利用動物源蛋白制備天然調味料的工藝研究

0序言酶分解技術在食品中的應用是一種新興的技術。由于其豐富的產品、穩定的品質、不受限制的特點以及天然的味道，它已越來越受消費者喜愛。1天然調味料的功能現階段一般將原料經過預處理、酶解、濃縮、干燥、造粒等工序而制成的既含有氨基酸、肽合物、有機酸、糖類、核酸相關物的天然營養成分,又含有畜肉制品、魚肉制品、蔬菜制品等天然香味的調味料。其工藝路線為:原料→預處理→酶解→滅酶→過濾→脫苦、除醒→濃縮或干燥→成品。2肽類食品的調味劑高蛋白含量的原料經酶解后,其蛋白質被分解為氨基酸和肽類,與從細胞釋放出的還原糖、脂質在一定條件下充分反應,產生類似烹調的效果,形成各自特有的香氣,這種香氣自然而穩定,因此在食品加工時能賦予食品良好的風味。3解型天然調味料的特點總的來說“美味無厭味,美味無膩味”是酶分解型天然調味料典型的特點。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,在營養成分的保留上具有不可比擬的優點。3.1化學調味料的特點味精等的化學調味料雖然味道強烈,但味道單調,不圓滑,后味令人厭惡。天然調味料的特點是賦予食品多層次、圓潤的味道,使食品具有調和味道。這是化學調味料無法達到的。同時可以緩和化學調味料尖銳的呈味性和由于食品素材或制造工藝引起的過苦、過甜、過酸、過焦等味道。因而,與化學調味料相比,酶解天然調味料更自然、豐富,品質更穩定。3.2酶解型的經濟效益我們知道,抽提型調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豐富的動植物副產品,其價格低廉,因而經濟效益也就更高。3.3該工藝簡單，易于控制由于酶技術的應用,使天然調味料的生產工藝簡單化,反應更容易控制,生產周期也大大縮短。4原材料4.1原料的刺激性一般選用蛋白質含量高的動物及其副產品。其中,應用較多的是以下幾類:4.1.1蛋白質及氨基酸豬血是一種可以大量獲得的營養價值很高的工業副產品,其中蛋白質含量18.9%,比雞蛋高6.2%,比大米高12.7%。血蛋白屬于完全蛋白質,是一種非常理想的蛋白質資源。豬血蛋白質中含有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%,水解率達到99.5%。陳一資等人用復合酶將豬血酶解成氨基酸調味料,并為保健食品、醫藥和飼料工業開辟了氨基酸來源的新途徑。豬皮是屠宰加工肉制品過程中的一種副產品。鮮豬皮約含水分70%~75%、蛋白質21%~23%、脂肪1%。豬皮中的蛋白質以膠原蛋白為主,約占80%以上,是優質的蛋白。通過生物酶水解可以將豬皮中的蛋白質水解為鏈長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用于肉制品如火腿腸、香腸及方便面的調味包等中,從而大大提高產品的附加值。骨是肉類產品的副產品,其數量占肉類原料量的9%~14%。每年伴隨大量肉的消費,同時也產生了大量的皮骨。骨中含有人體所需的多種營養物質,有較高的蛋白、磷脂質和各種氨基酸,并且含有豐富的鈣、磷、鐵等礦物質和B族維生素,以往的研究往往只重視骨中鈣的開發,而忽視了骨中寶貴的蛋白質資源。以豬骨為例,其蛋白質含量是豬肉的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%,對以谷物為主食的我國人民,無疑是一種極好的補充賴氨酸的天然食物。曹東陽、姚秀玲等研究利用酶法水解雞肉其水解產物的水解度為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”調味料,是以大麻哈魚為原料,經酶分解制成的肽類調味料,與一般魚醬相比,色澤很淺,魚臭幾乎感覺不出。低聚肽存在70%以上,營養非常豐富。另外,該公司還將開發肉類抽提物、水產抽提物的酶分解型產品。1995年Beak和Cadwal1ader曾用10種商品酶對小龍蝦加工過程中的副產物進行水解、制備香味自然的調味品。烤蟹是我國沿海省份大宗出口的高營養和高經濟價值水產制品,其生產過程副產大量下腳料鯉魚頭,約占活蟹的6%左右。經魚頭中富含蛋白質等營養成分,極具開發利用價值。4.2植物原料4.2.1氨基酸的提取啤酒釀造后殘留于發酵槽和貯槽的泥狀酵母是啤酒工業的副產品之一,啤酒酵母合有豐富的蛋白質、核酸以及發達的酶系和多種生理活性物質,人體必需的8種氨基酸以理想的狀態存在,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、礦物質含量更為豐富,在發達國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,經脫苦、自溶等工序而制成的一種天然調味料—酵母抽提物。其產品富含18種氨基酸,具有強烈的增鮮效果及濃厚的肉香味,其質量達到國外同類產品的先進水平。4.2.2豆漿多糖和多糖脫脂大豆粕由大豆浸油后經高溫脫溶所得。目前,高溫豆粕主要用作飼料,在食品方面應用極少,而且只限于釀造食品。豆粕中約含45%~50%的蛋白質、10%~15%的低聚糖、20%~25%的多糖和纖維素,有很高的開發和利用價值。豆粕經酶水解后,除其功能特性可得到明顯改善外,其水解產物含有鮮味及甜味的氨基酸,因此可用作調味液或調味液增強劑加到醬油等各種復合調味液或方便食品湯料中,并用于餅干和面包的調味。4.2.3油蛋糕菜籽餅粕中蛋白質含量豐富,營養價值與脫脂豆粕不相上下,其生物效價和利用率甚至超過脫脂豆粕。5蛋白質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、葉和果實內,其中在未成熟的乳汁中含量最豐富。它具有較強的蛋白酶水解和合成能力,是一種典型的分解天然蛋白質及肽的蛋白酶。由于其價格便宜,在酶解型天然調味料中的應用極為普遍。張立彥等人利用木瓜蛋白酶水解蟹腿肉,水解率達到70%以上,為生產調味料奠定了基礎,同時也大大節約了資源。由于不同的酶其對蛋白質作用的位點有所不同,因而,研究者大都采用多酶法及多種酶共同作用,使蛋白質利用率更高。鄧尚貴、彭志英等在雙酶法的基礎上利用堿性蛋白酶、中性蛋白酶以及風味酶對青鱗魚下角料進行水解,得到的魚露營養豐富,味道鮮美。曾少葵、章超樺、吳曉萍等利用海鰻加工的下腳料——海鰻頭經枯草桿菌中性蛋白酶和木瓜蛋白酶同時水解,制得的濃縮水解液通過脫苦加工后,開發出的制品,營養豐富,具有濃郁的海鮮風味。華南理工大學的許學書、王宏、周家春等人通過酶法水解將小梅魚制成營養型高檔調味劑。結果表明溫度、pH、酶的種類、酶的組合、酶添加的順序對產物的分布有影響。6疏水側鏈的凈化方法由于經酶解后的水解液其短肽中含有大體積的疏水側鏈,加上原料本身所有的低分子的醛和揮發性有機酸等物質,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間即可。裘迪紅、周濤利用活性炭對鮐魚水解液進行脫苦除腥。其工藝參數為每升水解液活性炭用量為10g,時間為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)對雞肉蛋白水解液聯合脫苦,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量的乙醚,搖蕩后靜置分層,萃取液經加熱除去乙醚。由于其操作比較復雜,在研究中大都認為不便使用。6.4發酵母菌法利用酵母發酵來除去苦、腥味。鄧尚貴、章超樺在對水產品蛋白水解液的脫苦研究中認為,酵母法是最簡單