CN117981859A - 一种香精基料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于香精基料加工技术领域，具体公开了一种具有减盐增鲜效果的香精基料的制备方法，将经过γ‑谷氨酰基化的蛋白酶解液(牛肉、鸡肉、花生粕、豌豆、罗非鱼骨、三文鱼骨)与单糖进行美拉德反应制备咸味香精，相较于蛋白酶解物，该产物的厚味、鲜味、咸味均显著提高，整体风味显著提升，其中2,5‑二甲基吡嗪、3‑乙基‑2,5‑甲基吡嗪、2‑乙酰基呋喃等香气组分大量提升。与传统的咸味香精相比，该产品富含吡嗪、吡啶等香气物质，同时富含具有厚味、增鲜、增咸及增甜效果的γ‑谷氨酰肽，可作为减盐增鲜型调味品使用，符合低盐轻钠的现代饮食需求，具有较高的实用价值和经济效益。

Description

一种香精基料及其制备方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种香精基料及其制备方法。

背景技术

香精基料可以氨基酸、肽、蛋白酶解物与糖类等为原料经过美拉德反应制备而成。香精基料加入到食品可以提高食品的风味。随着“三减”运动及新膳食宝塔的提出，“减盐不减咸”、“减糖不减甜”也成为调味品工业需要重点关注的课题，尤其是对调味品“减盐增鲜”“减糖增甜”效果提出了更高的要求。

γ-谷氨酰肽是一类含有γ-谷氨酰残基的小分子肽，由谷氨酸或者谷氨酰胺的γ-羧基基团与氨基酸或多肽的氨基基团发生脱水缩合形成，主要用到GGT酶(谷氨酰转移酶)或者谷氨酰胺酶(L-glutaminases)。γ-谷氨酰肽具有增咸、增鲜、增甜及赋予食物浓厚干、满口味、持续性等厚味味感的属性，因此可用于制备“减盐增鲜”、“减糖增甜”类调味品。此外，尽管小肽被报道可以作为底物参与美拉德反应，但是对于具有特殊结构的γ-谷氨酰肽(N端含有γ-谷氨酰残基)的系列小分子肽是否能够参与美拉德反应目前尚未见报道。

香精基料是食品工业中不可或缺的重要调味品之一，但是传统香精存在一些缺陷，例如口感差、留香短等问题亟需解决。针对γ-谷氨酰肽参与美拉德反应促进香气物质形成的研究，可在现有香精基料制备的基础上，有效地提高香精的口感和留香性能，可深入了解这些关键成分的作用机制，从而提高咸味香精的口感和风味，以为咸味香精的广泛应用提供重要的技术支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用γ-谷氨酰肽为原料制备香精基料的方法，利用γ-谷氨酰肽、蛋白酶解物、或经过γ-谷氨酰基化的蛋白酶解物，进行美拉德反应，制备香精基料。采用UPLC-Q-TOF-MS、HPLC、GC-MS等对γ-谷氨酰肽、香气物质等进行测定，确定关键γ-谷氨酰肽及香气物质。通过感官分析对产品进行评价，结果显示，它们均具有显著的增鲜、增咸和厚味呈味特性，能够提高酱油、鸡粉的鲜味、咸味和厚味，经过γ-谷氨酰基化的蛋白酶解物混合物同样具有提高酱油、鸡粉的鲜味、咸味和厚味的效果，因此可以作为呈味基料用于食品工业。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种香精基料的制备方法，包括以下步骤：

(1)向蛋白酶解物中加入0.1～5％γ-谷氨酰胺酶和3～6％谷氨酰胺，在30～40℃下进行转肽反应15～20h，灭酶、冷却后得到转肽后水合物；

(2)将步骤(1)所得转肽后水合物与木糖、半胱氨酸、甘氨酸混合后进行美拉德反应，冷却后得到香精基料。

优选地，将步骤(1)得到的转肽后水合物超滤，取超滤后<1kDa的组分进行美拉德反应。

优选地，步骤(1)中加入3±0.5％谷氨酰胺酶和5±0.5％谷氨酰胺。

优选地，步骤(1)所述谷氨酰胺酶为SD-C100S酶。

优选地，步骤(1)所述转肽反应温度为35±1℃，反应时间为17±0.5h。

优选地，步骤(2)中转肽后水合物、木糖、半胱氨酸、甘氨酸的质量为比1：(0.5～1)：(0.5～1)：(0.05～0.1)；美拉德反应条件为pH＝6～8，100～150℃，50～100min。

优选地，所述转肽后水合物、木糖、半胱氨酸、甘氨酸的质量比为1:0.75:0.75:0.0625；美拉德反应条件为pH＝7±0.5，120±5℃，70±5min。

优选地，步骤(1)中所述蛋白酶解物通过以下方法制备：向原料中按0.5～5％质量比加入蛋白酶，调节pH为7～9，在50～60℃下酶解3～30h，灭酶、冷却、冻干后得到蛋白酶解物。

优选地，所述原料包括牛肉、豌豆、花生、鸡肉、鱼骨中的一种或多种。

本发明所述方法制备得到的香精基料。

本发明提供一种γ-谷氨酰肽制备香精基料的方法，其美拉德反应产物富含如2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-甲基吡嗪、2-乙酰基呋喃等香气组分。其中γ-谷氨酰肽包括γ-Glu-Arg、γ-Glu-Glu、γ-Glu-Phe、、γ-Glu-Val、γ-Glu-Leu、γ-Glu-Thr、γ-Glu-Met、γ-Glu-Ala、γ-Glu-Ala-Lys、γ-Glu-Asn-Leu、γ-Glu-Ile-Lys、γ-Glu-Ala-Ile、γ-Glu-Leu-Leu、γ-Glu-Phe-Leu、γ-Glu-Thr-Leu、γ-Glu-Ile-Met、γ-Glu-Val-Leu、γ-Glu-Ser-Tyr、γ-Glu-Gly-Leu、γ-Glu-Gly-Phe、γ-Glu-Leu-Tyr、γ-Glu-Asn-Phe、γ-Glu-Gly-Tyr、γ-Glu-Leu-Ala、γ-Glu-Lys-Lys、γ-Glu-Phe-Val等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过转肽反应使蛋白酶解物γ-谷氨酰基化，可以大幅降低蛋白酶解物的苦味，同时反应产物的鲜味、咸味和厚味也得到了大幅提升，该工艺在改善了现有酶促蛋白水解物苦味突出的问题同时，也提高了蛋白水解物整体的呈味效果。而转肽反应生成的γ-谷氨酰肽可以促进美拉德反应中香气组分的产生，该内容为首次报道γ-谷氨酰二肽/三肽(除了谷胱甘肽外)促进香气物质合成。

(2)本发明中产出的γ-谷氨酰三肽种类增多，产物产量高于蛋白酶解物中一般呈味肽的占比，其中γ-谷氨酰三肽产量高于γ-谷氨酰二肽，说明生产条件有利于γ-谷氨酰三肽的合成。

(3)本发明在转肽反应后通过超滤取<1kDa的组分进行美拉德反应，可以提高蛋白酶解物中的γ-谷氨酰肽浓度，从而进一步美拉德反应中香气物质的生成，增强产物的香气。同时，小分子肽易于被人体吸收，提高了产品的营养价值。

(4)本发明γ-谷氨酰三肽的制备主要是通过蛋白质酶促水解，随后结合谷氨酰胺酶的酶促合成制备而成，其工艺设备简单，可以大规模工业化生产，降低了γ-谷氨酰肽制备的成本。

(5)本发明的香精基料产品具有浓郁和持久的香气，同时具有增鲜、增咸和厚味等强烈的增味作用，调味效果极佳，能够与酱油、鸡精等调味品组合使用从而增强调味品的鲜味、咸味和厚味，可以应用于食品领域，作为基料或辅料来制作调味品。

附图说明

图1是实施例1-4和对比例1-2香精产品的风味特征图。

图2是实施例1-4和对比例1-2香精产品对鸡粉味感的增强效果。

图3(A)是实施例3制备得到的γ-谷氨酰肽的呈味效果。

图3(B)是实施例3制备得到的γ-谷氨酰肽对酱油的增味效果。

图3(C)是实施例3制备得到的γ-谷氨酰肽对鸡粉的增味效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步具体详细描述。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明使用的风味蛋白酶(S10153)购于上海源叶生物技术有限公司、γ-谷氨酰转肽酶(SD-C100S)购于日本天野公司。

实施例1

添加2gγ-谷氨酰肽混合物，1.5g木糖，1.5g半胱氨酸，0.125g甘氨酸，调节pH为7，于反应釜中加热(120℃)进行美拉德反应70min后，立即冰浴终止反应。

对比例1

本发明与实施例1的不同之处在于：将γ-谷氨酰肽换成牛肉蛋白酶解物，其他不变。

蛋白酶解物的制备方法如下：

牛肉酶解液的制备：选取新鲜牛肉清洗，搅打成泥，按照料液比1：4的比例加入纯净水，震荡摇匀，风味蛋白酶的添加量与牛肉泥的重量比为0.04：1，55℃进行酶解10h，经过沸水锅灭酶、冷却、冻干，得到牛肉蛋白水解物。

实施例2

本发明与对比例1的不同之处在于：以上述蛋白酶解物为原料，经过γ-谷氨酰转肽酶(谷氨酰胺酶，SD-C100S)为催化剂，进行γ-谷氨酰转肽反应，用以合成γ-谷氨酰肽，而后进行美拉德反应。其他不变。

其中反应如下：

牛肉酶解液γ-谷氨酰转肽反应：取牛肉蛋白水解物加水复溶，加入谷氨酰胺酶，水解物与水与谷氨酰胺酶的重量比为0.4：1：0.0012，于35℃反应17h，经过沸水锅灭酶、冷却，得到含有γ-谷氨酰肽的牛肉蛋白水合物。

实施例3

本发明与实施例2的不同之处在于：在γ-谷氨酰转肽反应中额外加入5％谷氨酰胺，其他不变。

对比例2

本发明与实施例3的不同之处在于：对经过γ-谷氨酰基化反应的蛋白酶解液进行超滤，得到<1KDa的组分进行美拉德反应，其他不变。

实施例4

本发明与实施例3的不同之处在于：将牛肉蛋白酶解物替换为其他蛋白酶解物，进行γ-谷氨酰转肽反应，美拉德反应，其他不变。

蛋白酶解物的制备工艺如下：

豌豆蛋白酶解物：豌豆搅打粉碎，按照料液比1：5的比例加入纯净水，震荡摇匀，加入1％风味蛋白酶，调整pH值为8，在摇床中50℃震荡酶解24h，经过沸水锅灭酶、冷却、冻干，得到豌豆蛋白酶解物。

花生粕酶解物：花生粕搅打粉碎，按照料液比1：7的比例加入纯净水，震荡摇匀，加入0.75％碱性蛋白酶，调整pH值为9，在摇床中55℃震荡酶解9h，经过沸水锅灭酶、冷却、冻干，得到花生粕蛋白酶解物。

鸡肉蛋白酶解物：选取新鲜鸡胸肉清洗，搅打成泥，按照料液比1：2的比例加入纯净水，震荡摇匀，风味蛋白酶与中性蛋白酶按照酶活力1：1混合，加酶量为3.5％，调整pH值为7.5，在摇床中55℃震荡酶解4h，经过沸水锅灭酶、冷却、冻干，得到鸡肉蛋白酶解物。

鱼骨蛋白酶解物：将三文鱼骨或者罗非鱼骨剔锤断并破碎后，按照料液比1：2的比例加入纯净水，震荡摇匀，风味蛋白酶与中性蛋白酶按照酶活力1：1混合，加酶量为3.5％，调整pH值为7.5，在摇床中55℃震荡酶解4h，经过沸水锅灭酶、冷却、冻干，得到鱼骨蛋白酶解物。

【香精产品的味感评价】

测试对象：实施例1、2、3、4及对比例1制备得到的香精基料。

感官评价：选用15名经过专业培训的感官评价人员(8名男性和7名女性，年龄在23～35岁之间，其中7名已有两年以上相关感官评定经验)，在专业的感官评价室进行呈味评价，感官评价室温度设置为23±2℃。各个感官评价员品尝各个样品量为10mL，食用后保持样品在嘴里停留时间25s后再缓慢吞咽。评价完一个样品后，评价员需要使用纯净水漱口再进行下一个样品的品尝。记录各个样品的基本味觉评分。以1％(w/v)蔗糖、0.35％(w/v)氯化钠、0.35％(w/v)味精、0.5％(w/v)l-异亮氨酸作为甜度、咸味、鲜味、苦的味觉标准，设定为2.5分。以添加谷胱甘肽(5mmol/L)到空白模型鸡汤模型后厚味的增加定义为厚味味感的标准，评分为2.5分。将冻干后的样品溶于去离子水(1mg/mL)，测定样品的厚味得分，采用5分强度量表进行评估。

从图1-2中可以看出，对比例1为制备咸味香精的常用方法，其呈味效果最差。实施例1主要用γ-谷氨酰肽为底物进行了美拉德反应制备咸味香精，其结果表明γ-谷氨酰肽可作为底物用于制备咸味香精，而经过γ-谷氨酰基化的蛋白酶解物由于富含γ-谷氨酰肽而展现出极佳的呈味效果。其中，对比例2是对实施例3得到的产物经过超滤除去大分子物质，而后进行的美拉德反应，其产物呈味效果及风味物质含量均在所有样品中最佳，原因在于其γ-谷氨酰及呈味肽浓度最高。

【香精产品的香气组分测定】

测试对象：实施例1、2、3及对比例1、2制备得到的咸味香精基料

样品制备：5g/ml样品(5ml)放入20ml顶空瓶中，加入5μL2-甲基-3庚酮内标溶液(1μl/mL，溶剂甲醇)。60℃温度下平衡10min，***萃取针(75μm)60℃顶空吸附30min，随后于250℃下解析7min。

色谱条件：DB-WAX UI(60m×0.25mm×0.25μm)，载气(He)流速1.0mL/min，柱流速1.0ml/min，不分流进样。质谱条件：电子轰击离子源；电子能量70eV；离子源温度230℃；质量扫描范围m/z 33～400。

表1香精产品中的香气物质(mg/kg)

从表中可以看出，实施例1是由γ-谷氨酰肽为原料进行了美拉德反应制备咸味香精基料，其产物富含吡嗪、呋喃等特征风味物质，表明γ-谷氨酰肽可以用于制备咸味香精。对比例1为常规制备咸味香精的方法，实施例与之相比，香气物质种类更多、一些糠醛、吡嗪含量更高，且从整体感官结果分析得出实施例的呈味效果比对比例更好。此外，实施例2、3是经过γ-谷氨酰基化的蛋白酶解物，其中γ-谷氨酰肽的含量约为2％或5％，其与对比例1相比，风味物质种类增加，说明经过γ-谷氨酰基化的蛋白酶解物制备的咸味香精呈味效果更佳。对比例2是对实施例3得到的产物经过超滤除去大分子物质进行的美拉德反应，其风味物质含量在所有样品中最佳，原因在于其γ-谷氨酰肽浓度最高，说明γ-谷氨酰肽可以促进风味物质的形成。

【香精产品的γ-谷氨酰肽测定】

测试对象：实施例2、3、4及对比例1制备得到的牛肉香精基料

样品制备：不同组别样品分别进行超滤，得到＜1KDa的组分加蒸馏水稀释至1mg/ml浓度，过0.22μm滤膜待测。

检测方法：γ-谷氨酰基肽的测定采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)***对样品中的γ-谷氨酰基肽进行鉴定。UPLC分离采用Agilent1290系列UPLC***(Agilent Technologies,USA)，Waters Acquity UPLC BEH C18(2.1×100mm,1.7μm)色谱柱。使用Agilent 6545maXis Impact Q-TOF MS/MS***(AgilentTechnologies)分析目标γ-谷氨酰肽的母体离子和片段离子。质谱全波长扫描范围为50～1500m/z。采用Agilent MassHunter定性分析软件B.07.00对γ-谷氨酰肽进行定性鉴定。用Agilent MassHunter定性分析导航仪B.08.00对Q-TOF-MS/MS的原始数据进行重新分析，以获得稳定的样本数据。

表2香精产品中的γ-谷氨酰肽

从表中可以看出，对比例1中仅仅检出两种γ-谷氨酰二肽，实施例2、3中检出了多种γ-谷氨酰肽，其与实施例1中使用的商用γ-谷氨酰肽结构一致。而在实施例4，不同蛋白酶解物样品中检出的γ-谷氨酰肽大部分结构相同，但仍然有少数不同结果，这个与不同蛋白原料物质组成差异有关。

【香精产品中γ-谷氨酰肽的呈味特性评价】

(1)γ-谷氨酰三肽的感官评价：首先采用定量描述法对各个γ-谷氨酰肽进行基本呈味特性评价。将各个γ-谷氨酰肽水溶液浓度5mmol/L(约为2mg/mL)，配置10mL。pH值调至6.50±0.05。

基本味感的增强效果：与标准食盐、味精溶液的鲜味进行比较。

结果：如图3(A)所示，10条γ-谷氨酰三肽(2mg/mL)能够提高味精、食盐和蔗糖的味感，其中对于鲜味和咸味的增强效果更加。

(2)对酱油鲜味、咸味和厚味的增强效果，将市售酱油进行适度稀释，比较添加γ-谷氨酰肽前后，呈味特性的差异。

结果：如图3(B)所示，10条γ-谷氨酰三肽(2mg/mL)能够提高适度稀释酱油的厚味、鲜味和咸味。

对模式鸡汤分鲜味、咸味和厚味的增强效果，将市售鸡汤粉进行适度稀释，比较添加γ-谷氨酰肽前后，呈味特性的差异。

结果：如图3(C)所示，10条γ-谷氨酰三肽(2mg/mL)能够提高适度模式鸡汤的厚味、鲜味和咸味。

Claims (10)

1.一种香精基料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向蛋白酶解物中加入0.1～5％γ-谷氨酰胺酶和3～6％谷氨酰胺，在30～40℃下进行转肽反应15～20h，灭酶、冷却后得到转肽后水合物；

(2)将步骤(1)所得转肽后水合物与木糖、半胱氨酸、甘氨酸混合后进行美拉德反应后得到香精基料。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，将步骤(1)得到的转肽后水合物超滤，取超滤后<1kDa的组分进行美拉德反应。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中加入3±0.5％γ-谷氨酰胺酶和5±0.5％谷氨酰胺。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述γ-谷氨酰胺酶为SD-C100S酶。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤(1)所述转肽反应温度为35±1℃，反应时间为17±0.5h。

6.根据权利要求1-5任一项所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中转肽后水合物、木糖、半胱氨酸、甘氨酸的质量为比1：(0.5～1)：(0.5～1)：(0.05～0.1)；美拉德反应条件为pH 6～8，100～150℃，50～100min。

7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述转肽后水合物、木糖、半胱氨酸、甘氨酸的质量比为1:0.75:0.75:0.0625；美拉德反应条件为pH 7±0.5，120±5℃，70±5min。

8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述蛋白酶解物通过以下方法制备：向原料中按0.5～5％质量比加入蛋白酶，调节pH为7～9，在50～60℃下酶解3～30h，灭酶、冷却、冻干后得到蛋白酶解物。

9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述原料包括牛肉、豌豆、花生、鸡肉、鱼骨中的一种或多种。

10.权利要求1-9任一项所述方法制备得到的香精基料。