一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法

1.本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法。


背景技术：

2.芝麻油因其特殊的香气和诱人的味道受到消费者的喜爱，风味是人们购买食品的重要标准之一。芝麻油生产工艺多采用高温焙烧处理芝麻，高温焙烧主要目的是使芝麻蛋白热变性以提高榨油时的出油率，使榨出的芝麻油香味浓郁，但过度的高温烘焙会造成芝麻油香味损失，刺激性气味增加。同时芝麻品种、产地等因素也会影响芝麻油的整体品质性状。因此提升芝麻油香味，改善芝麻油品质是行业关注的热点问题。
3.现有技术中，湖北长圾雄风植物油有限公司，开发了“一种香芝麻油制备工艺”，专利申请号为201410004189.1，该专利直接利用固体物质进行反应，前提物质处理不足，并在高温条件下利用芝麻粕酶解液与芝麻油进行美拉德反应，容易导致加速芝麻油脂的氧化，影响浓香芝麻油的品质。武汉轻工大学开发了“一种浓香芝麻油的制备方法”，专利申请号为201510793227.0，该专利同样利用芝麻粕酶解液与芝麻油产生美拉德反应，制备浓香芝麻油。该专利虽然对芝麻粕前提物质进行充分处理，但是同样利用高温处理芝麻油，不利于保证芝麻油品质。另外上述两种方法得到的浓香芝麻油，还存在其特有的芝麻香气损失的问题。因此研究出一种既能保证芝麻油理化品质，同时又能较好增强芝麻油香气的方法是有重要意义的。
4.芝麻粕是芝麻油生产的主要副产物，含有较多蛋白质、纤维素和木脂素类等物质。通常作为肥料或动物饲料蛋白质，其资源物质没有得到充分的利用。由于蛋白质成分高，芝麻粕也被认为是一种合适的、经济的芝麻多肽的酶法水解来源。同时芝麻粕中的碳水化合物常常被人们所忽视。因此利用蛋白酶和糖化酶水解芝麻粕，产生美拉德反应所必须的多肽，氨基酸和还原糖等物质，进而发生美拉德反应用于芝麻油香味增强，可减少经济成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法，包括下列步骤：步骤1：芝麻粕原料处理将芝麻粕粉碎，得到芝麻粕粉；步骤2： 芝麻粕糖化酶水解将芝麻粕粉与水混匀，调节溶液ph值至3.0-5.5，加入糖化酶进行糖化酶酶解，酶解完成后，灭酶，并对水解液离心，得到糖化酶酶解液；步骤3：芝麻粕蛋白酶水解调节糖化酶酶解液ph值至6.5-7.5，加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行水浴加热
酶解，反应结束后，灭酶，离心后得到上清液；步骤4：美拉德热反应调节上清液的ph值至7.0-8.0，并对上清液进行热处理，进行美拉德反应，得到热反应后产物；步骤5：料油混合将热反应后产物与芝麻油进行混合，并在40-80℃进行混合反应；步骤6：离心向混合反应结束的油样加入无水硫酸钠，然后进行离心脱水处理，离心后油样即为浓香芝麻油。
7.优选的技术方案为：步骤1中，芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过80-100目筛，得到芝麻粕粉，所述芝麻粕粉中的水分的质量含量为1.36-2.35%，蛋白质的质量含量为35.23-43.40%，淀粉的质量含量3.56-5.50%。
8.优选的技术方案为：步骤2中，取芝麻粕粉，与水以1:8-12（w/v）比例混合，将混合物在85-95℃下水浴15-20 min，冷却至室温，调节混合物ph值至3.0-5.5，添加糖化酶，并在45-70℃水浴条件酶解2-5 h，完成后90-100 ℃灭酶活力10-20 min冷却至室温；糖化酶的酶活为200-600 u/g。
9.优选的技术方案为：步骤3中，调节糖化酶酶解液的ph值至6.5-7.5，并在45-55℃水浴条件下用中性蛋白酶和风味蛋白酶，共同水解2.0-6.0 h；完成后90-100℃灭酶活力10-20 min，将最终酶解液4℃下8000-10000
×
g离心15-30 min保留上清液。
10.优选的技术方案为：步骤4中，将上清液的ph值调节至7.0-8.0，放入耐压瓶中，并在600-1000 r/min的磁搅拌油浴中，在100-125℃下加热45-75 min，得到热反应后产物。
11.优选的技术方案为：步骤5中，将热反应后产物与芝麻油按照体积比1:6-14混合，磁力搅拌3-6h，然后冷却至室温。
12.优选的技术方案为：步骤6中，向混合反应结束的油样中加入无水硫酸钠，6000-8000
×
g离心15-25 min去除油中水分，取油样液体，即得浓香芝麻油。
13.优选的技术方案为：所述芝麻油中的水分及挥发物小于或等于0.20%，不溶性杂质小于或等于0.05%，酸值小于或等于2.5 mg/g，过氧化值小于或等于0.15 g/100g。
14.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：1、提高芝麻粕中原料的利用率，通过先后采用糖化酶和蛋白酶水解方法，得到水解产物丰富的酶解液，改变单一利用粕中蛋白质的现状，在一定程度上起到节约资源的作用。
15.2、自源性美拉德产物的生产，与以往的向蛋白体系中另外添加氨基酸与还原糖产生美拉德反应，制备风味增强的美拉德反应产物不同，本发明利用芝麻粕体系中本身含有的氨基酸与还原糖进行美拉德反应，制备出具有芝麻香型导向的美拉德产物，对美拉德反应途径开发有积极意义的。其风味导向型美拉德反应产物添加到芝麻油中，也符合芝麻油不准添加外源香料物质的国家标准。
16.3、提出芝麻油增香的一种改进措施，将得到的自源性美拉德反应产物与芝麻油进行温热混合处理后，获得浓香芝麻油产品，香气更浓郁、持久，气味更协调，避免酶解液与芝麻油直接混合发生高温美拉德反应，造成芝麻油品质的降低。
17.4、方法的简便性，本发明提供的浓香芝麻油的制备方法，工艺简单安全，提取的浓香芝麻油的香味更持久浓郁，品质完全符合国家一级芝麻油标准。
附图说明
18.图1为芝麻粕糖化酶水解因素实验（图1中的a、b、c、d和e分别代表糖化酶添加量、底物浓度、酶解ph、酶解温度和酶解时间对溶液还原糖含量的影响）。
19.图2为芝麻粕蛋白酶水解因素实验（图中的a、b、c、d、e和f分别代表蛋白酶酶解时间、中性蛋白酶添加量、风味蛋白酶添加量、底物浓度、酶解温度和酶解ph对芝麻粕酶解液水解度的影响以及其对应的美拉德产物的感官品质的影响）。
20.图3 美拉德反应产物与芝麻油混合条件因素实验（图中的a、b和c分别代表美拉德产物与芝麻油混合的料油比、时间和温度对芝麻油感官品质的影响）。
21.图4芝麻油电子鼻风味物质雷达图谱（校对组为空气检测，对照组为原芝麻油，低剂量组料油比为1：20，中剂量组为1：12和高剂量组为1：4）。
22.图5为美拉德产物添加量对芝麻油挥发性化合物含量影响。
23.图6为高中低剂量处理的芝麻油样品感官评价得分。
24.图7为本发明工艺流程图。
具体实施方式
25.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本实施例所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
26.请参阅图1-7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整。提供以下实施例以便更好地理解本发明，而非限制本发明。以下实施例中的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为常规生化试剂商店购买所得。
27.实施例1：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法（1）芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过100目筛后备用。
28.（2）芝麻粕糖化酶水解：取过筛粕，与纯水以1:8（w/v）比例混合，后将混合物在90 ℃下水浴15 min，冷却至室温，用氢氧化钠调节混合物ph至4.5，添加糖化酶处理（400 u/g），并在55 ℃水浴条件酶解4 h，然后90 ℃灭酶活力15 min；（3）芝麻粕蛋白酶水解：将（2）所得酶解液调ph至6.5，并在45 ℃水浴条件下用内切酶中性蛋白酶（5000 u/g）、外切酶风味酶（400 u/g）两种蛋白酶共同水解6.0 h，然后90 ℃灭酶15 min，冷却至室温，将最终酶解液4 ℃下8000
×
g离心15 min保留上层清液；（4）美拉德热反应：将（3）所得上清液调节ph至7.5，放入耐压瓶中，并在800 r/min的磁搅拌油浴中，在120 ℃下加热60 min，得到自源性美拉德产物；（5）料油混合：将（4）得到的自源性美拉德产物以1:8（v/v）料油比与芝麻油混合，在60 ℃温度下磁力搅拌4 h,然后冷却至室温；（6）离心：将混合反应结束的油样，添加12%（m/v）无水硫酸钠，6000
×
g离心20 min
去除油中水分，取上层油样液体, 即得浓香芝麻油。
29.实施例2：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法浓香芝麻油制备的具体操作步骤如下：（1）芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过100目筛后备用。
30.（2）芝麻粕糖化酶水解：取过筛粕，与纯水以1:12（w/v）比例混合，后将混合物在90 ℃下水浴15 min，冷却至室温，用氢氧化钠调节混合物ph至4.5，添加糖化酶处理（600 u/g），并在60 ℃水浴条件酶解3 h，然后90 ℃灭酶15 min，冷却至室温；（3）芝麻粕蛋白酶水解：将（2）所得酶解液调ph至7.0，并在55 ℃水浴条件下用内切酶中性蛋白酶（4000u/g）、外切酶风味酶（600 u/g）两种蛋白酶共同水解4.0 h，然后90 ℃灭酶15 min，冷却至室温，将最终酶解液4 ℃下8000
×
g离心15 min保留上层清液；（4）美拉德热反应：将（3）所得上清液调节ph至7.5，放入耐压瓶中，并在800 r/min的磁搅拌油浴中，在110 ℃下加热70 min，得到自源性美拉德产物；（5）料油混合：将（4）得到的自源性美拉德产物以1:10 （v/v）料油比与芝麻油混合，在60 ℃温度下磁力搅拌4 h,然后冷却至室温；（6）离心：将混合反应结束的油样，添加10%（m/v）无水硫酸钠，6000
×
g离心15 min去除油中水分，取上层油样液体, 即得浓香芝麻油。
31.实施例3：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法浓香芝麻油制备的具体操作步骤如下：（1）芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过100目筛后备用。
32.（2）芝麻粕糖化酶水解：取过筛粕，与纯水以1:16（w/v）比例混合，后将混合物在90 ℃下水浴15 min，冷却至室温，用氢氧化钠调节混合物ph至4.5，添加糖化酶处理（800 u/g），并在60 ℃水浴条件酶解2 h，然后90 ℃灭酶15 min，冷却至室温；（3）芝麻粕蛋白酶水解：将（2）所得酶解液调ph至7.5，并在55 ℃水浴条件下用内切酶中性蛋白酶（3000 u/g）、外切酶风味酶（800 u/g）两种蛋白酶共同水解4.0 h，然后90 ℃灭酶15 min，冷却至室温，将最终酶解液4 ℃下8000
×
g离心15 min保留上层清液；（4）美拉德热反应：将（3）所得上清液调节ph至7.5，放入耐压瓶中，并在800 r/min的磁搅拌油浴中，在110 ℃下加热90 min，得到自源性美拉德产物；（5）料油混合：将（4）得到的自源性美拉德产物以1:12（v/v）料油比与芝麻油混合，在60 ℃温度下磁力搅拌4 h,然后冷却至室温；（6）离心：将混合反应结束的油样，添加8%（m/v）无水硫酸钠，6000
×
g离心15 min去除油中水分，取上层油样液体, 即得浓香芝麻油。
33.实施例4：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法1. 种浓香芝麻油的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过筛备用。
34.(2) 芝麻粕糖化酶水解：将芝麻粕原料与水混匀，调节溶液ph，并进行糖化酶酶解，酶解完成后，灭酶，并对水解液离心，得到还原糖含量较多的酶解液；(3) 芝麻粕蛋白酶水解：调节糖化酶处理后的水解液ph，加入中性蛋白酶（内切酶）和风味蛋白酶（外切酶）酶解，水浴加热酶解，反应结束后，灭酶，得到多肽与还原糖含量较多的上清液；
(4)美拉德热反应：调节酶解液ph，并对酶解液进行热处理，促使酶解液中还原糖与多肽氨基酸等发生美拉德反应；(5)料油混合：将热反应后产物与芝麻油进行混合，并在较低温下混合反应；(6)离心：将混合反应结束的油样，加入无水硫酸钠进行离心脱水处理，离心后油样即为浓香芝麻油；所述步骤（1）芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎过80-100目筛，得到过筛芝麻粕，所述芝麻粕原料中的水分含量为1.36-2.35%,蛋白含量35.23-43.40%，淀粉含量3.56-5.50%。
35.所述步骤（2）取过筛粕，与纯水以1:10（w/v）比例混合，芝麻粕（淀粉含量0.5%）糖化酶水解：将混合物在90 ℃下水浴15-20 min，冷却至室温，用氢氧化钠调节混合物ph至3.0-5.5，添加糖化酶处理（200-600 u/g），并在45-70 ℃水浴条件酶解2-5 h，完成后90-100 ℃灭酶活力10-20 min冷却至室温。
36.所述步骤（3），调节糖化酶酶解液ph至6.5-7.5，并在45-55 ℃水浴条件下用内切酶中性蛋白酶（3000-5000 u/g）、外切酶风味酶（400-800 u/g）两种蛋白酶共同水解2.0-6.0 h。完成后90-100 ℃灭酶活力10-20 min，将最终酶解液4 ℃下8000-10000
×
g离心15-30 min保留上层清液。
37.所述步骤（4）美拉德热反应：将所得上清液调节ph至7.0-8.0，放入耐压瓶中，并在600-1000 r/min的磁搅拌油浴中，在100-125 ℃下加热45-75 min，得到自源性美拉德产物。
38.所述步骤(5) 料油混合：将得到的自源性美拉德产物以1:6-14（v/v）料油比与芝麻油混合，在40-80 ℃温度下磁力搅拌3-6 h,然后冷却至室温。
39.所述步骤（6）离心：将混合反应结束的油样，加入无水硫酸钠，6000-8000
×
g离心15-25 min去除油中水分，取上层油样液体, 即得浓香芝麻油。
40.所述芝麻油中的水分及挥发物≤0.20%, 不溶性杂质≤0.05%, 酸值≤2.5 mg/g, 过氧化值≤0.15 g/100g。
41.如图1所示，以还原糖含量作为糖化酶水解程度指标，探究影响芝麻粕糖化酶水解的因素。由图1可知，糖化酶的较合适反应条件在酶添加量为300 u/g、底物浓度10%、ph为5、温度60 ℃、酶解时间3 h附近。如图2所示，以dh及相应美拉德产物的感官总得分为评价指标，探究影响芝麻粕糖化酶水解的因素。由图2可以看出，蛋白酶的较适合水解条件在混合蛋白酶水解时间5 h、中性蛋白酶添加量5000 u/g、风味蛋白酶添加量600 u/g、底物浓度为10%、酶解温度为55 ℃、ph 7.0附近。以感官总得分为评价指标，探究料油混合条件对芝麻油品质的影响。由图2可以发现美拉德反应产物与芝麻油混合，较为适合的条件在料油比1：8（v/v）、混合时间5 h、温度40 ℃附近。
42.由图4可以看出，美拉德产物处理后的芝麻油对电子鼻中r2（对硫化物灵敏）、r7和r9（对硫化物灵敏）传感器的信号强度高于其他传感器，表示油中含氮氧、含硫化合物种类或浓度增加，这类物质是芝麻油香气的重要组成部分。同时，高剂量组处理的芝麻油信号强度相对于中和低剂量组强度更大。因此可以推断出，美拉德产物处理芝麻油可以较好的增强芝麻油的挥发性化合物。
43.图5中对照组为原芝麻油，低剂量组料油比为1：20，中剂量组为1：12和高剂量组为1：4。从图5可以发现，添加美拉德反应产物的芝麻油挥发性化合物含量得到增加，其中以高
剂量组的挥发性物质增加最多，中剂量组次之，低剂量组增加最少。因此美拉德反应产物添加对芝麻油挥发性化合物含量是有影响的，即，随着美拉德产物的增加，芝麻油中挥发性物质随之增多。进一步分析发现，添加美拉德产物的芝麻油，其特征香气物质（2，5-二甲基-吡嗪、2，6-二甲基-吡嗪、2，3-二甲基-吡嗪 、2-乙基-5-甲基-吡嗪、三甲基吡嗪、3-乙基-2，5-二甲基-吡嗪、苯甲醛和2-甲氧基-苯酚等）比原芝麻油的含量较高。这是芝麻油香气增强的主要原因。
44.图6对照组为原芝麻油，低剂量组料油比为1：20，中剂量组为1：12和高剂量组为1：4。如图6所示，分别对四种芝麻油的香气进行感官评价。可以发现，添加美拉德产物的芝麻油香气感官得分均比原芝麻油的得分较高。同时以中剂量组的总体满意度最佳，说明在中计量添加范围的芝麻油香气品质更好。高剂量组芝麻油总体感官稍差的原因可能与芝麻油中刺激性硫化物（乙基正丙基二硫化物和2，4-二甲基-噻唑等）的增加有关。综上自源性美拉德产物在增加芝麻油香气上是有作用的，同时以料油比1：12（v/v）左右添加美拉德产物对芝麻油香气提升较合适。
45.实施例5：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法，包括下列步骤：步骤1：芝麻粕原料处理将芝麻粕粉碎，得到芝麻粕粉；步骤2： 芝麻粕糖化酶水解将芝麻粕粉与水混匀，调节溶液ph值至3.0，加入糖化酶进行糖化酶酶解，酶解完成后，灭酶，并对水解液离心，得到糖化酶酶解液；步骤3：芝麻粕蛋白酶水解调节糖化酶酶解液ph值至6.5，加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行水浴加热酶解，反应结束后，灭酶，离心后得到上清液；步骤4：美拉德热反应调节上清液的ph值至7.0，并对上清液进行热处理，进行美拉德反应，得到热反应后产物；步骤5：料油混合将热反应后产物与芝麻油进行混合，并在40℃进行混合反应；步骤6：离心向混合反应结束的油样加入无水硫酸钠，然后进行离心脱水处理，离心后油样即为浓香芝麻油。
46.优选的实施方式为：步骤1中，芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过80目筛，得到芝麻粕粉，所述芝麻粕粉中的水分的质量含量为1.36%，蛋白质的质量含量为35.23%，淀粉的质量含量3.56%。
47.优选的实施方式为：步骤2中，取芝麻粕粉，与水以1:8（w/v）比例混合，将混合物在85℃下水浴15min，冷却至室温，调节混合物ph值至3.0，添加糖化酶，并在45℃水浴条件酶解2h，完成后90℃灭酶活力10 min冷却至室温；糖化酶的酶活为200u/g。
48.优选的实施方式为：步骤3中，调节糖化酶酶解液的ph值至6.5，并在45℃水浴条件下用中性蛋白酶和风味蛋白酶，共同水解2.0h；完成后90℃灭酶活力10min，将最终酶解液4
℃下8000
×
g离心15 min保留上清液。
49.优选的实施方式为：步骤4中，将上清液的ph值调节至7.0，放入耐压瓶中，并在600r/min的磁搅拌油浴中，在100℃下加热45 min，得到热反应后产物。
50.优选的实施方式为：步骤5中，将热反应后产物与芝麻油按照体积比1:6混合，磁力搅拌3h，然后冷却至室温。
51.优选的实施方式为：步骤6中，向混合反应结束的油样中加入无水硫酸钠，6000
×
g离心15 min去除油中水分，取油样液体，即得浓香芝麻油。
52.优选的实施方式为：所述芝麻油中的水分及挥发物小于或等于0.20%，不溶性杂质小于或等于0.05%，酸值小于或等于2.5 mg/g，过氧化值小于或等于0.15 g/100g。
53.实施例6：一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法一种自源美拉德反应浓香芝麻油的制备方法，包括下列步骤：步骤1：芝麻粕原料处理将芝麻粕粉碎，得到芝麻粕粉；步骤2： 芝麻粕糖化酶水解将芝麻粕粉与水混匀，调节溶液ph值至5.5，加入糖化酶进行糖化酶酶解，酶解完成后，灭酶，并对水解液离心，得到糖化酶酶解液；步骤3：芝麻粕蛋白酶水解调节糖化酶酶解液ph值至7.5，加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行水浴加热酶解，反应结束后，灭酶，离心后得到上清液；步骤4：美拉德热反应调节上清液的ph值至8.0，并对上清液进行热处理，进行美拉德反应，得到热反应后产物；步骤5：料油混合将热反应后产物与芝麻油进行混合，并在80℃进行混合反应；步骤6：离心向混合反应结束的油样加入无水硫酸钠，然后进行离心脱水处理，离心后油样即为浓香芝麻油。
54.优选的实施方式为：步骤1中，芝麻粕原料处理：将芝麻粕粉碎，过100目筛，得到芝麻粕粉，所述芝麻粕粉中的水分的质量含量为2.35%，蛋白质的质量含量为43.40%，淀粉的质量含量5.50%。
55.优选的实施方式为：步骤2中，取芝麻粕粉，与水以1: 12（w/v）比例混合，将混合物在95℃下水浴20 min，冷却至室温，调节混合物ph值至5.5，添加糖化酶，并在70℃水浴条件酶解5 h，完成后100 ℃灭酶活力20 min冷却至室温；糖化酶的酶活为600 u/g。
56.优选的实施方式为：步骤3中，调节糖化酶酶解液的ph值至7.5，并在55℃水浴条件下用中性蛋白酶和风味蛋白酶，共同水解6.0 h；完成后100℃灭酶活力20 min，将最终酶解液4℃下10000
×
g离心30 min保留上清液。
57.优选的实施方式为：步骤4中，将上清液的ph值调节至.0，放入耐压瓶中，并在1000 r/min的磁搅拌油浴中，在125℃下加热75 min，得到热反应后产物。
58.优选的实施方式为：步骤5中，将热反应后产物与芝麻油按照体积比1:14混合，磁
力搅拌6h，然后冷却至室温。
59.优选的实施方式为：步骤6中，向混合反应结束的油样中加入无水硫酸钠，8000
×
g离心25 min去除油中水分，取油样液体，即得浓香芝麻油。
60.优选的实施方式为：所述芝麻油中的水分及挥发物小于或等于0.20%，不溶性杂质小于或等于0.05%，酸值小于或等于2.5 mg/g，过氧化值小于或等于0.15 g/100g。
61.上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图具以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。