一种玉米浆水解液为主料的双蛋白源复合牛肉香精及其制备方法与流程

1.本发明属于调味品技术领域，具体涉及一种玉米浆水解液为主料的双蛋 白源复合牛肉香精及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，人们对味觉的追求提高，牛肉香精具有牛肉的特 殊香气，味道鲜美，是广泛应用于牛肉加工食品和休闲食品的添加剂，在风 味料市场上的占额约70％，广受消费者的喜爱。目前市场上的牛肉香精存在 价格较高且风味和香气不饱满的问题，因此，研制一种安全、价廉且具备牛 肉特征香气的优质牛肉香精是非常必要的。
3.玉米浆是湿法生产玉米淀粉的副产物，与其它植物原料相比，玉米浆具 有产量高、价格低、营养丰富的特点，是品质良好的蛋白质资源。但未经处 理的玉米浆浓度高、杂质多、抗营养因子含量高、酸度大、黏度大并且体系 具有不均一性，导致未能对其合理利用，造成优质资源的浪费。因此，玉米 浆深加工利用迫在眉睫。
4.目前，主要采用酸水解法生产植物蛋白水解液，在生产过程会生成有毒 致癌的3
‑
氯丙醇类物质，具有一定的食品安全隐患。因此，需要找到一种合 理的处理方式处理玉米浆，使其成为附加值高且符合食品安全的产品。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种玉米浆水解液 为主料的双蛋白源复合牛肉香精及其制备方法。本发明所述的牛肉香精安全、 价廉且具备牛肉的特征香气。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了一种玉米浆水解液为主料的双蛋白源复合牛肉香精的制 备方法，以玉米浆水解液和牛肉酶解液为基料，加入营养添加剂进行美拉德 反应，制备牛肉香精；所述玉米浆水解液为米曲霉种曲和蛋白酶协同水解玉 米浆制备得到。
8.作为优选的技术方案，本发明所述玉米浆水解液的制备方法包括以下步 骤：
9.(1)预处理：玉米浆在50
‑
55℃条件下加热搅拌30
‑
60min，加入中和 剂，调节玉米浆ph为5.5
‑
6.0；
10.(2)微生物水解：在步骤(1)得到的中和液中，加入玉米浆质量1.0
‑
2.0 (w/v)％的米曲霉种曲，在45
‑
60℃的条件下，搅拌反应3
‑
5h，得到第一阶 段水解液；
11.(3)微生物和蛋白酶协同水解：在步骤(2)得到的第一阶段水解液中 加入蛋白酶，在50
‑
55℃的条件下，水解反应1
‑
5h，得到第二阶段水解液；
12.(4)灭酶澄清：将步骤(3)得到的第二阶段水解液进行灭酶处理，沉 降后经过滤处理，得到玉米浆水解液。
13.优选的，所述玉米浆是高浓度原液，浓度为18
‑
22
°
b
é
。
14.优选的，所述中和剂是6重量份氢氧化钠和1重量份氢氧化钙复合组成， 所述玉米浆与所述中和剂的质量比为100：2.0
‑
2.2。所述中和方式为分步中 和，按所述中和剂的质量比添加中和剂，先加入氢氧化钠反应一段时间，再 加氢氧化钙反应。
15.优选的，所述米曲霉种曲是经过驯化的耐酸种曲，在其培养基中添加适 量的玉米浆。
16.优选的，所述蛋白酶的添加量为500
‑
2500u/g，所述微生物和蛋白酶协 同水解的ph为6.0
‑
8.0。
17.作为优选的技术方案，本发明所述牛肉酶解液制备的方法包括：将牛肉 肉馅和水混合打浆，在得到的牛肉浆液中加入牛肉肉馅质量0.5
‑
1.5％的木瓜 蛋白酶，在50
‑
55℃的条件下搅拌混合反应5.5
‑
6.5h，灭酶，冷却，离心取 上清液，过滤除浮沫，得到牛肉酶解液。
18.优选的，所述牛肉馅和水的质量比为1:3
‑
5。
19.优选的，所述牛肉酶解液和玉米浆水解液的体积比为2:1
‑
1:5。
20.优选的，本发明所述营养添加剂包括l
‑
半胱氨酸、木糖和维生素b1， l
‑
半胱氨酸添加的质量为所述基料体积的0.2
‑
1.0％，木糖添加的质量为所述 基料体积的0.5
‑
2.5％，维生素b1添加的质量为所述基料体积的0.2
‑
1.0％。
21.优选的，本发明所述美拉德反应在100
‑
120℃条件下，反应30
‑
90min。
22.本发明还包括上述任意一项所述方法制备得到的双蛋白源复合牛肉香 精。
23.本发明的有益效果：
24.本发明首先将米曲霉扩大培养制成种曲，在制曲过程中添加玉米浆，诱 导菌株适应玉米浆的酸性体系，增强其分解玉米浆蛋白的能力。米曲霉分泌 的蛋白酶能将玉米浆中的蛋白质水解成小肽、氨基酸等，赋予玉米浆水解物 营养和鲜味。采用米曲霉种曲单独水解玉米浆，得到的水解液氨基氮含量由 玉米浆原液的1.44g/100ml增加至1.55g/100ml，可溶性蛋白含量108.94 mg/ml比原浆高6.0mg/ml，呈味氨基酸含量约4.3％相比原浆提高0.6％， 呈味小肽含量约58％比玉米浆原液高18％；在米曲霉种曲处理下再加入蛋白 酶进行协同水解，外加的蛋白酶在米曲霉发挥作用的基础上提供了新的酶切 位点，使反应物的呈味性和营养性得到更多释放。经过菌酶协同处理的水解 液氨基氮含量达1.80g/100ml，可溶性蛋白含量为138.57mg/ml，呈味氨 基酸含量约为4.8％，呈味小肽含量约65％；氨基氮、呈味氨基酸和小分子 呈味肽是提供鲜味的主要物质，可溶性蛋白含量越多说明消化吸收程度越高。 本发明得到的水解液具有易吸收、鲜味好等特点，并且不含多氯联苯和3
‑ꢀ
氯
‑
1,2
‑
丙二醇等有毒致癌物质，卫生指标符合国家标准，提高了食品安全性。 另外，玉米浆经菌酶协同水解后的残渣可用作饲料，使资源得到合理利用。
25.本发明采用玉米浆水解液和牛肉酶解液为基料，加入氨基酸、还原糖、 维生素等营养物质，通过热反应得到的牛肉香精具有醇厚浓郁的牛肉特征香 气，经分离鉴定，共检测出43种挥发性风味化合物。合理利用了营养丰富 且廉价的玉米加工副产物，同时提供新的优质蛋白质资源，提高玉米加工业 的经济效益，减少资源浪费，降低环境污染，促进产业健康、可持续发展。
26.生物保藏说明：米曲霉(aspergillus oryzae)yy
‑
21号菌株，2012年7月 9日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北 京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号为 cgmcc no.6381。
附图说明
27.图1
‑
图3为本发明菌酶协同相对于单用所起的效果差距结果图。
28.图4为本发明实施例2牛肉香精感官评价结果图。
29.图5为对比例中单蛋白源牛肉香精的挥发性风味物质鉴定结果。
30.图6为实施例2中双蛋白源牛肉香精的挥发性风味物质鉴定结果。
31.图7为市售液体牛肉香精的挥发性风味物质鉴定结果。
32.图8为本发明牛肉香精的成本优势价格表。
具体实施方式
33.本发明制备牛肉香精的方法，主要由三部分组成：一是利用菌酶协同技 术生产玉米浆水解液，二是利用酶解技术生产牛肉酶解液，三是利用热反应 技术生产出牛肉香精。
34.本发明所述玉米浆水解液的制备方法包括以下步骤：先对玉米浆进行加 热预处理，调节玉米浆ph至微生物适宜的ph后，加入米曲霉种曲进行微 生物水解，得到第一阶段水解液；在第一阶段水解液中加入蛋白酶进行微生 物和蛋白酶的协同水解，得到第二阶段水解液；灭酶澄清之后得到玉米浆水 解液。
35.本发明对玉米浆的来源没有特殊限定，采用现有技术中已知的玉米浆即 可。玉米浆在50
‑
55℃条件下加热搅拌30
‑
60min，利用玉米浆自身含有的酸 水解蛋白质，使蛋白质达到适度变性，容易被微生物分解利用；搅拌可以使 反应更均匀。本发明加热搅拌的温度可进一步优选的为52
‑
54℃，搅拌时间 优选为40
‑
50min。
36.本发明加热搅拌结束后分步加入中和剂，调节玉米浆的ph为5.5
‑
6.0， 进一步为5.6
‑
5.8，有利于米曲霉种曲的生长和酶系的分泌。本发明中，所述 中和剂优选的为氢氧化钠和氢氧化钙，所述氢氧化钠和氢氧化钙的质量比优 选的为5
‑
7:1，更优选的为6:1。本发明中，所述中和剂需分步添加，先加氢 氧化钠中和，反应20min后再加氢氧化钙反应40min，这样操作能够有效 的去除植酸等抗营养因子，而且中和反应速度快，效率高，气泡产生少。在 中和时要不停地进行搅拌，以避免局部的碱浓度过高导致分解过度。本发明 中所述玉米浆与所述中和剂的质量比优选的为100：2.0～2.2。
37.本发明在中和液中加入米曲霉种曲进行微生物水解，得到第一阶段水解 液。本发明在米曲霉种曲培养基中加入玉米浆原液，能够提高米曲霉种曲在 酸性条件下生长和刺激分泌蛋白酶的能力。成熟的米曲霉种曲兼具微生物作 用和酶解作用，利用菌群分泌的酶系和自身代谢产物协同作用，提高水解液 中氨基酸和小肽等活性物质含量，可抑制杂菌生长，降解玉米浆中的抗营养 因子，提高玉米浆呈味性和营养价值。本发明对米曲霉的来源没有特殊限制， 采用本领域中的已知米曲霉即可。在本发明具体实施例中，优选采用米曲霉 yy
‑
21号菌株，该菌株是从朝鲜族酱块中分离、筛选得到，经过筛选诱变高 产蛋白酶，有利于玉米浆蛋白的水解。米曲霉(aspergillus oryzae)yy
‑
21号 菌株于2012年7月9日向中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心 提供了保藏，保藏编号为cgmcc no.6381，保藏地址为北京市朝阳区北辰 西路1号院3号。
38.本发明的米曲霉种曲是经过驯化的耐酸种曲，在其培养基中添加适量的 玉米浆。所述米曲霉种曲制备方法包括以下步骤：
39.(1)斜面试管菌种的制作：将菌种米曲霉yy
‑
21号传试管斜面培养基， 恒温培养得
到斜面试管菌种。
40.(2)三角瓶种曲的制作：将麸皮和豆饼粉按4：1(重量比)混合，加 入混合干料重80
‑
90％的无菌水和10
‑
15％的玉米浆拌合混合均匀，每瓶装湿 料20g，厚度约为1cm，经高压灭菌后摇匀，置于无菌室。待物料冷却后， 接种斜面试管菌种的孢子，恒温培养，待孢子长满曲料，即得到成熟的三角 瓶种曲。
41.(3)种曲的制作：将麸皮和豆饼粉按7：3(重量比)混合，加入混合 干料重70
‑
85％的无菌水和10
‑
15％的玉米浆拌合混匀，即为曲料。曲料品温 达到35℃以下，加入干料重0.1％的三角瓶种曲，在28
‑
32℃条件下培养，培 养期间可利用倒盘的方式，调节上、下层曲盘的品温，有结块现象时进行搓 曲，待孢子长满，曲料呈现嫩黄绿色时，即为成曲。
42.本发明优选加入玉米浆质量1.0
‑
2.0％的米曲霉种曲，进一步优选加入 1.1
‑
1.9％的米曲霉种曲。本发明微生物水解在45
‑
60℃的条件下搅拌混合反应 3
‑
5h；进一步优选水解温度为50
‑
57℃，水解时间为3.5
‑
4.5h。
43.本发明在第一阶段水解液中加入蛋白酶进行微生物和蛋白酶协同水解， 得到第二阶段水解液。本发明对蛋白酶的种类没有特殊限定，可以为碱性蛋 白酶、酸性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任意一种或 几种。本发明优选蛋白酶的添加量为500
‑
2500u/g，进一步优选为1000
‑
2000 u/g。水解ph值可根据蛋白酶的种类进行适当调节，本发明优选协同水解的 ph为6.0
‑
8.0，进一步优选的为6.5
‑
7.5。本发明的协同水解的温度为50
‑
55℃ 恒温水浴，进一步优选为52
‑
54℃；协同水解反应的时间为1
‑
5h，进一步优 选为2
‑
4h。
44.本发明将第二阶段水解液灭酶澄清，得到玉米浆水解液。本发明对灭酶 处理的方式没有特殊限定，可选的为高温灭酶。本发明将灭酶后的水解液室 温下沉降6
‑
72h，优选为12
‑
48h，过滤去除沉淀，得到玉米浆水解液。
45.本发明牛肉酶解液制备的方法包括：将牛肉肉馅和水混合打浆，在得到 的牛肉浆液中加入牛肉肉馅质量0.5
‑
1.5％的木瓜蛋白酶，在50
‑
55℃的条件 下搅拌混合反应5.5
‑
6.5h，灭酶，冷却，离心取上清液，过滤除浮沫，得到 牛肉酶解液。
46.本发明牛肉肉馅和水的质量比为1:3
‑
5，进一步优选为1:4。本发明对打 浆的方式没有特殊限定，采用本领域已知的打浆方式即可。可选的为，将牛 肉肉馅与水在均质机中进行匀浆。优选均质机的转速为8000
‑
10000r/min， 均质时间为1
‑
2min。
47.本发明优选木瓜蛋白酶的添加量为牛肉肉馅质量的1.0％。本发明牛肉 浆液酶解条件优选的为52
‑
54℃，反应时间优选的为6h。水解反应完成后， 将水解液灭酶冷却。可选的为沸水浴灭酶。将冷却后的水解液离心，取上清 液过纱布滤除浮沫，得到牛肉酶解液。本发明所述离心为低速离心，转速优 选为3500
‑
5000r/min，进一步优选为4000
‑
4500r/min；离心时间优选为10～ 15min。
48.本发明将玉米浆水解液和牛肉酶解液混合，加入营养添加剂进行美拉德 反应。优选牛肉酶解液和玉米浆水解液的体积比为2:1
‑
1:5，进一步的为 1:1
‑
1:4。本发明所述营养添加剂包括l
‑
半胱氨酸、木糖和维生素b1，l
‑
半胱 氨酸的添加量为0.2
‑
1.0％(w/v)，进一步的为0.4
‑
0.8％(w/v)；木糖的添 加量为0.5
‑
2.5％(w/v)，进一步的为0.8
‑
2.0％(w/v)；维生素b1的添加量 为0.2
‑
1.0％(w/v)，进一步的为0.4
‑
0.8％(w/v)。本发明所述美拉德反应 在100
‑
120℃条件下，反应30
‑
90min形成肉味化合物。本发明对牛肉香精的 形态没有特
别要求，可以为液态、膏状或粉状的牛肉香精，本领域技术人员 可以采用本领域中的常规方法将美拉德反应产物制备成符合要求的牛肉香 精，如过滤处理、包埋处理、喷雾干燥处理等方式。
49.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把 它们理解为对本发明保护范围的限定。
50.本发明以下实施例中所用米曲霉为米曲霉yy
‑
21号菌株，保藏编号为 cgmcc no.6381；所用风味蛋白酶、复合蛋白酶、木瓜蛋白酶均为市售产 品。
51.实施例1
52.制备玉米浆水解液，方法如下：
53.(1)前处理：玉米浆在50℃条件下搅拌保温30min；
54.(2)中和：按玉米浆质量加入2.1％的中和剂(ca(oh)2:naoh＝1:6)， 50℃条件下，先加入naoh反应20min，再加入ca(oh)2反应40min调节 ph为5.6～5.8；
55.(3)微生物水解：按玉米浆质量加入1.86％的米曲霉种曲在50℃下水 解3h；
56.(4)菌酶协同水解：调节ph、风味蛋白酶的加入量及酶解时间进行酶 解，酶解结束后，沸水浴灭酶15min，冷却至室温，沉降12h后，4000r/ min离心10min，取上清液，得到玉米浆水解液。
57.以可溶性蛋白含量和氨基氮含量为指标，比较研究不同水解条件菌酶协 同水解对玉米浆的水解效果，结果见表1。
58.表1 l9(33)正交试验设计与结果
[0059][0060][0061]
从表1可以看出，5号和7号实验组的氨基氮含量较高，且相差不大， 结合成本因素，选择ph 7.0、时间3h、加酶量为1000u/g和50℃条件下 制备玉米浆水解液。
[0062]
实施例2
[0063]
一种液态双蛋白源复合牛肉香精，其组成成分及添加量如下：
[0064]
所述玉米浆水解液的制备方法如下：
[0065]
(1)前处理：玉米浆在50℃条件下搅拌保温30min；
[0066]
(2)中和：按玉米浆质量加入2.1％的中和剂(ca(oh)2:naoh＝1:6)， 50℃条件下，先加入naoh反应20min，再加入ca(oh)2反应40min调节 ph为5.6～5.8；
[0067]
(3)微生物水解：按玉米浆质量加入1.86％的米曲霉种曲水解3h；
[0068]
(4)菌酶协同水解：调节ph 7.0，加入1000u/g的风味蛋白酶，50℃ 酶解3h，酶解结
束后，沸水浴灭酶15min，冷却至室温，沉降12h后，4000 r/min离心10min，取上清液，得到玉米浆水解液。
[0069]
所述牛肉酶解液的制备方法如下：
[0070]
(1)前处理：取新鲜牛肉绞成肉馅，加入5倍重量的水进行高速打浆 处理，处理条件为10000r/min处理1min；
[0071]
(2)酶解：步骤(1)处理好的肉浆用1m hcl或naoh溶液调节ph 7.0， 加入鲜牛肉馅重量1％的木瓜蛋白酶，在50℃条件下酶解6h，然后沸水浴 灭酶15min，冷却至室温；
[0072]
(3)澄清：4000r/min离心15min，取上清液过8层纱布滤除浮沫，得 到牛肉酶解液。
[0073]
一种如上所述的牛肉香精的制备方法，步骤如下：
[0074]
(1)配制反应香基：按2:1的比例将玉米浆水解液与牛肉酶解液混合均 匀，按体积加入1.5％质量的木糖、0.6％质量的l
‑
半胱氨酸、0.4％质量的维 生素b1，混匀得到反应香基；
[0075]
(2)热反应：将反应香基置于恒温干燥箱中热反应，温度为110℃，反 应75min，冷却至室温；
[0076]
(3)澄清：4000r/min离心1min，取上清液，得到液体牛肉香精。
[0077]
牛肉香精呈深褐色、牛肉特征香气强烈、无明显的苦味和肉腥味、有强 烈的焦香味和鲜味。
[0078]
实施例3
[0079]
一种粉状双蛋白源复合牛肉香精，其组成成分及添加量如下：
[0080]
所述玉米浆水解液的制备方法如下：
[0081]
(1)前处理：玉米浆在55℃条件下搅拌保温60min；
[0082]
(2)中和：按玉米浆质量加入2.2％的中和剂(ca(oh)2:naoh＝1:6)， 55℃条件下，先加入naoh反应20min，再加入ca(oh)2反应40min调节 ph为5.6～5.8；
[0083]
(3)微生物水解：按玉米浆质量加入2.0％的米曲霉种曲，55℃，水解 3h；
[0084]
(4)菌酶协同水解：调节ph 7.0，加入2000u/g的复合蛋白酶，55℃ 酶解3h，酶解结束后，沸水浴灭酶15min，冷却至室温，沉降24h后，4000 r/min离心15min，取上清液，得到玉米浆水解液。
[0085]
所述牛肉酶解液的制备方法如下：
[0086]
(1)前处理：取新鲜牛肉绞成肉馅，加入4倍重量的水进行高速打浆 处理，处理条件为8000r/min处理1min；
[0087]
(2)酶解：步骤(1)处理好的肉浆用1m hcl或naoh溶液调节ph 7.0， 加入鲜牛肉馅重量1％的木瓜蛋白酶，在55℃条件下酶解6h，然后沸水浴 灭酶15min，冷却至室温；
[0088]
(3)澄清：4000r/min离心15min，取上清液过8层纱布滤除浮沫，得 到牛肉酶解液。
[0089]
制备牛肉香精的方法，步骤如下：
[0090]
(1)配制反应香基：按1:1的比例将玉米浆水解液与牛肉酶解液混合均 匀，按体积加入2.5％质量的木糖、2.0％质量的l
‑
半胱氨酸、0.4％质量的维 生素b1，混匀得到反应香基；
[0091]
(2)热反应：将反应香基置于恒温干燥箱中热反应，温度为120℃，反 应90min，冷却至室温；
[0092]
(3)澄清：4000r/min离心1min，取上清液，在160℃下喷雾干燥， 得到粉状牛肉香精。
[0093]
牛肉香精呈棕褐色、香气有直冲感和天然柔和感、无酸味、苦味和肉腥 味、焦香味和鲜味适中、留香持久。
[0094]
对比例
[0095]
一种液态单蛋白源牛肉香精
[0096]
除不添加玉米浆水解液外，其余步骤同实施例2。
[0097]
实施例4
[0098]
利用gc
‑
ms对单蛋白源牛肉香精(对比例)、双蛋白源复合牛肉香精 (实施例2)和市售液体牛肉香精(天津市双味调料食品厂)的挥发性成分 进行分离分析，并比较三种牛肉香精的差异，结果如下：
[0099]
单蛋白源牛肉香精共鉴定出26种挥发性风味物质(图5)，以醛类、呋 喃类和酮类化合物为主，含量分别为42.03％、14.80％和12.46％；双蛋白源 复合牛肉香精共鉴定出43种化合物(图6)，相比单蛋白源牛肉香精多17 种挥发性风味物质，其中酯类、噻吩类、醇类化合物较多，含量分别为37. 6％、21.26％、12.26％，4
‑
甲基
‑5‑
羟乙基噻唑含量为20.60％，具有坚果香气、 烘烤香和牛肉香气，对肉类香气的形成有重要作用。
[0100]
市售液体牛肉香精共鉴定出40种挥发性风味物质(图7)，其中4
‑
甲 基
‑5‑
羟乙基噻唑含量最高，为58.29％，其气味品质为甜果香、烘烤香和牛 肉香气。双蛋白源复合牛肉香精相比市售牛肉香精的挥发性风味物质多3种， 两者共同鉴定出的物质有11种，其中主要呈香化合物4
‑
甲基
‑5‑
羟乙基噻唑 的重叠含量为20.60％。
[0101]
本发明制备的双蛋白源复合牛肉香精原料成本约为20.0
‑
25.0元/kg，相 比市售的液体牛肉香精便宜50
‑
55元/kg。
[0102]
综上所述，玉米浆水解液作为反应香基的主要鲜味蛋白源，可以改善牛 肉香精的风味，使其更加丰富、柔和和醇厚，同时显著降低牛肉香精的生产 成本。
[0103]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。