玉米生物活性肽脫苦工藝技術(shù)研究

鄲城縣財(cái)鑫糖業(yè)有限責(zé)任公司 陸啟明

玉米生物活性肽脫苦工藝技術(shù)研究

鄲城縣財(cái)鑫糖業(yè)有限責(zé)任公司 陸啟明

一、 脫苦工藝技術(shù)

水解物中的疏水基多肽會帶來蛋白質(zhì)水解物的苦味，當(dāng)人體的味蕾與含有較多疏水基團(tuán)的多肽接觸就會形成苦味?？辔杜c蛋白的水解度有著直接的關(guān)系，夏倫貝格爾理論認(rèn)為是呈味分子的疏水基會導(dǎo)致苦味，通常蛋白質(zhì)的疏水基被包裹在分子內(nèi)部，加上蛋白質(zhì)本身體積較大，因此疏水基沒有機(jī)會接觸到感受器，因此苦味沒有被體現(xiàn)出來。然而，當(dāng)經(jīng)過水解作用將蛋白質(zhì)分解成小分子活性肽時(shí)，疏水性氨基酸殘基就會暴露出來，形成了苦味。因此，玉米蛋白水解物在食品中的應(yīng)用受到了限制 ，但在實(shí)際生產(chǎn)中我們一般都會盡量增加蛋白的水解度，以提高小分子活性肽的功能特性和收率，就必然會產(chǎn)生苦味。為了增加產(chǎn)品的食用性能，對蛋白水解液進(jìn)行脫苦就成了必不可少的步驟。

目前，常用的脫苦方法主要有：吸附分離法、掩蓋法、微生物脫苦法等。隋玉杰等人研究了玉米醒酒肽的脫苦及其對活性的影響，文中提到活性炭吸附法雖同步將脫色和脫苦完成，但是玉米肽和醒酒活性都遭到了較大的損失。在本文生物活性肽的生產(chǎn)工藝中也有脫色工序，也考慮到加大活性碳的使用，可減輕活性肽的苦味，但活性肽的收率和活性都有所降低。UriCogan等人研究發(fā)現(xiàn)，為了達(dá)到良好的脫苦效果，需要損失掉36%的苯丙氨酸、63%的色氨酸和30%的精氨酸。Hyung等人經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果采用活性炭的方式實(shí)現(xiàn)給玉米降血壓肽脫色，會直接降低血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)抑制活性。因此，生產(chǎn)高醒酒活性玉米肽功能食品不宜采用活性炭吸附法脫苦。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，有的直接利用微生物進(jìn)行脫苦，如Michiko M等人將Erwinia Ananas細(xì)菌作用于胃蛋白酶水解的酪蛋白水解液，得到了明顯的脫苦效果。對于含有L.caseiIFPL731細(xì)胞溶解物的標(biāo)準(zhǔn)奶酪體系，L.Parra等人發(fā)現(xiàn)，其親水性多肽與疏水性多肽的比例在保溫過程中逐漸增大，也能達(dá)到脫苦的目的，但都在小試驗(yàn)研究階段，還沒有在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。掩蓋法在食品脫苦的應(yīng)用最多，應(yīng)用最多的是β-環(huán)糊精，β-環(huán)糊精存在一個(gè)立體手性疏水空腔，是一種環(huán)狀的低聚葡萄糖，可利用范德華力、主-客間大小的匹配與客體分子形成包合物。在Masahiro Tamura等人的研究中發(fā)現(xiàn)，必須將用量增至15 g/100 mL時(shí)，其包埋效果才能得以體現(xiàn)。因此，對于環(huán)狀糊精來說，只有加大用量才能收到比較好的脫苦效果，然而加大環(huán)糊精的用量，使寡肽的肽含量和蛋白含量降低，達(dá)不到新資源食品中玉米活性肽的質(zhì)量指標(biāo)。

針對以上脫苦方法的弊端，能夠脫除苦味，就得需添加少量且能夠掩蓋活性肽苦味的掩蓋劑，本文重點(diǎn)對添加量少的甜味劑，即以三氯蔗糖、新橙皮苷二氫查耳酮進(jìn)行脫苦的可行性研究。

二、掩蓋劑介紹

（一）三氯蔗糖

1976年，倫敦大學(xué)和英國泰萊公司（Tate&Lyie）共同研發(fā)了一種新型的甜味劑，并申請了專利，這就是三氯蔗糖（TGS）。我國《食品添加劑衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB2760-2014)規(guī)定三氯蔗糖可用于餐桌甜味劑，于1997年7月1日批準(zhǔn)使用，規(guī)定在固體飲料內(nèi)最大添加量為1.25%，其以蔗糖為原料，具有安全性高、甜度高、甜味純正等優(yōu)點(diǎn)，而且其甜度可達(dá)蔗糖的600倍，是目前最優(yōu)秀的功能性甜味劑之一。耐高溫、耐酸堿，溫度和pH值對它幾乎無影響，適于食品加工中的高溫滅菌、噴霧干燥、焙烤、擠壓等工藝。無熱量、不致齲、pH適應(yīng)性廣，適用于酸性至中性食品，對澀、苦等不愉快味道有掩蓋效果。

（二）新橙皮苷二氫查耳酮

新橙皮苷二氫查爾酮（簡稱NHDC）是一類黃酮類的衍生物，一般是從天然植物中（如柑橘類）提取的新橙皮苷經(jīng)過氫化而得到的。作為功能性甜味劑，新橙皮苷二氫查爾酮具有風(fēng)味改良和抑制苦味的作用，是一種綠色食品添加劑。該產(chǎn)品具有甜度高、熱量小、甜味慢、時(shí)間長、穩(wěn)定好、無毒性等優(yōu)點(diǎn)。由于其甜度是蔗糖甜度的1500～1800倍， 同 時(shí) NHDC 的 熱能值極?。ㄟ@是由于NHDC的糖苷基在體內(nèi)發(fā)生水解時(shí)，幾乎不參與代謝），可以作為低能量食品甜味劑。新橙皮苷二氫查爾酮甜味一般可以持續(xù)較長時(shí)間，甜味清爽且愉快，能有效降低人對苦味的敏感程度，而且甜度達(dá)到最大值的時(shí)間要比糖精和蔗糖都長。另外，新橙皮苷二氫查爾酮具有良好的穩(wěn)定性和安全性，而且代謝速度很快，對身體不會產(chǎn)生負(fù)面影響。該甜味劑作為一種食品香料已被收錄于我國GB2760-2007食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（I1297），并被美國FDA列為公認(rèn)的無毒化合物，其最大添加量為0.05%。1987年歐盟食品科學(xué)委員會確定了新橙皮苷二氫查爾酮的安全性，并將其列入食品添加劑和甜味劑的目錄中。新橙皮苷二氫查爾酮可廣泛應(yīng)用于食品、飲料、糖果和保健品中。

三、 脫苦方法

（一）試驗(yàn)方法

將不同量的三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮分別添加到蛋白水解液經(jīng)納濾膜截留的多肽濃縮液中，三氯蔗糖添加比例分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%（濃縮液折干基計(jì)）；新橙皮苷二氫查爾酮添加比例分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%（濃縮液折干基計(jì)），混合均勻后分別進(jìn)行噴霧干燥，得到固體生物活性肽粉，制成片劑和配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%的溶液進(jìn)行苦味評價(jià)。

（二）苦味的評價(jià)方法

唐慧敏等人在研究國內(nèi)外苦味評價(jià)方法中提到，目前，最常用的苦味評價(jià)方法主要有人群感官評價(jià)和電子舌傳感器評價(jià)。根據(jù)本工藝研究和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況，本文的脫苦研究主要采用人群感官評價(jià)。具體的苦味評價(jià)方法為：將制成片狀的活性肽喝水口服和配制好的活性肽溶液提供給10名品嘗者(男、女各5名，均為不吸煙者)，其對應(yīng)的評分值和苦味程度分別為6 - 苦味極重、5 - 苦味較重、4 - 苦味一般、3 -苦味較弱、2 - 略有苦味、1 -無苦味、0-略帶甜味。根據(jù)此評分標(biāo)準(zhǔn)，品嘗活性肽的苦味并與標(biāo)準(zhǔn)比較進(jìn)行評分，最后得出平均值來表示苦味程度。

四、 結(jié)果與討論

采用一定濃度的三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮作為添加劑降低了苦味，使其達(dá)到消費(fèi)者可以接受的水平。隨著三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮用量的提高苦味包埋效果越來越好，但過多的三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮也造成活性肽帶有甜味，改變了活性肽固有的氣味。因此應(yīng)選擇苦味較輕、添加量較少的三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮作為最佳的脫苦配比工藝。

由圖1、圖2可知，若把活性肽制成片狀，當(dāng)三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮的添加量為0.2%、0.01%時(shí)，活性肽幾乎沒有苦味，又不改變生物活性肽的功能。若把玉米活性肽添加到液體食品中，本文分別選擇了5%和10%的活性肽濃度進(jìn)行脫苦試驗(yàn)，三氯蔗糖的添加量從0.2%～1.4%，新橙皮苷二氫查爾酮的添加量從0.01%～0.06%，通過試驗(yàn)得出，當(dāng)活性肽濃度為5%，三氯蔗糖的添加量達(dá)到0.6%時(shí)活性肽不出現(xiàn)苦味，新橙皮苷二氫查爾酮添加量為0.03%不出現(xiàn)苦味；當(dāng)活性肽濃度為10%，三氯蔗糖的添加量達(dá)到1.0%時(shí)，活性肽不出現(xiàn)苦味，新橙皮苷二氫查爾酮添加量為0.05%不出現(xiàn)苦味，說明活性肽的濃度越高，需要的三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮的添加量就越高，而添加過多的掩蓋劑會帶有甜味，因此，使用三氯蔗糖和新橙皮苷二氫查爾酮掩蓋活性肽的苦味是可行的。

圖2 新橙皮苷二氫查爾酮對玉米生物活性肽苦味的影響