不同繅絲干蛹酶解液及其葡萄糖反應物的味感比較

趙園園,吳 肖,孔令會

(廣東匯香源生物科技股份有限公司,廣東廣州 510663)

不同繅絲干蛹酶解液及其葡萄糖反應物的味感比較

趙園園,吳 肖,孔令會

(廣東匯香源生物科技股份有限公司,廣東廣州 510663)

為了對不同酶種繅絲干蛹酶解液與葡萄糖反應物的味感變化進行研究。本文以繅絲干蛹為原料,用不同蛋白酶進行水解,將其水解液及相應的葡萄糖反應物,采用高效液相色譜法和感官評定法進行分析,確定氨基酸含量的消長變化與味感的相關性。結果表明:在不同酶解方法中,Alcalase2.4L蛋白酶和Protamex蛋白酶分別與風味蛋白酶共同作用后,水解液鮮甜味氨基酸含量較高,分別達到48.7%和53.88%,鮮甜感強;酶解液與葡萄糖反應后,鮮甜味氨基酸含量分別為32.7%和26.6%,鮮甜味降低。說明繅絲干蛹酶解液鮮甜味氨基酸參與熱反應并導致反應物味感降低。

繅絲干蛹,酶解,美拉德反應

蠶桑業(yè)在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中具有特殊重要的地位,是粵西、粵北及西江流域蠶桑產(chǎn)區(qū)的重要經(jīng)濟支柱[1-2]。蠶蛹是制絲工業(yè)的主要副產(chǎn)品,蛋白質含量豐富,脫脂蛹粗蛋白含量可達77%[3-6]。因此高蛋白蠶蛹大宗副產(chǎn)物的高值化利用對我國蠶桑產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

生物技術的發(fā)展為蠶蛹蛋白副產(chǎn)物的開發(fā)和利用提供了寬廣的途徑,已有很多學者致力于蠶蛹蛋白酶解產(chǎn)物生物活性方面的研究[7-10],進行營養(yǎng)保健食品的研究開發(fā)。但以繅絲蠶蛹為原料,通過現(xiàn)代食品加工技術和生物技術,尤其是作為制絲工業(yè)主要副產(chǎn)物的繅絲干蛹更未見諸研究。繅絲干蛹風味獨特濃烈,而且充分利用其豐富的蛋白酶解資源,開辟天然、營養(yǎng)、健康的風味配料具有重要現(xiàn)實意義。本課題根據(jù)蠶蛹蛋白的結構和特性,實現(xiàn)干蛹蛋白的高效深度酶解,提高蛋白質的利用率,并探討深度酶解產(chǎn)物與葡萄糖進行美拉德反應后,氨基酸類物質消長變化與呈味性能的相關性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

繅絲干蛹 廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所;Protamex蛋白酶(1.5AU-N/g),風味蛋白酶(Flavourzyme,500LAPU/g),Alcalase2.4L蛋白酶(1.73×105U/g),胰蛋白酶(1450usp-u/mg) 諾維信(中國)生物技術有限公司;木瓜蛋白酶(90×105U/g) 廣州市華琪生物科技有限公司;葡萄糖 廣州澤明科技發(fā)展有限公司;其它試劑均為分析純。

表1 干蛹酶解液感官評分標準Table 1 Sensory score standard of dry silkworm pupa enzymatic hydrolysates

表2 五種繅絲蠶蛹蛋白酶解液品評結果Table 2 Sensory scores and flavor descriptions of five enzymatic hydrolysates of silkworm pupa protein

JJ1000型電子天平 常熟市雙杰測試儀器廠;微型高速粉碎機 廣州市德章機械設備有限公司;JB90-D電動攪拌器 上海標本模型廠;HH-1型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司;TC-15型套式恒溫器 海寧市新華醫(yī)療器械廠;膠體磨 自制。

1.2 實驗方法

1.2.1 繅絲干蛹酶解方案 繅絲干蛹進行分揀,取其雜質和未分離干凈的蠶絲,然后粉碎,加水,兩者的質量比為1∶1,混合均勻后過膠體磨,根據(jù)前期研究結果,綜合考慮性價比,分別加入繅絲干蛹蛋白質總量0.5%的Protamex蛋白酶,胰蛋白酶,木瓜蛋白酶,Alcalase 2.4L蛋白酶和風味蛋白酶單獨進行酶解,以及將Alcalase 2.4L蛋白酶與風味蛋白酶、Protamex蛋白酶與風味蛋白酶按1∶1復配后進行復合酶解,各酶采用各自的酶解條件,酶解6h得酶解液。根據(jù)1.4感官品評分析結果,從中篩選出味感較好酶解液的酶解方法。

1.2.2 美拉德反應 利用上述篩選出的酶解方法制備酶解液,加入與繅絲干蛹蛋白質總質量相同的葡萄糖,溶解均勻后在(100±1)℃條件下進行攪拌加熱反應,達到既定時間后停止反應,迅速冷卻至常溫,稱其質量,保持質量恒定,低溫保存。所得樣品進行感官品評,選擇味感較好的反應物,采用高效液相色譜進行氨基酸分析。

1.3 分析方法

采用高效液相色譜法對繅絲干蛹蛋白酶解液以及其葡萄糖反應物的氨基酸分子組成種類及含量進行測定。分析條件:柱溫38℃,Inertsil ODS-SP色譜柱,150×4.6mm,5μm。流動相A:4.0g乙酸銨/1L,流動相B:80%乙腈。檢測波長254nm;流速:1mL/min。根據(jù)標準氨基酸的出峰保留時間,峰面積和分子質量首先確定擬合曲線,然后根據(jù)擬合曲線,通過保留時間計算所測各氨基酸分子相對含量,這種計算程序已經(jīng)輸入高效液相色譜分析程序,所以氨基酸分子相對含量的結果直接輸出。

1.4 感官品評設計

感官測評后選中的每個樣品制作3次,混勻過膠體磨,然后對每一個樣品采取3位數(shù)字進行隨機編碼,每一組包括3個樣品,每一個樣品在50℃恒溫水浴鍋中恒溫一段時間,然后沖成體積分數(shù)1%,倒入一次性淺口塑料杯,在聞香室由嗅聞小組成員打分,每一個樣品被不同的成員嗅聞3次(包括品嘗),根據(jù)得分取其平均值。得分采用10分制,即最高分為10分,最低分為0分,每1分為一個級別,評分標準見表1所示。感官嗅聞之后取得分在5分及以上分之間的單因素范圍條件進行高效液相色譜測定氨基酸分子分析。其中嗅聞小組成員是經(jīng)過專門訓練的調香師或者反應工程師組成,總共13人。

2 結果與分析

2.1 五種蛋白酶酶解液風味品評結果

由表2可知,無論單酶作用還是多酶復合作用,酶解產(chǎn)物均有腥味存在,這是由于繅絲干蛹脂肪含量相當高[5],而脂肪是產(chǎn)生香氣特征風味的主體物質[11](本實驗所用干蛹未經(jīng)過脫脂)。另外,不同酶作用產(chǎn)生的味感差異較大,這與酶作用的特異性以及水解部位相關[12-13],木瓜蛋白酶和胰蛋白酶主要生成疏水性氨基酸,因而苦味較強[15-16]。結果也表明,兩種酶共同作用比單個酶作用的酶解液鮮甜感、濃厚感以及回味都有一定程度的增強,這與酶共同作用的協(xié)同增效以及蛋白深度水解有大關系[14-15]。以上的實驗結果與魯珍等的酶解研究結果一致[16]。因此,為了提高酶解液的鮮甜和濃厚感,選用兩種酶復配以及深度酶解的酶解方法。

2.2 復合酶(Protamex蛋白酶與風味蛋白酶)酶解液與葡萄糖反應前后氨基酸相對含量變化

由表3可以看出,酶解液中鮮甜味氨基酸,如天門冬氨基酸,谷氨酸,絲氨酸,甘氨酸,蘇氨酸,丙氨酸占總游離氨基酸48.7%,幾乎占總游離氨基酸一半,因而反應前酶解液比較鮮甜,這與表2感官品評結果較一致。酶解液與葡萄糖反應后,鮮甜味氨基酸占總游離氨基酸32.7%,表明鮮甜味氨基酸反應活性較強于其它氨基酸,反應后的反應物鮮甜味降低。從氨基酸的變化量可以看出,亮氨酸變化最大,反應活性最強,其次是丙氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸,賴氨酸等。同時,反應物呈現(xiàn)醬烤香,肉香較弱,這由表3檢測結果可以體現(xiàn),含硫氨基酸是產(chǎn)生肉味的主要化合物,尤其是半胱氨酸,這與以前的研究結果一致[17],但是與魯珍等結果不一致[16],這可能因酶解差異造成。

表3 復合酶(Protamex蛋白酶與風味蛋白酶)酶解液與葡萄糖反應前后氨基酸相對含量變化Table 3 Comparative evalution of Amino acids from enzymatic hydrolysate of protamex and flavourzyme and glucose Maillard Reaction

2.3 復合酶(Alcalase 2.4L蛋白酶與風味蛋白酶)酶解液與葡萄糖反應前后氨基酸相對含量變化

由表4可以看出,酶解液中鮮甜味氨基酸占總游離氨基酸53.88%,超過總游離氨基酸一半,反應前酶解液比較鮮甜,這與表2感官品評結果較一致。酶解液與葡萄糖反應后,鮮甜味氨基酸占總游離氨基酸26.6%,表明鮮甜味氨基酸反應活性較強于其它氨基酸,反應后的反應物鮮甜味降低。從氨基酸的變化量可以看出,蘇氨酸變化量最大,反應活性最強,其次是丙氨酸,亮氨酸等。反應物主體呈現(xiàn)烤香,肉香很弱,這與表3結果一致。這種結果的出現(xiàn)除了與氨基酸在此體系中的反應活性有關外,可能也與整個反應體系的反應構建和組成有關,因為熱反應過程是一個復雜的反應網(wǎng)絡,并不是單獨反應存在,而是各反應鏈式共同作用過程,鮮甜味氨基酸在此體系中味感變化明顯。

3 結論

3.1 由感官品評及酶解液鮮甜味氨基酸檢測結果表明,Alcalase 2.4L與風味蛋白酶復合酶解后酶解液鮮甜感最強烈,其次為Protamex蛋白酶與風味蛋白酶復合酶解后的酶解液,單酶作用鮮甜感較弱,口感單薄。

表4 復合酶(Alcalase 2.4L蛋白酶與風味蛋白酶)酶解液與葡萄糖反應前后氨基酸相對含量變化Table 4 Comparative evalution of Amino acids from enzymatic hydrolysate of Alcalase 2.4L and flavourzyme and glucose Maillard Reaction

3.2 復合酶酶解液與葡萄糖反應后,鮮甜感降低,鮮甜味氨基酸由于反應活性較強總量損失較大,各氨基酸在不同體系中反應活性有差異,因而形成的反應物香氣有差異。

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Study on the flavor of enzymatic hydrolysis ofdry silkworm pupa and glucose by maillard reaction

ZHAO Yuan-yuan,WU Xiao,KONG Ling-hui

(Guangdong Hisony Biotechnology Co. Ltd.,Guangzhou 510663,China)

The relativity between the comparative evaluation of amino acids and taste was gained by comparing the dry silkworm pupa different enzymatic hydrolysates and glucose through Maillard reaction. The main sweet and umami amino acids of dry silkworm pupa enzymatic hydrolysates were studied with glucose by the ways of HPLC and sensory methods. The results showed that the hydrolysates aroma of Alcalase 2.4L and protamex and flavourzyme were the best and the aroma amino acids were 48.7% and 53.88%,the contents of the aroma amino acids were 32.7% and 26.6% after Maillard reaction with glucose,and different amino acids had different reaction activities,the flavoring of reactions were different. The sweet and umami amino acids were decreased.

dry silkworm pupa;enzymatic hydrolysis;Maillard reaction

2015-01-12

趙園園(1985-),女,碩士研究生,研究方向:食品風味配料。

黃埔區(qū)科技計劃項目(201433)。

TS264.9

A

1002-0306(2015)13-0099-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.012