CN117617478A - 一种刺松藻天然鲜味剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种刺松藻天然鲜味剂及其制备方法，以刺松藻为原料，采用两次生物酶解的方法，制备出具有刺松藻的芳香气味的鲜味剂；首先采用纤维素酶进行一次酶解，使得刺松藻细胞壁发生破裂，将细胞壁内部的可溶性蛋白质充分溶解出来；然后采用酸性蛋白酶进行二次酶解，使细胞壁破裂更完全，同时使得可溶性蛋白质发生水解，将其中的呈味多肽、氨基酸充分溶解出来；两次生物酶解相结合，实现对原料的更加彻底地酶解，充分提取刺松藻中的有效成分以及相关呈味物质，提高了酶解率和酶解效率，解决目前刺松藻存在的利用率低，附加值低，资源浪费和环境污染严重的技术问题，属于天然海洋鲜味剂制造技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及天然海洋鲜味剂制造技术领域，尤其涉及一种刺松藻天然鲜味剂及其制备方法。
背景技术
鲜味剂又称风味增强剂，是一类可以增强食品鲜味的化合物。随着社会经济的高速发展，人们对于高水平生活质量的要求越来越高，鲜味剂也从最初单为满足口味需求，逐渐发展为现在对营养、安全、保健等多方面的追求。已有研究表明，天然海洋鲜味剂因含有丰富的氨基酸、多肽、核苷酸、有机酸等多种呈味物质及多糖、牛磺酸等活性物质，逐渐得到更多消费者的青睐。
刺松藻是一种广泛分布于温带海域的大型海藻，具有药用价值和食用价值。刺松藻中蛋白质含量较高，占21.67％，必需氨基酸占总氨基酸百分比为42.2％，氨基酸评分86，高于海带和紫菜，其中谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸等呈鲜味氨基酸的比例较高，这使得刺松藻具备较好的鲜味剂开发应用潜力。目前，国内外对刺松藻的研究大多集中于对多糖等大分子活性物质及低极性的植物甾醇等小分子化合物的提取，对其呈味物质的释放和提取未见报道。因此，对刺松藻进行深度加工，提高其利用率，增加其附加值，降低资源浪费和环境污染，将具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明采用的技术方案是提供一种刺松藻天然鲜味剂及其制备方法，以解决目前刺松藻存在的利用率低，附加值低，资源浪费和环境污染严重的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种刺松藻天然鲜味剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)清洗烘干：对刺松藻进行清洗、干燥；
(2)破碎：对干燥后的刺松藻进行粉碎，得到刺松藻颗粒；
(3)溶解：将刺松藻颗粒溶解于缓冲溶液中，得到刺松藻溶液；
(4)一次酶解：对刺松藻溶液进行一次酶解，得到一次酶解液；
(5)灭酶：对一次酶解液进行灭菌处理；
(6)二次酶解：对灭菌后的一次酶解液进行二次酶解，得到二次酶解液；
(7)离心：对二次酶解液进行离心处理，得到上清液；
(8)浓缩：对上清液进行浓缩，得到浓缩液；
(9)造粒：将浓缩液与载体混匀，经干燥造粒，得到刺松藻天然鲜味剂。
优选的，步骤(1)中，干燥温度为40～55℃，干燥至其水分含量小于15％。
优选的，步骤(2)中，将干燥后的刺松藻粉碎至其粒度为40～60目。
优选的，步骤(3)中，缓冲溶液由0.1mol/L的柠檬酸溶液和0.2mol/L的磷酸氢二钠溶液按照体积比12.63:7.37配制而成，缓冲溶液的用量为每克刺松藻颗粒溶解于20mL缓冲溶液中。
优选的，步骤(4)中，一次酶解采用纤维素酶，其规格为400U/mg，其添加量为刺松藻颗粒质量的9～13％；一次酶解的酶解温度为40～60℃，酶解时间为90～210min，初始pH值为5.5～7.5。
优选的，步骤(5)中，灭菌时的灭菌温度为90～95℃，灭菌时间为1～2min。
优选的，步骤(6)中，二次酶解采用酸性蛋白酶，其规格为50U/mg，其添加量为刺松藻颗粒质量的20～70％；二次酶解的酶解温度为35～55℃，酶解时间为60～210min，初始pH值为2.0～4.5。
优选的，步骤(7)中，离心处理的转速为3500～4500r/min，时间为20～30min。
优选的，步骤(9)中，载体为麦芽糊精、玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的任意一种或至少两种的组合，载体的添加量为刺松藻颗粒质量的5～15％；干燥方式为低温冷冻干燥，温度为-65～-55℃，压力为8～12Pa。
本申请实施例还提供了上述任一项所述的制备方法制备得到的刺松藻天然鲜味剂。
本发明提供了一种刺松藻天然鲜味剂及其制备方法，其有益效果是：本发明以刺松藻为原料，采用两次生物酶解的方法，制备出具有刺松藻的芳香气味的鲜味剂。首先采用纤维素酶进行一次酶解，使得刺松藻细胞壁发生破裂，将细胞壁内部的可溶性蛋白质充分溶解出来；然后采用酸性蛋白酶进行二次酶解，使细胞壁破裂更完全，同时使得可溶性蛋白质发生水解，将其中的呈味多肽、氨基酸充分溶解出来；两次生物酶解相结合，实现对原料的更加彻底地酶解，充分提取刺松藻中的有效成分以及相关呈味物质，提高了酶解率和酶解效率；最后采用低温冷冻干燥工艺，最大限度地保留刺松藻中的活性成分及营养成分，大幅度提高刺松藻的综合利用率。
本发明制备方法及使用设备简单，制得的刺松藻天然鲜味剂富含氨基酸、小肽、微量元素、矿物质、多糖等众多呈味物质及营养成分，味道鲜美，可溶于水，更加切合当前社会养生、健康的饮食理念；此外，本发明为刺松藻呈味物质的提取提供了技术参数，促进了鲜味剂的发展，同时提高了海洋低值蛋白质的利用率和附加值，降低了资源浪费所造成的环境污染，促进了海洋经济的健康持续发展。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的标准曲线法绘制而成的氨基酸标准曲线；
图2为不同纤维素酶添加量对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响关系图；
图3为不同酶解温度对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响关系图；
图4为不同初始pH值对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响关系图；
图5为不同酶解时间对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响关系图；
图6为不同酸性蛋白酶添加量对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响关系图；
图7为不同酶解温度对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响关系图；
图8为不同酶解时间对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响关系图；
图9为不同初始pH值对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响关系图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原材料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
(一)纤维素酶对刺松藻中可溶性蛋白质的提取
(1)纤维素酶的添加量对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响
实施例1
一种刺松藻天然鲜味剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)清洗烘干：对刺松藻进行清洗，洗净后将其置于40～55℃下进行烘干，直至其水分含量小于15％，得到干燥后的刺松藻；
(2)破碎：采用粉碎机对干燥后的刺松藻进行粉碎，粉碎至其粒度为40～60目，得到刺松藻颗粒；
(3)溶解：将0.1mol/L的柠檬酸溶液和0.2mol/L的磷酸氢二钠溶液按照体积比12.63:7.37配制成缓冲溶液，然后按照每克刺松藻颗粒溶解于20mL缓冲溶液的比例，将刺松藻颗粒溶解于缓冲溶液中，得到刺松藻溶液；
(4)一次酶解：向刺松藻溶液中加入规格为400U/mg的纤维素酶，对其进行一次酶解，其中，设置纤维素酶的添加量为刺松藻颗粒质量的9％，酶解温度为45℃，酶解时间为120min，初始pH值为6.0，得到一次酶解液；
(5)灭酶：将一次酶解液置于90～95℃下进行灭菌处理1～2min，得到灭菌后的一次酶解液；
(6)二次酶解：向灭菌后的一次酶解液中加入规格为50U/mg的酸性蛋白酶，对其进行二次酶解，其中，设置酸性蛋白酶的添加量为刺松藻颗粒质量的20％，酶解温度为45℃，酶解时间为150min，初始pH值为3.0，得到二次酶解液；
(7)离心：将二次酶解液置于3500～4500r/min的转速下进行离心处理20～30min，直至上清液中无肉眼可见的刺松藻颗粒，分离，得到上清液；
(8)浓缩：对上清液进行浓缩处理，得到浓缩液；
(9)造粒：以干燥的麦芽糊精为载体，向浓缩液中加入添加量为刺松藻颗粒质量的10％的麦芽糊精，混合均匀，经预冻处理之后，于-60℃、10Pa环境下进行低温真空冷冻干燥，得到浅黄色颗粒，即为刺松藻天然鲜味剂。
制备过程中，步骤(4)中，采用考马斯亮蓝法检测一次酶解液中可溶性蛋白质的含量，具体过程如下：
样品溶液：将一次酶解液置于2500r/min的转速下进行离心处理10～30min，分离，取上清液，稀释，得到样品溶液。
蛋白质标准溶液：使用南京建成生物科技有限公司的蛋白质定量测定试剂盒中的蛋白标准液(0.524g/L)。
考马斯亮蓝显色液：使用南京建成生物科技有限公司的蛋白质定量测定试剂盒中的考马斯亮蓝储备液，按照考马斯亮蓝储备液：蒸馏水＝1:4的比例配制成考马斯亮蓝显色液。
按照表1中的量配置空白管、标准管和测定管：
表1空白管、标准管和测定管的配置
| 空白管 | 标准管 | 测定管 | |
| 蒸馏水/mL | 0.05 | - | - |
| 蛋白质标准溶液/mL | - | 0.05 | - |
| 样品溶液/mL | - | - | 0.05 |
| 考马斯亮蓝显色液/mL | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
将空白管、标准管和测定管中的溶液混匀，静置10min，然后采用分光光度计分别检测空白管、标准管和测定管的吸光度，检测过程中设置吸收波长为595nm，光径为1cm，采用蒸馏水调零；检测后，按照下列公式计算一次酶解液中可溶性蛋白质的含量：
其中：C：一次酶解液中可溶性蛋白质的含量，g/L；
A测定：测定管的吸光度；
A空白：空白管的吸光度；
A标准：标准管的吸光度；
C标准：蛋白质标准溶液的浓度，g/L；
N：样品溶液的稀释倍数。
步骤(6)中，采用标准曲线法检测二次酶解液中氨基酸的含量，具体过程如下：
以上海源叶生物科技公司的氨基酸(AA)检测试剂盒(茚三酮比色法)中的氨基酸标准溶液(50μg/mL)为标准品，使用去离子水进行稀释，得到浓度分别为0.4μg/mL、0.8μg/mL、1.2μg/mL、1.6μg/mL、2.0μg/mL的标准品溶液，采用分光光度计分别检测上述标准品溶液在570nm吸收波长处的吸光度，以标准品溶液的氨基酸浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制散点图，然后通过线性回归绘制标准曲线，如图1所示，计算得出氨基酸浓度与吸光度的标准曲线为Y＝0.081X+0.0042，其标准方差R2＝0.9930＞0.99，表明该标准曲线线性良好，可用于计算α-氨基酸的含量。
样品溶液：将二次酶解液置于2500r/min的转速下进行离心处理10～30min，分离，取上清液，稀释，得到样品溶液。
采用分光光度计检测样品溶液在570nm吸收波长处的吸光度，然后通过标准曲线Y计算出相应的氨基酸浓度，将氨基酸浓度代入下列公式，即可计算出二次酶解液中氨基酸的含量：
其中：C2：二次酶解液中氨基酸的含量，1g/100g；
C1：通过标准曲线Y计算出的氨基酸浓度，μg/mL；
VT：样品溶液稀释的总体积，mL；
W：样品溶液稀释后的重量，g；
N：样品溶液的稀释倍数。
实施例2
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(4)中，设置纤维素酶的添加量为刺松藻颗粒质量的10％，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例3
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(4)中，设置纤维素酶的添加量为刺松藻颗粒质量的11％，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例4
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(4)中，设置纤维素酶的添加量为刺松藻颗粒质量的12％，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例5
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(4)中，设置纤维素酶的添加量为刺松藻颗粒质量的13％，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
将实施例1-5的不同纤维素酶添加量对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果绘制成影响关系图，结果如图2所示。由图2可知，随着纤维素酶添加量的增加，一次酶解液中可溶性蛋白质的含量显著升高，当纤维素酶添加量为12％时，可溶性蛋白质的含量最高，进一步提高纤维素酶添加量，提取效果反而呈下降趋势；这是因为纤维素酶能水解刺松藻细胞壁中的纤维素，使细胞中的可溶性蛋白质释放，随着纤维素酶添加量的增加，可溶性蛋白质的释放量随之增多，然而，当纤维素酶的添加量过多时，纤维素酶之间可能会相互附着，降低了纤维素酶与刺松藻之间的传质效率，从而减缓了反应效率，使得可溶性蛋白质的释放量降低；因此，纤维素酶的添加量优选为12％。
(2)酶解温度对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响
实施例6
本实施方法和实施例4不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为40℃，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例7
本实施方法和实施例4不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为50℃，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例8
本实施方法和实施例4不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为55℃，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例9
本实施方法和实施例4不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为60℃，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
将实施例4、6-9的不同酶解温度对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果绘制成影响关系图，结果如图3所示。由图3可知，随着酶解温度的升高，一次酶解液中可溶性蛋白质的含量显著增加，当酶解温度为45℃时，可溶性蛋白质的含量较高，当酶解温度升高至50℃时，可溶性蛋白质的含量最高，但增加幅度不明显；当酶解温度进一步升高，提取效果显著下降，这是因为一方面温度过高使纤维素酶的活性降低，另一方面可溶性蛋白质在高温下发生变性等不良变化，导致一次酶解液中可溶性蛋白质的含量降低；因此，从经济角度考虑，酶解温度优选为45℃。
(3)初始pH值对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响
实施例10
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为5.5，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例11
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为6.5，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例12
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为7.0，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例13
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为7.5，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
将实施例7、10-13的不同初始pH值对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果绘制成影响关系图，结果如图4所示。由图4可知，随着初始pH值的增加，一次酶解液中可溶性蛋白质的含量显著增加，当初始pH值为6.0时，可溶性蛋白质的含量较高，当初始pH值增加至6.5时，可溶性蛋白质的含量最高，但增加幅度不明显；当初始pH值进一步增加，提取效果显著下降，这可能是因为反应体系的酸碱度与纤维素酶的最适条件不匹配，使得纤维素酶的活性降低，甚至部分失活，导致酶解速率下降，可溶性蛋白质的含量也随之下降；因此，从经济角度考虑，初始pH值优选为6.0。
(4)酶解时间对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果的影响
实施例14
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为90min，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例15
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为150min，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例16
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为180min，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
实施例17
本实施方法和实施例7不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为210min，其他步骤相同，得到一次酶解液，并对一次酶解液中可溶性蛋白质的含量进行检测。
将实施例7、14-17的不同酶解时间对刺松藻中可溶性蛋白质的提取效果绘制成影响关系图，结果如图5所示。由图5可知，随着酶解时间的延长，一次酶解液中可溶性蛋白质的含量显著增加，当酶解时间为150min时，可溶性蛋白质的含量最高，当酶解时间进一步延长，提取效果显著下降，这可能是因为酶解时间太长，可溶性蛋白质发生凝集，在检测过程中离心时与残渣一起被沉淀，导致数值偏低；因此，酶解时间优选为150min。
(5)纤维素酶的最佳酶解条件的正交实验
根据上述实施例1-17对纤维素酶的酶解条件进行正交实验，设置四因素三水平，得到以A(酶解温度，℃)、B(酶解时间，min)、C(初始pH值)、D(酶添加量，％)为独立变量，以可溶性蛋白质含量(g/L)为响应变量的9个实验，采用Origin软件进行模拟，实验数据如表2-4所示。
表2纤维素酶的酶解条件的正交实验表
表3纤维素酶的酶解条件的正交实验设计及结果
表4纤维素酶的酶解条件的正交实验方差分析表
由表4中K值和极差R值可知，4个因素对酶解效果的作用显著性不同，按影响大小分别是B>A>D>C，即酶解时间>酶解温度>酶添加量>初始pH值；由表4中最佳水平可知，纤维素酶对刺松藻的最佳酶解条件为A1、B1、C3、D3，即酶解温度为40℃，酶解时间为90min，初始pH值为6.5，酶添加量为13％。
(二)酸性蛋白酶对可溶性蛋白质中氨基酸的提取(即对刺松藻中可溶性蛋白质的水解)
(1)酸性蛋白酶的添加量对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响
实施例18
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(6)中，设置酸性蛋白酶的添加量为刺松藻颗粒质量的30％，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例19
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(6)中，设置酸性蛋白酶的添加量为刺松藻颗粒质量的40％，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例20
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(6)中，设置酸性蛋白酶的添加量为刺松藻颗粒质量的50％，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例21
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(6)中，设置酸性蛋白酶的添加量为刺松藻颗粒质量的60％，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例22
本实施方法和实施例1不同的是，步骤(6)中，设置酸性蛋白酶的添加量为刺松藻颗粒质量的70％，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
将实施例1、18-22的不同酸性蛋白酶添加量对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果绘制成影响关系图，结果如图6所示。由图6可知，二次酶解液中氨基酸的含量随着酸性蛋白酶添加量的增加而显著升高，当酸性蛋白酶添加量为60％时，一次酶解液中的反应物与酸性蛋白酶基本结合完全，酶解速率呈正比增加，使细胞壁破裂更完全，内容物充分流出，二次酶解液中氨基酸的含量很高，当酸性蛋白酶添加量超过60％时，提取效果继续上升，但上升的趋势大幅减小，即氨基酸含量的增加速度变缓慢；因此，综合考虑经济原因，酸性蛋白酶的添加量优选为60％。
(2)酶解温度对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响
实施例23
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为35℃，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例24
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为40℃，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例25
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为50℃，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例26
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解温度为55℃，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
将实施例19、23-26的不同酶解温度对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果绘制成影响关系图，结果如图7所示。由图7可知，二次酶解液中氨基酸的含量随着酶解温度的升高呈现出先增加后降低的趋势，当酶解温度为45℃时，氨基酸的含量最高，这是因为在35-45℃的范围内，酸性蛋白酶的活性与酶解温度成正比，其活性随着酶解温度的升高而增大，酶解了细胞壁上的大分子糖蛋白，使细胞中的内容物更多地流出，但当酶解温度超过酸性蛋白酶的最适温度后，酸性蛋白酶的活性降低，其对可溶性蛋白质的水解作用减弱，使二次酶解液中的内容物减少，氨基酸的含量也相应减少；因此，酶解温度优选为45℃。
(3)酶解时间对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响
实施例27
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为60min，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例28
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为90min，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例29
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为120min，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例30
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为180min，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例31
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置酶解时间为210min，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
将实施例19、27-31的不同酶解时间对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果绘制成影响关系图，结果如图8所示。由图8可知，在酶解时间为0-210min内，二次酶解液中氨基酸的含量基本呈先迅速增加后缓慢增加至平稳状态的趋势，在酶解时间为150min后，氨基酸的含量基本不变，此时氨基酸含量为酶解时间为60min时的氨基酸含量的2.38倍；这是因为随着酶解时间的延长，刺松藻细胞壁破裂更完全，同时可溶性蛋白质的水解率也随之增大，使其快速转换为氨基酸和多肽，当时间酶解时间达到150min后，底物反应完全，即使延长酶解时间，也不会水解出更多的氨基酸；因此，从经济效益的角度出发，酶解时间优选为150min。
(4)初始pH值对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果的影响
实施例32
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为2.0，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例33
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为2.5，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例34
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为3.5，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例35
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为4.0，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
实施例36
本实施方法和实施例19不同的是，步骤(4)中，设置初始pH值为4.5，其他步骤相同，得到二次酶解液，并对二次酶解液中氨基酸的含量进行检测。
将实施例19、32-36的不同初始pH值对可溶性蛋白质中氨基酸的提取效果绘制成影响关系图，结果如图9所示。由图9可知，二次酶解液中氨基酸的含量随着初始pH值的升高呈现先增加后减小的趋势，在初始pH为3.5时，氨基酸的含量达到最大值，之后氨基酸的含量逐渐下降，这是由于当pH＞3.5时，pH值过高，即反应体系的酸碱度与酸性蛋白酶的最适条件不匹配，使得酸性蛋白酶的活性降低，甚至部分失活，导致酶解速率下降，氨基酸的含量也随之下降；因此，初始pH值优选为3.5。
(5)酸性蛋白酶的最佳酶解条件的正交实验
根据上述实施例1、18-36对酸性蛋白酶的酶解条件进行正交实验，设置四因素三水平，得到以A(酶解温度，℃)、B(酶解时间，min)、C(初始pH值)、D(酶添加量，％)为独立变量，以氨基酸含量(g/100g)为响应变量的9个实验，采用Origin软件进行模拟，实验数据如表5-7所示。
表5酸性蛋白酶的酶解条件的正交实验表
表6酸性蛋白酶的酶解条件的正交实验设计及结果
表7酸性蛋白酶的酶解条件的正交实验方差分析表
由表7中K值和极差R值可知，4个因素对酶解效果的作用显著性不同，按影响大小分别是A>C>D>B，即酶解温度>初始pH值>酶添加量>酶解时间；由表7中最佳水平可知，酸性蛋白酶对可溶性蛋白质的最佳酶解条件为A3、B3、C2、D2，即酶解温度为50℃，酶解时间为210min，初始pH值为3.5，酶添加量为60％。
综上所述，一次酶解的最佳酶解条件为：酶解温度40℃，酶解时间90min，初始pH值6.5，酶添加量13％；二次酶解的最佳酶解条件为：酶解温度50℃，酶解时间210min，初始pH值3.5，酶添加量60％。
本发明还提供了上述实施例1-36制备得到的刺松藻天然鲜味剂。
综上所述，本发明提供了一种刺松藻天然鲜味剂及其制备方法，以刺松藻为原料，采用两次生物酶解的方法，制备出具有刺松藻的芳香气味的鲜味剂。首先采用纤维素酶进行一次酶解，使得刺松藻细胞壁发生破裂，将细胞壁内部的可溶性蛋白质充分溶解出来；然后采用酸性蛋白酶进行二次酶解，使细胞壁破裂更完全，同时使得可溶性蛋白质发生水解，将其中的呈味多肽、氨基酸充分溶解出来；两次生物酶解相结合，实现对原料的更加彻底地酶解，充分提取刺松藻中的有效成分以及相关呈味物质，提高了酶解率和酶解效率；最后采用低温冷冻干燥工艺，最大限度地保留刺松藻中的活性成分及营养成分，大幅度提高刺松藻的综合利用率。
本发明制备方法及使用设备简单，制得的刺松藻天然鲜味剂富含氨基酸、小肽、微量元素、矿物质、多糖等众多呈味物质及营养成分，味道鲜美，可溶于水，更加切合当前社会养生、健康的饮食理念；此外，本发明为刺松藻呈味物质的提取提供了技术参数，促进了鲜味剂的发展，同时提高了海洋低值蛋白质的利用率和附加值，降低了资源浪费所造成的环境污染，促进了海洋经济的健康持续发展。
需要说明的是：
(1)上述实施例1-36中，步骤(1)中，刺松藻选自山东省威海市荣成市海域的刺松藻。
(2)上述实施例1-36中，步骤(9)中，选择麦芽糊精作为鲜味剂的载体，其添加量为刺松藻颗粒质量的10％，仅作为较佳实施例，在实际生产中，载体可以为麦芽糊精、玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的任意一种或至少两种的组合，其添加量可以为刺松藻颗粒质量的5～15％，实际操作时根据具体情况进行适应性调整。
(3)上述实施例1-36中，步骤(9)中，低温冷冻干燥的温度为-60℃，压力为10Pa，仅作为较佳实施例，在实际生产中，低温冷冻干燥的温度可以为-65～-55℃，压力可以为8～12Pa，具体根据实际情况进行适应性调整。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)清洗烘干：对刺松藻进行清洗、干燥；
(2)破碎：对干燥后的刺松藻进行粉碎，得到刺松藻颗粒；
(3)溶解：将刺松藻颗粒溶解于缓冲溶液中，得到刺松藻溶液；
(4)一次酶解：对刺松藻溶液进行一次酶解，得到一次酶解液；
(5)灭酶：对一次酶解液进行灭菌处理；
(6)二次酶解：对灭菌后的一次酶解液进行二次酶解，得到二次酶解液；
(7)离心：对二次酶解液进行离心处理，得到上清液；
(8)浓缩：对上清液进行浓缩，得到浓缩液；
(9)造粒：将浓缩液与载体混匀，经干燥造粒，得到刺松藻天然鲜味剂。
2.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，干燥温度为40～55℃，干燥至其水分含量小于15％。
3.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将干燥后的刺松藻粉碎至其粒度为40～60目。
4.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，缓冲溶液由0.1mol/L的柠檬酸溶液和0.2mol/L的磷酸氢二钠溶液按照体积比12.63:7.37配制而成，缓冲溶液的用量为每克刺松藻颗粒溶解于20mL缓冲溶液中。
5.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，一次酶解采用纤维素酶，其规格为400U/mg，其添加量为刺松藻颗粒质量的9～13％；一次酶解的酶解温度为40～60℃，酶解时间为90～210min，初始pH值为5.5～7.5。
6.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，灭菌时的灭菌温度为90～95℃，灭菌时间为1～2min。
7.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，二次酶解采用酸性蛋白酶，其规格为50U/mg，其添加量为刺松藻颗粒质量的20～70％；二次酶解的酶解温度为35～55℃，酶解时间为60～210min，初始pH值为2.0～4.5。
8.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，离心处理的转速为3500～4500r/min，时间为20～30min。
9.根据权利要求1所述的刺松藻天然鲜味剂的制备方法，其特征在于，步骤(9)中，载体为麦芽糊精、玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的任意一种或至少两种的组合，载体的添加量为刺松藻颗粒质量的5～15％；干燥方式为低温冷冻干燥，温度为-65～-55℃，压力为8～12Pa。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备得到的刺松藻天然鲜味剂。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| WO2011089764A1 (ja) * | 2010-01-20 | 2011-07-28 | 焼津水産化学工業株式会社 | 塩化カリウム含有飲食品の呈味改善剤及び塩化カリウム含有飲食品の製造方法 |
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-
2023
- 2023-11-13 CN CN202311514690.8A patent/CN117617478A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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