一種老年人專用的低鈉復合肽鹽的工藝研究

梅 露，張左勇，孫漢巨，王軍輝，何述棟，張 強

（1.合肥工業(yè)大學生物與食品工程學院，安徽合肥 230009；2.安徽省功能性復合調味品重點實驗室，安徽強旺調味食品有限公司，安徽界首 236500）

0 引言

隨著社會人口老齡化的日益加劇，老年人的健康問題越來越多地受到日常生活飲食的影響。研究表明，攝入高鈉鹽不僅會對老年人的血壓有很大的影響，也可能對心、肝和腎等其他器官產生不同程度的損害[1]。從19世紀80年代開始，由低鈉、高鉀和高鎂構成的代用鹽就開始被應用，但鉀鹽、鎂鹽代替鈉鹽均會產生金屬苦味，無法有氯化鈉那樣較好的咸味口感，所以市場上的鉀鎂代用鹽的推廣不是很順利[2]。而大豆粕（Soybean meal）是大豆油生產過程中的副產物，含有豐富的蛋白質（40%～48%）和人體必需的氨基酸[3]。通過美拉德反應制備的大豆美拉德風味肽不僅具有高鮮味、咸味和低苦味的特點，還具有抗菌、抗過敏、抗氧化、增強人體免疫力、調節(jié)人體生理功能的作用[4]。所以將大豆美拉德風味肽這種“自然、營養(yǎng)、健康”的風味增強肽加入調味鹽中降低氯化鈉的含量，生產一種老年人專用的低鈉復合肽鹽，具有廣闊的應用前景。

花青素是類黃酮物質，能有效螯合金屬離子、清除超氧自由基和羥基自由基，預防癌癥、阿爾茨海默病和心血管疾病，保護腦神經免受氧化，改善睡眠質量[5]。低聚果糖是一種水溶性益生元，能明顯改善腸道內微生物種群比例，減少和抑制腐敗物質的產生，調節(jié)腸道內平衡，促進腸道蠕動，有效防止便秘和腹瀉[6]。生姜作為藥食同源的食品之一，能增加食物的香氣、保護消化系統(tǒng)、預防心腦血管疾病和提高機體免疫力[7]。大蒜有健胃消食的功能，其中含有的蒜氨酸、大蒜辣素、皂苷等成分，還具有抗氧化、抗腫瘤、抗菌、防治心血管疾病等功效[8]。花椒能除腥氣，賦予食品清香味和麻辣感，另外還能除濕、溫中散寒，具有抑菌、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、麻醉、抗氧化等功效[9]。通過添加低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉等輔料，不僅可以提升風味特性，還降低了復合肽鹽中鈉的含量，賦予其一定的功能性，具有營養(yǎng)健康的優(yōu)點。

根據低鈉鹽的標準，固定氯化鈉、氯化鉀、谷氨酸鈉、酵母粉、肌苷酸和精氨酸的添加量，研究美拉德風味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉，花椒粉的添加量。針對我國老年人特點專門研發(fā)一款可以降低高血壓、心血管疾病和冠心病的低鈉復合肽鹽，這將更好地適應我國調味鹽市場的發(fā)展需求，具有廣闊的應用前景。

1 材料與方法

1.1 原材料與試劑

市售大豆粕；生姜、蒜、花椒、食鹽和味精，均購于合肥家樂福超市；堿性蛋白酶（200 000 U/g）、中性蛋白酶（60 000 U/g）、木瓜蛋白酶（60 000 U/g）和風味蛋白酶（50 000 U/g），均為食品級，購于北京奧特星生物技術有限公司；氯化鉀、肌氨酸、精氨酸、酵母粉、花青素和低聚果糖，均為食品級。

1.2 儀器與設備

HK-02A型中藥粉碎機，廣州旭朗機械設備有限公司產品；XDW-6J型振動式細胞級超微粉碎機，濟南達微機械有限公司產品；AR1140型電子分析天平，上海民橋精密科學儀器有限公司產品；HC-3018R型高速冷凍離心機，安徽中科中佳科學儀器有限公司產品；RE-52AA型旋轉蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠產品；LGJ-12型真空冷凍干燥機，北京松源華興科技發(fā)展有限公司產品；PHS-3C型精密pH計，上海圣科儀器設備有限公司產品；HH-2型數顯恒溫水浴鍋，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司產品；DS-T200A型高速多功能粉碎機，上海頂帥電器有限公司產品；NR200型手持式色差計，深圳3NH科技有限公司產品；RCT磁力攪拌器，德國IKA儀器設備有限公司產品。

1.3 美拉德風味肽制備

1.3.1 工藝流程

豆粕→粉碎→過篩→水粉混合→堿性蛋白酶酶解→復合蛋白酶酶解→離心→濃縮→冷凍干燥→美拉德反應→冷凍干燥→密封保存。

1.3.2 操作要點

（1）豆粕的預處理。豆粕的新鮮程度和美拉德風味肽的品質密切相關，購買時應選擇新鮮、無異味的豆粕。用中藥粉碎機粉碎至80目篩以下，收集后備用。

（2） 酶解。大豆粕的酶解工藝條件為 6%（W/V） 的大豆粕溶液先調節(jié)初始pH值為10.0，添加底物蛋白質含量0.4%（W/W）的堿性蛋白酶，在50℃下酶解3 h；再調節(jié)pH值為6.5，添加復合蛋白酶（0.3%木瓜蛋白酶、0.25%中性蛋白酶和0.2%風味蛋白酶），在55℃下酶解4 h后，將酶解液加熱至90℃保持15 min，滅酶[10]。

（3） 離心。在溫度4℃，轉速8 000 r/min條件下，將水解液離心15 min，上清液收集備用。

（4）濃縮和冷凍干燥。將得到的上清液用旋轉蒸發(fā)儀在60℃下濃縮至原溶液的20%，用真空冷凍干燥機，在-50℃及真空度50 Pa下，干燥至水分含量≤5%為止，得到大豆多肽。

（5）美拉德反應。將大豆多肽∶半胱氨酸∶木糖按5∶1∶2的比例混合，調節(jié)底物質量分數為20%（W/V）。將溶液pH值調節(jié)至7.4，在帶磁力攪拌器的油浴鍋中120℃下加熱120 min。反應結束后，立即放入涼水中冷卻[11]。

（6） 冷凍干燥。在-50℃及真空度50 Pa下，冷凍干燥美拉德反應液至水分含量≤5%為止，得到美拉德風味肽。

1.4 試驗方法

1.4.1 原料配比單因素試驗

在原料配比單因素試驗中，先固定加入6 g氯化鈉、3 g氯化鉀、0.4 g谷氨酸鈉、0.2 g酵母粉、0.02 g肌氨酸和0.02 g精氨酸，再分別以美拉德風味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉添加量為單因素，感官品質和DPPH·清除率為評價指標，確定最佳添加量。

（1）美拉德風味肽添加量的單因素試驗。固定低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉的用量分別為1.0，0.1，0.1，0.1，0.04 g，美拉德風味肽的添加量分別為0，1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，混合物料使用超微粉碎機粉碎5 min，使其充分混合均勻。研究美拉德風味肽添加量對低鈉復合肽鹽的感官品質和DPPH·清除率影響。

（2）低聚果糖添加量的單因素試驗。固定美拉德風味肽、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉的用量分別為0.2，0.1，0.1，0.1，0.04 g，低聚果糖添加量分別為0，5.0%，10.0%，15.0%，20.0%，混合物料使用超微粉碎機粉碎5 min，使其充分混合均勻。研究低聚果糖添加量對低鈉復合肽鹽的感官品質和DPPH·清除率的影響。

（3）花青素添加量的單因素試驗。固定美拉德風味肽、低聚果糖、生姜粉、蒜粉和花椒粉的用量分別為0.2，1.0，0.1，0.1，0.04 g，花青素添加量分別為0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，混合物料使用超微粉碎機粉碎5 min，使其充分混合均勻。研究花青素添加量對低鈉復合肽鹽的感官品質和DPPH·清除率的影響。

（4）生姜粉添加量的單因素試驗。固定美拉德風味肽、低聚果糖、花青素、蒜粉和花椒粉的用量分別為0.2，1.0，0.1，0.1，0.04 g，生姜粉添加量分別為0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，混合物料使用超微粉碎機粉碎5 min，使其充分混合均勻。研究生姜粉添加量對低鈉復合肽鹽的感官品質和DPPH·清除率的影響。

（5）蒜粉添加量的單因素試驗。固定美拉德風味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉和花椒粉的用量分別為0.2，1.0，0.1，0.1，0.04 g，蒜粉添加量分別為0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，混合物料使用超微粉碎機粉碎5 min，使其充分混合均勻。研究蒜粉添加量對低鈉復合肽鹽的感官品質和DPPH·清除率的影響。

（6）花椒粉添加量的單因素試驗。固定美拉德風味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉和蒜粉的用量分別為0.2，1.0，0.1，0.1，0.1 g，花椒粉添加量分別為0，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，混合物料使用超微粉碎機粉碎5 min，使其充分混合均勻。研究花椒粉添加量對低鈉復合肽鹽的感官品質和DPPH·清除率的影響。

1.4.2 最佳配方的正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，篩選出對低鈉復合肽鹽的整體特性（包括感官特性、抗氧化能力和顏色）影響較大的3個因素（分別是美拉德風味肽、花青素和蒜粉添加量），進行L9（33）的正交試驗，優(yōu)化并確定低鈉復合肽鹽的最佳配方。

低鈉復合肽鹽正交試驗的因素與水平設計見表1。

表1 低鈉復合肽鹽正交試驗的因素與水平設計/%

1.4.3 感官評價

將調配好的低鈉復合肽鹽以0.5∶100（W/V）比例溶于蒸餾水中，在60℃水浴下加熱10 min后，對其進行感官評價。由10位具有豐富風味評定經驗的人員，采用100分制評分法，分別從低鈉復合肽鹽的風味、口感和色澤3個方面進行評分，分數分別為X1，X2，X3，取平均值作為最終分數[12]。

低鈉復合肽鹽感官評分標準見表2。

表2 低鈉復合肽鹽感官評分標準

1.4.4 顏色的測定

取10 g的低鈉復合肽鹽樣品于小燒杯中，使用色差儀測定樣品的L*值，a*值和b*值，每個樣品測量3次取平均值。

1.4.5 DPPH自由基清除能力的測定

參照Makhloufgafsi I等人[13]方法：將低鈉復合肽鹽樣品配置成2 mg/mL溶液，DPPH·粉末加入無水乙醇，配置成濃度0.2 mmol/L溶液。準確吸取樣品溶液2 mL，分別與2 mL濃度0.2 mmol/L DPPH·無水乙醇溶液混合，置于黑暗環(huán)境中30 min，于波長517 nm處測定吸光度，并將此時的吸光度記為A1；等體積的無水乙醇與DPPH·溶液混勻后，相同條件下測吸光度，記錄此時的吸光度為A0；等體積的無水乙醇和樣品溶液混合后測吸光度，記錄此時的吸光度為A2。DPPH·清除率（%） 計算公式如下：

1.5 數據處理與分析

采用SPSS 19.0對數據進行方差分析，p＜0.05表明差異顯著，使用Origin 9.0作圖，每組試驗至少重復3次。

2 結果與分析

2.1 低鈉復合肽鹽抗氧化和感官評價研究結果

2.1.1 美拉德風味肽添加量對低鈉復合肽鹽品質的影響

美拉德風味肽添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響見圖1。

隨著美拉德風味肽添加量的增加，低鈉復合肽鹽的DPPH·清除能力顯著升高，說明美拉德風味肽具有較強的抗氧化性，其添加可以顯著提高復合肽鹽的抗氧化能力。另外，復合肽鹽的感官品質隨著

圖1 美拉德風味肽添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響

美拉德風味肽添加量的增加先上升后下降：當美拉德風味肽添加量在3.0%時，復合肽鹽具有最高的感官評分（80.09分）；當添加量超過3.0%時，美拉德風味肽會造成感官品質下降。這是因為美拉德風味肽可以改善風味、增加厚味，讓調味品更大限度的發(fā)揮其應有的效力[14]。但美拉德風味肽過量添加時，其風味過于突出，會掩蓋其他輔料的味道，破壞整體風味的和諧。結合2項指標，美拉德風味肽的添加量確定為3.0%。

2.1.2 低聚果糖添加量對低鈉復合肽鹽品質的影響

低聚果糖添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響見圖2。

圖2 低聚果糖添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響

隨著低聚果糖添加量的增多，復合肽鹽的DPPH·清除率并無顯著變化，說明低聚果糖對于肽鹽的抗氧化性沒有顯著的影響。這是因為低聚果糖作為一種腸道菌群益生元，更多是對腸道中有益菌群的選擇性增殖，調節(jié)菌群結構，緩解腹瀉和便秘[15]。另外，感官品質隨著低聚果糖添加量的增加先上升后下降：當低聚果糖添加量在5.0%時，復合肽鹽具有最高的感官評分（86.18分）；但是當低聚果糖添加量超過5.0%時，其感官評分急劇下降。這是因為低劑量的低聚果糖賦予了復合肽鹽一定強度的甜味，可提高其風味；而添加過多時，低聚果糖獨有的甜味會過于突出，掩蓋其他輔料的風味，造成感官評分下降。所以確定低聚果糖添加量為5.0%。

2.1.3 花青素添加量對低鈉復合肽鹽品質的影響

花青素添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響見圖3。

圖3 花青素添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響

當花青素添加量在1.0%～2.0%時，復合肽鹽的DPPH·清除率顯著上升；當花青素添加量在1.0%～2.0%時，上升趨勢變得緩慢。花青素是花色苷水解得到的有色物質，是一種廣泛應用的植物水溶性天然色素，是最有效的抗氧化劑和自由基清除劑[16]。隨著花青素添加量的增加，復合肽鹽的感官評分先上升后下降：當花青素添加量在1.0%時，復合肽鹽的感官評分最高（94.78分）；但是當花青素添加量超過1.0%時，其感官評分急劇下降。這是因為低劑量的花青素會賦予復合肽鹽均勻明亮的紫紅色，提升感官評分；而花青素添加過量時，會使復合肽鹽呈現過深的紫黑色，且花青素特有的味道較突出，使復合肽鹽產生不和諧的風味。綜合來看，確定花青素添加量為1.0%。

2.1.4 生姜粉添加量對低鈉復合肽鹽品質的影響

生姜粉添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響見圖4。

圖4 生姜粉添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響

隨著生姜粉添加量的增加，其對復合肽鹽的DPPH·清除率可達到80%以上，但是無顯著變化，說明生姜粉添加量的大小對復合肽鹽的抗氧化性作用較小。另外，感官評分隨著生姜粉添加量的增大，先上升后下降，在生姜粉添加量為0.5%時達到最大（85.76分）。這是因為加入少量的生姜粉可以增強復合肽鹽的香味和口感；但生姜粉添加過多時，生姜突出的辛辣味，會影響口感，破壞整體的風味。所以，生姜粉添加量確定為0.5%。

2.1.5 蒜粉添加量對低鈉復合肽鹽感官評分的影響

蒜粉添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響見圖5。

圖5 蒜粉添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響

隨著蒜粉添加量的增加，低鈉復合肽鹽的DPPH·清除能力顯著升高，說明蒜粉可以顯著提高復合肽鹽的抗氧化性。這是因為大蒜中含有蒜氨酸、大蒜辣素和皂苷等多種活性物質，它們具有抗氧的功能性。另外，感官評分隨著蒜粉添加量的增加先上升后下降：在1.0%時，感官評分最高（95.09分）；當蒜粉添加量超過1.0%時，感官評分開始下降。這是由于大蒜中含有豐富的硫化物[17]，蒜粉添加過量時，會賦予復合肽鹽獨特的刺激性氣味，從而降低感官評分。所以，蒜粉添加量確定為1.0%。

2.1.6 花椒粉添加量對低鈉復合肽鹽感官評分的影響

花椒粉添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響見圖6。

圖6 花椒粉添加量對低鈉復合肽鹽DPPH·清除率和感官評分的影響

隨著花椒粉添加量的增加，其對復合肽鹽的DPPH·清除率達到了90%以上，但是無顯著變化，這可能是花椒粉的整體添加量較小，且未添加花椒粉時復合肽鹽就具有較高的DPPH·清除率。另外，感官評分隨著花椒粉添加量的增大，先上升后下降。在花椒粉添加量為0.4%時，達到最大（94.88分）。因為花椒具有芳香的味道，所以隨著花椒粉的加入，復合肽鹽的風味有明顯增強；但花椒粉添加量過高，花椒會產生刺鼻的氣味，降低感官品質。所以，花椒粉添加量確定為0.4%。

2.2 低鈉復合肽鹽色差研究結果

將上述輔料按設計量加入配成復合肽鹽，稱取10 g的復合肽鹽，用色差儀測定顏色。L*值表示亮暗程度，“+”表示偏亮，“-”表示偏暗；a*值表示紅綠值，“+”表示偏紅，“-”表示偏綠；b*值表示黃藍值，“+”表示偏黃，“-”表示偏藍[18]。

低鈉復合肽鹽顏色變化見表3。

表3 低鈉復合肽鹽顏色變化

由表3可知，美拉德風味肽、低聚果糖、生姜粉、蒜粉和花椒粉添加后，L*值、a*值和b*值大小沒有顯著變化，說明其對復合肽鹽的顏色無顯著影響，因為這些輔料本身的顏色并不突出，且添加量較少。隨著花青素添加量的增大，L*值先增大后減小、a*值和b*值均顯著增加，說明花青素是造成復合肽鹽顏色變化的主要原因，且隨著花青素添加量的增加，復合肽鹽的顏色顯著加深。花青素是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，當添加量較少時，呈現鮮艷明亮的紫紅色；若花青素添加過量時，就會呈現暗紫黑色，使肽鹽顏色加深。所以，加入適量的花青素可以賦予肽鹽明亮的色澤，達到美觀的效果。

2.3 低鈉復合肽鹽配方優(yōu)化正交試驗

根據之前所測的單因素試驗結果，篩選出對低鈉復合肽鹽的整體特性（包括感官特性、抗氧化能力和顏色）影響較大的3個因素（分別是美拉德風味肽、花青素和蒜粉添加量），進行L9（33）正交試驗，優(yōu)化并確定低鈉復合肽鹽的最佳配方。

感官品質的正交試驗結果見表4，DPPH·清除率的正交試驗結果見表5。

表4 感官品質的正交試驗結果

表5 DPPH·清除率的正交試驗結果

綜合感官評分和DPPH·清除率，最優(yōu)方案確定為A2B1C3，即復合肽鹽的最佳配方添加量為氯化鈉55.5%，氯化鉀27.8%，谷氨酸鈉3.7%，酵母粉1.9%，肌苷酸0.19%，精氨酸0.19%，美拉德風味肽3.1%，低聚果糖4.7%，花青素0.72%，生姜粉0.55%，蒜粉1.3%，花椒粉0.35%。

3 結論

以大豆粕為主要原料制備美拉德風味肽，以抗氧化性、感官評分和顏色為指標，依次通過單因素試驗和正交試驗，研究了美拉德風味肽、花青素、低聚果糖、蒜粉、花椒粉、生姜粉制備的低鈉復合肽鹽的最優(yōu)配方，即各組分添加量為氯化鈉55.5%，氯化鉀27.8%，谷氨酸鈉3.7%，酵母粉1.9%，肌苷酸0.19%，精氨酸0.19%，美拉德風味肽3.1%，低聚果糖4.7%，花青素0.72%，生姜粉0.55%，蒜粉1.3%，花椒粉0.35%。

隨著社會老齡化加劇，人們生活水平的提高及保健意識的加強，更多老年人開始注重飲食的養(yǎng)生及保健功能。而該低鈉復合肽鹽有一定的抗氧化性能，能夠降低高鈉鹽攝入引起的心血管疾病的風險，同時具有生姜、蒜、花椒等配料的復合香味，味道協調統(tǒng)一、口感醇厚、味道鮮美，顏色鮮艷均勻。該產品具有保健功能的低鈉復合肽鹽勢必會受到越來越多的消費者的青睞，市場前景廣闊。