一种芝麻油酶解氧化制备植物基肉味香精的方法

本发明涉及食品添加剂和生物酶，具体涉及一种利用芝麻油酶解氧化产物制备肉味香精的方法。

背景技术：

1、肉制品的香气主要通过加热时发生的美拉德反应、脂质氧化反应、美拉德与脂质氧化互作而形成。肉味香精是具有肉类特征风味的食品添加剂，被广泛应用于肉制品、调味品、方便食品等各类食品中。

2、早期的肉味香精以水解植物蛋白（hvp）或水解动物蛋白（hap）为基料，通过加热过程中氨基酸与还原糖的美拉德反应制得，但其缺乏真实的肉香味。随后，动物脂肪或其氧化产物被加入到动物或植物水解蛋白中，加热通过美拉德反应与脂质氧化反应的协同增香作用，形成了风味浓郁、具有肉味特征风味的香精。动物脂肪的氧化可采用加热氧化，但加热易导致过度氧化，引起哈喇味等异味的增加。利用脂肪氧化酶对动物脂肪进行酶解氧化，可以控制脂肪的氧化程度，避免过度氧化和异味物质的产生。当脂肪经过氧化后会产生醛、酮、酸、酯等小分子挥发性产物，他们本身具有一定的香气（例如油脂味、甜香味等），并且参与美拉德反应形成新的杂环类物质，例如吡嗪、吡咯、呋喃、噻唑、噻吩等，使得肉香味浓郁且真实。然而，现有技术采用动物油脂及其氧化产物，所制备的肉味香精不适用于素食消费者。开发一种肉香味逼真浓郁、非动物来源的肉味香精是很有必要的。

3、芝麻中含硫氨基酸含量较高，美拉德反应后形成的含硫杂环类物质，例如噻吩、噻唑、硫醇等是典型的肉香味的关键香气物质来源，因此芝麻是制备肉味香精的理想植物原料。现有利用芝麻粕酶解产香的技术仅仅局限于利于美拉德反应产香，忽视了油脂氧化对香气的贡献，所制备的香精与肉类的特征香气存在显著差距。

4、现有技术方案：

5、（1）中国专利 201410716889.3 一种利用脱脂芝麻饼粕制备肉味香精的方法；中国专利202210532129.1 一种利用高温芝麻饼粕制备肉味香精的方法；中国专利202211023977.6 一种植物基肉味香精及其制备方法和用途。基于脱脂芝麻或大豆饼粕（低温或高温）的酶解产物，通过美拉德反应制香，忽略了油脂在肉味香精形成过程与美拉德反应的协同增香，所制备的香精与肉味特征香气有显著差距；

6、（2）中国专利201110217945.5 一种通过脂肪控制酶解—温和加热氧化制备肉味香精前体物的方法；中国专利201910057622.0 一种牛脂肪氧化技术在制备肉味香精中的应用。采用动物油脂的氧化产物（热氧化或脂肪氧化酶）结合美拉德反应制备肉味香精，肉香味浓郁逼真，但原料含有动物脂肪，不适用于素食消费者。此外，通过加热的方式氧化动物脂肪制备香气底物的技术，容易因为过度氧化而形成哈喇味等异味。现有酶解氧化技术仅仅利用脂肪氧化酶的作用，脂肪氧化酶主要催化游离脂肪酸的氧化，但油脂中大部分是甘油三酯、仅有少量游离脂肪酸，因此，仅用脂肪氧化酶氧化效率较低，不能提供充足的肉味香精前体物质；

7、（3）中国专利 202010563591.9 一种具有牛肉风味的复合植物液体调味料及其制备方法。采用脂肪酶水解混合植物油（大豆油、橄榄油、菜籽油和椰子油），加入甘氨酸、半胱氨酸、葡萄糖、植物水解蛋白等底物，加热后利用美拉德反应和油脂氧化反应互作制备牛肉风味香精，但此技术仅利用脂肪酶水解植物油，氧化效率较低，不能显著增加油脂氧化风味反应底物，所制备的牛肉特征香味有待进一步提高。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明利用脂肪酶的水解作用结合脂肪氧化酶的氧化作用，高效水解和氧化冷榨或精炼芝麻油，形成充足的芝麻油脂氧化产物作为香气底物，并与氨基酸+还原糖、或与芝麻粕酶解物热反应，利用美拉德反应与油脂氧化反应的协同增香作用，制备肉香味浓郁逼真、并且适用于素食消费者食用的、非动物来源的纯植物基肉味香精。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种通过酶促水解和氧化芝麻油制备植物基肉味香精的方法，首先利用脂肪酶将冷榨或精炼芝麻油中的甘油三酯水解为游离脂肪酸，再利用脂肪氧化酶将游离脂肪酸氧化得到芝麻油氧化产物，将其与芝麻粕酶解物或氨基酸-还原糖混合物热反应，得到肉味香精。具体步骤如下：

4、（1）100 g的芝麻油中加入50 - 200 ml的0.2 mol/l磷酸缓冲液，调节ph至5.0 -8.0，加入100 - 300 u/g脂肪酶，在35 ℃的条件下酶解1 - 5 h，搅拌转速为150 r/min，95℃下灭酶10 min，收集上层油相得到芝麻油水解产物。

5、（2）100 g的芝麻油水解产物中加入100 - 400 ml的0.2 mol/l磷酸缓冲液，调节ph至6.0 - 9.0，加入5000 - 10000 u/g脂肪氧化酶，在25 ℃的条件下酶解1 - 5 h，转速为150 r/min，95 ℃下灭酶10 min，收集上层油相得到芝麻油氧化产物。所得芝麻油氧化产物的酸价为20.0 - 50.0 mg koh/g，过氧化值为5.0 - 40.0 mmol/kg。

6、（3）将10 g脱脂芝麻粕与100 ml去离子水混合，在ph = 4.8条件下加入8 - 18 u/mg纤维素酶，50 ℃水解1 - 2 h；之后加入90 - 240 u/mg木聚糖酶，在ph = 5.0条件下水解1 - 2 h；再加入4 - 14 u/mg碱性蛋白酶，在ph = 9.5下水解1 - 2 h；之后加入0.2 -1.2 u/mg的风味蛋白酶，在ph = 6.0，60 ℃下水解1 - 2 h。每个样品的ph均在酶解结束后调整至7.0，在90 ℃下水浴10 min使酶失活。在5000 rpm离心5 min去除沉淀后，上清液在-80 ℃冷冻8 h，并在-56 ℃、1 pa条件下冷冻干燥24 h，获得芝麻粕酶解物。

7、（4）将芝麻油氧化产物、芝麻粕酶解物与10 ml 0.2 mol/l磷酸缓冲液混合，调节ph =6.5，加热搅拌，反应温度为90 - 140 ℃，反应时间30 - 90 min，搅拌速度为1000 r/min。反应后冷却，即可得到肉味香精。

8、（5）或将芝麻油氧化产物、还原糖-氨基酸与10 ml 0.2 mol/l磷酸缓冲液混合，调节ph = 6.5，加热搅拌，反应温度为90 - 140 ℃，反应时间30 - 90 min，搅拌速度为1000r/min。反应后冷却，也可得到肉味香精。

9、（6）本发明所属芝麻油为冷榨或精炼芝麻油。所用的冷榨芝麻油为优质生芝麻籽经物理压榨的方式获得，精炼芝麻油为压榨后的芝麻毛油经过脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡的精炼工序获得。冷榨或精炼芝麻油酶解后制备的芝麻油氧化产物用于肉味香精的制备。

10、（7）本发明所用的脂肪酶为商品化的黑曲霉来源的脂肪酶，脂肪氧化酶为商品化的大豆来源的脂肪氧化酶，包括上海源叶生物科技有限公司；上海麦克林生化科技股份有限公司；德国默克集团。

11、（8）本发明用于水解芝麻粕所用的纤维素酶、木聚糖酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶均为商品化非动物来源的酶，包括上海源叶生物科技有限公司；上海麦克林生化科技股份有限公司。

12、（9）本发明中芝麻油的酶解温度为所选脂肪酶和脂肪氧化酶的最适条件下进行，酶解时间、酶添加量以酸价和过氧化值而定。

13、（10）本发明中氨基酸的选择可以是半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、精氨酸、丝氨酸的混合。

14、（11）本发明中还原糖可以是木糖、葡萄糖、果糖、乳糖中的一种或几种。

15、（12）本发明中加热反应的温度为90 - 140 ℃，加热时间的长短为30 - 90 min，加热温度、加热时间根据所需肉味香精的整体感官轮廓而定。

16、（13）本发明得到的肉味香精具有熟肉的特征香气，风味饱满、气味浓郁、肉味逼真。

17、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

18、本发明得到的肉味香精具有熟肉的特征香气，风味饱满、气味浓郁、肉味逼真。相比于未加芝麻油或加入未酶解芝麻油所制备的香精，利用脂肪酶水解后再用脂肪氧化酶氧化的芝麻油所制备的肉味香精的硫类（肉香味）、吡啶类（焦香味、焙烤味）、呋喃类（焦糖味）、醛类（油脂味）、酮类（甜香气味）、酸类（油脂味）物质浓度显著增高，所得香精的肉香味特征风味更逼真、更浓郁且饱满。本技术先后利用脂肪酶和脂肪氧化酶处理油脂，比现有仅利用单一的脂肪酶或脂肪氧化酶处理油脂所制备的肉味香精更逼真和浓郁。本发明制备的植物基肉味香精的工艺操作简单重复性好、氧化条件温和、能耗低、易于实现工业化生产，满足广泛的市场需求。