L-丙氨酸在食品工業(yè)中的應(yīng)用潛力

郭媛，王麗娟，邱婷，陸震鳴*，章暉，史勁松，許正宏

(1.無錫市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，江蘇 無錫 214001；2.江南大學(xué)糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，生物工程學(xué)院藥學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

L-丙氨酸在食品工業(yè)中的應(yīng)用潛力

郭媛1,2，王麗娟2，邱婷2，陸震鳴2*，章暉2，史勁松2，許正宏2

(1.無錫市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，江蘇 無錫 214001；2.江南大學(xué)糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，生物工程學(xué)院藥學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

作為一種兼具甜味與鮮味的氨基酸，L-丙氨酸已被批準(zhǔn)進(jìn)入食品增味劑行列，它可以改善食品風(fēng)味，提高食品營養(yǎng)價(jià)值，潛藏著巨大的應(yīng)用市場。文章介紹了L-丙氨酸在食品中的增味作用，探討了它在食品工業(yè)中的應(yīng)用潛力。

L-丙氨酸；增味劑；食品工業(yè)；綜述

1 概述

增味劑是指能夠提升食品原有風(fēng)味、增加食品可口性的一類物質(zhì)，屬于食品添加劑。它不僅可以改善風(fēng)味、調(diào)節(jié)營養(yǎng)成分，還可以使加工食品口味豐富多彩，滿足消費(fèi)者味蕾的各種需求，在現(xiàn)代食品工業(yè)中扮演著重要角色。近幾年來，食品工業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，有力地推進(jìn)了增味劑的發(fā)展，尤其是除味精以外的天然營養(yǎng)性增味劑發(fā)展速度最快。增味劑大致可以分為以下5種：氨基酸類、呈味核苷酸類、水解動物蛋白類、水解植物蛋白類、酵母提取物類[1]。作為食品增味劑，必須具備安全性和有效性，其中安全性尤為重要，根據(jù)國標(biāo)GB 2760-2014，目前我國批準(zhǔn)使用的增味劑有9種，包括L-谷氨酸鈉、L-丙氨酸、甘氨酸、琥珀酸二鈉、5'-呈味核苷酸二鈉、5'-鳥苷酸二鈉、5'-肌苷酸二鈉、糖精鈉、辣椒油樹脂[2]。

俗稱味精的L-谷氨酸鈉是世界上使用最廣、用量最大的增味劑，既能改善食品風(fēng)味，又可促進(jìn)消化、增加食欲，在多種復(fù)配調(diào)味品中充當(dāng)主體增味物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于各種美味菜肴以及罐頭、魚糕、辣醬、香腸等加工食品中[3]，但隨著現(xiàn)代人們生活水平和消費(fèi)觀念的改變，對味精的接受程度逐漸降低，甚至出現(xiàn)了談“味精”色變的局面，味精銷售市場逐漸萎縮[4]。甘氨酸具有甜味，能調(diào)和酸味和咸味，基本消除食品中添加糖精的苦味，但是甘氨酸的用量有限，國標(biāo)中規(guī)定在調(diào)味品和飲料類產(chǎn)品中的添加限量為≤0.3%，作為一種非必需氨基酸，過量攝入人體后不易被吸收利用，反而會破壞體內(nèi)氨基酸的吸收代謝平衡，導(dǎo)致營養(yǎng)失調(diào)而損害健康。辣椒油樹脂具有強(qiáng)烈辛辣味，并帶有灸熱感，可增加食品辣味，不能用于調(diào)和食品口感。剩余的幾種增味劑，除L-丙氨酸以外，均屬于鈉鹽，用量過大時(shí)則與目前所倡導(dǎo)的“低鈉”生活背道而馳[5,6]。

因此，L-丙氨酸作為增味劑的獨(dú)特優(yōu)勢逐漸被凸顯出來，此外，國標(biāo)中并未限定L-丙氨酸的用量，可按生產(chǎn)需求添加，這也提高了在食品生產(chǎn)過程中利用L-丙氨酸以減少味精等用量的可行性。L-丙氨酸具有甜味[7]，它不僅可以提升食品的鮮度，降低食品的咸味和酸味，還能夠緩和辣、苦、澀等刺激性味道，在賦予食物美味的同時(shí)，還能夠引發(fā)出食品素材本身的美味，對維持食品的柔和口感具有良好的作用；L-丙氨酸本身不含鈉離子，在用量上具有更高的安全性；同時(shí)它可參與體內(nèi)氨基的代謝循環(huán)、氨基酸與糖源的轉(zhuǎn)換過程，提高食品的營養(yǎng)功效。近幾年來，L-丙氨酸在國內(nèi)外已普遍應(yīng)用于食品的營養(yǎng)強(qiáng)化和調(diào)味，相關(guān)報(bào)道指出，一些東南亞國家在食品調(diào)味品、飲料中應(yīng)用L-丙氨酸作為增味和營養(yǎng)增補(bǔ)劑，效果顯著。

2 L-丙氨酸概述

2.1 理化性質(zhì)

L-丙氨酸是組成人體蛋白質(zhì)的20多種氨基酸中的一員，為分子內(nèi)含有羧基和氨基的中性非必需氨基酸，也是人體血液中含量最高的氨基酸。它是α-丙氨酸的一種旋光異構(gòu)體，所以又稱為L-α-氨基丙酸，分子式為CH3CH(NH2)COOH，摩爾質(zhì)量為89.09，密度為1.437(19 ℃)，熔點(diǎn)為297 ℃，外觀為無色斜方結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，溶于乙醇和水，不溶于乙醚和丙酮，無臭無毒，具有鮮味及甜味[8]，其甜味是蔗糖的1.2倍。

2.2 生產(chǎn)工藝

工業(yè)上制備L-丙氨酸最常用的工藝為微生物轉(zhuǎn)化法，這也是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的生產(chǎn)方法。目前，微生物轉(zhuǎn)化法是指以 L-天冬氨酸為原料，利用德阿昆哈假單胞菌(Pseudomonasdacunhae)的細(xì)胞菌懸液或固定化L-天冬氨酸-β-脫羧酶脫羧制備L-丙氨酸[9]。本文表格中實(shí)驗(yàn)所用的丙氨酸為安徽華恒生物科技股份有限公司的生物酶法產(chǎn)品。

2.3 工業(yè)應(yīng)用

2.3.1 在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

L-丙氨酸在醫(yī)藥行業(yè)的用途廣泛，可用于組織培養(yǎng)基和生化試劑的制備、肝功能檢測等方面，是營養(yǎng)劑補(bǔ)糖氨基酸的成分之一，也是制備VB6、安脲通、依那普利等的基礎(chǔ)原料，它可為轉(zhuǎn)氨酶提供氨基供體，常用于臨床輸液中[10]，治療肝病的復(fù)合氨基酸注射液“氨基酸注射液-800”的主要成分為L-丙氨酸，可治療肝功能不全引起的氨基酸代謝紊亂，促使肝昏迷病人蘇醒，這一特性也廣泛用于各類解酒護(hù)肝類產(chǎn)品中。L-丙氨酸還是血液保存劑的主要成分。

2.3.2 在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

L-丙氨酸可調(diào)節(jié)食品風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，與其他增味劑復(fù)配后，其增味效果更佳，目前，它作為一種高營養(yǎng)、低熱量的食品增味劑正逐漸受到人們的重視。L-丙氨酸也具有很強(qiáng)的防腐抗氧化功效，能使密封包裝食品的保存期延長18個(gè)月，可用于面條、水產(chǎn)品、腌制品、豆制品、畜產(chǎn)品、海產(chǎn)品、飼料、化妝品以及藥品的保鮮，此外，它還能夠作為腌制品的催熟劑。

3 L-丙氨酸作為食品增味劑的應(yīng)用潛力

不同濃度的3種氨基酸水溶液感官評價(jià)的結(jié)果見表1。說明了L-丙氨酸具有爽口的甜味和鮮味，鮮味雖不及L-谷氨酸鈉，但甜味比它強(qiáng)，同時(shí)其與甘氨酸的呈味效果相近。L-丙氨酸被廣泛應(yīng)用于醬油、魚露等其他調(diào)味品中，使調(diào)味品風(fēng)味更為豐富、鮮美[11,12]，它也能夠單獨(dú)添加到各類食品及飲料中，如冰點(diǎn)、面包、奶制品、果茶、碳酸飲料、冰糕等，調(diào)和口感的同時(shí)也可減少味精等增味劑的添加比重，提升調(diào)味品的營養(yǎng)價(jià)值以及使用安全性，滿足大眾的消費(fèi)理念。

注：風(fēng)味打分標(biāo)準(zhǔn)為弱0～3分，較強(qiáng)4～6分，強(qiáng)7～10分。

3.1 對調(diào)味品的作用

3.1.1 醬油

醬油屬于中國傳統(tǒng)調(diào)味品，它不僅可以改善食物的風(fēng)味和色澤，增進(jìn)食欲，還能夠憑借其中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和生理活性成分對人體的健康有裨益，具有降血壓、促進(jìn)胃酸分泌、抑菌、抗癌、降低膽固醇、治療白內(nèi)障、抗血小板凝結(jié)、抗氧化、抗過敏等多種功效[13]。但醬油中L-谷氨酸鈉等增味劑的添加量較大以及醬油的咸度太高等問題都限制了醬油的使用市場，如何減少味精等添加劑的用量以及降低醬油的咸味已經(jīng)逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

表2 醬油中添加不同氨基酸后的感官評價(jià)結(jié)果

注：“-”表示未添加；風(fēng)味打分標(biāo)準(zhǔn)為弱0～3分，較強(qiáng)4～6分，強(qiáng)7～10分。

由表2可知，在醬油中添加L-丙氨酸后，尤其是對于苦澀味特別嚴(yán)重的三級醬油，隨著丙氨酸濃度的增大，酸味、苦味、澀味變得柔和，醬油整體風(fēng)味得到改善。市場上銷售的某復(fù)配醬油產(chǎn)品、未經(jīng)過調(diào)配的醬油原油中分別添加4% L-丙氨酸、3% L-谷氨酸鈉、4% 甘氨酸后，對所有樣品進(jìn)行感官評價(jià)的結(jié)果見表2。結(jié)果表明：適量L-丙氨酸的添加對已加工醬油和原油都具有良好的改善風(fēng)味作用，可使醬油咸度降低，甜度提升，味道持久性增加，整體口感變得柔和，尤其是對鹽度高、不含L-谷氨酸鈉、I+G和酵母抽提物等添加劑的醬油原油的調(diào)味效果最為明顯。

3.1.2 魚露

魚露，又稱魚醬油或蝦油，是閩菜、潮州菜和東南亞料理中常用的調(diào)味料之一，是經(jīng)小魚蝦腌漬、發(fā)酵、熬煉后得到的呈琥珀色汁液，它的滋味主要是由發(fā)酵液中的氨基酸組分決定，呈味特點(diǎn)主要包括鮮味、苦味、甜味、酸味和咸味，其中最主要的還是鮮味。在國外的魚露的生產(chǎn)中，一般通過添加HVP(植物蛋白水解液，hydrolyzed vegetable protein)補(bǔ)充氨基酸，提高魚露的鮮味，HVP中含有一種名為3-氯-1，2-丙二醇(3-MCPD)的物質(zhì)，這種物質(zhì)對生殖器官、腎臟和神經(jīng)均有毒性，同時(shí)還存在潛在的致癌和致突變作用，長期食用含有3-MCPD的食品會造成嚴(yán)重身體損傷。針對3-MCPD的安全性和出口限量標(biāo)準(zhǔn)等問題，一些醬油、魚露生產(chǎn)商對其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改善，將傳統(tǒng)工藝中的HVP替換為丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸等的混合溶液，所得魚露的味道更加醇厚，而且改善后的生產(chǎn)工藝成本與改善前相差不大。

在水中加入L-丙氨酸0.8%，谷氨酸鈉0.3%，I+G 0.09%，氯化鈉15%，甘氨酸0.3%，配制成調(diào)配液，再將魚露原液與調(diào)配液以質(zhì)量比1∶5的比例混合，獲得魚露。該魚露營養(yǎng)豐富、味道醇厚鮮美、滋味柔和、酸咸適口，而且配方中不含HVP，避免了3-MCPD的危害，能夠滿足人們對于食品安全和美味的需求，是理想的液態(tài)調(diào)味品。通過這種改善方式，不僅避免了醬油、魚露生產(chǎn)中3-MCPD超標(biāo)的問題，同時(shí)獲得具有獨(dú)特風(fēng)味的產(chǎn)品。

3.1.3 食用鹽

醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：鹽攝取過多是高血壓的重要發(fā)病原因。目前，隨著生活水平的提高，人們更加注重食品的安全與健康，隨著消費(fèi)者淡口味觀念的不斷深入，低鈉飲食將成為一種健康飲食方式[14]。國外推出的低鈉鹽，主要成分為60%～70%氯化鈉和20%～30%氯化鉀，10%左右的L-丙氨酸、酵母提取物以及I+G，可以實(shí)現(xiàn)減鹽不減咸，幫助人體鈉鉀平衡，增加鮮味，尤其是可以減少味精的使用量，對預(yù)防及降低高血壓均起到了積極的作用。

3.1.4 雞精

雞精是烹調(diào)中常用的鮮味調(diào)味品，是在味精的基礎(chǔ)上加入化學(xué)調(diào)料制成的調(diào)味料，可以替代味精的調(diào)味效果。為了提升雞精的風(fēng)味，除了增加雞肉粉的添加量以外，一些生產(chǎn)廠家優(yōu)選在其雞精配方中添加丙氨酸，利用丙氨酸的鮮味以及誘發(fā)食物風(fēng)味的作用來提升雞精調(diào)味料的口感，既起到了協(xié)調(diào)增鮮的作用，又降低了人體鈉的攝入量。將相同條件下配制的雞精分為兩份，并在其中一份中加入適量的丙氨酸后，測定感官指標(biāo)的結(jié)果，見表3。

表3 L-丙氨酸對雞精風(fēng)味的作用效果

由表3可知，雞精中添加L-丙氨酸后，其雞肉風(fēng)味更加醇厚，鮮味增強(qiáng)，說明L-丙氨酸有助于提升雞精的呈味性。

3.1.5 復(fù)配甜味劑

許多甜味劑單體都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，無論哪種甜味劑單體，用量過大時(shí)都會產(chǎn)生不良風(fēng)味和后味，均不能同時(shí)滿足安全、口感、工藝、成本四項(xiàng)要求。只有對單體甜味劑各自的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行利用和發(fā)揮，對其缺點(diǎn)進(jìn)行彌補(bǔ)和改造，用科學(xué)合理的方法對多種甜味劑進(jìn)行復(fù)配和改造，才能滿足使用要求。在復(fù)配甜味劑中加入1%～10%的L-丙氨酸，能提高甜度、柔和甜味，減少糖精鈉等人工合成甜味劑的用量，是制作糖尿病人食品的潛在甜味劑，同時(shí)也能滿足現(xiàn)代人“低糖”的飲食習(xí)慣[15]。

3.2 對食品的作用

3.2.1 豆乳、蔬菜汁

豆乳作為生理堿性蛋白質(zhì)食品，對人體具有良好的保健作用。近年來，豆乳、蔬菜汁作為具有營養(yǎng)保健功效的純天然植物性飲品[16]，已經(jīng)越來越受大眾歡迎，但由于豆乳有豆腥味，蔬菜汁有苦澀味，讓很多人難以習(xí)慣飲用。 有研究表明：在豆乳和蔬菜汁中加入0.2%～1%的L-丙氨酸，可顯著降低豆乳及蔬菜汁中令人不愉悅的味道，易于讓人接受，同時(shí)也提升了飲品的營養(yǎng)價(jià)值，拓寬了豆乳和蔬菜汁的消費(fèi)市場。

3.2.2 腌制品

研究表明：腌制品的色、香、味大部分源自丙氨酸等多種呈味氨基酸，而且氨基酸含量越豐富，鮮味、甜味和香味越濃。將L-丙氨酸按0.2%～0.3%加于咸菜、腌蘿卜、腌肉、米糠等腌制食品中，可起到增香提味的作用，同時(shí)還可以緩沖腌制食品高鹽的口感。

3.2.3 丹寧

丹寧是一種鞣皮性植物成分，具有抗癌、降低膽固醇等作用。與它的臭味一樣，它的辣味也難以被人接受，需要通過一定的方法來降低這些刺激的味道。丹寧切片在不同濃度L-丙氨酸水溶液中浸泡處理后，利用感官評價(jià)檢查其辣味降低程度的一個(gè)調(diào)查結(jié)果見表4。

表4 L-丙氨酸降低丹寧辣味的效果

注：辣味程度為最初的辣味+3；辣味稍微減輕+2；辣味相當(dāng)減輕+1；幾乎無辣味±。

由表4可知，丹寧在濃度≥0.5%的L-丙氨酸水溶液中浸泡處理后，辣味明顯地降低。在上述丹寧上抹上味增汁試吃后，所有專業(yè)的試吃人員都給出一致評價(jià)，即丙氨酸不僅減低了丹寧的辣味，更引發(fā)了丹寧和味增原有的風(fēng)味，使之更加美味可口。

3.3 對清涼飲料的作用

L-丙氨酸是兩性電解質(zhì)，在強(qiáng)酸環(huán)境下呈現(xiàn)堿性，在強(qiáng)堿環(huán)境下呈現(xiàn)酸性，因此，L-丙氨酸既可以補(bǔ)充飲料中的氨基酸含量，同時(shí)還能夠利用自身的堿性以及甜味來降低酸度，調(diào)和飲料的風(fēng)味[17]。在橙汁、葡萄柚汁、黑酸飲料等強(qiáng)酸飲料中添加L-丙氨酸后，丙氨酸能中和酸度，增加其甜味和香味，使之變?yōu)榭煽陲嬃?。?jù)報(bào)道，在2007年IFIA Japan舉辦的展會上，添加過丙氨酸的黑酸飲料得到了較高的評價(jià)。目前，L-丙氨酸逐漸活躍在各種飲料中，憑借其獨(dú)特的增味優(yōu)勢，它將在飲料領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用空間。

3.4 對酒的作用

丙氨酸作為增味劑的較早應(yīng)用是將其添加到合成酒中，增加合成酒的濃香味和甜味。L-丙氨酸可增加酒的甜味，使酒的味道更加醇厚，也能防止啤酒和發(fā)泡酒類的氨基酸褐變，減少酵母氣味，同時(shí)由于它具有減輕酒精對肝臟損傷的解毒作用，所以L-丙氨酸被廣泛用于低度酒的生產(chǎn)。

4 總結(jié)

食品添加劑是現(xiàn)代食品工業(yè)中不可或缺的一部分，其有力地推動了整個(gè)食品工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。隨著生活理念的逐漸升級，消費(fèi)者更加傾心于營養(yǎng)、天然、健康、安全的多功能食品添加劑，如今，天然食品添加劑已成為食品行業(yè)研究開發(fā)的重點(diǎn)。L-丙氨酸作為一種天然健康的保健型食品增味劑，發(fā)展?jié)摿φ粩啾煌诰?，?yīng)用市場也在逐級擴(kuò)大，憑借其獨(dú)特的增味優(yōu)勢，未來將有望在谷氨酸鈉、5'-呈味核苷酸二鈉、5'-肌苷酸二鈉、5'-鳥苷酸二鈉后作為一種新型食品增味劑，在食品行業(yè)發(fā)揮重要作用。

[1]彥珠.增味有道食品添加劑大盤點(diǎn)之增味劑[J].餐飲世界,2012(2):65-67.

[2]GB 2760-2014,食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]周愛梅.增味劑的應(yīng)用及發(fā)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2009(8):10-11.

[4]張可潘.淺談味精工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及解決對策[J].商場現(xiàn)代化,2015(9):33-34.

[5]王光懷.“增鮮減鹽”咸味食品配料以科技呵護(hù)全民健康[N/OL].中國食品報(bào), http://www.cnfood.cn/n/2016/0908/93657.html,2016(001):09-08.

[6]Wilson N，Nghiem N，Eyles H,et al.Modeling health gains and cost savings for ten dietary salt reduction targets[J].Nutrition Journal,2016,15(1):1-10.

[7]Bachmanov A A，Bosak N P，Glendinning J I,et al.Genetics of amino acid taste and appetite[J].Advances in Nutrition,2016,7(4):806-822.

[8]孟鴻菊,楊堅(jiān).功能性鮮味劑的最新研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑,2007(1):109-113.

[9]周麗,鄧璨,崔文璟,等.溫度調(diào)節(jié)基因開關(guān)調(diào)控大腸桿菌發(fā)酵合成L-丙氨酸[J].微生物學(xué)通報(bào),2015(11):2272-2281.

[10]蔣光玉.發(fā)酵法生產(chǎn)L-丙氨酸提取工藝的研究[J].中國食品添加劑,2011(3):101-106.

[11]黃毅,鎖然,李娜.醬油中氨基酸的組成與分析[J].中國調(diào)味品,2012，37(3):101-104.

[12]吳帥,楊錫洪,解萬翠,等.魚露的發(fā)酵新技術(shù)及風(fēng)味改良研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2014(10):184-188.

[13]楊旭,曹嵐.我國醬油行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].中國調(diào)味品,2012,37(10):18-20.

[14]Suckling R J，Swift P A.The health impacts of dietary sodium and a low-salt diet[J].Clinical Medicine,2015,15(6):585-588.

[15]Clemens R A,Jones J M,Kern M, et al.Functionality of sugars in foods and health[J].Comprehensive Reviews in Food Science & Food Safety,2016,15(3):433-470.

[16]胡海.蔬菜汁的食療保健功效[J].烹調(diào)知識,2010(19):76.

[17]孔令嬌.一種新型芒果飲料[P].中國：201610647837.4，2016-11-16.

Application Potential of L-alanine in Food Industry

GUO Yuan1,2, WANG Li-juan2, QIU Ting2, LU Zhen-ming2*, ZHANG Hui2，SHI Jin-song2, XU Zheng-hong2

(1.Wuxi Institute of Scientific and Technical Information,Wuxi 214001,China;2.National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology,School of Pharmaceutical Science,College of Biotechnology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

L-alanine, a type of amino acid with sweet and fresh tastes,has been approved as a food flavor enhancer. L-alanine can improve the flavor and nutritional value of food, so it has a huge application market.Introduce the flavoring effect and application potential of L-alanine in food industry.

L-alanine；flavor enhancer；food industry；review

2017-01-22 *通訊作者

郭媛(1980-)，女，碩士，研究方向：生物制藥；

陸震鳴(1981-)，男，副教授，博士，研究方向：生物制藥。

TS201.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.07.039

1000-9973(2017)07-0177-04