陳 清,黃卓堯,汪 薇,2,3,魯玉俠,李香莉,白衛(wèi)東,2,3
(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院,廣東 廣州 510225;2.廣東省嶺南特色食品科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510225;3.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院,廣東 廣州 510225;4.廣州市名花香料有限公司,廣東 廣州 510080)
奶香基料是奶味香精調(diào)配的前體物質(zhì),作為香精香氣的主要來源,為香精的制備提供關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì),因此也被稱為香精的半成品[1-3]。奶味香精,既可以稱之為乳香香精,亦可稱之為乳香香味劑,是以奶香基料作為底料,經(jīng)調(diào)配而成的富含奶香味的食品添加劑,按其制備途徑主要分為天然奶味香精和合成奶味香精,在賦予食物原料香味方面應(yīng)用極為廣泛,不僅可以修飾食品中的不良風(fēng)味,還可以增強(qiáng)、固化食品原有的香氣,普遍應(yīng)用于飲料糖果、焙烤食品、家禽飼料等[4-8]。
在食品添加劑的開發(fā)和研究領(lǐng)域中,奶味香精是非常具有市場價(jià)值的產(chǎn)品。國外對奶味香精的研發(fā)較早,生產(chǎn)技術(shù)也較成熟,而我國由于飲食習(xí)慣、香料工業(yè)整體發(fā)展較慢等原因,奶味香精的整體發(fā)展水平較低,特別是以酶法制備奶味香精的研制,我國尚處于起步階段[9-10]。
目前,奶味香精的調(diào)配方式主要有單體香原料合成、酶法制備、微生物發(fā)酵及天然植物萃取等[11-12]。利用酶法制備的奶香基料增香效果可達(dá)200倍,其風(fēng)味物質(zhì)豐富、飽滿,常見的原料有牛奶、奶油、稀奶油等,通過脂肪酶的酶解作用生成脂肪酸、酮、酯等物質(zhì),從而獲得不同香味的奶香基料,此方法綠色環(huán)保,沒有廢棄物產(chǎn)生,對原料可達(dá)到全利用的目的[13-14]。胡鵬麗等人[15]以稀奶油為底物,采用脂肪酶和磷脂酶進(jìn)行復(fù)合酶解發(fā)現(xiàn)丁酸、辛酸、癸酸及內(nèi)脂類物質(zhì)對奶味香精香氣的貢獻(xiàn)度較大。王孟輝等人[16]發(fā)現(xiàn)酶解后的奶味香精短鏈和中鏈脂肪酸相對含量有所上升,氨基酸總量也提升了10倍左右。
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,人民的生活水平迅速提高,乳及各種乳制品在國人的餐桌上占據(jù)越來越重要的地位。奶味香精的介入可彌補(bǔ)乳及乳制品在加工、貯藏過程中香氣的損失,以增強(qiáng)、改善食品的口感、香味,滿足人們的需求。而市面上乳酪制品的價(jià)格較為昂貴,食品企業(yè)主要使用合成香原料調(diào)配奶味香精,為此,采取生物酶法研發(fā)價(jià)格更為低廉的乳酪味奶香基料具有廣闊的市場價(jià)值和巨大的開發(fā)價(jià)值[17-18]。
以雀巢無水奶油為底物,乳清粉和酪蛋白為輔底物,探究輔底物配比、乙基麥芽酚添加量、脂肪酶與蛋白酶的添加量及時(shí)間等因素對產(chǎn)香的影響,制備乳酪味的奶香基料,以酸價(jià)和感官評分為指標(biāo)對其進(jìn)行評定。
雀巢無水奶油、乳清粉、酪蛋白、乙基麥芽酚,廣東銘康香精香料有限公司提供;脂肪酶A12、蛋白酶MSD,日本天野酶制品株式會(huì)社上海代表處提供;乙醚、異丙醇、氫氧化鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞指示劑等,均為市售分析純。
ZQZY-78CV型振蕩培養(yǎng)箱,上海知楚儀器有限公司產(chǎn)品;BSA224S-CW型電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司產(chǎn)品;HHS-11-2型電熱恒溫水浴鍋,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品;Neo 15R型高速冷凍離心機(jī),上海力申科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。
1.2.1 工藝流程
稱取雀巢無水奶油→添加水、乳清粉、酪蛋白粉和乙基麥芽酚→于75℃下水浴殺菌20 min→降溫至35~45℃→添加脂肪酶A12→在特定條件下酶解→于90℃下滅酶10 min→添加蛋白酶MSD→在特定條件下酶解→于90℃下滅酶10 min→以轉(zhuǎn)速5 000 r/min離心10 min→取油狀物待測。
1.2.2 酶解條件對產(chǎn)香的影響
(1)輔底物添加比例對產(chǎn)香的影響。用電子天平稱取雀巢無水奶20 g/份,分別加入錐形瓶中,并添加8 mL水,0.15 g乙基麥芽酚,總質(zhì)量2.5 g酪蛋白和乳清粉,其中酪蛋白和乳清粉的配比分別為1∶1,2∶1,3∶1,4∶1,5∶1,混合均勻,滅菌后加入脂肪酶A12反應(yīng)8 h,滅酶后再加入蛋白酶MSD反應(yīng)8 h,按工藝流程固定參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)得到成品,待測。
(2)乙基麥芽酚添加量對產(chǎn)香的影響。用電子天平稱取雀巢無水奶20 g/份,分別加入錐形瓶中,并添加8 mL水,總質(zhì)量2.5 g酪蛋白和乳清粉下分別加入無水奶油質(zhì)量0,0.5%,0.75%,1.00%,1.25%的乙基麥芽酚,混合均勻,滅菌后加入脂肪酶A12反應(yīng)8 h,滅酶后再加入蛋白酶MSD反應(yīng)8 h,按工藝流程固定參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)得到成品,待測。
(3)脂肪酶A12添加量對產(chǎn)香的影響。用電子天平稱取雀巢無水奶20 g/份,分別加入錐形瓶中,并添加8 mL水,總質(zhì)量2.5 g酪蛋白和乳清粉下0.15 g乙基麥芽酚,混合均勻,滅菌后分別加入無水奶油質(zhì)量0.70%,0.75%,0.80%,0.85%,0.90%的脂肪酶A12反應(yīng)8 h,滅酶后加入蛋白酶MSD反應(yīng)8 h,按工藝流程固定參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)得到成品,待測。
(4)脂肪酶A12酶解時(shí)間對產(chǎn)香的影響。用電子天平稱取雀巢無水奶20 g/份,分別加入錐形瓶中,并添加8 mL水,總質(zhì)量2.5 g酪蛋白和乳清粉,0.15 g乙基麥芽酚,混合均勻,滅菌后分別加入無水奶油質(zhì)量0.2%的脂肪酶A12,反應(yīng)時(shí)間分別為4,6,8,10,12 h,滅酶后加入蛋白酶MSD,放入恒溫水浴搖床,于45℃下水浴振蕩8 h后,按工藝流程固定參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)得到成品,待測。
(5)蛋白酶MSD添加量對產(chǎn)香的影響。用電子天平稱取雀巢無水奶20 g/份,分別加入錐形瓶中,并添加8 mL水,總質(zhì)量2.5 g酪蛋白和乳清粉,0.15 g乙基麥芽酚,混合均勻,滅菌后分別加入脂肪酶A12反應(yīng)8 h,滅酶后加入無水奶油質(zhì)量0.05%,0.10%,0.15%,0.20%,0.25%的蛋白酶MSD反應(yīng)8h,按工藝流程固定參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)得到成品,待測。
(6)蛋白酶MSD酶解時(shí)間對產(chǎn)香的影響。用電子天平稱取雀巢無水奶20 g/份,分別加入錐形瓶中,并添加8 mL水,總質(zhì)量2.5 g酪蛋白和乳清粉,0.15 g乙基麥芽酚,混合均勻,滅菌后分別加入脂肪酶A12反應(yīng)8 h,滅酶后分別加入蛋白酶MSD,反應(yīng)時(shí)間分別為4,6,8,10,12 h,按工藝流程固定參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)得到成品,待測。
根據(jù)國標(biāo)《食品中酸價(jià)的測定》標(biāo)準(zhǔn)號(GB 5009.229—2016)的方法一冷溶劑指示劑滴定法進(jìn)行測定。
計(jì)算公式見下式:
式中:V——滴定消耗的氫氧化鉀溶液體積,mL;
C——KOH溶液質(zhì)量濃度,mg/L;
m——試樣質(zhì)量,g;
56.1——KOH的摩爾質(zhì)量,g/mol。
選15名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的人員組成奶香基料香氣感官評價(jià)鑒定小組,對乳酪味奶香基料進(jìn)行感官評價(jià),分別從香氣強(qiáng)度、香氣協(xié)調(diào)性、留香時(shí)間進(jìn)行評分,評分結(jié)果為三者之和,總分為10分。
香氣評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 香氣評分標(biāo)準(zhǔn)
不同輔底物的添加,在酶解過程中會(huì)提供不同特征性風(fēng)味物質(zhì),由于僅采用酪蛋白或乳清粉作為輔底物時(shí),產(chǎn)物的乳酪風(fēng)味并不純正,所以試驗(yàn)將酪蛋白、乳清粉按不同配比混合作為輔底物,以增強(qiáng)產(chǎn)物的香氣和改善其風(fēng)味。
輔底物配比對產(chǎn)香的影響見圖1。
圖1 輔底物配比對產(chǎn)香的影響
由圖1可知,當(dāng)酪蛋白和乳清粉總添加量一致時(shí),隨著乳清粉占比的增大,酶解產(chǎn)物的乳酪味逐漸增強(qiáng),當(dāng)酪蛋白和乳清粉的配比為1∶4和1∶5時(shí),所制備的乳酪味香精的味道相當(dāng)。綜上所述,輔底物的最佳配比為酪蛋白與乳清粉的配比為1∶4。
乙基麥芽酚為白色針狀晶體或白色結(jié)晶粉末,具有焦糖和水果香氣,其增香效果為甲基麥芽酚的6倍,1份乙基麥芽酚可以代替24份香豆素[19],是一種優(yōu)良的香味增效劑,其增香極為顯著、持久,在食品及日用品中使用較為普遍。
乙基麥芽酚添加量對產(chǎn)香的影響見圖2。
圖2 乙基麥芽酚添加量對產(chǎn)香的影響
由圖2可知,當(dāng)乙基麥芽酚添加量為底物質(zhì)量的0.75%時(shí),感官評分最高,成品香氣較為濃郁,純正,乳酪味最為明顯。當(dāng)乙基麥芽酚添加量≤底物質(zhì)量0.75%時(shí),隨著乙基麥芽酚添加量的增加,乳酪香味逐漸增強(qiáng);當(dāng)乙基麥芽酚添加量≥底物質(zhì)量0.75%時(shí),隨著乙基麥芽酚添加量的增加逐漸出現(xiàn)異味,可能是乙基麥芽酚本身甜味與乳酪味混合形成令人不適的味道。綜上所述,乙基麥芽酚的最佳添加量為底物質(zhì)量的0.75%。
在酶解乳脂制備奶香基料的過程中,脂肪酸是奶香基料的重要香味成分,在一定范圍內(nèi),乳脂水解程度越大,則脂肪酸含量越高,酸值越高,香氣越強(qiáng)烈[20]。
脂肪酶A12添加量對產(chǎn)香的影響見圖3。
由圖3可知,當(dāng)脂肪酶添加量小于0.75%時(shí),隨著酶的增加乳酪味變得馥郁濃厚;當(dāng)脂肪酶添加量為0.75%時(shí),所制備的奶香基料最為濃郁純正、香氣協(xié)調(diào)且細(xì)膩柔和,香氣評分最高;當(dāng)繼續(xù)增加脂肪酶時(shí),不良風(fēng)味也隨之產(chǎn)生,這不僅增加反應(yīng)成本,而且影響整體乳酪香味。綜上所述,脂肪酶的最佳添加量為0.75%。
圖3 脂肪酶A12添加量對產(chǎn)香的影響
酶解時(shí)間的長短會(huì)影響產(chǎn)物的整體風(fēng)味,時(shí)間過長會(huì)造成成本的浪費(fèi),反應(yīng)時(shí)間過短風(fēng)味物質(zhì)積累太少,要達(dá)到理想的效果必需控制好反應(yīng)時(shí)間。
脂肪酶A12酶解時(shí)間對產(chǎn)香的影響見圖4。
圖4 脂肪酶A12酶解時(shí)間對產(chǎn)香的影響
由圖4可知,當(dāng)酶解時(shí)間在8 h以內(nèi),隨著時(shí)間的延長,酶解產(chǎn)物的乳酪香氣由淡薄轉(zhuǎn)變?yōu)轱枬M,香氣也越來越協(xié)調(diào);當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到8 h時(shí),香氣評分最高;但當(dāng)酶解時(shí)間超過8 h時(shí),奶香基料開始出現(xiàn)異味,其香氣也變得不協(xié)調(diào)。酶解時(shí)間越長,酶解產(chǎn)物的品質(zhì)越差,可能是酶解物中的脂肪酸及甲基酮類物質(zhì)的含量隨酶解時(shí)間的延長而增加,其酸值也升高,致使產(chǎn)物中的奶香風(fēng)味轉(zhuǎn)變成難以接受的氣味[21]。綜上所述,最佳酶解時(shí)間為8 h。
蛋白酶MSD添加量對產(chǎn)香的影響見圖5。
圖5 蛋白酶MSD添加量對產(chǎn)香的影響
由圖5可知,蛋白酶添加量為底物質(zhì)量的0.15%時(shí)得分最高;當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿啃∮诘孜镔|(zhì)量的0.15%時(shí),隨著蛋白酶添加量的增加,酶解產(chǎn)物的乳酪香氣越來越濃郁、純正且協(xié)調(diào);當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿看笥诘孜镔|(zhì)量的0.15%時(shí),氣味逐漸淡薄、不飽和。原因可能是蛋白酶添加過量,水解過度添加,使水解產(chǎn)物酸敗,導(dǎo)致不良風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生,用量過多也會(huì)增加成本。綜上所述,蛋白酶MSD最佳添加量為底物質(zhì)量的0.15%。
蛋白酶MSD酶解時(shí)間對產(chǎn)香的影響見圖6。
圖6 蛋白酶MSD酶解時(shí)間對產(chǎn)香的影響
由圖6可知,蛋白酶MSD的酶解時(shí)間為8 h時(shí)香氣評分最高,乳酪香味最豐潤,聞著令人感到舒適;當(dāng)酶解時(shí)間小于等于8 h時(shí),飽滿度隨酶解時(shí)間的增加而增強(qiáng),乳酪香氣越來越濃郁,原因可能是在合適的酶解時(shí)間內(nèi),無水奶油中的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生小分子肽及多肽類的呈味物質(zhì),使得產(chǎn)品的味道更為柔和自然;當(dāng)酶解時(shí)間大于8 h時(shí),乳酪香氣下降,甚至產(chǎn)生刺喉的不良風(fēng)味。綜上所述,蛋白酶MSD最佳酶解時(shí)間為8 h。
將所制備的奶香基料應(yīng)用于淡奶油,結(jié)果表明,不添加奶香基料的淡奶油只有原料的味道,風(fēng)味比較單一;而添加奶香基料的淡奶油香氣變得明顯豐富,乳酪味迎口而入。感官評價(jià)小組人員品嘗后,口腔中充滿乳酪的香味,留有一種圓潤飽滿的口感,還帶有淡淡的甜香味。
根據(jù)上述評價(jià),不添加奶香基料的淡奶油整體風(fēng)味效果不如添加奶香基料的淡奶油,說明乳酪味奶香基料在低溫食品中的應(yīng)用可以起到豐富口味、增香的效果。
以雀巢無水奶油為原料,乳清粉、酪蛋白和乙基麥芽酚為輔料,乳清粉和酪蛋白的添加量為奶油質(zhì)量的12.5%,其中乳清粉與酪蛋白的配比為4∶1,乙基麥芽酚的添加量為奶油質(zhì)量的0.75%,脂肪酶的添加量為奶油質(zhì)量的0.75%,酶解時(shí)間為8 h,蛋白酶MSD的最適添加量為奶油質(zhì)量的0.15%,酶解時(shí)間為8h。在此條件下得到的奶香基料應(yīng)用到淡奶油中,可得到帶有乳酪味且口味純正的淡奶油,對工業(yè)化生產(chǎn)有很好的指導(dǎo)意義。
除此之外,可以嘗試用更廉價(jià)的底物原料進(jìn)行研究,如棕櫚油、植物油等,從而降低生產(chǎn)成本,提高利潤。