酶解奶油制備乳酪味奶香基料的研究

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)重點實驗室，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）

0 引言

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)價格更為低廉的乳酪味奶香基料具有廣闊的市場價值和巨大的開發(fā)價值[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間等因素對產(chǎn)香的影響，制備乳酪味的奶香基料，以酸價和感官評分為指標(biāo)對其進(jìn)行評定。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

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 試驗方法

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。

1.3 酸價的測定

根據(jù)國標(biāo)《食品中酸價的測定》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。

1.4 感官評價

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鑒定小組，對乳酪味奶香基料進(jìn)行感官評價，分別從香氣強(qiáng)度、香氣協(xié)調(diào)性、留香時間進(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)

2 結(jié)果與分析

2.1 輔底物配比對產(chǎn)香的影響

不同輔底物的添加，在酶解過程中會提供不同特征性風(fēng)味物質(zhì)，由于僅采用酪蛋白或乳清粉作為輔底物時，產(chǎn)物的乳酪風(fēng)味并不純正，所以試驗將酪蛋白、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，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，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。

2.2 乙基麥芽酚添加量對產(chǎn)香的影響

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，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，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，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%。

2.3 脂肪酶A12添加量對產(chǎn)香的影響

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，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，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，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

2.4 脂肪酶A12酶解時間對產(chǎn)香的影響

酶解時間的長短會影響產(chǎn)物的整體風(fēng)味，時間過長會造成成本的浪費，反應(yīng)時間過短風(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)時間。

脂肪酶A12酶解時間對產(chǎn)香的影響見圖4。

圖4 脂肪酶A12酶解時間對產(chǎn)香的影響

由圖4可知，當(dāng)酶解時間在8 h以內(nèi)，隨著時間的延長，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)酶解時間達(dá)到8 h時，香氣評分最高；但當(dāng)酶解時間超過8 h時，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，最佳酶解時間為8 h。

2.5 蛋白酶MSD添加量對產(chǎn)香的影響

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%時得分最高；當(dāng)?shù)鞍酌傅奶砑恿啃∮诘孜镔|(zhì)量的0.15%時，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，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%。

2.6 蛋白酶MSD酶解時間對產(chǎn)香的影響

蛋白酶MSD酶解時間對產(chǎn)香的影響見圖6。

圖6 蛋白酶MSD酶解時間對產(chǎn)香的影響

由圖6可知，蛋白酶MSD的酶解時間為8 h時香氣評分最高，乳酪香味最豐潤，聞著令人感到舒適；當(dāng)酶解時間小于等于8 h時，飽滿度隨酶解時間的增加而增強(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)酶解時間大于8 h時，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最佳酶解時間為8 h。

3 應(yīng)用試驗

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，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。

4 結(jié)論

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。