一种曲奇味香基及其制备方法和应用

1.本发明涉及食品添加剂领域，尤其涉及一种曲奇味香基及其制备方法和应用。


背景技术：

2.奶味香精是一种具有奶香风味的食品添加剂，主要应用于糖果、饮料、冰淇淋以及烘焙食品等，其不仅可用于补充和赋予产品更为浓郁的奶香味，还可改善原料的适口性、延长产品的保存时间，因此在食品添加剂领域中，奶味香精具有可观的市场价值。随着生活水平的提高，人们对奶味香精食用安全性提出了更高的要求，使得天然奶味香精的产品开发具有更广阔的市场前景，这也成为了广大科研人员致力研究的方向。其中，具有香浓的焙烤曲奇饼干香气的奶味香精，因其具备特有的酥香和奶香，可用于饮品、零食、烘焙食品等，越发受到消费者的青睐。
3.目前，国内外制备奶味香精的方法主要有两种：生物法和化学合成法。生物法主要通过酶水解和微生物发酵的方法制备奶味香精。化学合成法主要根据乳制品中已有的香气成分，通过化学合成制备出单体芳香原料。与化学合成法相比，采用生物法制备的奶味香精香气自然柔和，留香持久，整体配合性高，同时无机催化剂和有机溶剂在制备过程中的用量较少，避免了金属离子和有机溶剂等对环境和食品的污染。在生物法制备奶味香精的方法中，较于微生物发酵手段制备奶味香精具有成本高、操作复杂等缺点，因此利用酶法生产天然奶味香精是当前常用的方法，但是目前酶法制备的香精风味比较单调，香味不够丰富，逐渐不能满足消费者的味蕾要求。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种曲奇味香基及其制备方法和应用，以提供曲奇风味、奶香和甜味浓郁的香基。
5.为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种曲奇味香基，所述曲奇味香基由酶解液和还原糖发生美拉德反应获得，所述还原糖为酶解液的2wt％-4wt％；所述酶解液由黄油、缓冲溶液、乳清粉、脂肪酶和蛋白酶发生酶解反应获得，所述乳清粉为黄油质量的15％-20％，所述脂肪酶为黄油质量的0.1％-0.2％，所述蛋白酶为黄油质量的0.01％-0.04％；所述蛋白酶为msd蛋白酶；所述还原糖为葡萄糖和/或乳糖。
6.通过采用上述方案，本技术以黄油为底物、乳清粉为辅底物，通过复合酶水解法协同美拉德反应制备天然奶味香精，由此得到的酶解产物奶香味柔和自然，曲奇风味宜人，搭配适宜，再有效利用酶解产物中存在的糖类、氨基酸类物质，辅以美拉德反应使奶基增香，由此得到的奶基产物奶香味浓郁纯正，曲奇风味突出，留香持久总体协调性好。
7.作为优选方案，所述曲奇味香基由酶解液、还原糖和氨基酸发生美拉德反应获得，所述氨基酸为酶解液的1wt％-2.5wt％，所述氨基酸为缬氨酸。
8.通过采用上述方案，在上述添加量范围内，随着缬氨酸含量的增加，酸价上升，反应产生的香味效果越加理想，带有良好的曲奇风味。若缬氨酸含量较高时，酸价小幅度上
升，与体系中的其他产物发生反应生成了非目标氨基酸盐，这些物质成分影响了曲奇香基的整体风味效果，奶香味变淡，出现微弱的酸臊味影响了整体风味。
9.作为优选方案，所述酶解液中缓冲溶液为黄油质量的20wt％-60wt％。
10.作为优选方案，所述缓冲溶液的ph为6-7。
11.作为优选方案，所述脂肪酶为脂肪酶palatase20000l、脂肪酶ay、脂肪酶mer、脂肪酶g50、脂肪酶a和脂肪酶r中的一种或多种。
12.作为优选方案，所述还原糖为酶解液的4wt％；所述乳清粉为黄油质量的15％，所述脂肪酶为黄油质量的0.15％，所述蛋白酶为黄油质量的0.03％；所述还原糖为葡萄糖；所述氨基酸为酶解液的2.5wt％。
13.为了解决上述技术问题，本发明目的之二提供了一种曲奇味香基的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)将黄油、乳清粉、缓冲溶液加入容器中混合并灭菌，冷却至室温后加入脂肪酶进行酶解反应；
15.(2)将容器中的产物进行灭酶处理，冷却至室温后加入蛋白酶进行二次酶解反应，取出灭酶后离心获得酶解液；
16.(3)在酶解液中加入还原糖，恒温水浴进行美拉德反应，离心取上层油相获得曲奇味香基。
17.作为优选方案，在步骤(3)中，还包括与还原糖同时添加的氨基酸，氨基酸为酶解液的1wt％-2.5wt％，所述氨基酸为缬氨酸。
18.作为优选方案，在步骤(1)中，酶解反应时间为4-6h；在步骤(2)中，酶解反应时间为7-9h。
19.作为优选方案，在步骤(3)中，美拉德反应温度为60℃-90℃，美拉德反应时间为10min-40min。
20.为了解决上述技术问题，本发明目的之三提供了一种曲奇味香基在制备饼干中的应用。
21.将上述奶味香基应用于饼干制作，与未添加该奶香基料的饼干相比，添加奶香基料所制成的饼干口感更加圆滑，风味物质更加丰富，在具有浓郁奶香味的同时，并带有曲奇风味的香气，由此也说明此奶味香基具有一定的耐热性和持香性。
22.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
23.1、本技术以黄油为底物、乳清粉为辅底物，通过复合酶水解法协同美拉德反应制备天然奶味香精，由此得到的酶解产物奶香味柔和自然，曲奇风味宜人，搭配适宜，再有效利用酶解产物中存在的糖类、氨基酸类物质，辅以美拉德反应使奶基增香，由此得到的奶基产物奶香味浓郁纯正，曲奇风味突出，留香持久总体协调性好。
24.2、将上述奶味香基应用于饼干制作，与未添加该奶香基料的饼干相比，添加奶香基料所制成的饼干口感更加圆滑，风味物质更加丰富，在具有浓郁奶香味的同时，并带有曲奇风味的香气，由此也说明此奶味香基具有一定的耐热性和持香性。
25.3、对于工业化生产来说，本技术制备奶基可以根据酶用量、酶种类以及美拉德反应中还原糖、氨基酸的选择和复配等开发新口味，如抹茶味奶基，符合当代人们的口感追求，从而使该领域的实验得到更广泛的应用。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.为获得良好的乳香风味，可以以稀奶油、奶油或黄油等为原料，利用酶对其进行适度的水解制取奶油酶解产物。所得到的奶油酶解产物再经过美拉德反应进行适当的修饰，使其奶香更加自然柔和、留香持久，并且可以得到特定香气风味的产物。因利用酶法协同美拉德反应制备的天然奶味香精纯度高、安全性好、可塑性强，在实际生产中具有极大的应用价值和研究价值，在食品添加剂行业值得大力的研究和推广。
28.实施例一
29.一种曲奇味香基，包括以下制备步骤：
30.(1)将20g黄油、黄油质量20％的乳清粉和8g蒸馏水加入容器中，在95℃预杀菌20min并搅拌均匀，待冷却至室温后加入黄油质量0.15％的g50脂肪酶，无菌封口后置于温度45℃、转速味125r/min的振荡培养箱中酶解5h；
31.(2)将容器取出后置于90℃恒温水浴锅中灭酶10min，冷却至室温后加入黄油质量0.03％的msd蛋白酶，继续置于振荡培养箱中反应8h，取出灭酶并冷却至室温，离心后得到酶解液；
32.(3)在酶解液中加入酶解液质量4％的葡萄糖和2％的缬氨酸，在90℃恒温水浴锅中进行美拉德反应，反应时间为40min，冷却至室温后，离心取上层油相，即得曲奇味香基。
33.实施例二
34.一种曲奇味香基，包括以下制备步骤：
35.(1)将20g黄油、黄油质量15％的乳清粉和8g蒸馏水加入容器中，预杀菌20min并搅拌均匀，待冷却至室温后加入黄油质量0.1％的g50脂肪酶，无菌封口后置于温度45℃、转速味125r/min的振荡培养箱中酶解4h；
36.(2)将容器取出后置于90℃恒温水浴锅中灭酶10min，冷却至室温后加入黄油质量0.01％的msd蛋白酶，继续置于振荡培养箱中反应8h，取出灭酶并冷却至室温，离心后得到酶解液；
37.(3)在酶解液中加入酶解液质量2％的葡萄糖和1％的缬氨酸，在60℃恒温水浴锅中进行美拉德反应，反应时间为10min，冷却至室温后，离心取上层油相，即得曲奇味香基。
38.实施例三
39.一种曲奇味香基，包括以下制备步骤：
40.(1)将20g黄油、黄油质量20％的乳清粉和7g蒸馏水加入容器中，预杀菌20min并搅拌均匀，待冷却至室温后加入黄油质量0.2％的g50脂肪酶，无菌封口后置于温度45℃、转速味125r/min的振荡培养箱中酶解5h；
41.(2)将容器取出后置于90℃恒温水浴锅中灭酶10min，冷却至室温后加入黄油质量0.02％的msd蛋白酶，继续置于振荡培养箱中反应7h，取出灭酶并冷却至室温，离心后得到酶解液；
42.(3)在酶解液中加入酶解液质量3％的葡萄糖和1.5％的缬氨酸，在70℃恒温水浴
锅中进行美拉德反应，反应时间为20min，冷却至室温后，离心取上层油相，即得曲奇味香基。
43.实施例四
44.一种曲奇味香基，包括以下制备步骤：
45.(1)将20g黄油、黄油质量15％的乳清粉和8g蒸馏水加入容器中，预杀菌20min并搅拌均匀，待冷却至室温后加入黄油质量0.15％的g50脂肪酶，无菌封口后置于温度45℃、转速为125r/min的振荡培养箱中酶解3h；
46.(2)将容器取出后置于90℃恒温水浴锅中灭酶10min，冷却至室温后加入黄油质量0.04％的msd蛋白酶，继续置于振荡培养箱中反应8h，取出灭酶并冷却至室温，离心后得到酶解液；
47.(3)在酶解液中加入酶解液质量2％的葡萄糖和2.5％的缬氨酸，在80℃恒温水浴锅中进行美拉德反应，反应时间为30min，冷却至室温后，离心取上层油相，即得曲奇味香基。
48.实施例五
49.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(2)中，msd蛋白酶采用novozym 37071水解蛋白酶替代。
50.实施例六
51.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，缬氨酸采用亮氨酸替代。
52.实施例七
53.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，缬氨酸采用羟脯氨酸替代。
54.实施例八
55.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，缬氨酸采用甲硫氨酸替代。
56.实施例九
57.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，缬氨酸的添加量为0。
58.实施例十
59.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，葡萄糖采用乳糖替代。
60.实施例十一
61.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶采用脂肪酶palatase20000l替代。
62.实施例十二
63.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶采用脂肪酶ay替代。
64.实施例十三
65.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不
同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶采用脂肪酶mer替代。
66.实施例十四
67.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶采用脂肪酶a替代。
68.实施例十五
69.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶采用脂肪酶r替代。
70.应用例一
71.一种曲奇味饼干，包括以下制备步骤：称取低筋500g面粉、150g糖粉、100g油、8g膨化剂，先用60g热水把糖粉溶解，倒入已过筛的面粉中，均匀搅拌，待面粉呈块状加入油和实施例1获得的曲奇味香基，充分揉搓直至面团表面有光泽且不黏手；揉匀后，将面团捏制成约为5mm的厚度，用模具印轧出饼干的形状，并于150℃的烤箱下烘烤20分钟。
72.对比例一
73.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(2)中，msd蛋白酶采用prote ax蛋白酶替代。
74.对比例二
75.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(2)中，msd蛋白酶采用碱性蛋白酶替代。
76.对比例三
77.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶的添加量为0。
78.对比例四
79.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，乳清粉的添加量为黄油质量的25％。
80.对比例五
81.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，g50脂肪酶的添加量为黄油质量的0.25％，酶解时间为7h。
82.对比例六
83.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(2)中，msd蛋白酶的添加量为0.05％，反应时间为10h。
84.对比例七
85.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(1)中，水采用ph为8的缓冲溶液替代。
86.对比例八
87.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，葡萄糖采用木糖替代。
88.对比例九
89.一种曲奇味香基，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例一相同，不同的地方在于，在步骤(3)中，美拉德反应温度为100℃，反应时间为50min。
90.对比例十
91.一种曲奇味香基，包括以下制备步骤：
92.(1)将20g黄油、黄油质量20％的乳清粉和8g蒸馏水加入容器中，预杀菌20min并搅拌均匀，待冷却至室温后加入黄油质量0.15％的g50脂肪酶，无菌封口后置于温度45℃、转速为125r/min的振荡培养箱中酶解5h；
93.(2)将容器取出后置于90℃恒温水浴锅中灭酶10min，冷却至室温后加入0.03％的msd蛋白酶，继续置于振荡培养箱中反应8h，取出灭酶并冷却至室温，获得酶解液，酶解液喷雾干燥后制成粉末，获得香基。
94.性能检测试验
95.1、酸价的测定：本技术所用的酸价测定参考《食品中酸价的测定》标准号为gb 5009.229－2016中的第一法，即冷溶剂指示剂滴定法，用乙醚-异丙醇混合液溶解油样，以酚酞为指示剂，用氢氧化钾标准溶液滴定油脂中游离的脂肪酸，通过记录油样所消耗氢氧化钾溶液的体积来计算该样的酸价，检测结果如表2所示。
96.酸价的计算按照以下公式进行计算：
[0097][0098]
式中:
[0099]
x
av
——酸价mg/g；
[0100]
v——滴定试样所消耗的氢氧化钾溶液体积ml；
[0101]v0
——滴定空白样所消耗的氢氧化钾溶液体积ml；
[0102]
c——koh溶液的浓度mol/l；
[0103]
m——试样的质量g；
[0104]
56.1——koh的摩尔质量g/mol。
[0105]
2、感官评价：根据表1中的香气评分标准，由经过专业培训的感官评价小组对样品香基的曲奇味强度、奶香味强度、香气协调性等进行感官评价，共10人，评分结果为三者的得分之和，同时取10人评分结果的平均分，总分最高为10分，评分结果如表1所示。
[0106]
表1-香气评分标准
[0107][0108]
表2-实施例1-15和对比例1-10的性能检测结果
[0109]
[0110]
[0111]
[0112][0113]
结合表2中实施例1、5和对比例1-2的性能检测结果可知，不同的蛋白酶在酶解过程会产生不同的香味物质，本技术的目标风味为曲奇奶香，其中以msd蛋白酶进行反应的样品所得的香基奶香味更为浓郁圆润，除了甜香味外，还出现宜人的曲奇风味，且总体协调性好，而其他蛋白酶酶解所产生的香气并非本实验的目标风味，且部分香气带有杂异味。
[0114]
结合表2中实施例1、11-15和对比例3的性能检测结果可知，脂肪酶palatase20000l、脂肪酶ay、脂肪酶mer酶解得到的奶基均为奶酪风味，并且芝士奶香呈脂肪酶palatase20000l》脂肪酶ay》脂肪酶mer的强度排序；脂肪酶g50、脂肪酶a、脂肪酶r酶解得到的奶基为甜香风味，并且甜香奶香呈脂肪酶g50》脂肪酶a》脂肪酶r的强度排序；本技术所制备的曲奇香基，甜香型的脂肪酶更有利于向曲奇风味的延伸，其中脂肪酶g50的奶香最为浓郁，甜香宜人，香气协调性好，且感官评分最高。
[0115]
结合表2中实施例1和对比例4的性能检测结果可知，当乳清粉的添加量呈梯度上升时，酸价升高，奶香味也逐渐增强，并能逐步形成曲奇风味，使得其香气协调性越来越好，感官评分也越来越高；随着乳清粉的添加，酶解底物越加丰富，所得到的酶解产物也越多，底物浓度过高、流动性变差、酶解不充分，使反应产物的奶香味不足且曲奇风味消失，同时出现焦糖味等刺激性气味，造成奶基风味不和，总体协调性变差。
[0116]
结合表2中实施例1和对比例5的性能检测结果可知，随着脂肪酶添加量和酶解时间的增加，酸价继续增大，奶香基料逐渐出现杂味性气味，说明酶解程度过大，促进水解反
应的更加彻底，从而得到更多的酶解产物同时酸价逐渐增大，所得游离脂肪酸的浓度过大，带来了焦糖味和杂味，掩盖了曲奇味，总体协调性下降，感官评分不高。
[0117]
结合表2中实施例1和对比例6的性能检测结果可知，酶解过程添中蛋白酶的添加量少，其生成的风味物质也相对较少，致使酶解产物香气较清淡，但是添加的蛋白酶过多或酶解时间过长时，酸价升高，在产生大量的风味物质的同时，会造成其他的不良反应的发生，产生异常风味物质影响产物质量。
[0118]
结合表2中实施例1和对比例7的性能检测结果可知，当反应体系的ph值在6-7左右时，对曲奇风味的奶香基料具有修饰作用。当ph值为8时，酸价上升的同时奶香味开始降低，并出现焦咸味，协调性变差，当反应体系ph过高，脂肪酸、氨基酸会与氢氧根离子发生反应，生成脂肪盐和氨基酸盐，影响产香效果。
[0119]
结合表2中实施例1和对比例9的性能检测结果可知，当美拉德反应的温度控制在60℃-90℃、时间控制在10min-40min时，反应产香效果好，尤其当温度到达90℃，时间为40min，酸价为2.3时，其奶香气最为浓郁纯正，此时曲奇香味变得更加醇厚，带有酥香味，协调性最好；但当反应温度高于90℃时，温度越高，酸价有所上升，美拉德反应的速度越快，导致反应过度而产出异常的风味和大量的类黑精，从而使香基整体效果下降，曲奇风味微弱，且产物颜色变深，影响奶味香基的品质。
[0120]
结合表2中实施例1和6-9的性能检测结果可知，不同的氨基酸在加热过程与还原糖反应，会产生不同的挥发性香味物质，本技术的目标风味为曲奇奶香，其中添加缬氨酸作为反应物的样品所得的香基比未添加氨基酸的奶香味更为浓郁圆润，曲奇风味更为自然宜人，总体协调性好；而其他氨基酸所产生的香气不是本技术的目标风味，甚至部分香气不佳。
[0121]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。