酶法制備奶味香基與奶制品中呈香成份分析的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對(duì)食品風(fēng)味的需求日益上升。乳及各種乳制品已經(jīng)逐步成為我國日常膳食的重要組成部分，對(duì)于這類具有明顯乳品特征的食品，人們?yōu)榱藦浹a(bǔ)其在加工過程中香氣的損失，要借助于奶味香精的使用；另外，一些需要和奶味聯(lián)系在一起的食品，如咖啡、巧克力、糖果、烘焙食品等，需要在其風(fēng)味中具有奶油感、豐滿感、厚重感等乳制品氣味，也可以借助于奶味香精的使用。因此，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)值的一

2、類產(chǎn)品。
　　 由于生物科技的迅速發(fā)展，同時(shí)也為了滿足人們對(duì)食品越來越多的天然性方面的訴求，利用酶解乳脂等生物技術(shù)手段制備的奶味香基，因其具備加工成本低、易于貯藏、貨架期較長等優(yōu)點(diǎn)，在國外的奶味香精加工工業(yè)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。自2000年以來，在國內(nèi)利用酶解乳脂技術(shù)制備奶味香基的研究已被廣泛開展。在酶解乳脂制備奶味香基的過程中，脂肪酸是奶味香基的重要香味成份，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。

3、目前，國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道所使用的脂肪酶大多為進(jìn)口脂肪酶，酶的價(jià)格較高，并且，在較優(yōu)條件下，乳脂經(jīng)12h水解后，酸值僅在8.0mg/g左右。本文選用了一種我國自主研制的由假絲酵母（Candida sp.）產(chǎn)酶菌株進(jìn)行發(fā)酵制備的高效脂肪水解酶，將其用于奶味香基的制備，以酶解乳脂產(chǎn)物的酸值為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別對(duì)酶解時(shí)間(1～10h)、酶解溫度(30～50℃)、酶的添加量(500～1500U/g)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)后，再經(jīng)過正交試驗(yàn)，確定了該酶在5h，40℃

4、，1250U/g條件下可獲得酸值為51.90±5.74mg/g的乳脂酶解產(chǎn)物，即奶味香基。通過感官實(shí)驗(yàn)，我們確定了這種酶解乳脂制備的奶味香基能提高加香樣品的奶香味和香氣強(qiáng)度。目前對(duì)酶解乳脂產(chǎn)物酸值的測(cè)定方法一般使用的是酸堿滴定法，但此法需要大量有機(jī)溶劑，且操作較繁瑣。本文建立了一個(gè)基于法國Alpha Mos的FOX3000型電子鼻的快速可行的酶解乳脂產(chǎn)物酸值的測(cè)定方法，用主成分分析法確定了各檢測(cè)參數(shù)對(duì)乳脂酸值測(cè)定結(jié)果影響大小依次是：產(chǎn)生

5、時(shí)間＞進(jìn)樣針進(jìn)樣量＞樣品上樣量＞產(chǎn)生溫度，較優(yōu)的測(cè)定參數(shù)是進(jìn)樣針進(jìn)樣量為2500μL，產(chǎn)生時(shí)間為900s，產(chǎn)生溫度為60℃，樣品上樣量為5g。該方法對(duì)不同酶解程度的乳脂做酸值線性模型分析，建立最小回歸定量分析模式(PLS)酸值標(biāo)準(zhǔn)曲線，對(duì)未知酸值的乳脂快速檢測(cè)，準(zhǔn)確性為93.85％，此方法方便、快捷、準(zhǔn)確，便于酶解乳脂制備奶味香基的質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制效率。
　　 另一方面我們發(fā)現(xiàn)，僅局限于酶解乳脂制備奶味香基的研究是不能做出被市場認(rèn)可

6、的奶味香精的，這里面最主要的原因是任何香精的生產(chǎn)過程中，香精的調(diào)配都占有極其重要的地位，而在香精的調(diào)配工作中，關(guān)鍵性奶味香料化合物的確定又是調(diào)香工作的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵性步驟。
　　 為了解制備奶味香精所需要使用的奶香味香原料，本文剖析了1種國外奶味香精中的揮發(fā)性成份，從中獲得一些相關(guān)數(shù)據(jù)；本文還剖析了2種具有特殊風(fēng)味的奶制品——新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油。選擇這兩種奶制品，是因?yàn)樾陆l(fā)酵駱駝奶是中國新疆維吾爾自治區(qū)的哈薩克、蒙古、柯

7、爾克孜等民族群眾喜愛的一種飲食，它不僅味道甘醇，并且具有淡淡的葡萄干、水果、甜味和奶酪的氣味；而酥油是中國藏區(qū)特有的具有悠久歷史的食品之一，它因具有獨(dú)特的風(fēng)味，奶味濃郁，口感極佳而深受藏區(qū)群眾喜愛。新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油不僅是風(fēng)味極佳具有奶香味研究價(jià)值的乳制品，并且是具有中國特色的，在新疆和西藏地區(qū)的食品消費(fèi)中也占有很重要地位的食品。因此，研究確定新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油的揮發(fā)性香味成份，其研究成果不僅可以為奶味香精的調(diào)香工作提供重要

8、參考，提高奶香型香精的像真度，為關(guān)鍵性奶香味化合物的研究提供重要的科學(xué)依據(jù)，還對(duì)傳承和弘揚(yáng)中國的特色民族飲食文化具有重要意義。本文通過同時(shí)蒸餾萃取法、固相微萃取法、溶劑輔助香味物質(zhì)蒸發(fā)法等3種樣品前處理方法從新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油中萃取出可揮發(fā)性物質(zhì)，并通過GC/MS進(jìn)行了可揮發(fā)性化合物的鑒定，進(jìn)而使用GC/O對(duì)其香味化合物進(jìn)行嗅聞分析，并確定其結(jié)構(gòu)，從而確定了它們各自的特征風(fēng)味化合物。
　　 無論是國外的奶味香精，還是新疆發(fā)

9、酵駱駝奶或是西藏酥油，都屬于復(fù)雜基質(zhì)樣品，其揮發(fā)性物質(zhì)含于大量的水、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)中，并且它們的揮發(fā)性香味成份往往組成復(fù)雜，并且有些揮發(fā)性香味成份是熱敏性、受熱易氧化變性的；有些揮發(fā)性香味成份的含量很低，難以提取，因此，選擇合適的樣品前處理方法，并優(yōu)化前處理方法的實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)都是真實(shí)地、準(zhǔn)確地揭示樣品中復(fù)雜香味成份的首要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。我們選擇了同時(shí)蒸餾萃取法、固相微萃取法、溶劑輔助香味物質(zhì)蒸發(fā)法等3種樣品前處理方法，以已知配比的已知奶味

10、香料化合物組成的模擬樣品為試材，以樣品萃取率為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別對(duì)每種樣品前處理方法進(jìn)行主要影響因素的優(yōu)化。這些方法包括：1）同時(shí)蒸餾萃取法：對(duì)萃取溶劑（二氯甲烷、乙醚、戊烷/二氯甲烷、戊烷/乙醚）和萃取時(shí)間(1～6h)2個(gè)主要影響因素進(jìn)行考察，結(jié)合GC/MS技術(shù)，用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，以各種奶香味化合物萃取率為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到同時(shí)蒸餾萃取法對(duì)奶香味化合物的較優(yōu)萃取條件：以二氯甲烷為萃取溶劑，萃取時(shí)間為3h;2）固相微萃取法：以同樣的實(shí)驗(yàn)

11、思路和方法對(duì)樣品的預(yù)熱溫度(30～80℃)，萃取時(shí)間(10～180min)，樣品量(1～11mL)和纖維種類(65μm CWAX/DVB，65μm PDMS/DVB，75μm CAR/PDMS和50/30μm CAR/PDMS/DVB)等4個(gè)主要影響因素進(jìn)行考察，結(jié)果表明，PDMS/DVB纖維對(duì)奶味香精中揮發(fā)性化合物的選擇性最好，靈敏度最高，其次是CAR/PDMS/DVB;優(yōu)化的固相微萃取條件是：預(yù)熱溫度50℃，萃取時(shí)間40min，樣品

12、量5mL;3）溶劑輔助香味物質(zhì)蒸發(fā)法：以奶味香料化合物組成的模擬體系為試材，采用溶劑輔助香味物質(zhì)蒸發(fā)法提取，結(jié)合GC/MS技術(shù)，對(duì)比其定量結(jié)果與樣品實(shí)際組成之間的差異，對(duì)不同種類奶香味化合物的萃取率進(jìn)行分析。此項(xiàng)關(guān)于樣品前處理的研究獲得了大量、系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)奶制品中揮發(fā)物成分鑒定和呈香成份分析有重要的參考價(jià)值，對(duì)復(fù)雜基質(zhì)樣品前處理處理方法的選擇有一定的指導(dǎo)意義。
　　 用上述優(yōu)化的3種樣品前處理方法結(jié)合GC/MS、G

13、C/O技術(shù)用于確定國外的奶味香精、新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油中的揮發(fā)性香味化合物。結(jié)果鑒定出奶味香精中含有的香味化合物共計(jì)有70個(gè)；新疆發(fā)酵駱駝奶中的可揮發(fā)性物質(zhì)總計(jì)有133個(gè)化合物，通過GC/O分析，共嗅聞出71個(gè)香味化合物；西藏酥油中的可揮發(fā)性香味物質(zhì)總計(jì)有83個(gè)化合物，通過GC/O分析，共嗅聞出25個(gè)香味化合物。
　　 在鑒定了新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油中關(guān)鍵性奶香味化合物的結(jié)構(gòu)之后，本文欲探索這些化合物的分子結(jié)構(gòu)與香味之間是

14、否有聯(lián)系，具有什么分子結(jié)構(gòu)的化合物對(duì)奶香味有貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)與香味的關(guān)系是現(xiàn)代和當(dāng)代香料化學(xué)家都十分關(guān)切的問題，但是基于嗅覺感知的復(fù)雜性和嗅質(zhì)（香味物質(zhì)）化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性，目前尚未有一種完善的理論被公認(rèn)，多是實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。從嗅覺認(rèn)知機(jī)理出發(fā)，對(duì)嗅質(zhì)如何引起嗅覺的具有一定認(rèn)知度的理論可概括為2種，即分子識(shí)別理論和振動(dòng)理論。我們對(duì)新疆發(fā)酵駱駝奶和西藏酥油中分析檢測(cè)出來的香味化合物的分子結(jié)構(gòu)和氣味描述進(jìn)行分類，選擇了16個(gè)合適的分子

15、（分子中碳數(shù)少于6個(gè)）基于振動(dòng)理論、簡化的非彈性電子散射光譜(IETS)理論和預(yù)估的嗅覺傳感器的能量分辨率，通過半經(jīng)驗(yàn)量子力學(xué)計(jì)算，進(jìn)行了分子立體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在優(yōu)化的立體結(jié)構(gòu)中，計(jì)算奶香味分子的振動(dòng)頻率和耦合強(qiáng)度，通過正態(tài)分布函數(shù)卷積計(jì)算以后得到分子的振動(dòng)譜圖。并對(duì)關(guān)鍵性奶味香料化合物振動(dòng)頻率與其香味之間的關(guān)系做對(duì)比，研究發(fā)現(xiàn)了2個(gè)關(guān)鍵性奶味香料化合物的振動(dòng)頻率與香味之間的關(guān)系：1）在2800-3000cm.1振動(dòng)區(qū)域，如果分子的振動(dòng)頻