呈味肽制备天然复合调味料的研究进展.pdf
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1、2 0 1 2年第 1 O期 总第 3 7 卷 中国调味品 C HI NA C 0NDI MENT 专论综述 呈 味肽 制备天然复合调味料 的研 究进展 鲁珍,秦小 明,穆利 霞,邹宇晓,刘军,廖森泰(1 广 东海洋 大学 食 品科技 学 院,广东 湛 江5 2 4 0 8 8;2 广东 省农业 科 学 院蚕业 与农产 品加 工研 究所 广东 省农产 品加 工重 点实验 室,广 州 5 1 0 6 1 0)摘要:呈 味肽 是利 用 生物技 术 由氨基 酸合 成或 酶水 解后 得到 的、分子 量 5 0 0 1 5 0 0 Da 之 间的低 聚肽,具 有特殊的呈味效果,是高档复合调味品、香精香料
2、的重要基料。主要综述了呈味肽的种类及制备方法的 研 究进展,并对 呈味肽 在 未来 天然 复合调味 料产 品 中的应 用前景进 行展 望。关键 词:呈味 肽;制备;天 然复合 调味料 中图分类号:T S 2 6 4 3 文献标识码:A 文章编号:1 o 0 0 9 9 7 3(2 O 1 2)1 O O O O 7 一O 5 Re s ea r c h o n Pr o g r e s s a n d Ap pl i c a t i o n i n Na t u r e Co mp o s i t e Co n di me n t s o f Fl a v or P ep t i d e s
3、LU Zh e n ,QI N Xi a o-mi n g h,M U L i-x i a。,Z OU Yu x i a o ,LI U J u n。,LI AO S e n-t a i。(1 Co l l e g e o f Fo o d S c i e n c e,Gu a n g d o n g Oc e a n Un i v e r s i t y,Z h a n j i a n g 5 2 4 0 8 8,C h i n a;2 S e r i c u l t u r e&F a r m Pr o d u c e Pr o c e s s i n g Re s e a r c h I
4、 n s t i t u t e Gu a n g d o n g Ac a d e my o f Ag r i c u hu r a l S c i e n c e s,Gu a n g z h o u 5 1 0 6 1 0,Ch i n a)Ab s t r a c t:Fl a v o r p e p t i d e s a r e k i n d o f o l i g o p e p t i d e,t h e mo l e c u l a r we i g h t b e t we e n 5 0 0 1 5 0 0 Da,wh i c h c a l l b e a c h i
5、 e v e d b y a mi n o a c i d s y n t h e s i s o r e n z y ma t i c h y d r o l y z e d Co mp a r e d wi t h o t h e r k i n d o f b i o l o g-i c a l a c t i v e p e p t i d e s,i t i s v e r y i mp o r t a n t b a s e s u b s t a n c e o f h i g h l e v e l n a t u r e c o mp o s i t e c o n d i
6、me n t s a n d f r a g r a n c e s b e c a u s e o f i t s s p e c i a l f l a v o r Th i s r e v i e w s u mma r i z e d t h e t y p e o f f l a v o r p e p t i d e s,r e s e a r c h p r o g r e s s o f p r o d u c i n g me t h o d a n d p r o s p e c t i n t h e a p p l i c a t i o n o f n a t u r
7、 e c o mp o s i t e c o n d i me n t s Key wor d s:f l a v o r pe pt i de s;p r o duc e;n a t u r e c o mpo s i t e c o n di m e nt s 1 概述 天 然 复合 调 味 料 是 世 界 调 味 品行 业 发 展 的新 趋 势。目前,国外复合调味料对传统调 味料替代率已达 到 6 0 以上,我 国复合调 味品 的年产 量约为 2 0 0万 吨,已成 为食 品行业 新 的经 济增 长点。天 然 复合 型 调 味 料 是 既 含 氨 基 酸、呈 味 肽、有 机 酸、糖类或
8、核酸相关的天然营养成分,又含有 畜 肉制 品、鱼 肉制品、蔬菜制品等天然香味的调味料。其所含 的呈 味肽是 生物 活性 肽 的一 种,因含 有 氨基 和羧 基 两 性基团而具有缓 冲能力,使食 品的总体味感协 调、细 腻、醇厚浓郁 1 。另外,肽和氨基酸还是加工食品的风 味和芳香化合物的前体 物质,热反应后能有效提高香 气 的形 成 2 。收稿 日期:2 O 1 2 一O 6 1 9 *通讯作者 资助项 目:广东省省部产学研结合项目“现代农业食品加工关键技术集成创新与示范”(2 O 1 1 A0 9 O 2 0 0 0 7 8);现代农业产业技术体系 建设专项(财教E 2 o 0 8 3 7
9、0号)作者 简介:鲁珍(1 9 8 7 一),女,河 南驻 马店人,硕士,研究方 向:食品加工与保藏;秦小 明(1 9 6 4 一),男,广 西桂林人,博士,教授,研究方 向:生物资源利用、水产 品保健食 品开发 的研究。一7一 2 0 1 2 年第 1 0期 总第 3 7卷 中国调味品 C Hl NA C ONDI M E NT 专论综述 本文主要综述呈味肽的种类及制备工艺,并对呈 味肽在未来天然复合调味料产品中的应用前景进行展 望。2 呈味肽对食 品风味 的影响及种类 2 1 呈昧肽对食品风味的影响 通常而言肽具有复杂性和综合性 两个呈味特征,食物口味的呈现源于其 中呈味化合物之间的综合平
10、衡 表 现,肽类含 有具 有缓 冲能 力 的氨 基和 羧基两性 基 团,因而能赋予食品以细腻微妙的风味。日本的清酒 中肽含量约 2 0 0 3 0 0 mg l O 0 g,仅 次于 氨基 酸,占清 酒 总 浸 出物 的 2 0 ,主要 包 括 低 级 肽(As p-Gl n和 As p-G l u型)、中级 以上 的肽(A s p-G i n-S e r-Al a型)等,这些肽对清酒的风味、浓味和可 口性等 方面具有极为重要的作用。对于味浓不足 的调配酒,通 常采 用 添 加 少 量肽 的方 法改 善 口感,添 加 量 为 0 0 3 效果则很明显。党亚丽等对巴马火腿酶解物 中呈 味肽 的分
11、离 纯化 及其 结构研 究 中得 出呈 味可能 的 氨基 酸序 列 为 P r o-As p-L e u-P r o-As n-T h r(P DL P N T,P T 6),经合成后电子舌测定发现该肽的呈味特性与火 腿酶解物呈味特性相近。酱油、腐乳、奶酪、黄酒等发 酵食 品中含 肽较 多,进一 步研 究肽对 食 品,特别 是对发 酵食 品的风 味和质 构 的影 响,对提 高食 品的质 量,美化 风味都有现实意义。2 2 呈 昧 肽的 种类 2 2 1 甜 味肽 目前对甜味肽的研究 已经取得 了重大 的突破,呈 甜味 肽 的应用 和生 产技术 也 已经较为 成熟。低 聚肽甜 味剂如阿斯 巴甜(
12、L-天门冬氨酰一 L-苯丙氨酰 甲酯,As p a r t a me)、阿粒 甜(L-天 门冬 氨 酰一 I)丙 氨 酰胺,Al i t a me)等已经产业化,因其甜度高、热量低 已在食 品和 医药 领域 中获得 了广泛 的应 用。2 2 2 酸 味肽 目前关 于 酸味肽 的报 道 较少,酸 味一 般 是氢 离 子 引起 的,肽类 中酸性或碱性氨基酸残基 电离出足够的 氢离子通过 TR P离子通道进入味蕾细胞,从而使得肽 类具有酸 味。主要有 谷 氨酰肽类 如 G1 L|_ Gl y、Gl u Al a、G1 u-G1 u和 Gl u-T y r 等。肽的 酸味 往 一8一 往与鲜味有关,如
13、 Gl y As p、Al a-Gl u和 Gl u L e u等同 时具有酸 味和鲜 味 的特性,因此 常 把 酸 味肽 看 作 为 鲜 味肽 的一 部分。2 2 3 苦 味肽 苦味肽包括有二肽、三肽、六肽、八 肽乃至几十个 氨基酸组成的肽,广泛存在于很多的天然食品和豆饼、酱油、乳酪和鱼子酱等发酵产品中;蛋 白质在酶解过程 中也会产生苦味肽。研究表 明,肽的苦 味来源于肽 中 的疏水性氨基酸,如 Ar g、L e u、Gl y、P h e和 P r o,其 疏 水残基是苦味受体的结合位点 。大豆蛋 白水解产物 中被分 离纯化 出多种 苦味肽,如 Gl y-L e u、P h e-L e u、
14、L e u-L y s、Ar g-L e u、Ar g L e u-L e u等。2 2 4鲜 味肽 鲜味肽也称风味增强肽是补充或增强食 品原有风 味的一类肽类物质。由于鲜味肽不影响其它味觉(酸、甜、苦、咸)并且能够增强其他呈味组分的风味特征,因 此它们在各种蔬菜、肉、禽、乳类、水产类乃至酒类增味 方面都有 良好的呈味效果。F u j i mu r a Ta i c h i r o等人对 牛奶 的研 究 发现,含 有 T r p或 Ty r 的二肽 如 Tr p Va l、Tr p-Ty r、Ty r-Tr p、Tr p-I l e、Tr p Le u 和Gl u-I l e-Le u 具有鲜
15、味。2 2 5 咸味肽 一些 碱 性 肽 的 盐 如 O r n-Ta uHC 1、L y s-T a u HC 1、Or n-Gl y HC 1 等具有咸味。咸味和酸味一样主 要 是 阳离 子起作 用,阳离 子 易被 位 于 细 胞膜 上 的 味觉 受体的磷酸基 吸附而呈咸味 引。肽对于糖尿病、高血 压患者等需要低钠食品的特殊人群的食品开发上有着 一定的潜在利用价值。3 呈味肽制备复合调 味料的工 艺流程 呈味肽是利用生物技术由氨基酸合成或酶水解后 得到的分子量 5 O O 1 5 0 0 Da 之间的低聚肽,具有特殊 的呈味效果,是高档复合调 味品、香精香料 的重要 基 料。目前 国内制备
16、呈味基料过程中有如下几个 主要的 工艺步骤:酶解、脱苦、分离、美拉德反应等。3 1 酶解技 术 酶解过程较其他化学降解具有条件温和、高效、易 控、安全等优势,这使得酶解技术逐渐取代传统酸碱等 化学 法,在蛋 白质深 加 工 和活 性 成 分提 取 领 域 被 广 泛 2 0 1 2年第 1 O期 总第 3 7卷 中国调味品 CHI NA CoNDI M E NT 专论综述 应用 和 研究。蛋 白水解物不但突出 自然的特征味而且易与其他 呈味成分配伍,赋予 了食 品多层次、圆润味的特点,使 得其 突破化学调味料呈味的瓶颈,成为制备高档复合 调 味 品、香 精香 料 的重要 基料,已成为 国际 高
17、档调 味料 市场研究和发展的一个重要方向。近年来,国内外学 者利用低值水产蛋 白资源开发鲜香味突出的水解动物 蛋 白(Hy d r o l y z e d a n i ma l p r o t e i n,HAP)研究 众 多,如“大 日本制 药”公 司近期 开 发的一 种新 型调 味料酵 母精(肽 含 量 高 达 7 5 ),滋 味 天 然 纯正,鲜 味醇 厚、圆润、渗延,回味悠长,对多种食品的风味具有 明显的提升作 用。国内对于利用低值动植物蛋 白资源制备呈味肽的 研究有很多。张衡等 8 利用风味 蛋 白酶酶解鸡骨蛋 白,利用氨基酸 自动分析仪测定结果表 明酶解液中得 到的鲜味氨基酸含量较
18、多。史智佳等 利用牛骨蛋白 酶解制备呈味肽,在实验条件下建立 了牛骨 的水解预 测模 型,优化了酶解制备呈味肽的工艺参数。刘红 1 0 利用鲢鱼蛋白酶解液制备 肉味香精,产 品具有浓郁 的 肉香 味和 卤汁 味,同时带 有一 定 的焦香 气,无 酶解 液 的 鱼腥 味,整 体 香 气 协 调,香 味持 久。赵 晶等口 利 用 马 铃薯蛋 白酶解制备 肉味香 精,酶解物在封闭 的条件下 进行 热反应,合成的风味物质香味浓郁,所得香气具有 烤牛肉特征香味。3 2脱苦 蛋 白在 酶 解过 程 中 常 常会 出现 苦 味,主要 是 在 水 解过程 中形成了苦味肽,大部分苦味肽 的苦味是其 中 的疏水性
19、氨基酸引起 的。在完整的球 蛋白分子 中,大 部分疏水性侧链藏在 内部,不接触味蕾,当蛋 白质水解 时,肽链含有的疏水性氨基酸暴露出来,接触味蕾产生 苦 味。蛋 白质 酶解 产物 的苦 味强 度受 许 多 因素 的 影 响,主要有以下因素:与疏水氨基酸的含量、序列及所处的 位置、空间结构等有密切 的关系;分子量(或肽链的长 度)也影响其苦味。从苦味肽的分子量来看,其链长从 两三个氨基酸到十几个氨基酸不等;肽的苦味与酶的 来 源 种 类 之 间 的 也 有 一 定 的 关 系。R a i j a-L i i s a He i n i 6 a 等n。研究发现高活力酶制剂 的添加增加 了黑 麦悬浮液
20、 的苦 味,酶解液 中的小分子苦味肽是苦味产 生的重要原因;水解度(DH)大小。水解过程中,肽链 逐渐打开,疏水性残基暴露出来并与味蕾接触,因此产 生 了苦 味。随着 水解 度 的增 大,苦 味先 逐 渐 增 大 后 又 逐 渐减小。脱苦 的方 法 主要 有 理 化 法、生物 脱 苦 法。理 化 法 主要包括 以下两种:选择性分离法,如溶剂提取或疏水 性吸附(如活性碳、树脂等),溶剂提取法常用异丁醇、乙醇、丙醇等;掩盖法,如采用环状糊精、多磷酸盐、谷 氨酸等物质来掩盖苦味。生物脱苦法:由于其反应条 件温和,无蛋 白氮损失,在肽的脱苦方面将会有很大的 发展空问。研究表明,许多微生物存在一定 的产
21、肽酶 体系,它们能将苦味肽进一步水解,使苦味下降甚至完 全消失。其中包括氨肽酶和羧肽酶,统称端肽酶。氨 肽酶通过作用于肽链的氨基端疏水氨基酸,使其水解 变成游离的氨基酸,从 而达到脱苦去苦 的 目的。并且 微生物较来源于动植物的端肽酶更容易得到。T o mo k o等 研究发现,乳酸菌的添加可以降低 f 酪蛋 白 中的苦味肽。Ni s h i wa k i 等利用食用担子菌处理 由大 豆蛋白和牛奶蛋白酶解液,疏水性氨基酸大大减少,酶 解 液 的苦味 降低。3 3 分 离 尽 管可 以通过 酶解 工艺 的优化 获得 分子质 量相 对 较为集中的组分,但是蛋 白质分子 的大小、组成、结构 等方面的
22、多样性和复杂性不可避免地将蛋白质酶解液 的成分复杂多样。因此寻找经济合理 的分离富集蛋 白 酶解液中的小分子呈味肽 的方法,成为生产 和分析富 含呈味肽调味基料技术的关键。目前常用的有超滤膜 分离技术,大孔吸附树脂分离技术,凝胶过滤色谱法分 离技术,高效液相色谱分离技术。3 3 1 超 滤膜 分离 技术 依据 膜 的截 留相 对分子 质量 对酶 解液进 行分 离提 纯,不仅具 有工 艺流 程短、操 作简 单、成 本低 等优 点,而 且易于实现工业化大生产。赵谋 明等研究 发现:马氏 珍珠 贝 肉蛋 白酶 解液 经 超 滤处 理 后,所 得 样 品 氨基 酸 中鲜味氨基酸含量高于原酶解液而苦味氨
23、基酸和疏水 性氨基酸含量均低于原酶解液 。肖如武等 研究 发现蓝蛤蛋白酶解液经各级超滤处理后,酶解液通过 各级超滤鲜甜味得到明显提高。3 3 2 大孔吸附树脂分离技术 一9一 2 0 1 2年第 1 O期 总第 3 7 卷 中国调味品 CHI NA CONDI M E NT 专论综 述 目前 大孔树 脂 在工业 上广泛 应用 于天然 植物 中活 性 成分 的提取,而将 其用 于分离 纯化 蛋 白质、多肽 和氨 基酸等生物活性物质时还具有条件温和、设备简单和 操作方便的特性。因此,很多学者将 大孔吸附树脂应 用到 了蛋 白质 和 肽 的 分 离 纯化 中。夏 克 胜 等 发 现 大孔吸附树脂 N
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