h后，用0.8～1.2mol/l的naoh溶液调ph至中性，85～100℃加热10min，终止酶解反应，制得生殖腺酶解液；

s5、干燥：将步骤s4所得的酶解液进行喷雾干燥，进口温度为200～250℃，出口温度为80～90℃，雾化盘转速为48hz，塔内负压为7～9pa，得到虾夷扇贝生殖腺酶解物；

s6、美拉德衍生物的制备：将步骤s4制得的扇贝生殖腺酶解液与核糖共溶于水，得到混合溶液，再加入0.8～1.2mol/l的小苏打(nahco3)调节ph至6.0～9.0后，于95℃进行美拉德反应6～12h后，喷雾干燥，制得虾夷扇贝生殖腺酶解美拉德衍生物；所述混合溶液中酶解物终浓度为5～15mg/ml，所述混合溶液中核糖终浓度为所述酶解物终浓度的0.5～2.5倍；

s7、全扇贝风味基料的配伍：取步骤s3制得的虾夷扇贝生殖腺油脂、步骤s5制得的虾夷扇贝生殖腺酶解物或步骤s6制得的虾夷扇贝生殖腺酶解美拉德衍生物中的两种或三种进行配伍，制得全扇贝风味基料；所述全扇贝风味基料的组成方式具体为：虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物+油脂(4～6:8～9，g:ml)、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解美拉德衍生物+油脂(1～3:4～6，g:ml)、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物+虾夷扇贝酶解美拉德衍生物(3～5:4～6，g:g)或虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物+虾夷扇贝酶解美拉德衍生物+油脂(4～6:5～7:9～11，g:g:ml)。

优选方式下，步骤s1为取虾夷扇贝雌性生殖腺，用水反复清洗后沸水浴10min灭内源酶，匀浆，制备生殖腺匀浆液。

优选方式下，步骤s2为将步骤s1制得的生殖腺匀浆液中加入正己烷/无水乙醇混合液萃取脱脂，50℃下磁力搅拌萃取6h，所述萃取过程共进行2次，抽滤，所得滤饼用少量所述正己烷/无水乙醇混合液冲洗，自然风干，粉碎机粉碎，过100目筛，得到扇贝生殖腺脱脂粉；所述正己烷/无水乙醇混合液中正己烷与无水乙醇的体积比为3:1，所述扇贝雌性生殖性匀浆液与所述正己烷/无水乙醇混合液的体积比为1:10。

优选方式下，步骤s3所述离心条件为4000r/min离心10min；下层正己烷层溶液，经40℃或45℃旋转蒸发后即得到扇贝生殖腺油脂。

优选方式下，步骤s4所述酶解反应的具体操作为：

s41、采用凯式定氮法测定步骤s2制得的扇贝生殖腺脱脂粉的蛋白含量；

s42、以水为溶剂，称取步骤s2制得的扇贝生殖腺脱脂粉，制备底物浓度(以蛋白质计)为4g/100ml的扇贝生殖腺蛋白质悬浊液；

s43、向步骤s42制得的扇贝生殖腺蛋白水溶液中按3000(u/g底物蛋白)加入碱性蛋白酶，用1.0mol/l的naoh溶液调节ph至8.5，50℃酶解3h。

优选方式下，步骤s5所述喷雾干燥工作条件为：进口温度230℃，出口温度85℃，雾化盘转速为48hz，塔内负压为8pa。

优选方式下，步骤s6所述混合溶液中，酶解物终浓度为10mg/ml，核糖终浓度为20mg/ml；且向混合溶液中加入1mol/l的小苏打调节ph至7.0，加热至95℃保持12h。

优选方式下，步骤s7所述全扇贝风味基料的配伍组合包括：虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物+油脂(5:9，g:ml)、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解美拉德衍生物+油脂(2:5，g:ml)、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物+虾夷扇贝酶解美拉德衍生物(4:5，g:g)、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物+虾夷扇贝酶解美拉德衍生物+油脂(5:6:10，g:g:ml)。

步骤s1选取雌性生殖腺是因为富含油脂。

步骤s4酶解时，以步骤s2制得的扇贝生殖腺脱脂粉为底物是为了避免直接采用虾夷扇贝生殖腺进行酶解而产生乳状层。

本发明的技术创新在于：

1、本发明方法提高了虾夷扇贝柱加工过程中可食用副产物的利用率，使其蛋白及油脂资源得到充分开发利用，对扇贝生殖腺资源的开发利用具有重要意义。

2、本发明中对虾夷扇贝雌性生殖腺原料进行油脂提取处理，对脱脂粉进行酶解及美拉德反应处理。通过不同的配伍方式，可获得含油和不含油的全扇贝风味基料，满足了现代人多样化的膳食营养需求。

3、本发明中对虾夷扇贝雌性生殖腺脱脂粉进行生物酶解处理，采用碱性蛋白酶，作用条件温和，反应容易控制，不仅保证了酶解物中呈味氨基酸的释放，同时也富含必需氨基酸，既保证产物的风味，又保留了营养价值。

4、本发明利用美拉德反应对虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物进行修饰，获得多种挥发性风味成分，同时加强了产物的色泽，既保证风味物质的生成，又便于后续全扇贝风味基料的配伍。

5、本发明旨在开发全扇贝风味基料，由虾夷扇贝雌性生殖腺油脂、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及虾夷扇贝雌性生殖腺酶解美拉德衍生物组成，可根据不同的需求进行多样配伍。

6、本发明涉及的操作过程简单，工艺合理，可操作性强，不需要复杂的设备，可满足消费者对天然、美味和营养功能的多重需求。

本专利对虾夷扇贝雌性生殖腺进行油脂提取处理，对脱脂粉进行酶解及美拉德反应处理不仅获得富含类胡萝卜素的油脂，同时减少了脂类对后续酶解的影响，通过与虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及美拉德衍生物不同的配伍方式，可获得含油脂和不含油脂的“全扇贝”风味基料，充分满足了现代人多样化的膳食营养需求。迄今为止，在公开的文件中，还未见到过利用扇贝生殖腺来制备功能性风味基料的报道。

附图说明

图1为不同反应时间下虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及美拉德衍生物的亮度值(l值)；

图2为不同反应时间下虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及美拉德衍生物的红度值(a值)；

图3为不同反应时间下虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及美拉德衍生物的黄度值(b值)。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法，经过下列工艺步骤：

1、原料预处理：取虾夷扇贝雌性生殖腺，用清水反复清洗后沸水浴10min使内源酶失活，匀浆，制备生殖腺匀浆液；

2、脱脂：取生殖腺匀浆液，加入10倍体积的正己烷/无水乙醇(3:1，v:v)混合液，在50℃萃取6h，萃取过程进行2次，除去脂肪，抽滤后所得滤饼用少量混合溶剂冲洗，自然风干，粉碎机粉碎，过100目筛，得到扇贝生殖腺脱脂粉；

3、扇贝雌性生殖腺油脂提取：将上述得到的萃取液于离心机中经4000r/min离心10min后，收集下层正己烷层溶液，经40℃旋转蒸发后即得到扇贝生殖腺油脂；

4、酶解：以上述制备的扇贝生殖腺脱脂粉为底物，采用凯式定氮法测定扇贝生殖腺脱脂粉中的蛋白质含量为77.22％(以脱脂粉计)，制备底物浓度(以蛋白质计)为4g/100ml的扇贝生殖腺蛋白质悬浊液时，需制备5.18g/100ml的扇贝生殖腺脱脂粉悬浊液。随后以碱性蛋白酶为工具酶进行酶解反应，其中酶解条件为：酶加量3000(u/g底物蛋白)、ph8.5、温度50℃、酶解时间3h。酶解后调ph至中性，于100℃灭酶10min，得到扇贝生殖腺酶解液；

5、干燥：将扇贝生殖腺酶解物进行喷雾干燥，其工作条件为：进口温度230℃，出口温度85℃，雾化盘转速为48hz，塔内负压为8pa，得到酶解物粉状基料；

7、“全扇贝”风味基料的配伍：采用虾夷扇贝雌性生殖腺油脂及虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物进行组合调配。其中，粉状调味基料与油脂的比例为5:9(g/ml)，得到具有一定必需氨基酸和呈味氨基酸(见表1)的功能性风味基料。

实施例2

一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法，经过下列工艺步骤：

1、原料预处理：取雌性虾夷扇贝生殖腺，用清水反复清洗后沸水浴10min使内源酶失活，匀浆，制备生殖腺匀浆液；

2、脱脂：取生殖腺匀浆液，加入10倍体积的正己烷/无水乙醇(3:1，v:v)混合液，在50℃萃取6h，萃取过程进行2次，除去脂肪，抽滤后所得滤饼用少量混合溶剂冲洗，自然风干，碎机粉碎，过100目筛，得到扇贝生殖腺脱脂粉；

3、扇贝雌性生殖腺油脂提取：将上述得到的萃取液于离心机中经5000r/min离心8min后，吸取下层正己烷层溶液，转移至玻璃管内，氮吹后即得到扇贝生殖腺油脂；

4、酶解：以上述制备的扇贝生殖腺脱脂粉为底物，采用凯式定氮法测定扇贝生殖腺脱脂粉中的蛋白质含量为77.22％(以脱脂粉计)，制备底物浓度(以蛋白质计)为4g/100ml的扇贝生殖腺蛋白悬浊液时，需制备5.18g/100ml的扇贝生殖腺脱脂粉悬浊液。随后以碱性蛋白酶为工具酶进行酶解反应，其中酶解条件为：酶加量3000(u/g底物蛋白)、ph8.5、温度50℃、酶解时间3h。酶解后调ph至中性，于100℃灭酶10min，得到扇贝生殖腺酶解液；

5、干燥：将扇贝生殖腺酶解进行喷雾干燥，其工作条件为：进口温度为230℃，出口温度为82℃，雾化盘转速为48hz，塔内负压在10pa，获得酶解物粉状基料；

6、美拉德衍生物的制备：将扇贝生殖腺酶解物干粉与食品级核糖共溶于水，制备酶解物-核糖混合溶液，使两者终浓度分别为10mg/ml和20mg/ml；随后向混合溶液中加入1.2mol/l的小苏打调节ph至7.0后，于95℃进行美拉德反应12h。反应结束后经喷雾干燥制得兼具风味及呈色作用的衍生物；

7、“全扇贝”风味基料的配伍：采用虾夷扇贝雌性生殖腺油脂及虾夷扇贝雌性生殖腺酶解美拉德衍生物进行组合调配。其中，粉状调味基料与油脂的比例为2:5(g/ml)，可得到亮度l值为24.97±0.01、红度a值为0.63±0.01、黄度b值为17.20±0.09(见图1～3中美拉德反应12h的数据)、具有一定风味成分(见表2)的功能性风味基料。

实施例3

一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法，经过下列工艺步骤：

1、原料预处理：取雌性虾夷扇贝生殖腺，用清水反复清洗后沸水浴10min使内源酶失活，匀浆，制备生殖腺匀浆液；

2、脱脂：取生殖腺匀浆液，加入10倍体积的正己烷/无水乙醇(3:1)混合液，在50℃萃取6h，萃取过程进行2次，除去脂肪，抽滤后所得滤饼用少量混合溶剂冲洗，自然风干，粉碎机粉碎，过100目筛，得到扇贝生殖腺脱脂粉；

3、酶解：以上述制备的扇贝生殖腺脱脂粉为底物，采用凯式定氮法测定扇贝生殖腺脱脂粉中的蛋白质含量为77.22％(以脱脂粉计)，制备底物浓度(以蛋白质计)为4g/100ml的扇贝生殖腺蛋白质悬浊液时，需制备5.18g/100ml的扇贝生殖腺脱脂粉悬浊液。随后以碱性蛋白酶为工具酶进行酶解反应，其中酶解条件为：酶加量3000(u/g底物蛋白)、ph8.5、温度50℃、酶解时间3h。酶解后调ph至中性，于100℃灭酶10min，得到扇贝生殖腺酶解液；

4、干燥：将扇贝生殖腺酶解液进行喷雾干燥，其工作条件为：进口温度为230℃，出口温度为82℃，雾化盘转速为48hz，塔内负压在10pa，得到酶解物的粉状基料；

5、美拉德衍生物的制备：将扇贝生殖腺酶解物干粉与食品级核糖共溶于水，制备酶解物与核糖混合溶液，使两者终浓度分别为10mg/ml和20mg/ml；随后向混合溶液中加入0.8mol/l的小苏打调节ph至7.0后，于95℃进行美拉德反应6h；反应结束后经喷雾干燥制得兼具功能性风味及呈色作用的衍生物；

6、“全扇贝”风味基料的配伍：采用虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及虾夷扇贝雌性生殖腺酶解美拉德衍生物进行组合调配。其中，生殖腺酶解物调味基料与美拉德衍生物调味基料的比例为4:5(g/g)，可得到亮度l值为28.04±0.06、红度a值为－0.59±0.10、黄度b值为9.11±0.07(见图1～3)、富含必需氨基酸、呈味氨基酸(见表1)的功能性风味基料。

实施例4

一种利用虾夷扇贝生殖腺制备功能性风味基料的方法，经过下列工艺步骤：

1、原料预处理：取雌性虾夷扇贝生殖腺，用清水反复清洗后沸水浴10min使内源酶失活，匀浆，制备生殖腺匀浆液；

2、脱脂：取生殖腺匀浆液，加入10倍体积的正己烷/无水乙醇(3:1，v:v)混合液，在50℃萃取6h，萃取过程进行2次，除去脂肪，抽滤后所得滤饼用少量混合溶剂冲洗，自然风干，粉碎机粉碎，过100目筛，得到扇贝生殖腺脱脂粉；

3、扇贝雌性生殖腺油脂提取：将上述得到的萃取液于离心机中经4000r/min离心10min后，收集下层正己烷层溶液，经45℃旋转蒸发后即得到扇贝生殖腺油脂；

4、酶解：以上述制备的扇贝生殖腺脱脂粉为底物，采用凯式定氮法测定扇贝生殖腺脱脂粉中的蛋白质含量为77.22％(以脱脂粉计)，制备底物浓度(以蛋白质计)为4g/100ml的扇贝生殖腺蛋白质悬浊液时，需制备5.18g/100ml的扇贝生殖腺脱脂粉悬浊液。随后以碱性蛋白酶为工具酶进行酶解反应，其中酶解条件为：酶加量3000(u/g底物蛋白)、ph8.5、温度50℃、酶解时间3h。酶解后调ph至中性，于100℃灭酶10min，得到扇贝生殖腺酶解液；

5、干燥：将扇贝生殖腺酶解液进行喷雾干燥，其工作条件为：进口温度为220℃，出口温度为85℃，雾化盘转速为48hz，塔内负压在9pa，获得扇贝酶解物的粉状基料；

6、美拉德衍生物的制备：将扇贝生殖腺酶解物干粉与食品级核糖共溶于水，制备酶解物与核糖混合溶液，使两者终浓度分别为10mg/ml和20mg/ml；随后向混合溶液中加入0.9mol/l的小苏打调节ph至7.0后，于95℃进行美拉德反应12h。反应结束后进行喷雾干燥制得兼具功能性风味及呈色作用的衍生物；

7、“全扇贝”风味基料的配伍：采用虾夷扇贝雌性生殖腺油脂、虾夷扇贝雌性生殖腺酶解物及美拉德衍生物三者进行组合调配。其中，酶解物、美拉德衍生物与油脂的比例为5:6:10(g:g:ml)，可得到亮度l值为24.97±0.01、红度a值为0.63±0.01、黄度b值为17.20±0.09(见图1～3)、富含必需氨基酸、呈味氨基酸(见表1)及其他风味物质(见表2)的功能性风味基料。

表1为采用elite-aak氨基酸分析系统测定实施例1-4中虾夷生殖腺酶解物的氨基酸组成。结果显示，扇贝雌性生殖腺酶解物中含有人体所需的八种必需氨基酸，如赖氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸及苯丙氨酸，且其相对含量总和达到30.29％。必需氨基酸在人体中的存在，不仅提供了合成蛋白质的重要原料，而且对于促进生长，进行正常代谢、维持生命功能提供了物质基础。其中，扇贝生殖腺酶解物中赖氨酸和亮氨酸含量相对较高，说明该基料具有良好的营养价值。

同时，虾夷扇贝生殖腺酶解物中含有呈味氨基酸，如天冬氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸及酪氨酸，且其相对含量总和达到49.76％，因此，虾夷扇贝生殖腺酶解物是制备调味基料的良好来源。

表1

采用spme-gc-ms对实施例2、4中虾夷扇贝酶解美拉德衍生物中的挥发性风味物质进行分析，所得结果如表2所示，共鉴定了48种化合物，其中醛类物质11种、酮类6种、醇类4种、酸类3种、酯类7种、烃类9种、杂环化合物8种。

表2

由于醛类化合物阈值比其他风味物质要低，可以认为醛类对物质的风味有较大的影响。水产品中醛的含量较高，在虾夷扇贝雌性生殖性酶解衍生物中鉴别出11种醛，糠醛、苯甲醛及3-甲基正丁醛对虾夷扇贝的气味影响较大。

此外，酶解衍生物中鉴定出大量的杂环化合物，这些杂环化合物通常具有较低的阈值，多数具有烤肉香气。例如杂环化合物中具有坚果味与烤香味的含氮类化合物阈值较低，是挥发性风味成分中的重要组成成分。这类物质都具有良好的抗氧化性质，有些物质甚至能够媲美现在食品中常用的一些抗氧化剂。因此，虾夷扇贝雌性生殖腺酶解美拉德衍生物可作为一种很好的天然风味基料，赋予食品浓郁的香气。

采用测色仪在反射模式下对实施例2、3和4中的虾夷扇贝生殖腺酶解物美拉德反应产物进行测定，如图1～3所示。cie颜色参数l*、a*和b*分别表示亮度、红度和黄度。其中l值越大，代表颜色越亮，l值范围为0(黑色)-100(白色)；a、b值为正代表偏红、偏黄，为负代表偏绿、偏蓝。由图1可知，酶解物及美拉德衍生物的l值均随着反应时间的延长而降低，且美拉德衍生物的l值下降程度明显，这表明由于美拉德反应的进行，导致中间产物和最终产物大分子类黑精不断生成，使美拉德衍生物产生了较深的颜色。此外，根据图2和图3可知，当单独加热酶解物时，其红度(a*)和黄度(b*)值没有显著地变化。而对于美拉德衍生物来说，随着加热时间的延长，红度(a*)和黄度(b*)值整体呈现出显著地增加，当反应12h时达到最大。研究表明，大多数颜色产生在美拉德反应的最终阶段，如一些不饱和的、棕色含氮多聚物，糠醛以及脱氢还原酮的生成。此外，与蛋白、肽和糖类相关的黄色/褐色也主要取决于美拉德过程中多种中间产物和最终产物的生成。因此，虾夷扇贝雌性生殖性酶解物经美拉德修饰后，其衍生物的颜色得到了显著的加深，呈现出偏红偏黄的红褐色，将其作为呈色基料添加到食品中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。