復(fù)合酶水解黃油制備天然咸奶味香基的研究

李瑋琪，王婧，楊娟,2，黃綺婷，艾卿，房佳晴，白衛(wèi)東,2，汪薇,2*，劉功良,2

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣州 510225；2.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院，廣州 510225；3.廣東順大食品調(diào)料有限公司，廣東 潮州 521523)

奶味香精，也被稱(chēng)為“乳香香精”、“乳香香味劑”等[1]，以其賦香、固香、矯香的作用，廣泛應(yīng)用于液體奶、乳飲料、冷凍食品、人造奶油、糖果、焙烤食品、飲料和飼料中[2-5]。隨著人們生活水平的提高，崇尚健康、回歸自然已成為不可抗拒的潮流。在生物技術(shù)不斷發(fā)展的今天，越來(lái)越多的學(xué)者也將目光聚焦在天然香精香料的制備上。生物法制備天然奶味香精一般采用微生物或酶法，以獲得使香氣增加幾百倍的奶味香基，香氣柔和、自然、和諧，留香持久，且對(duì)環(huán)境友好，符合當(dāng)今社會(huì)對(duì)健康、自然、天然的追求，具有良好的市場(chǎng)前景[6-10]。酶法制備奶味香基是指以稀奶油、牛奶等為主要原料，通過(guò)脂肪酶的作用將乳脂肪分解為小分子脂肪酸，形成多種風(fēng)味成分的前體物質(zhì)，再經(jīng)過(guò)自然的氧化、斷裂、內(nèi)酯化等反應(yīng)產(chǎn)生一系列風(fēng)味物質(zhì)，如β-酮酸、風(fēng)味酯類(lèi)、甲基酮類(lèi)等。同時(shí)，因生產(chǎn)原料利用率高，成品香氣柔和、飽滿(mǎn)、自然，能明顯改善和提高加香產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，在行業(yè)中得以廣泛應(yīng)用[11-13]。

目前，采用酶法制備天然奶香基料的報(bào)道不少[14-21]，但是有關(guān)咸奶味天然奶香基料的報(bào)道很少見(jiàn)，而咸奶味奶香基料在餅干、糕點(diǎn)等食品中的應(yīng)用十分廣泛。鑒于此，本文對(duì)天然咸奶味奶香基料的研制進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

多美鮮無(wú)鹽黃油：市售；乳清粉：廣州市日鋒畜牧有限公司；脂肪酶Lipase G “Amano” 50和蛋白酶Protease M “Amano” SD：均由天野酶制劑(江蘇)有限公司上海分公司贈(zèng)送；酚酞、乙醚、異丙醇、KOH等：均為市售分析純。

1.2 工藝流程

稱(chēng)取黃油→添加乳清粉和水→75 ℃水浴滅菌20 min→冷卻至35 ℃→添加脂肪酶(Lipase G“Amano”50)于45 ℃下進(jìn)行水解→90 ℃水浴滅酶→添加蛋白酶(MSD)于45 ℃下進(jìn)行水解→90 ℃水浴滅酶→離心→獲得上層樣品。

1.3 感官評(píng)價(jià)

以實(shí)驗(yàn)小組成員組成感官評(píng)價(jià)小組，按表1的標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)樣品香精的咸香味強(qiáng)度、奶香味強(qiáng)度、香氣協(xié)調(diào)性等進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分結(jié)果為三者得分之和，總分為15分。

表1 香氣評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The aroma scoring standard

1.4 酥性餅干的制作

1.4.1 制作材料

奶味香精樣品、低筋小麥粉、棕櫚油、小蘇打、糖粉、鹽、蒸餾水。

1.4.2 工藝流程

準(zhǔn)備材料→揉制面團(tuán)→壓塊成型→烘烤→冷卻→品嘗→感官評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 輔底物的種類(lèi)對(duì)產(chǎn)香的影響

本實(shí)驗(yàn)以卵磷脂、乳清粉、脫脂奶粉、酪蛋白分別作為輔底物，研究了其對(duì)酶解產(chǎn)香的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 輔底物對(duì)產(chǎn)香的影響Table 2 The effect of auxiliary substrates on the flavor production

由表2可知，卵磷脂、乳清粉、脫脂奶粉以及酪蛋白作為輔底物的得率相差不大。以卵磷脂為輔底物所得產(chǎn)物的酸價(jià)僅為1.6 mg KOH/g脂肪，且此香基的香味最差，有難聞的臊味，氣味十分不和諧；當(dāng)輔底物為脫脂奶粉時(shí)，其最終產(chǎn)物具有淡淡的甜奶味；當(dāng)輔底物為酪蛋白時(shí)，所制得的奶味香基味道比較淡；而用乳清粉作為輔底物制成的奶味香基則有明顯的咸奶味，且略帶一絲甜味，和諧度較高，故最終選擇乳清粉作為本實(shí)驗(yàn)的輔底物。

2.2 脂肪酶的添加量對(duì)酶解反應(yīng)的影響

脂肪酶催化生成奶香基料時(shí)，其添加量對(duì)產(chǎn)物的風(fēng)味影響較大。酶的添加量較少時(shí)，風(fēng)味物質(zhì)生成量少，奶味較淡；酶用量過(guò)多，雖然可以產(chǎn)生大量的風(fēng)味物質(zhì)，但可能會(huì)產(chǎn)生不良風(fēng)味的物質(zhì)。因此，選擇合適的脂肪酶添加量在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。

表3 脂肪酶的添加量對(duì)產(chǎn)香的影響Table 3 The effect of lipase additive amount on the flavor production

由表3可知，當(dāng)脂肪酶的添加量小于2.0%時(shí)，隨著酶添加量的增加，所得奶香基料的得率逐漸上升，這可能是酶量的增加使反應(yīng)更加徹底，從而得到更多的酶解產(chǎn)物。同時(shí)，隨著脂肪酶添加量的增大，酸價(jià)逐漸增大，所制成的奶香基料香味亦越來(lái)越濃郁；應(yīng)用于餅干制作中，餅干中的咸味與奶味也越來(lái)越濃郁，并且香味及口感也隨著脂肪酶添加量的增多而越來(lái)越佳。

當(dāng)脂肪酶添加量為1.5%時(shí)，所制成的奶香基料在烘焙餅干中體現(xiàn)出的咸奶香最為適宜，咀嚼餅干時(shí)能明顯嘗出咸奶的濃郁香氣，且口腔中能較長(zhǎng)時(shí)間留有余味。而當(dāng)脂肪酶添加量大于1.5%時(shí)，反應(yīng)程度達(dá)到飽和，甚至?xí)鹨恍┎涣硷L(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，得率隨之降低，風(fēng)味也開(kāi)始減弱，咸味逐漸變淡，餅干的香氣協(xié)調(diào)性亦逐漸下降。綜合考慮，脂肪酶的最適添加量為1.5%。

2.3 脂肪酶的酶解時(shí)間對(duì)酶解反應(yīng)的影響

從理論上說(shuō)，酶解時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)越徹底，風(fēng)味物質(zhì)得率越高。實(shí)際上，過(guò)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間可能會(huì)增加不良風(fēng)味物質(zhì)的生成，影響香基的整體風(fēng)味，但如果酶解時(shí)間過(guò)短，則會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)程度不足，風(fēng)味沒(méi)有充分形成。因此，合理控制反應(yīng)時(shí)間，才能獲得具有理想風(fēng)味的產(chǎn)物。

表4 脂肪酶的酶解時(shí)間對(duì)產(chǎn)香的影響Table 4 The effect of enzymatic hydrolysis time of lipase on the flavor production

由表4可知，當(dāng)酶解時(shí)間為5～8 h時(shí)，酶解反應(yīng)進(jìn)行得比較徹底，因此產(chǎn)品的得率都較高，達(dá)到77%以上，并且較為接近，說(shuō)明當(dāng)脂肪酶酶解時(shí)間在5 h以上時(shí)，酶解時(shí)間對(duì)得率已經(jīng)沒(méi)有太大的影響。隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，酸價(jià)亦呈上升趨勢(shì)，可能是因?yàn)槊附鈺r(shí)間增加，導(dǎo)致了游離脂肪酸含量的增多。當(dāng)酶解時(shí)間為4～6 h時(shí)感官評(píng)分都較高，其中酶解時(shí)間為5 h時(shí)產(chǎn)香效果最好，用該奶香基料制成的餅干奶香濃郁，帶有香濃的咸奶味，賦香效果最佳。當(dāng)脂肪酶的酶解時(shí)間逐漸增加，所制成的奶香基料的感官評(píng)分卻隨之降低，咸味與甜味都開(kāi)始減弱，應(yīng)用于餅干制作時(shí)，奶香基料的效果并不明顯，這可能是因?yàn)槊附膺^(guò)度，將對(duì)奶香風(fēng)味有貢獻(xiàn)的物質(zhì)分解了。綜合考慮，最適脂肪酶酶解時(shí)間為5 h。

2.4 蛋白酶的添加量對(duì)酶解反應(yīng)的影響

由于該反應(yīng)中添加了輔底物乳清粉，而乳清粉的主要成分為蛋白質(zhì)，故嘗試添加蛋白酶對(duì)其進(jìn)行酶解，以期使所得產(chǎn)物的風(fēng)味更加豐富和細(xì)膩。

表5 蛋白酶的添加量對(duì)產(chǎn)香的影響Table 5 The effect of protease additive amount on the flavor production

由表5可知，當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿康陀?.15%時(shí)，隨著添加量的增多，將得到的奶香基料應(yīng)用于餅干制作中，制得的餅干產(chǎn)品咸奶味飽滿(mǎn)、濃郁。當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿扛哂?.15%時(shí)，隨著蛋白酶添加量的增加，所得到的奶香基料的香味濃度開(kāi)始降低，且有不和諧的氣味出現(xiàn)，應(yīng)用于餅干后，發(fā)現(xiàn)其咸味與奶味都有所降低。當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿繛?.15%時(shí)得到的奶味香基風(fēng)味最濃郁，且得率最高。故篩選出蛋白酶的最適宜添加量為0.15%。將此奶味香基應(yīng)用于餅干中，所制作成的餅干奶味充足，咸香適當(dāng)，香味和諧。

2.5 蛋白酶的酶解時(shí)間對(duì)酶解反應(yīng)的影響

蛋白酶催化生成奶香基料時(shí)，其反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的風(fēng)味影響較大。通過(guò)控制不同反應(yīng)時(shí)間，對(duì)該奶香基料進(jìn)行得率測(cè)定、酸價(jià)測(cè)定以及感官評(píng)價(jià)，結(jié)果分析見(jiàn)表6。

表6 蛋白酶的酶解時(shí)間對(duì)產(chǎn)香的影響Table 6 The effect of enzymatic hydrolysis time of protease on the flavor production

由表6可知，隨著蛋白酶反應(yīng)時(shí)間的增加，奶香基料的得率越來(lái)越高，這說(shuō)明反應(yīng)得越久，乳清粉被酶解得越徹底，產(chǎn)品越容易分離。當(dāng)酶解時(shí)間為7～8 h時(shí)，得率達(dá)到87%～90%，此時(shí)感官評(píng)分較高，所得到的奶香基料應(yīng)用于餅干制作中越發(fā)濃厚、香甜，尤其是咸香與奶香的協(xié)調(diào)性越來(lái)越好。當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到7～8 h時(shí)，所得到的奶味香基感官評(píng)分接近，用此奶香基料烘焙而得的餅干在奶香與咸香味的搭配以及整體香氣協(xié)調(diào)性方面都最為適宜。綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)中蛋白酶的最佳反應(yīng)時(shí)間應(yīng)為7 h，此時(shí)所生產(chǎn)的奶味香基香味宜人，應(yīng)用于餅干制作中香味持久度高，咸香與奶香味搭配得最好。

2.6 反應(yīng)體系的pH對(duì)酶解反應(yīng)的影響

在酶促反應(yīng)體系中，pH值的改變對(duì)酶的活性、產(chǎn)物的風(fēng)味會(huì)產(chǎn)生不同的影響。通過(guò)調(diào)節(jié)不同的pH值，對(duì)該奶香基料進(jìn)行得率測(cè)定、酸價(jià)測(cè)定以及感官評(píng)價(jià)，結(jié)果分析見(jiàn)表7。

表7 反應(yīng)體系的pH值對(duì)產(chǎn)香的影響Table 7 The effect of pH value on the flavor production

由表7可知，隨著反應(yīng)體系pH值的增加，所得奶香基料的得率相差無(wú)幾，比較接近，說(shuō)明pH值對(duì)產(chǎn)物得率并無(wú)太大影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)體系的pH值為6.5時(shí)，所制備的奶香基料酸價(jià)為1.5 mg KOH/g脂肪，當(dāng)pH值大于6.5時(shí)酸價(jià)逐漸增大，所制備的奶香基料應(yīng)用于餅干制作中，咸味開(kāi)始降低，協(xié)調(diào)性開(kāi)始變差。當(dāng)pH值為6.5時(shí)所得奶香基料用于餅干制作中嘗得的咸味與奶香味效果最佳，其綜合香味圓潤(rùn)飽滿(mǎn)，咸香和奶香搭配得當(dāng)，得到了感官評(píng)價(jià)小組成員的一致好評(píng)。綜合考慮，pH值為6.5時(shí)所制得的奶香基料應(yīng)用于烘焙餅干制作中風(fēng)味最佳。

3 結(jié)論

通過(guò)以上酶水解法催化黃油生成天然奶味香基的單因素實(shí)驗(yàn)研究表明，以多美鮮黃油為原料，脂肪酶添加量為1.5%，酶解時(shí)間為5 h，蛋白酶添加量為0.15%，酶解時(shí)間為7 h，反應(yīng)體系pH值為6.5時(shí)，所生成的奶香基料應(yīng)用效果最佳。經(jīng)感官分析，在上述酶解條件下制備的奶味香精應(yīng)用于餅干制作中，所制成的餅干具有濃郁柔和的咸奶香，香氣自然，協(xié)調(diào)度高，持香時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明該咸奶味香基的耐高溫性能良好。