用作风味分子的糖‑二肽轭合物的制作方法

本发明涉及用于增强食物产品的风味和鲜味的化合物和组合物。现今人们所吃的许多食物都富有鲜味。鲜味表示氨基酸l-谷氨酸盐和5'-核糖核苷酸诸如鸟苷5'-一磷酸(gmp)和5'-肌苷一磷酸(imp)的味道，有时也被称为第五种味道。鲜味(umami)一词源于日本，用于形容美味可口，并且鲜味可被描述为“开胃可口的”“肉汤的”或“肉香的”味道。鲜味的感觉由味觉受体细胞活化而产生，味觉受体细胞组成味蕾并分布在舌头和腭上皮的不同乳突上(chandrashekaretal.,2006,nature,444,288-294(chandrashekar等人，2006年，《自然》，第444卷，第288-294页))。其作用是平衡菜肴的味道并使整体风味丰满醇厚。此外，鲜味提高了多种多样食物产品的适口性。可在例如多种肉类和蔬菜的食物制品中找到天然存在的谷氨酰胺(ghirrietal.,2012,internationaljournaloffoodsciencesandnutrition,63(7),872-881(ghirri等人，2012年，《国际食品科学与营养杂志》，第63卷第7期，第872-881页))。食物产品的鲜味或咸辣味、肉香味可通过向那些烹饪配方中分别加入谷氨酸一钠(msg)和/或核糖核苷酸gmp和imp来进一步实现和/或增强。食品工业中已经开发了许多包含此类msg和/或核糖核苷酸的增味剂，并且在全世界范围内销售。因此，多种多样的即用型增味剂可用于各种不同的烹饪应用中，并且具有各种不同的形式，诸如糊剂、粉末、液体、压缩的小方块或颗粒。这些烹饪助剂的添加使添加了它们的食物产品更加美味，在味道特性上更吸引人。事实上，在全国各地，人们都将可口诱人的味道视作高质量膳食的关键属性之一。但是，在世界许多地方，msg和/或核糖核苷酸的添加遭到了负面的报道，并越来越不被消费者所接受。虽然msg和这些核糖核苷酸在许多食物产品诸如番茄和肉制品中是天然存在的，并且已经被包括世界卫生组织(who)和欧洲食品安全局(efsa)在内的许多组织证明是安全的，但《新英格兰医学杂志》(kwok,rhm,1968newenglandjournalofmedecine,278(14),796(kwok，rhm，1968年《新英格兰医学杂志》，第278卷第14期，第796页))出版的一篇文章还是引发了消费者对于msg和核糖核苷酸有害作用的猜疑，使得许多消费者抵制含有大量这类添加化合物的产品。因此，强烈需要能够减少食物或增味产品中所添加的msg和核糖核苷酸的使用，而又不会折损鲜味并且仍然确保这些烹饪产品风味极佳的工业解决方案。例如，在最近的一篇来自a.dunkel和t.hofmann(dunkelandhofmann,2009,j.agric.foodchem.2009,57,9867-9877(dunkel和hofmann，2009年，《农业与食品化学杂志》，2009年，第57卷，第9867-9877页))的科学出版物中，通过对新鲜制备的二次煮沸鸡汤进行以感官为导向的分级分离，人们鉴定发现β-丙氨酰二肽l-鹅肌肽、l-肌肽和β-丙氨酰甘氨酸会带来浓稠酸味和白肉口感。定量分析以及随后的味道重组和排除实验首次揭示，当这三种β-丙氨酰肽与l-谷氨酸和钠和/或钾离子同时存在时，它们的亚阈值浓度增强了家禽肉类已知的典型浓稠酸味口感和白肉味特征。这为发现能够赋予风味丰度和增强msg鲜味效果的新化合物，并因此可减少msg的使用迈出了第一步。本发明的目的是提高现有技术水平，并为现有技术提供克服至少一些上述不便的替代方式或改进方案。具体地，本发明的目的是提供用于增强食物产品的风味和/或鲜味的替代方式或改进方案。本发明的目的可通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求进一步拓展本发明的构想。因此，在第一方面，本发明提供了通式i的化合物或所述化合物的盐，其中r1为氢、c1、c2、c3或c4烷基。在第二方面，本发明涉及包含通式i的所述化合物的组合物，所述化合物的量占总组合物的至少1mg/g、至少1.7mg/g、至少2mg/g、至少2.5mg/g、至少3mg/g、至少3.5mg/g，或至少5mg/g。本发明的另一方面涉及所述化合物用于增强食物产品的风味和/或鲜味的用途。本发明的又一方面涉及包含所述化合物的组合物用于增强食物产品的风味和/或鲜味的用途，其中所述化合物的量为至少1mg/g、至少1.7mg/g、至少2mg/g、至少2.5mg/g、至少3mg/g、至少3.5mg/g，或至少5mg/g。本发明的又一方面为用于增强烹饪食物产品的风味和/或鲜味的方法，所述方法包括向食物产品中加入所述化合物或包含所述化合物的组合物的步骤。本发明人惊奇地发现，β-丙氨酰二肽的一些糖轭合物比其对应的糖苷配基具有强得多的风味增强作用。事实上，与其对应的糖苷配基相比，这些糖轭合物会以低得多的阈值水平增强鲜味感觉，并引入烹饪配方的浓稠酸味和白肉口感。糖-β-丙氨酰二肽分子通常在食品材料的热加工过程中凭借葡萄糖与β-丙氨酰-二肽(诸如肌肽和鹅肌肽)的缩合而原位产生。例如，本发明人已经在传统汤食如砂锅炖菜中鉴定出这些分子的浓度为约7至10μmol/l，相当于约2.7至3.9μg/g。已经在例如炖牛肉汁或鸡肉汤中鉴定出对应的糖苷配基，即β-丙氨酸二肽，并且如前所述，该物质会引起浓稠酸味和口干的口感(sonntagetal.,2010,j.agric.foodchem.58,6341-6350；dunkeletal.,2009,j.agric.foodchem.,57,9867-9877(sonntag等人，2010年，《农业与食品化学杂志》，第58卷，第6341-6350页；dunkel等人，2009年，《农业与食品化学杂志》，第57卷，第9867-9877页))。但是，这些特定的β-丙氨酰二肽的味道增强阈值水平比其对应的糖轭合物要高得多。其证据在下文实施例部分中提供。因此，相比于已知的β-丙氨酰二肽，本发明所述的分子是更有效的风味和鲜味增强剂。它们可进一步减少烹饪食物产品中msg和/或核糖核苷酸的使用并降低其用量，而不折损所述产品的风味丰度和/或降低所述产品的典型且非常期望的鲜味。它们也允许产生含极少量或不含msg和/或核糖核苷酸的鲜美的食物浓缩物，并且如果将其应用到食物产品，则仍然会提供浓郁而典型的鲜味。它甚至允许产生这样一种鲜美的食物浓缩物：当应用时向食物产品提供更浓郁和更为浓缩的鲜味。附图说明图1：将肌肽与葡萄糖加热处理后的hplc-uv色谱图。图2：将鹅肌肽硝酸盐与葡萄糖加热处理后的hplc-uv色谱图。具体实施方式本发明涉及通式i的化合物或所述化合物的盐，其中r1为氢、c1、c2、c3或c4烷基。在一个实施方案中，本发明化合物中的r1基团为氢或甲基。它们所对应的两种化合物的化学名称分别是：1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸，和1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸。本发明的第二方面涉及包含通式i的所述化合物的组合物，所述化合物的量占总组合物的至少1mg/g、至少1.7mg/g、至少2mg/g、至少2.5mg/g、至少3mg/g、至少3.5mg/g，或至少5mg/g。在一个实施方案中，本发明的组合物为植物和/或肉类材料的提取物。例如，该组合物为牛肉、鸡肉、猪肉或它们的组合的提取物。在另一个实施方案中，本发明的组合物为风味反应的结果。术语“风味反应”在本文中是指，至少一种还原糖与至少一种氨基酸或蛋白质之间发生的化学反应。通常，这种化学反应在加热过程中发生，一般也称为美拉德反应。在一个实施例中，该风味反应为美拉德反应。在一个优选的实施方案中，本发明的组合物是食品级的。属于“食品级”，本发明人意指该组合物适于例如直接、以浓缩形式、和/或当在食物产品中稀释使用时供人食用。例如，本发明的组合物选自烹饪调味料产品、烹饪助剂、酱汁或汤浓缩物、干式或湿式宠物食物产品。本发明的另一方面涉及所述化合物用于增强食物产品的风味和/或鲜味的用途。此类食物产品可为即食型食物产品。其也可为用于调味另一种其他食物产品的风味浓缩物。有利的是，本发明的化合物可用于添加到调味料、烹饪助剂或食物浓缩产品中。因此，在这种调味料、烹饪助剂或食物浓缩物产品中，向另一种食物产品提供鲜味的强度得到提高。本发明的另一方面还涉及包含所述化合物的组合物用于增强食物产品的风味和/或鲜味的用途，其中所述化合物的量占总组合物的至少1mg/g、至少1.7mg/g、至少2mg/g、至少2.5mg/g、至少3mg/g、至少3.5mg/g，或至少5mg/g。有利的是，此类食物产品可为即食型食物产品。本发明的用途具有这样的优点：其允许使用例如已经在所述化合物中富集的天然提取物进行调味并改善这些食物产品的天然鲜味。本发明的又一方面为用于增强烹饪食物产品的风味和/或鲜味的方法，所述方法包括向食物产品中加入所述化合物或包含所述化合物的组合物的步骤。该食物产品可为即食型食物产品或风味浓缩物。作为本发明的一个实施例，所述化合物在食物产品中的最终浓度为所述组合物的至少1mg/g、至少1.7mg/g、至少2mg/g、至少2.5mg/g、至少3mg/g、至少3.5mg/g，或至少5mg/g。有利的是，这允许产生例如食品调味产品和风味浓缩产品，其在应用时会向其它食物产品传递浓郁的鲜味。本领域的技术人员将理解，它们可以自由地组合本文所公开的本发明的所有特征。具体地，针对本发明的产品描述的特征可与本发明的用途和方法组合，反之亦然。此外，可以组合针对本发明的不同实施方案所描述的特征。根据附图和实施例，本发明的其他优点和特征将显而易见。实施例1：由葡萄糖和肌肽(β-丙氨酰-l-组氨酸)合成1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸化学原料：亚硫酸氢钠和甘油购自西格马公司(sigma)，葡萄糖购自sdfine化学品公司(sdfinechemicals)，肌肽购自chemimprex公司(chemimprex)，甲醇和乙酸购自默克公司(merck)。所有的商购试剂都是按照其各自的供应商所提供的原样进行使用。在rp-18f254s(merck公司)板上进行分析性薄层层析色谱(tlc)。tlc板通过短波uv光、茚三酮染色法进行显色。使用装配有宽带多核探头(带z-梯度场)的brukerdpx-360光谱仪记录1hnmr(360.13mhz)和13cnmr(90.56mhz)光谱。化学位移(以ppm计)以内标(tms或tsp)为标准表示。多重性报告如下：s＝单峰，d＝双峰，t＝三重峰，q＝四重峰，m＝多重峰，bs＝宽单峰。将d-葡萄糖(23g，127.37mmol，2.8当量)和亚硫酸氢钠(1.6g，12.389mmol，0.28当量)悬浮于甲醇(38ml)和甘油(19ml)中。在100℃下搅拌30min后，加入肌肽(10g，44.22mmol，1.0当量)和乙酸(5.1ml)，并将所得混合物在100℃下加热3.5小时，然后将反应物质冷却并用38ml水稀释。将反应混合物用填充有amberliteirn-77离子交换树脂(100g)的色谱柱进行纯化。采用溶于水的nh3，以0-0.4％的梯度进行洗脱。最终分离出6.8g1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸(39.62％)；rf(正丁醇：乙酸：水，3:2:2)：0.21；ms(m+):m/z388.16；1hnmr(氧化氘)δ2.77[m,2h]，3.13[dd,j＝15.4,8.2hz,1h]，3.21-3.27[m,1h]，3.28-3.32[m,2h]，3.33-3.44[m,2h]，3.63-3.75[m,1h]，3.76-3.85[m,2h]，3.87-3.91[m,1h]，3.99-4.03[m,2h]，4.53[dd,j＝8.2,5.2hz,1h]，7.28[d,j＝1.0hz,1h]，8.61[d,j＝1.4hz,1h]；13cnmr(氧化氘)δ26.98，30.26，44.28，53.01，53.92，63.91，68.80，69.20，69.76，95.21，116.65，129.49，133.15，171.60，176.13。实施例2：由葡萄糖和肌肽(β-丙氨酰-l-组氨酸)制备1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸将肌肽(226mg；1mmol；1当量)和葡萄糖(360mg；2mmol；1当量)溶于20ml的na2hpo4缓冲液(0.5mol/l，ph7.0)中的混合物在密闭容器中于80℃下加热3小时。然后减压蒸发溶剂，将所得沉淀物冷冻干燥。将冷冻干燥粉末的等分试样用超声处理10分钟后溶解于水中并过滤(0.45μm)。然后用配备有75×21.5(内径)，10μm保护柱(德国斯图加特东曹生物科学公司)的300×21.5mm(内径)，10μm,tskgelamide-80色谱柱(德国斯图加特东曹生物科学公司(tosohbioscience,stuttgart,germany))，通过半制备亲水相互作用液相色谱(hilic-hplc)对所述溶液进行分级分离。用elsd检测器(蒸发光散射检测器)监测流出物并将流速调节至8ml/min，使用由含水甲酸(1％的水，溶剂a)和乙腈(溶剂b)组成的梯度。最开始，以75％b和25％a的混合物洗脱10分钟，然后将梯度依次降低到0％b和80％a再洗脱10分钟。保持该条件5分钟后，将梯度增加到75％b和25％a洗脱8分钟。纯化产生了如图1所示的6个级分。经鉴定，级分f5对应的分子为肌肽，级分f6对应的分子为1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸(基于lc-ms和nmr数据)。实施例3：由葡萄糖和肌肽(β-丙氨酰-l-组氨酸)制备1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸将肌肽(905mg，4mmol)和氢氧化钾(224mg，4mmol)溶于100ml甲醇中的混合物回流2h。冷却至室温后，过滤除去沉淀物，将上清液减压浓缩得到肌肽钾盐。然后，将肌肽钾盐(2mmol)和葡萄糖(360mg，2mmol)溶于甲醇(50ml，用甲酸调ph至5.0)中的混合物在密闭容器中于80℃下加热2小时。减压蒸发溶剂后，将沉淀物溶于水中并冷冻干燥。采用如实施例2中所报告的同样的条件纯化反应产物。实施例4：由葡萄糖和鹅肌肽(β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸)制备1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸将d-葡萄糖(127.37mmol，2.8当量)和亚硫酸氢钠(12.389mmol，0.28当量)悬浮于甲醇(38ml)和甘油(19ml)中。在100℃下搅拌30min后，加入鹅肌肽硝酸盐(44.22mmol，1.0当量，巴亨公司(bachem))和乙酸(5.1ml)，并将所得混合物在100℃下加热3.5小时，然后将反应物质冷却并用水(38ml)稀释。采用phenomenexluna5μhilic250×4.60mm色谱柱，利用溶于水中的5mmnh4ac缓冲液(溶剂a)和乙腈(90％，溶剂b)(ph调节至5.8)，通过制备型液相色谱纯化所述混合物。所得的色谱图和梯度示于图2中。经鉴定第一峰为硝酸盐，峰2为所需的1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸，峰3则对应于未反应的鹅肌肽。最终分离出2.6g1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸(15％)。lc-ms(esi-)：m/z401.13(100,[m-h]-)；1hnmr(400mhz，300k，氧化氘)δ2.70-2.86[m,2h]，3.09[dd,j＝15.8,8.3hz,1h]，3.26[dd,j＝15.8,5.0hz,1h]，3.34-3.40[m,2h]，3.36[m,2h]，3.71-3.77[m,1h]，3.78-3.83[m,1h]，3.85[s,3h]，3.88-3.92[m,1h]，3.99-4.05[m,2h]，4.51[dd,j＝8.5,5.5hz,1h]，7.24[s,1h]，8.54[s,1h]；13cnmr(100mhz，300k，氧化氘)δ28.77，33.28，35.87，47.24，55.96，56.18，66.85，71.74，72.14，72.68，98.18，120.99，133.96，138.25，174.55，179.19。实施例5：肉汤模型中肌肽(β-丙氨酰-l-组氨酸)和鹅肌肽(β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸)的感官评价感官测试在20℃-25℃的感官测试间中进行。为避免鼻后香味或味道影响，使用鼻夹。感官小组由8至14位受过训练的人员组成。训练小组成员通过使用三角试验评价以下标准味道化合物的水性溶液(每种1ml)的味道：分别测试蔗糖(50mmol/l)和l-丙氨酸(15mmol/l)的甜味；测试乳酸(20mmol/l)的酸味；测试nacl(12mmol/l)的咸味；分别测试咖啡因(1mmol/l)和盐酸奎宁(0.05mmol/l)的苦味；测试谷氨酸钠(8mmol/l，ph5.7)的鲜味；以及测试单宁(0.05％)的涩味。评估由谷氨酸一钠一水合物(1.9g/l)、酵母提取物(2.1g/l)、麦芽糖糊精(6.375g/l)和氯化钠(2.9g/l)溶解于瓶装水(ph5.9)制备而成的肉汤模型溶液中的“白肉”口感。使用含两个空白样和一个浓度增加的β-丙氨酰-l-组氨酸样品的三替换性测试，测定肉汤模型中β-丙氨酰-l-组氨酸的味道阈值浓度。据发现，浓稠酸味感和白肉口感的味道阈值浓度为22’700μmol/l(5.3mg/g)。可采用与上述β-丙氨酰-l-组氨酸同样的方法测定β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸的味道阈值浓度。实施例6：肉汤模型中1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸和1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸的感官评价如实施例5所述的那样测定肉汤模型中1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸的味道阈值浓度，据发现，浓稠酸味感和白肉口感的味道阈值浓度为4’400μmol/l(1.7mg/g)。该味道阈值大大低于在相同实验模型系统中测定的对应的β-丙氨酰-l-组氨酸的阈值水平22’700μmol/l(5.3mg/g)(见实施例5)。事实上，它对应的味道阈值浓度降低了约5倍。这个结果意味着，相比于相同条件下对应的β-丙氨酰-l-组氨酸，只需约五分之一量的1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸分子就能赋予食物产品同等对应的风味和鲜味增强的味道效果。在测试和比较1-脱氧-d-果糖基-n-β丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸与对应的鹅肌肽(β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸)的味道阈值时，可观察到同样的结果和类似的量的减少。实施例7：肉汤中1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸的鉴定和定量砂锅炖菜汤的制备：成分(来自当地市场)及其量汇总于表1中。将肉块悬浮在5l的冷水中。加入22.5gnacl，将混合物煮沸。2小时后，向汤中加入切好的蔬菜，将制备物再煮沸一小时。过滤混合物以除去固体部分。表1：砂锅炖菜的成分肉汤的制备：将肉块悬浮在5l的冷水中(表1)。加入22.5gnacl，将混合物煮沸3小时。过滤混合物以除去固体部分。向50ml清汤中加入规定量的经13c6标记的标准品，施加于stratac18-e色谱柱上，用水洗脱以达到1:10的有效稀释度。使用配备有tskgel-amide80色谱柱(3μm，2mm×150mm，来自德国斯图加特东曹生物科学公司(tosohbioscience,stuttgart,germany))和tskgel-amide80保护柱(3μm，2mm×10mm，来自德国斯图加特东曹生物科学公司)的hplc-ms液质联用仪，通过稳定同位素稀释分析进行定量。洗脱液a为乙腈与1.0％甲酸的混合物，洗脱液b为1.0％甲酸的水溶液。进样体积为3μl。流速为0.2ml/min。溶剂梯度开始为95％a溶液洗脱0至5分钟，然后a溶液由95％逐渐降低至5％洗脱5至15分钟，5％a溶液洗脱10分钟，a溶液由5％逐渐升至95％洗脱27至30分钟。表2总结了ms条件。表2：质量转换a去簇电压；b碰撞能；c室出口电压经发现，在肉汤和砂锅炖菜汤中1-脱氧-d-果糖基n-β-丙氨酰-l-组氨酸含量为10μmol/l和7μmol/l。这分别对应于约2.7μg/g肉汤和3.9μg/g肉汤的浓度。实施例8：调味料组合物通过将6g鸡基粉(详细配方见表3)和1g谷氨酸一钠溶于500ml热水中制备鸡汤。然后加入2g/l的1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸或作为替代的1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸。表3：鸡基粉组成成分质量(％)鸡肉粉30淀粉1.52风味物2.58芹菜粉0.50大蒜粉0.90鸡油8.00麦芽糊精56.50总计100由12位专家小组成员进行感官评价，在这之前筛查他们的感官能力。要求专家小组成员品尝2份为一组的鸡汤，其中一份不含1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸，另一份包含1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸(2g/l)。如果发现了感官差异，要求专家小组成员进行描述。感官小组得出结论，认为含有和不含1-脱氧-d-果糖基-n-β丙氨酰-l-组氨酸的鸡汤具有显著差别，并且1-脱氧-d-果糖基-n-β丙氨酰-l-组氨酸的添加显著增加了煮沸鸡汤的肉香味。对含有和不含1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸(2g/l肉汤)的鸡汤样品进行了同样的感官评价。感官小组得出结论，认为含有和不含1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸的鸡汤具有显著差别，并且1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸的添加显著增加了煮沸鸡汤的肉香味。实施例9：调味料组合物通过将6g番茄基粉(详细配方见表4)溶于500ml热水中制备番茄汤。向该汤中加入2g/l的1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸，或作为替代地加入1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸。表4：番茄汤粉的组成感官小组得出结论，认为含有和不含1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸或1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸的番茄汤具有显著差别，并且1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-l-组氨酸和作为替代的1-脱氧-d-果糖基-n-β-丙氨酰-n-甲基-l-组氨酸的添加显著增加了这些汤的鲜香味。当前第1页12