利用動(dòng)物源蛋白制備天然調(diào)味料的工藝研究

利用動(dòng)物源蛋白制備天然調(diào)味料的工藝研究

0序言酶分解技術(shù)在食品中的應(yīng)用是一種新興的技術(shù)。由于其豐富的產(chǎn)品、穩(wěn)定的品質(zhì)、不受限制的特點(diǎn)以及天然的味道，它已越來(lái)越受消費(fèi)者喜愛(ài)。1天然調(diào)味料的功能現(xiàn)階段一般將原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理、酶解、濃縮、干燥、造粒等工序而制成的既含有氨基酸、肽合物、有機(jī)酸、糖類、核酸相關(guān)物的天然營(yíng)養(yǎng)成分,又含有畜肉制品、魚(yú)肉制品、蔬菜制品等天然香味的調(diào)味料。其工藝路線為:原料→預(yù)處理→酶解→滅酶→過(guò)濾→脫苦、除醒→濃縮或干燥→成品。2肽類食品的調(diào)味劑高蛋白含量的原料經(jīng)酶解后,其蛋白質(zhì)被分解為氨基酸和肽類,與從細(xì)胞釋放出的還原糖、脂質(zhì)在一定條件下充分反應(yīng),產(chǎn)生類似烹調(diào)的效果,形成各自特有的香氣,這種香氣自然而穩(wěn)定,因此在食品加工時(shí)能賦予食品良好的風(fēng)味。3解型天然調(diào)味料的特點(diǎn)總的來(lái)說(shuō)“美味無(wú)厭味,美味無(wú)膩味”是酶分解型天然調(diào)味料典型的特點(diǎn)。與蛋白的酸法或堿法水解比較,酶法水解效率高,而且條件溫和,在營(yíng)養(yǎng)成分的保留上具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。3.1化學(xué)調(diào)味料的特點(diǎn)味精等的化學(xué)調(diào)味料雖然味道強(qiáng)烈,但味道單調(diào),不圓滑,后味令人厭惡。天然調(diào)味料的特點(diǎn)是賦予食品多層次、圓潤(rùn)的味道,使食品具有調(diào)和味道。這是化學(xué)調(diào)味料無(wú)法達(dá)到的。同時(shí)可以緩和化學(xué)調(diào)味料尖銳的呈味性和由于食品素材或制造工藝引起的過(guò)苦、過(guò)甜、過(guò)酸、過(guò)焦等味道。因而,與化學(xué)調(diào)味料相比,酶解天然調(diào)味料更自然、豐富,品質(zhì)更穩(wěn)定。3.2酶解型的經(jīng)濟(jì)效益我們知道,抽提型調(diào)味料如雞精的成本就要8元/kg,相比之下酶解型因其選用的原料一般為蛋白質(zhì)豐富的動(dòng)植物副產(chǎn)品,其價(jià)格低廉,因而經(jīng)濟(jì)效益也就更高。3.3該工藝簡(jiǎn)單，易于控制由于酶技術(shù)的應(yīng)用,使天然調(diào)味料的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單化,反應(yīng)更容易控制,生產(chǎn)周期也大大縮短。4原材料4.1原料的刺激性一般選用蛋白質(zhì)含量高的動(dòng)物及其副產(chǎn)品。其中,應(yīng)用較多的是以下幾類:4.1.1蛋白質(zhì)及氨基酸豬血是一種可以大量獲得的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的工業(yè)副產(chǎn)品,其中蛋白質(zhì)含量18.9%,比雞蛋高6.2%,比大米高12.7%。血蛋白屬于完全蛋白質(zhì),是一種非常理想的蛋白質(zhì)資源。豬血蛋白質(zhì)中含有17種氨基酸,其中有8種必需氨基酸。將豬血酶解后,其氨基隨總量85.5%,其中8種必需氨基酸含量36.1%,水解率達(dá)到99.5%。陳一資等人用復(fù)合酶將豬血酶解成氨基酸調(diào)味料,并為保健食品、醫(yī)藥和飼料工業(yè)開(kāi)辟了氨基酸來(lái)源的新途徑。豬皮是屠宰加工肉制品過(guò)程中的一種副產(chǎn)品。鮮豬皮約含水分70%~75%、蛋白質(zhì)21%~23%、脂肪1%。豬皮中的蛋白質(zhì)以膠原蛋白為主,約占80%以上,是優(yōu)質(zhì)的蛋白。通過(guò)生物酶水解可以將豬皮中的蛋白質(zhì)水解為鏈長(zhǎng)10左右的低聚肽,它們是一種功能性肉類提取物,這些肉類提取物可以應(yīng)用于肉制品如火腿腸、香腸及方便面的調(diào)味包等中,從而大大提高產(chǎn)品的附加值。骨是肉類產(chǎn)品的副產(chǎn)品,其數(shù)量占肉類原料量的9%~14%。每年伴隨大量肉的消費(fèi),同時(shí)也產(chǎn)生了大量的皮骨。骨中含有人體所需的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),有較高的蛋白、磷脂質(zhì)和各種氨基酸,并且含有豐富的鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)和B族維生素,以往的研究往往只重視骨中鈣的開(kāi)發(fā),而忽視了骨中寶貴的蛋白質(zhì)資源。以豬骨為例,其蛋白質(zhì)含量是豬肉的68.6%,脂肪含量是豬肉的63.5%,是一種高蛋白低脂肪的食物。4.1.2需要的微量元素一般選用的主要是雞肉,雞肉是高蛋白低脂肪的食物,且含有磷、氮、硫等各種人體需要的微量元素,吸收率也高。特別是雞肉中賴氨酸的含量比豬肉還高13%,對(duì)以谷物為主食的我國(guó)人民,無(wú)疑是一種極好的補(bǔ)充賴氨酸的天然食物。曹東陽(yáng)、姚秀玲等研究利用酶法水解雞肉其水解產(chǎn)物的水解度為40.5%,蛋白回收率為81.0%。4.1.3低聚肽和烘烤“大日本制藥”公司1995年上市的“海鮮鮭味”調(diào)味料,是以大麻哈魚(yú)為原料,經(jīng)酶分解制成的肽類調(diào)味料,與一般魚(yú)醬相比,色澤很淺,魚(yú)臭幾乎感覺(jué)不出。低聚肽存在70%以上,營(yíng)養(yǎng)非常豐富。另外,該公司還將開(kāi)發(fā)肉類抽提物、水產(chǎn)抽提物的酶分解型產(chǎn)品。1995年Beak和Cadwal1ader曾用10種商品酶對(duì)小龍蝦加工過(guò)程中的副產(chǎn)物進(jìn)行水解、制備香味自然的調(diào)味品?？拘肥俏覈?guó)沿海省份大宗出口的高營(yíng)養(yǎng)和高經(jīng)濟(jì)價(jià)值水產(chǎn)制品,其生產(chǎn)過(guò)程副產(chǎn)大量下腳料鯉魚(yú)頭,約占活蟹的6%左右。經(jīng)魚(yú)頭中富含蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分,極具開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。4.2植物原料4.2.1氨基酸的提取啤酒釀造后殘留于發(fā)酵槽和貯槽的泥狀酵母是啤酒工業(yè)的副產(chǎn)品之一,啤酒酵母合有豐富的蛋白質(zhì)、核酸以及發(fā)達(dá)的酶系和多種生理活性物質(zhì),人體必需的8種氨基酸以理想的狀態(tài)存在,消化率高,尤其合有較多米、面中缺乏的賴氨酸,另外其B族維生素谷胱甘肽、礦物質(zhì)含量更為豐富,在發(fā)達(dá)國(guó)家已作為健康食品廣為利用。趙郁、陳兵等利用酶法成功提取啤酒酵母中的氨基酸,滿足了人們的需要。1997年,彭小平、楊寧以啤酒酵母為原料,采用酶工程等技術(shù),經(jīng)脫苦、自溶等工序而制成的一種天然調(diào)味料—酵母抽提物。其產(chǎn)品富含18種氨基酸,具有強(qiáng)烈的增鮮效果及濃厚的肉香味,其質(zhì)量達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。4.2.2豆?jié){多糖和多糖脫脂大豆粕由大豆浸油后經(jīng)高溫脫溶所得。目前,高溫豆粕主要用作飼料,在食品方面應(yīng)用極少,而且只限于釀造食品。豆粕中約含45%~50%的蛋白質(zhì)、10%~15%的低聚糖、20%~25%的多糖和纖維素,有很高的開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值。豆粕經(jīng)酶水解后,除其功能特性可得到明顯改善外,其水解產(chǎn)物含有鮮味及甜味的氨基酸,因此可用作調(diào)味液或調(diào)味液增強(qiáng)劑加到醬油等各種復(fù)合調(diào)味液或方便食品湯料中,并用于餅干和面包的調(diào)味。4.2.3油蛋糕菜籽餅粕中蛋白質(zhì)含量豐富,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與脫脂豆粕不相上下,其生物效價(jià)和利用率甚至超過(guò)脫脂豆粕。5蛋白質(zhì)及肽整合劑目前的研究一般采用木瓜蛋白酶、枯草桿菌中性蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶以及風(fēng)味酶。木瓜蛋白酶又稱木瓜酶,是一類硫基蛋白酶,廣泛地存在于番木瓜的根、莖、葉和果實(shí)內(nèi),其中在未成熟的乳汁中含量最豐富。它具有較強(qiáng)的蛋白酶水解和合成能力,是一種典型的分解天然蛋白質(zhì)及肽的蛋白酶。由于其價(jià)格便宜,在酶解型天然調(diào)味料中的應(yīng)用極為普遍。張立彥等人利用木瓜蛋白酶水解蟹腿肉,水解率達(dá)到70%以上,為生產(chǎn)調(diào)味料奠定了基礎(chǔ),同時(shí)也大大節(jié)約了資源。由于不同的酶其對(duì)蛋白質(zhì)作用的位點(diǎn)有所不同,因而,研究者大都采用多酶法及多種酶共同作用,使蛋白質(zhì)利用率更高。鄧尚貴、彭志英等在雙酶法的基礎(chǔ)上利用堿性蛋白酶、中性蛋白酶以及風(fēng)味酶對(duì)青鱗魚(yú)下角料進(jìn)行水解,得到的魚(yú)露營(yíng)養(yǎng)豐富,味道鮮美。曾少葵、章超樺、吳曉萍等利用海鰻加工的下腳料——海鰻頭經(jīng)枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶同時(shí)水解,制得的濃縮水解液通過(guò)脫苦加工后,開(kāi)發(fā)出的制品,營(yíng)養(yǎng)豐富,具有濃郁的海鮮風(fēng)味。華南理工大學(xué)的許學(xué)書(shū)、王宏、周家春等人通過(guò)酶法水解將小梅魚(yú)制成營(yíng)養(yǎng)型高檔調(diào)味劑。結(jié)果表明溫度、pH、酶的種類、酶的組合、酶添加的順序?qū)Ξa(chǎn)物的分布有影響。6疏水側(cè)鏈的凈化方法由于經(jīng)酶解后的水解液其短肽中含有大體積的疏水側(cè)鏈,加上原料本身所有的低分子的醛和揮發(fā)性有機(jī)酸等物質(zhì),因而大都具有苦腥味,因此需除去,目前的研究大都采用以下方法。6.1脫苦除腥工藝將活性炭加入到水解液中攪拌,在一定溫度下放置一定時(shí)間即可。裘迪紅、周濤利用活性炭對(duì)鮐魚(yú)水解液進(jìn)行脫苦除腥。其工藝參數(shù)為每升水解液活性炭用量為10g,時(shí)間為40min,溫度為40℃。6.2脫苦除腥液法將一定的β-CD在一定的溫度下配置成飽和溶液,緩慢滴入水解液,從而達(dá)到脫苦除腥的目的。楊蘭、劉通訊利用粉末狀活性炭0.3%(W/V)與β-CD0.5%(W/V)對(duì)雞肉蛋白水解液聯(lián)合脫苦,效果非常明顯。6.3萃取乙醚的方法在一定的水解液中放入相應(yīng)量的乙醚,搖蕩后靜置分層,萃取液經(jīng)加熱除去乙醚。由于其操作比較復(fù)雜,在研究中大都認(rèn)為不便使用。6.4發(fā)酵母菌法利用酵母發(fā)酵來(lái)除去苦、腥味。鄧尚貴、章超樺在對(duì)水產(chǎn)品蛋白水解液的脫苦研究中認(rèn)為,酵母法是最簡(jiǎn)單