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，且對環(huán)境友好，符合當(dāng)今社會對健康、自然、天然的追求，具有良好的市場前景[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、甲基酮類等。同時，因生產(chǎn)原料利用率高，成品香氣柔和、飽滿、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道不少[14-21]，但是有關(guān)咸奶味天然奶香基料的報道很少見，而咸奶味奶香基料在餅干、糕點等食品中的應(yīng)用十分廣泛。鑒于此，本文對天然咸奶味奶香基料的研制進行了研究。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

多美鮮無鹽黃油：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送；酚酞、乙醚、異丙醇、KOH等：均為市售分析純。

1.2 工藝流程

稱取黃油→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 ℃下進行水解→90 ℃水浴滅酶→添加蛋白酶(MSD)于45 ℃下進行水解→90 ℃水浴滅酶→離心→獲得上層樣品。

1.3 感官評價

以實驗小組成員組成感官評價小組，按表1的標(biāo)準(zhǔn)分別對樣品香精的咸香味強度、奶香味強度、香氣協(xié)調(diào)性等進行感官評價，評分結(jié)果為三者得分之和，總分為15分。

表1 香氣評分標(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→壓塊成型→烘烤→冷卻→品嘗→感官評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 輔底物的種類對產(chǎn)香的影響

本實驗以卵磷脂、乳清粉、脫脂奶粉、酪蛋白分別作為輔底物，研究了其對酶解產(chǎn)香的影響，結(jié)果見表2。

表2 輔底物對產(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，其最終產(chǎn)物具有淡淡的甜奶味；當(dāng)輔底物為酪蛋白時，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驗的輔底物。

2.2 脂肪酶的添加量對酶解反應(yīng)的影響

脂肪酶催化生成奶香基料時，其添加量對產(chǎn)物的風(fēng)味影響較大。酶的添加量較少時，風(fēng)味物質(zhì)生成量少，奶味較淡；酶用量過多，雖然可以產(chǎn)生大量的風(fēng)味物質(zhì)，但可能會產(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，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，隨著脂肪酶添加量的增大，酸價逐漸增大，所制成的奶香基料香味亦越來越濃郁；應(yīng)用于餅干制作中，餅干中的咸味與奶味也越來越濃郁，并且香味及口感也隨著脂肪酶添加量的增多而越來越佳。

當(dāng)脂肪酶添加量為1.5%時，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，咀嚼餅干時能明顯嘗出咸奶的濃郁香氣，且口腔中能較長時間留有余味。而當(dāng)脂肪酶添加量大于1.5%時，反應(yīng)程度達到飽和，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 脂肪酶的酶解時間對酶解反應(yīng)的影響

從理論上說，酶解時間越長，反應(yīng)越徹底，風(fēng)味物質(zhì)得率越高。實際上，過長的反應(yīng)時間可能會增加不良風(fēng)味物質(zhì)的生成，影響香基的整體風(fēng)味，但如果酶解時間過短，則會導(dǎo)致反應(yīng)程度不足，風(fēng)味沒有充分形成。因此，合理控制反應(yīng)時間，才能獲得具有理想風(fēng)味的產(chǎn)物。

表4 脂肪酶的酶解時間對產(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)酶解時間為5～8 h時，酶解反應(yīng)進行得比較徹底，因此產(chǎn)品的得率都較高，達到77%以上，并且較為接近，說明當(dāng)脂肪酶酶解時間在5 h以上時，酶解時間對得率已經(jīng)沒有太大的影響。隨著酶解時間的延長，酸價亦呈上升趨勢，可能是因為酶解時間增加，導(dǎo)致了游離脂肪酸含量的增多。當(dāng)酶解時間為4～6 h時感官評分都較高，其中酶解時間為5 h時產(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)脂肪酶的酶解時間逐漸增加，所制成的奶香基料的感官評分卻隨之降低，咸味與甜味都開始減弱，應(yīng)用于餅干制作時，奶香基料的效果并不明顯，這可能是因為酶解過度，將對奶香風(fēng)味有貢獻的物質(zhì)分解了。綜合考慮，最適脂肪酶酶解時間為5 h。

2.4 蛋白酶的添加量對酶解反應(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其進行酶解，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，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、濃郁。當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿扛哂?.15%時，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 蛋白酶的酶解時間對酶解反應(yīng)的影響

蛋白酶催化生成奶香基料時，其反應(yīng)時間對產(chǎn)物的風(fēng)味影響較大。通過控制不同反應(yīng)時間，對該奶香基料進行得率測定、酸價測定以及感官評價，結(jié)果分析見表6。

表6 蛋白酶的酶解時間對產(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)時間的增加，奶香基料的得率越來越高，這說明反應(yīng)得越久，乳清粉被酶解得越徹底，產(chǎn)品越容易分離。當(dāng)酶解時間為7～8 h時，得率達到87%～90%，此時感官評分較高，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)性越來越好。當(dāng)酶解時間達到7～8 h時，所得到的奶味香基感官評分接近，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，本實驗中蛋白酶的最佳反應(yīng)時間應(yīng)為7 h，此時所生產(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對酶解反應(yīng)的影響

在酶促反應(yīng)體系中，pH值的改變對酶的活性、產(chǎn)物的風(fēng)味會產(chǎn)生不同的影響。通過調(diào)節(jié)不同的pH值，對該奶香基料進行得率測定、酸價測定以及感官評價，結(jié)果分析見表7。

表7 反應(yīng)體系的pH值對產(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幾，比較接近，說明pH值對產(chǎn)物得率并無太大影響。實驗結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)體系的pH值為6.5時，所制備的奶香基料酸價為1.5 mg KOH/g脂肪，當(dāng)pH值大于6.5時酸價逐漸增大，所制備的奶香基料應(yīng)用于餅干制作中，咸味開始降低，協(xié)調(diào)性開始變差。當(dāng)pH值為6.5時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，其綜合香味圓潤飽滿，咸香和奶香搭配得當(dāng)，得到了感官評價小組成員的一致好評。綜合考慮，pH值為6.5時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

通過以上酶水解法催化黃油生成天然奶味香基的單因素實驗研究表明，以多美鮮黃油為原料，脂肪酶添加量為1.5%，酶解時間為5 h，蛋白酶添加量為0.15%，酶解時間為7 h，反應(yīng)體系pH值為6.5時，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，持香時間長，說明該咸奶味香基的耐高溫性能良好。