CN102144796A - 一种酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺 - Google Patents

Abstract

一种酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，工艺步骤如下：首先：称取一定量的荷叶粉，加入水调匀，荷叶粉和水的重量比例为0.5-1.2∶80-100，在60-100℃水浴条件下浸提20-60min，提取过程中每隔5min搅动一次；其次，浸提完成后，经6层纱布过滤，除渣；再次，采用80-95℃常压脱气，趁热过滤除渣；然后，用Vc和碳酸氢钠调pH值为3.0-6.0，加入酶活力为2-13U的莲子风味酶，在40-60℃下水浴酶解反应0.5-1.5h趁热过滤除渣；调味：在荷叶饮料中加入0.02％-0.10％维生素C和1％-5％的蔗糖。继续完成过滤，灭菌，冷却等常规操作；最后，进行感官评定和指标检测；本技术方案有利于荷叶饮料中功能物质浸提，通过香气形成机理改善饮料品质，经过风味酶处理后的荷叶饮料香气更浓，嗅感却更柔和，并且经济效益明显。

Description

一种酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺

技术领域

本发明涉及一种从莲子中提取风味酶生产优质荷叶汁饮料的方法，属于风味化学以及荷叶饮料技术领域。

背景技术

荷叶，睡莲科植物莲的叶，质脆、微有清香气、味淡微涩。莲在中国分布极广，主产于湖南、湖北、浙江、江苏等地。无论是花莲、藕莲或子莲，收获后均留余大量荷叶。荷叶营养丰富，含有蛋白质、碳水化合物、维生素C、脂肪、尼克酸、硫胺素、胡萝卜素等物质，除此之外，还含有钙、磷、铁等微量元素，及多种生物碱和黄酮类化合物，它们均具有明显的生物活性和生理功能。其中生物碱包括荷叶碱、原荷叶碱、前荷叶碱、去甲基荷叶碱。具有清暑利湿、升发清阳、生津止渴、化瘀止血等功效，可治眩晕、水气浮肿、吐血等症。1991年11月，荷叶被我国列为第二批“既是食品又是药品”的名单之中。长期饮用荷叶茶汁，具有降脂减肥、预防动脉硬化等作用。

新鲜荷叶具有令人愉快的清香气味，香气淡雅，带有田园气息，荷叶风味食品将颇受崇尚自然健康的现代人的欢迎，荷叶饭即是利用荷叶使米饭清香四溢，将荷叶制作成清凉饮料亦具有广阔的前景，也可以将其作为香料资源加以开发。

一直以来，在荷叶饮料开发中面临香气较淡的问题难以解决。大量研究表明风味酶是植物中香气形成的关键酶类，它能够水解植物中的糖苷类香气前体物质从而释放出香气物质。经研究发现，荷叶中不存在目标风味酶，通过大量研究分析，莲仁(子)中含有目标酶-β-葡萄糖苷酶(属于水解酶类)，能够水解结合于未端、非还原性的β-D-糖苷键，同时释放β-D-葡萄糖和相应的配基，莲子与荷叶都来自同一种植物莲，将它用于荷叶饮料的增香；其次，使用酶技术降低了荷叶汁的苦涩感，替代了化学物质掩蔽苦涩感的弊端。可以最大限度的保持和增强荷叶的特有风味。

荷叶风味食品的研究多集中于采用护色和掩涩或采用复配料的方式。比如：本领域研究者黄阿根等人以荷叶为主要原料，通过适当的护色和掩涩工艺，制得色香味俱佳的理想饮料；本领域研究者彭凌等人将荷叶浸提物脱苦后与菠萝汁复配，生产出来的产品具有荷叶、菠萝特有混合香气、口感清凉、酸甜适口；本领域研究者陈海光等人以荷叶为主要原料，再配以绿茶、山楂、甘草、菊花等原料，制得一种新型保健袋泡茶，其口感醇和，香味浓郁，具备显著的降脂保健功能。这些研究着重护色和掩涩脱苦工艺，香气形成机理和增香技术方面的研究尚未见报道。

天然芳香植物中糖苷化合物的研究，一直是香料化学家们感兴趣的研究课题之一，并将这类物质纳入“香味前驱体”(flavorprecursors)。法国的Cordonnier等人1974年首次提出葡萄中可能存在键合态的不挥发的萜烯类化合物。80年代澳大利亚的Williams等人对葡萄做了比较深入细致的工作，发现葡萄中的一些风味物质如萜烯醇和芳香醇等不但以游离的形式存在，而且还以糖苷键合态的形式存在，并指出，糖苷键合态化合物的含量大大超过其游离态的含量。Engel何Tressl等经研究指出，许多水果中含有单萜烯糖苷，C(13)降异类萜糖苷、倍半萜烯糖苷以及其它的糖苷。这些物质本身无香味，不挥发，但若用酶水解，即可产生浓郁的具有天然特征风味的物质。风味酶在风味物质前体的释放过程中起到重要作用。以单萜烯醇和芳香族醇等为配基的糖苷类物质物质在内源糖苷酶的作用下，水解而释放出挥发性配基，这是各类茶叶花果香气的重要来源。工业上，利用风味酶作为水果风味增香酶增强果酒、果汁的香气。Shoseyov等报道分离到一株产内切风味酶的黑曲霉，用该酶来处理玫瑰红葡萄酒及西番莲果汁，通过GC-MS分析及感官评定，结果表明：葡萄酒中的单萜、苹果醇、苯乙醛等风味物质有明显提高。J.L.Iborra等则研究了甜杏风味酶水解苦藏花素，产生藏花醛(可作食品风味添加剂)的过程。国内也有很多学者在香气形成机理方面进行了研究。屠幼英等人运用气相色谱分析龙井茶加工过程中游离香气和醇系香气前驱体变化，同时用比色法检测相应的风味酶的活性，结果表明，摊放过程当中叶酶活性增加45％以上，醇系香气前驱体释放量和酶活性趋势一致。

因此，通过研究相应荷叶清香形成和释放机理，分离荷叶中的香气前体物质和相应的酶，为荷叶风味食品饮料的开发、增香及荷叶香精香料的生产提供理论参考有着充分的科学依据。

发明内容

本发明的目的提供一种从荷叶清香形成和释放机理入手，为荷叶风味食品的开发、增香及荷叶香精香料的生产提供有效地解决方案。该方案能够使用风味酶技术提高荷叶汁的风味香气成分，并且降低荷叶汁的苦涩感，替代了化学物质掩蔽苦涩感的弊端。

本发明技术方案的生产工艺是：

首先：称取一定量的荷叶粉，加入水调匀，荷叶粉和水的重量比例为(简称为料液比)0.5-1.2∶80-100，在60-100℃水浴条件下浸提20-60min，提取过程中每隔5min搅动一次；

其次，浸提完成后，经6层纱布过滤；

除渣；

再次，采用80-95℃常压脱气，

趁热过滤除渣

然后，用Vc和碳酸氢钠调pH值为3.0-6.0，

加入酶活力为2-13U的莲子风味酶，在40-60℃下水浴酶解反应0.5-1.5h

趁热过滤除渣

调味：在荷叶饮料中加入0.02％-0.10％维生素C和1％-5％的蔗糖。

继续完成过滤，灭菌，冷却等常规操作；

最后，进行感官评定和指标检测。

如前所述的莲子风味酶是从莲子中提取的β-葡萄糖苷酶；一般的，凡影响食品风味的酶都可以称为风味酶，莲子风味酶是风味酶中的一种。由于酶催化作用特点，风味酶对底物具有专一性，因此其他类型β-葡萄糖苷酶可能达不到莲子中提取的β-葡萄糖苷酶改善荷叶汁风味效果。

在莲子风味酶的提取过程中，缓冲液的种类和pH值对酶活有着很大的影响，本技术方案在提取莲子风味酶时使用PH6.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液(优选)效果较好，在酶的提取过程中样品与PVPP(聚乙烯聚吡咯烷酮)的最适比为5∶1。

聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)是常见的多酚吸附剂，它是N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在特定条件下聚合而成的能吸水溶胀但不溶于水的交联聚合物。PVPP能吸附与之形成氢键的物质，尤其对多酚类物质具有极高的选择性吸附且对人体无毒、副作用，目前已广泛应用于去除食品中多酚物质。

植物组织中存在着大量的酚类物质，在提取蛋白酶液时，多酚类物质的存在往往会导致酶蛋白的不可逆性沉淀。故在研磨提取酶液时，需加入多酚吸附剂，以得到高活性的酶。

所述β-葡萄糖苷酶的提取过程是：使用pH4.0-6.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液，在酶的提取过程中样品与PVPP的最适比为3-6∶0.6-1.2。

采用PNPG法测定风味酶的活性。特征吸收波长、反应时间、温度和缓冲液PH值都会对风味酶活性的测定产生一定的影响。通过实验确定的最佳酶活测定条件为：测定波长：400nm；反应PH值：5.0；反应温度：56℃；反应时间：60min。按此方法测得新鲜莲子的酶活为1.78U/g，而干燥后的莲子酶活仍然有1.26U/g(两者均为折算为每克新鲜莲子酶活)。

所述β-葡萄糖苷酶的分离纯化过程是：

莲子β-葡萄糖苷酶的硫酸铵盐析范围为50-70％的饱和度，选用DEAE-5纤维素进行离子交换柱层析，再经Sephadex G-100纯化，此时β-葡萄糖苷酶的比酶活力达到510.83×10^-3U/mg.

本发明技术方案带来的有益效果

1、加酶对有利于荷叶饮料中功能物质浸提，特别是黄酮类物质含量比对照高。如下表

注：感官评分结果为20％颜色得分+30％香气得分+30％滋味得分+20％苦涩感得分

通过表可知，感官评分结果是四个感官指标乘以各自所占权重相加的结果。例如，样品1的颜色、香气、滋味、苦涩感评分分别为3.5、7.2、6.5、5.5，则感官评分结果为20％×3.5+30％×7.2+30％×6.5+20％×5.5＝5.9分。按以上方法计算其他样品的感官评分结果。

加酶处理后荷叶饮料中功能物质浸提率有所增加，但增加量不大；感官指标也有所提高且风味改善明显，产品颜色变浅而成淡黄色、香气柔和，苦涩感降低了。

加酶有利于荷叶饮料中香气物质提高

通过检索NIST标准谱图库对GC-MS分析报告中含量较高或匹配度较高的成分加以鉴定，结果如下：

从未经酶处理的荷叶饮料中的香气成分中鉴定出了42种主要成分，这些成分占总香气成分的55.54％。从经过莲子风味酶处理的荷叶饮料中鉴定出了50种主要成分，占总香气成分的58.76％。

从表中可以看出来，未经酶处理的荷叶饮料的香气成分主要为醛类、酮类、醇类，他们占总香气成分的比例分别为19.69％、16.24％、6.25％。经过莲子风味酶处理的荷叶饮料中，这三类成分分别占到17.18％、16.54％、8.82％。经过莲子风味酶处理的荷叶饮料的香气成分总量比未经酶处理的荷叶饮料多约12％，酮类、醇类物质的总量均有一定程度的增加。除此之外，经过酶处理后，荷叶饮料中的酯类成分有很明显的增加。在未经酶处理的荷叶饮料中，酯类物质总含量约占样品总香气成分的3.21％，而在经过莲子风味酶处理的中，其比例上升至7.64％。

经过风味酶处理后的荷叶饮料香气更浓，嗅感却更柔和，这与香气成分中酮类、醇类物质尤其是酯类成分的增加是有着密不可分的关系的。

3具有明显经济和社会效益

本技术方案瞄准国内外同类研究的学术前沿，补充和丰富了这一领域的研究。本适用于湖北、湖南、江苏等莲藕产区，可在长江流域各省莲藕产区推广应用。可以合理开发利用自然资源，使其变废为宝。必将取得很好的经济和社会效益。比如：按建厂生产规模为年产荷叶汁10000吨，并以每吨3600元销售价格计算其年产值可达3600万元扣除生产成本2600万元，可年创利税1000万元以上，经济效益十分可观。

具体实施方式

请对照发明内容中的工艺步骤，提供一个个具体的实施例对本发明技术方案进一步说明：

实施例1：首先：称取一定量的荷叶粉，加入水调匀，荷叶粉和水的重量比例为(简称为料液比)0.5∶80，在80℃水浴条件下浸提50min，提取过程中每隔5min搅动一次；

其次，浸提完成后，经6层纱布过滤；

除渣，

再次，采用90℃常压脱气，

趁热过滤除渣

然后，用Vc和碳酸氢钠调pH值为4.0，

加入酶活力为5U的莲子风味酶，在50℃下水浴酶解反应1h

趁热过滤除渣

调味：在荷叶饮料中加入0.05％维生素C和3％的蔗糖。

继续完成过滤，灭菌，冷却等常规操作；

感官评定和指标检测。

在莲子风味酶的提取过程中，缓冲液的种类和pH值对酶活有着很大的影响，本技术方案在提取莲子风味酶时使用PH6.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液，在酶的提取过程中样品与PVPP的最适比为5∶1。

采用PNPG法测定风味酶的活性。特征吸收波长、反应时间、温度和缓冲液PH值都会对风味酶活性的测定产生一定的影响。通过实验确定的最佳酶活测定条件为：测定波长：400nm；反应PH值：5.0；反应温度：56℃；反应时间：60min。按此方法测得新鲜莲子的酶活为1.78U/g，而干燥后的莲子酶活仍然有1.26U/g(两者均为折算为每克新鲜莲子酶活)。

所述β-葡萄糖苷酶的分离纯化过程是：莲子β-葡萄糖苷酶的硫酸铵盐析范围为50-70％的饱和度，选用DEAE-5纤维素进行离子交换柱层析，再经Sephadex G-100纯化，此时β-葡萄糖苷酶的比酶活力达到510.83×10^-3U/mg。

Claims (6)

1.一种酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，其特征在于：

工艺步骤如下：

首先：称取一定量的荷叶粉，加入水调匀，荷叶粉和水的重量比例为0.5-1.2∶80-100，在60-100℃水浴条件下浸提20-60min，提取过程中每隔5min搅动一次；

其次，浸提完成后，经6层纱布过滤，除渣；

再次，采用80-95℃常压脱气，趁热过滤除渣；

然后，用Vc和碳酸氢钠调pH值为3.0-6.0，

加入酶活力为2-13U的莲子风味酶，在40-60℃下水浴酶解反应0.5-1.5h趁热过滤除渣；

调味：在荷叶饮料中加入0.02％-0.10％维生素C和1％-5％的蔗糖。

继续完成过滤，灭菌，冷却等常规操作；

最后，进行感官评定和指标检测；

所述的莲子风味酶是从莲子中提取对睡莲科植物莲专一底物起催化作用的风味酶。

2.如权利要求1所述的酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，其特征在于：所述的莲子风味酶是从莲子中提取的β-葡萄糖苷酶。

3.如权利要求2所述的酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，其特征在于：

所述β-葡萄糖苷酶的提取过程是：使用pH4.0-6.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液，在酶的提取过程中样品与PVPP的最适比为3-6∶0.6-1.2。

4.如权利要求3所述的酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，其特征在于：β-葡萄糖苷酶的分离纯化过程是：β-葡萄糖苷酶的硫酸铵盐析范围为50-70％的饱和度，选用DEAE-5纤维素进行离子交换柱层析，再经Sephadex G-100纯化。

5.如权利要求4所述的酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，其特征在于：采用PNPG法测定风味酶的活性，最佳酶活测定条件为：测定波长：400nm；反应PH值：5.0；反应温度：56℃；反应时间：60min。

6.如权利要求3所述的酶法生产增香去苦荷叶饮料工艺，其特征在于：在莲子风味酶的提取过程中，样品与PVPP的最适比为5∶1。