CN115918883A - 一种增咸增鲜蛋白水解物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增咸增鲜蛋白水解物及其制备方法与应用，属于食品加工技术领域。为了提供一种利用美拉德反应制备减盐增鲜的牡蛎蛋白水解物，来实现减盐不减咸的目标。本发明提供一种增咸增鲜蛋白水解物的制备方法，包括如下步骤：将牡蛎蛋白粉与还原糖混合进行美拉德反应，然后将获得的产物，溶于去离子水中，调节pH，然后加热处理。最终得到牡蛎蛋白水解物。该制得的减盐增鲜的牡蛎蛋白水解物原料天然、营养丰富，具牡蛎特有的海鲜风味，产品品质高且使用方便，并且增鲜增咸减盐效果明显，可以达到减盐35.71％的效果。该制备方法方法简单、操作安全、成本低廉，有益于扩大生产规模，进行工厂化生产。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种增咸增鲜蛋白水解物及其制备方法与应用。
背景技术
牡蛎肉质鲜美，营养丰富，被列为药食同源的食品之一。全球范围内牡蛎的养殖范围广泛，在我国，牡蛎是四种养殖的经济贝类之一，在广东、广西、福建、浙江和大连等沿海地区都有被大量养殖。长牡蛎品种是辽宁省的传统牡蛎，其水煮液具有美好的鲜味，含有大量的氨基酸和多肽的混合物。因此牡蛎可以作为美拉德反应的食品反应原料之一，能够开发一种具有海洋增鲜增咸的产品。
美拉德反应是一种自发的蛋白质修饰反应，不需要额外添加化学试剂来引发反应，是一种天然的产生美好风味的方法。近年来有研究表明，大豆、鱼皮、河豚等酶解和水解物经过美拉德反应可以起到增鲜增咸的作用。
绿色饮食观念中减盐低钠已经被消费者大量的接受。全球每日钠摄入量超过了世界卫生组织的建议。过量摄入盐可能会产生不良疾病，包括高血压、心脏病和中风。虽然目前有很多工业加工的食品添加剂可以降低钠的含量，也有许多研究和专利指出美拉德反应产物能够起到增咸增鲜的作用，但是一些缺点仍然存在，如制备过程复杂，减盐效果欠佳等。例如在“Taste improvement of Maillard reaction intermediates derived fromenzymatic hydrolysates of pea protein”的研究中最终所得到的减盐率为20％。中国专利CN112535273A中公开了一种弱碱性美拉德肽风味熟盐的工业化制备方法，其最终产品也是具有增咸增鲜的功能，但其操作包含酶解，相对复杂，并且最终增咸率为20％。中国专利CN106490572A中公开了一种牡蛎调味品的制备方法，其制备过程牡蛎的原料来源不纯净，可能会导致蛋白质等营养物质含量低；后期其利用了牡蛎提取物进行美拉德反应，但其最终产品也要添加大组分的食用盐和谷氨酸钠，并没有体现减盐的功能。
发明内容
本发明的目的提供一种利用美拉德反应制备减盐增鲜的牡蛎蛋白水解物，来实现减盐不减咸的目标。本产品在不改变钠量的前提，减盐、增咸和增鲜效果显著、滋味浓郁，符合现代消费者对低盐的需求，并且其制备方法简单、操作安全、成本低廉。
本发明提供一种增咸增鲜蛋白水解物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将牡蛎蛋白粉与还原糖混合进行美拉德反应，然后将获得的产物，溶于去离子水中，调节pH，然后加热处理。
在一种实施方式中，牡蛎蛋白粉和还原糖的混合比例为9:1。
在一种实施方式中，还原糖为葡萄糖、木糖和半乳糖。
在一种实施方式中，pH调节到7.0～7.2。
在一种实施方式中，加热的温度为110～120℃，加热时间为30～150min。
在一种实施方式中，获得牡蛎蛋白粉的方法如下：水煮牡蛎肉，过滤，将滤液离心，然后将离心所得上清液经低温喷雾干燥得到牡蛎蛋白粉。
在一种实施方式中，水煮时间为2～3小时；离心条件为，在4～10℃下，以3000～5000rpm/min离心3～10min；喷雾干燥的条件为：进风口温度130～150℃，风机20～30m3/min，蠕动泵15～20rmp/min。
本发明提供一种上述的方法获得的蛋白水解物。
本发明提供一种增咸减盐和增鲜减味精的体系，所述体系包括上述的蛋白水解物。
本发明提供上述的方法或上述的蛋白水解物在制备食品调味剂中的应用。
有益效果：(1)本发明提供基于水解得到的牡蛎水解液，可以产生多种呈味肽，添加还原糖后加热使其发生美拉德反应，最终的反应产物能起到增咸减盐的效果。
(2)本发明的美拉德产物添加量达到1.25～1.50mg/mL时，可以达到减盐35.71％的效果。
(3)本发明提供的增咸增鲜蛋白水解物的操作步骤简单，增鲜增咸减盐效果明显，可有益于扩大生产规模，进行工厂化生产。
附图说明
图1为在420nm(A420)和294nm(A294)处不同因素对glucose-OY-W MPRs、xylose-OY-WMPRs和galactose-OY-W MPRs褐变强度的影响。A420显示检测到的美拉德反应的高级产物(图A)，A294能检测美拉德反应的早期和中间产物(图B)；
图2为本发明中通过电子舌测定的不同时间(30、60、90、120和150min)下葡萄糖、木糖和半乳糖美拉德产物的滋味特征和葡萄糖美拉德产物感官评定。图A、B和C分别为glucose-OY-W MPRs,xylose-OY-W MPRs、galactose-OY-W MPRs在不同时间下的美拉德反应产物的电子舌分析数据；图D为glucose-OY-W MPRs在不同时间下美拉德反应产物和OY-W的感官评定分析数据；
图3为本发明中不同时间(30、60、90、120和150min)下glucose-OY-W MPRs的相对分子量分布；
图4为本发明中通过感官评定测定的葡萄糖美拉德产物(GM-90)的滋味和增咸特征；
图5为糖基化肽的MS/MS图谱。(A)VFDKDGNGFISASELR肽，(B)HVSDIKVNDLA EDMR肽，(C)LFINNEFVDSVSGK肽，(D)TLQVQNDQASQR肽，(E)TVVPEINVNEGR肽，(F)VTTNMMGQPVR肽，(G)ISVADNAGNFK肽，(H)NLNADIDTLR肽；采用纳米高效液相色谱-质谱联用技术测定了MRPs的质谱谱。
具体实施方式
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的牡蛎购于大连仟和市场，品种为长牡蛎。
实施例1.增咸增鲜牡蛎蛋白水解物的制备方法
步骤(1)
牡蛎粉的制备：将牡蛎肉洗净，与蒸馏水以1：1(g：mL)的料液比在常温沸水中常压煮3h。当固体含量为10％时，停止加热，待冷却至室温，用80目的滤布过滤，将滤液以3000r/min，在4℃中离心5min。保留上清液，进行低温喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进风口温度130℃，风机30m3/min，蠕动泵20rmp/min，即得到牡蛎蛋白粉(命名为OY-W，牡蛎蒸煮液中提取出的)，将牡蛎粉储存在避光干燥的干燥皿中，以待使用。
步骤(2)
美拉德产物的制备：牡蛎粉和糖的混合比例为9:1，加入蒸馏水配制成50mg/mL的反应液，调整pH为7.0加热温度为120℃；加热时间为30、60、90、120、150min；所使用的糖为葡萄糖、木糖和半乳糖。紫外扫描光谱可用于监测美拉德反应的情况。420nm处的吸光度值常用于监测高级美拉德反应产物(类黑素)的形成。不同反应时间的美拉德反应产物的紫外扫描光谱如图1A所示。总体而言，反应时间越长，糖化样品的吸光度值越高，美拉德反应肽的形成有增加的趋势。然而，值得注意的是，A294在90min和120min时达到最大值(图1B)。Glucose-OY-W MPRs在90min时达到A294的最大值，而galactose-OY-W MPRs和xylose-OY-WMPRs在120min时达到A294的最大值，可能表明中间风味产物或前体的生成。因此，有必要进行感官评估和电子舌分析，以探索美拉德产物之间在味觉上的细微联系。
实施例2.产物和增咸强度的检测
①电子舌对滋味进行检测
电子舌仪器分析。采用超纯水将美拉德反应液稀释10倍配成5mg/mL的溶液，使用TS-5000Z电子舌***进行分析，每个样品采集4次数据，自动删去第1次采集的数据，使用后三次的实验数据进行分析。通过电子舌数据(图2)，发现添加不同的糖的美拉德反应液，在同一时间下，其鲜味和咸味没有很大的差异，添加葡萄糖的美拉德反应溶液的鲜味和咸味略微高于半乳糖和木糖，所以选择葡萄糖的美拉德反应产物进行下一步的相对分子量分布的分析。0.5％(w/w)NaCl溶液作为对照溶液。
表1美拉德反应产物的命名表
进一步，我们发现美拉德反应达到90min时，鲜味和咸味值达到最大，所以选择90min的葡萄糖美拉德反应溶液进行进一步的增鲜和增咸试验。
②进行相对分子量的检测。检测方法如下：
选择添加葡萄糖美拉德反应的样品(GM-30、GM-60、GM-90、GM-120、GM-150)用超纯水溶解制成2mg/mL的溶液，过膜，进样10μL，流动相为pH为7的0.02mol/L硝酸钠和0.01mol/L磷酸二氢钾溶液，流速为1mL/min，温度30℃，Waters1525水相检测器，PL aquqgel-OH MI×ED(7.8mm×300mm，8μm)色谱柱，Waters 2414示差折光检测器检测。
此时不同温度的葡萄糖美拉德反应产物相对分子质量分布见图3。相对分子量分布的测定采用GPC(凝胶渗透色谱法)的方法。相对分子量的分布范围包括＞3000Da，1000-3000Da，500-1000Da，200-500Da和＜200Da。如图3所示，水解产物OY-W主要由低分子量组分(200-3000Da)组成，至少占水解产物的83％。这一事实表明，所有的牡蛎蛋白在水解过程中大部分被降解为小肽或游离氨基酸。
总体上，随着美拉德反应时间的延长，美拉德反应物的相对分子量没有非常大的变化(图3)。随着美拉德反应的进行，＜200Da的组分经历了先降低后增加然后再降低的变化过程，在反应60min时其占比达到2.46％为最大值。同时，＞1000Da的组分在60min反应处增加的占比最少(50.46％)。500-1000Da的肽组分先降低在90min处开始增多。分子量分布发生这种变化的原因可能是美拉德反应过程中同时发生了热降解和与还原糖的交联。交联和热降解同时进行，交联会导致高分子量肽段的增加，热降解导致低分子量肽段的增加，所以本研究中交联反应占主导地位。此外，有研究发现在美拉德反应过程中形成更多的美拉德反应肽(500-1000Da)对糖基化水解物的味道特性产生积极影响。这些美拉德反应肽可作为味觉增强剂来增加食品的鲜味和厚味，并掩盖蛋白质水解产物的苦味。分子量的改变对美拉德反应产物的味觉属性起关键作用，接下来需要通过感官分析和电子舌进一步分析评估。
③利用电子舌仪器评定增咸强度
在1.25mg/mL的GM-90中逐步添加NaCl，使其咸度值能达到5mg/mL的NaCl，记录添加NaCl的量，并记录其浓度。
表2电子舌测定味道轮廓图
最终，我们发现在3mg/mL的NaCl溶液中添加1.25mg/mL的GM-90其咸味值可以达到5mg/mL。
④人工感官评定增咸的强度
感官评定在温度为22.5±2.5℃、光照正常的感官分析实验室进行。建立10人的感官评定小组(4男6女组成，年龄在25-35岁之间)，评价美拉德反应产物在不同反应时间下的盐味增强效果。在感官评定前，所有的评定人员被培训以确保他们能够区分酸、甜、苦、鲜和咸这五种味道，并且要求他们没有酗酒和吸烟的生活习惯。
对葡萄糖美拉德反应不同时间的产物稀释为5mg/mL进行感官评价。按10分进行评分(0表示没有味道，10表示有味道)。以味精溶液(3.5mg/mL)、氯化钠溶液(3mg/mL)和L-异亮氨酸溶液(1mg/mL)分别作为鲜、咸、苦的参考标准。0分和5分分别表示蒸馏水和对照溶液的感官强度。
首先，对5种不同浓度(0、1、3、5、7mg/mL)氯化钠溶液进行评价，结果建立盐味强度的标准曲线(图4A)。根据每个评估者的得分，得到每个浓度溶液的平均盐味强度。为了避免顺序效应，样本用随机的三位数编码，并为每个成员随机呈现。为比较增咸强度，盐味增强率计算公式如下：
式中X1为3mg/mL NaCl(4.67)的盐味强度，X2为样品的盐味强度。
将GM-90(1.00、1.25、1.50、1.75和2.00mg/mL)然后加入3mg/mL氯化钠溶液，通过感官评价分析不同浓度的GM-90的盐味增强率进行分析。分别以3mg/mL和5mg/mL的氯化钠溶液为对照。放置在杯子(20mL)中的样本用三个数字进行不同的编码，并随机单独呈现给每个评估者，以评估样本的增盐强度。3mg/mL和5mg/mL氯化钠溶液评分为4.67和6.33。通过图4B，发现随着GM-90的添加量的增加，增咸强度也有所增加。当GM-90添加量达到1.50mg/mL时，与5mg/mL氯化钠溶液的增咸强度接近，增咸率达到35.71％(图4B)。
实施例3.产物和美拉德糖基化位点的检测
用nano-HPLC-MS/MS技术分析了盐味增强最强的GM-90对糖基化位点的修饰。如表3所示，我们总结了发现的糖基化肽的主要细节。糖基化肽的MS/MS谱图见图5，这些肽含有16到9个氨基酸。根据人类感官评估和电子舌分析的发现，糖基化肽对味觉的变化有重要影响，这些糖基化位点可能增鲜增咸中的重要修饰位点。
表3经nano-HPLC-MS/MS鉴定的糖基化修饰的牡蛎蛋白肽
| 简称 | 肽序列 | 长度 | m/z | RT | 来源蛋白 |
| VR-16 | VFDKDGNGFISASELR | 16 | 585.9598 | 35.8 | K1QRR1 |
| HR-15 | HVSDIKVNDLAEDMR | 15 | 581.6207 | 26.71 | K1R1X5 |
| LK-14 | LFINNEFVDSVSGK | 14 | 785.3992 | 44.2 | K1QUX5 |
| TLR-12 | TLQVQNDQASQR | 12 | 694.8458 | 10.37 | B7XC66 |
| TVR-12 | TVVPEINVNEGR | 12 | 664.3485 | 30.38 | K1QPB7 |
| VR-11 | VTTNMMGQPVR | 11 | 625.8021 | 12.19 | K1R7Q9 |
| IK-11 | ISVADNAGNFK | 11 | 568.7878 | 19.79 | K1QXM1 |
| NR-10 | NLNADIDTLR | 10 | 573.2993 | 28.39 | K1R1B3 |
实施例4.一种增咸减盐和增鲜减味精的体系
将实施例1获得的蛋白水解物代替盐类，作为调味料使用。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种增咸增鲜蛋白水解物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将牡蛎蛋白粉与还原糖混合进行美拉德反应，然后将获得的产物，溶于去离子水中，调节pH，然后加热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，牡蛎蛋白粉和还原糖的质量混合比例为8:1-10：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还原糖为葡萄糖、木糖和半乳糖。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，pH调节到7.0～7.2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加热的温度为110～120℃，加热时间为30～150min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得牡蛎蛋白粉的方法如下：水煮牡蛎肉，过滤，将滤液离心，然后将离心所得上清液经低温喷雾干燥得到牡蛎蛋白粉。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，水煮时间为2～3小时；离心条件为，在4～10℃下，以3000～5000rpm/min离心3～10min；喷雾干燥的条件为：进风口温度130～150℃，风机20～30m3/min，蠕动泵15～20rmp/min。
8.权利要求1-7任一项所述的方法获得的蛋白水解物。
9.一种增咸减盐和增鲜减味精的体系，其特征在于，所述体系包括权利要求8所述的蛋白水解物。
10.权利要求1-7任一项所述的方法或权利要求9所述的蛋白水解物在制备食品调味剂中的应用。
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