（食品科学专业论文）酶法水解制备天然奶味香精的研究.pdf

西华大学学位论文独创性声明 1 1 1 111 1i i i i 1 1 111111iii y 17 5 0 5 13 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行 研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢 的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不 包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：弓【，焱 日期：2 刀f o 1 0 喾妻教师签名：乏l 影够 日期伽 1 。 7 西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅，西华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位 论文。( 保密的论文在解密后遵守此规定) 学位论文作者签名：孑【凌 日期：2 , o f o 箩f o 浆黏张以咝 日期u 1 尸心口 西华大学硕士学位论文 摘要 奶味香精是食品工业中应用最广泛的香精之一，目前主要使用合成香原料 调配奶味香精，天然奶味香精是食品香料行业致力研发的重要课题。天然奶味 香精比合成奶味香精具有更好香味和口感，与合成奶味香精调配可掩盖合成香 精刺激的感觉和产品中不良的味道，使产品香气更圆润、自然。采用生物酶法 处理奶产品制各天然奶味香精，是开发天然奶味香精的有效途径，其探讨具有 较强的现实意义。 本论文选用两种微生物脂肪酶分别对奶油和牛奶水解，催化生成奶味香精， 通过单因素实验，考察影响酶解反应的主要因素，再进行正交实验，得出酶解 工艺条件的最佳组合，最终筛选出两种香味较好的奶味香精。其中奶油香精b ， 具有浓郁、愉悦的奶油香味，最佳酶解工艺条件为底物配比奶油( g ) ：乙醇( m 1 ) 1 ：7 ，酶解温度6 0 ，酶解时间5 h ，p h8 5 ，加水量8 ，酶添加量1 0 ；牛 奶香精b ，具有浓郁、愉悦的鲜奶香味，最佳酶解工艺条件温度为5 5 ，酶解 时间为6 h ，p h7 5 ，酶添加量o 0 2 5g m l 。 利用g c m s 分析奶油香精b 和牛奶香精b 的致香成分，通过对比奶味香 精与原料奶油及牛奶致香成分的差别，发现奶制品经过脂肪酶的水解后，奶类 中的酯类减少，十五酸、十八酸等脂肪酸含量增加，还有少量的醛类物质生成， 这些物质的产生，使酶解物奶香味得以增强；c 4 - c 1 2 脂肪酸产生较少，使获得 的天然奶味香精香味强度达不到化学合成奶味香精的香气强度，但其奶香味的 圆润度、柔和度和愉悦度比合成香精好，没有强烈的不太愉悦的刺激，这正是 天然奶味香精不能比拟的优越性。 对研发的两种天然奶味香精进行应用实验，得出奶油香精b 在面包和蛋糕 中的适合的添加量为1 4 左右，牛奶香精b 在奶饮品的最佳添加量4 左右。 使用天然奶油香精b 及牛奶香精b 后，能明显改善、提高烘烤制品及奶饮产品 的品质。 通过储藏实验，得到奶油香精b 在低温下避光封闭保存较好，保存期在一 个月内，牛奶香精b 最佳储藏条件是4 5 、避光、密封保存，可以存放半个 月左右，应尽快使用。 关键词：天然奶味香精；脂肪酶；酶解；奶油香精；牛奶香精 a b s t r a c t c r e a m ye n s s e n c ei so n eo fw i d e l yu s e de n s s e n c ei nf o o di n d u s t r y , p r e s e n t l y i ti s m a i n l yu s e ds y n t h e t i cm a t e r i a l s t oc o m p o u n dc r e a m ye n s s e n c e ，n a t u r a lc r e a m y e n s s e n c ea l w a y sa l li m p o r t a n tt o p i co ff o o dp e r f u m ei n d u s t r y ，i nc o m p a r i s o nw i t h s y n t h e t i cc r e a m ye n s s e n c e ，n a t u r a lc r e a m y e n s s e n c ei sb e t t e ri np e r f u m ea n d t e x t u r e ，c o m b i n e dw i t hs y n t h e t i cc r e a m ye n s s c n o ec a l lc o v e ru pt h ei r r i t a n ts e n s a t i o n a n dp o o rt a s t ew h i c hi si ns y n t h e t i ce n s s e n c e ，i tc a r lm a d ep r o d u c tm o r ef r u i t ya n d n a t u r a l a d o p te n z y m a t i cd e a l w i t hm i l kp r o d u c t s t o p r o d u c en a t u r mc r e a m y e n s s e n c e ，i sa ne f f e c t i v ew a yt od e v e l o pn a t u r a lc r e a m ye n s s e n c e ，t h ed i s c u s sh a sa g r e a tr e a l i s t i cm e a n i n g t h i sp a p e rs e l e c ta n du s et w om i c r o b i a ll i p a s et oh y d r o l y s i sc r e a ma n dm i l k r e s d e c t i v e l y , g e n e r a t ee l e a r ne n s s e n c e ，b ys i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t ，i n v e s t i g a t et h e m a j o rf a c t o rw h i c ha f f e c tt h ee n z y m a t i c r e a c t i o n ，t h e nt h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t ，w e f o u n dt h eo p t i m a lc o m b i n a t i o no fe n z y m a t i ch y d r o l y s i s sc o n d i t i o n ，u l t i m a t e l y , w e s c r e e n e do u tt w ok i n d so fc r e a me n s s e n c ew h i c ha r eg o o ds m e l l b u t t e re n s s e n c eb w i t har i c ha n dp l e a s a n tb u t t e rp e r f u me ，t h eo p t i m a lc o n d i t i o no fe n z y m a t i c h y d r o l y s i si ss u b s t r a t em a t c h i n g ( b u a e r ：a l c o h 0 1 ) 1 ：7 ，e n z y m o l y s i st e m p e r a t u r e 6 0 c ，e n z y m o l y s i st i m e5 h ，p h8 5 ，a d d e d 8 w a t e r ，a d d e d1 0 q u a n t i t yo f e n z y m e s ：m i l ke n s s e n o eb ，w i t ha r i c ha n dp l e a s a n tf r e s hm i l kp e r f u m e ，t h eo p t i m a l c o n d i t i o no fe n z y m a t i ch y d r o l y s i si s5 5 0 ，e n z y m o l y s i st i m e6 h ，p h7 5 ，a d d e d q u a n t i t yo fe n z y m e s0 0 2 5g m l a n a l y z i n gt h ea r o m a t i cc o n s t i t u e n t so fb u t t e re n s s e n c eb a n dm i l ke n s s e n c ea b yg c m sa n dc o n t r a s t i n gt h ed i f f e r e n c eo fc r e a me n s s e n c e sa r o m a t i cc o n s t i t u e n t s i nr a wb u t t e ro rm i l k ， w ef o u n dt h a td a i r yi nl i p i dr e d u c ea n dt h ef a t t ya c i dc o n t e n t i n c r e a s ea sp e n t a d e c o i ca c i d 、s t e a r i ca c i d ，a n de m e r g e t h ea m o u n to fa l d e h y d e sa f t e r d a i r yh y d r o l y z e db yl i p a s e t h e s es u b s t a n c ee n h a n c e t h em i l kf r a g r a n c eo fs u b s t r a t e ； l e s sc 4 c 1 2f a t t ya c i d sm a k et h ep e r f u m ei n t e n s i t yo f n a t u r a lc r e a m ye n s s e n c ec a n t u pt ot h ep e r f u m ei n t e n s i t yo fc h e m i c a ls y n t h e s i sc r e a m ye n s s e n c e ，b e c a u s en o c r e a m yf r a g r a n c ec h a r a c t e r i s t i cc o m p o u n d sb e i n g f o u n d b u tt h ec r e a m yf r a g r a n c e s d e g r e eo ff r u i t y 、s o f t 、c h a r m i n gi s b e t t e rt h a ns y n t h e s i se n s s e n o e s ，w i t h o u tt h e i n t e n s e 孤du n p l e a s i n gi n c i t a t i o nw h i c hi sj u s ts u p e r i o r i t y t h a tn a t u r a lc r e a m y e n s s e n c e u s i n gn a t u r a lc r e a m ye n s s e n c eba n dm i l ke n s s e n c eb ，c a l ls i g n i d i c a n t l y i m p r o v e e n h a n c et h eb a k i n gp r o d u c t sa n d t h eq u a l i t yo fm i l kp r o d u c t s a f t e rt e s t i n ga n da p p l i c a t i o no nt h o s et w od e v e l o p e dn a t u r a lc r e a m ye n s s e n c e ，a c o n c l u s i o nh a sb e e nm a d e t h a tt h ea p p r o p r i a t ea d d i n ga m o u n to f b u t t e re n s s e n c eb i n 1 1 西华大学硕士学位论文 b r e a da n dc a k e si sa b o u t1 4 a n dt h ea p p r o p r i a t ea d d i n ga m o u n to fm i l ke l l s s e n c e bi nm i l kd r i n k si sa b o u t4 b yt h es t o r i n ge x p e r i m e n t ，w ec a nc o n c l u d et h a tb u t t e re n s s e n c ebk e p tw e l l w h e ni ts t o r e di nc o o l ，d a r ka n ds e a l e dc o n d i t i o n s i t sr e t e n t i o np e r i o di so n e m o n t h ， t h eo p t i m a ls t o r a g ec o n d i t i o no fm i l kc n s s e n c ebi s4 5 c 、d a r ka n ds e a l e d e n v i r o n m e n tu n d e rw h i c hi tc a ns t o r ea b o u th a l fo fa m o n t h ，b u ti ts h o u l db eb e t t e rt o u s eq u i c k l y k e yw o r d s ：n a t u r a lc r e a m ye s s e n c e ；l i p a s e ；e n z y m o l y s i s ；b u t t e re s s e n c e ；m i l k e s s e n c e i l l 酶法水解制备天然奶味香精的研究 目录 摘要一i a b s t r a c t i i 第一章引言1 1 1 食用香精的概况1 1 1 1 香精的香味1 1 1 2 食用香精的作用2 1 1 3 食用香精的种类与生产2 1 1 4 食用香精认识上的两个误区2 1 1 5 食用香精的香气结构3 1 1 6 香精的质量控制和检测3 1 1 7 食用香精的安全性3 1 2 奶味香精综述4 1 2 1 奶味香精种类和用途4 1 2 2 天然奶味香精的制备方法5 1 2 3 奶味香精的分析与检测8 1 2 4 乳风味物质的来源1 0 1 3 研究的目的、意义与研究内容1 1 1 3 1 研究的意义1 1 1 3 2 研究的主要内容1 2 第二章酶法水解制备天然奶油香精工艺条件研究1 4 2 1 实验材料1 4 2 1 1 实验材料与试剂1 4 2 1 2 实验仪器设备1 4 2 2 1实验设计1 4 2 2 2 天然奶味香考察指标1 5 2 2 3 脂肪酶酶活的测定1 6 2 2 4 脂肪酶酶解工艺1 6 2 3 结果与分析17 2 3 1 脂肪酶的活力测定结果1 7 2 3 2 脂肪酶a 水解奶油产香效果1 7 2 3 3 脂肪酶b 酶解奶油产香效果2 3 2 3 4 两种奶油香精比较3 0 2 3 5 小结3 l 第三章酶法水解制备天然牛奶味香精工艺条件研究3 2 3 1实验材料3 2 3 1 1 实验材料与试剂3 2 3 1 2 实验仪器设备3 2 3 2 实验方法3 2 3 2 1实验设计3 2 3 2 2 天然奶味香考察指标3 2 3 2 3脂肪酶酶解工艺3 3 西华大学硕士学位论文 3 3 结果与分析3 3 3 3 1 脂肪酶a 酶解牛奶产香效果3 3 3 3 2 脂肪酶b 酶解牛奶产香效果3 8 3 3 3 两种牛奶香精比较：4 3 3 - 3 4 小结4 4 第四章g c m s 测定奶味香精的致香成分4 5 4 1 实验材料、试剂与仪器设备4 5 4 1 1实验材料与试剂4 5 4 1 2 实验仪器设备4 5 4 2 分析方法4 5 4 2 1 香精产品预处理4 5 4 2 2 色谱条件4 5 4 3 结果与分析4 6 4 3 1奶油香精b 的液体进样检测结果4 6 4 3 2 项空进样分析结果4 8 4 4 小结5 6 第五章奶味香精的应用实验与储藏稳定性考察5 7 5 1 实验材料与仪器。5 7 5 1 1 实验材料：5 7 5 1 2 实验仪器：5 7 5 2 实验方法5 7 5 2 1 奶味香精b 的应用5 7 5 2 2 牛奶香精b 的应用5 8 5 2 - 3 奶味香精的储藏稳定性5 9 5 3 实验结果与分析5 9 5 3 1奶油香精b 的应用效果5 9 5 3 2 牛奶香精b 的应用6 0 5 3 3 香精的储藏稳定性实验结果6 1 5 4 小结6 4 第六章结论与展望6 5 6 1 结论6 5 6 2 展望6 6 6 2 1市场前景6 6 6 2 2项目的实用化、商品化展望6 6 参考文献6 7 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况7 0 致 射7 1 v 西华大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 食用香精的概况 民以食为天，食以味为先。食品的香和味是其灵魂，只有美味可口的食品才 能得到人们的喜爱，食品中香味的来源主要有：一是食品基料中原先就存在的， 这些构成了人类饮食的主体，也是人体必需营养成分的主要来源；二是食品基 料中的香味前体物质在食品加工过程中发生的一系列化学变化产生的；三是在 食品加工过程中有意加入的，如食品香精、调味品等。食品中的香味物质虽然 含量很小，但其地位是非常重要的。 大多数用传统方法制作的食品，由于做工精细、加热时间长等原因，其香 味一般都饱满诱人。但采用现代化设备大规模、快速生产的加工食品由于加工 时间短等原因，其香味一般不如传统方法制作的食品可口，必须要额外添加能 够补充香味的物质，这就是食用香精。 食用香精是一种能够赋予食品或其它加香产品香味的混合物。根据国际食 品香料香精工业组织的定义，食品香精中除了含有对食品香味有贡献的物质外， 还允许含有对食品香味没有贡献的物质，如抗氧化剂、防腐剂等。 1 1 1 香精的香味 香味是一种非常复杂的感觉，涉及嗅觉和味感两方面，是由很多香味化合 物分子作用于人的嗅觉和味觉上产生的通常认为8 个香味分子就能激发一个反 觉神经原，4 0 个分子就可以提高能够一种可辨知的感觉【1 1 。 食用香精的香味是由香味化合物产生的，这些香味化合物是由香料提供的， 香料大多是通过化学、生物化学或物理方法从天然产物中提取或人工制备的。 天然食品中的香味化合物是由于食品中某些物质在生长、存放或加工过程 中发生一系列复杂变化产生的，其形成途径主要有四种。一是在生长或存放加 工过程种香味前体物质经酶促降解、水解、氧化反应产生的，如干香菇、茶叶 、蔬菜的香味。二是在热加工过程中通过一系列热反应和热降解反应产生的， 如各种油炸食品、肉制品、焙烤食品等的香味。三是由于发酵产生的，如酸奶 、啤酒、面包等的香味。四是由于氧化产生的香味，如b 一胡萝卜素氧化降解 生成茶叶香味成分顺茶螺烷。 香味除了满足人们对美食、美味的要求外，其某些功能与消化和新陈代谢 有关，食品的香味能刺激唾液分泌，有助于消化和吸收，所以关于厨师“闻着味 就长胖”的说法是有一定道理的。 酶法水解制备天然奶味香精的研究 ： 1 1 2 食用香精的作用 食品香精是食用香精最主要的一类，其功能也最有代表性。食品中含有 然存在的香味物质和在加工过程中所形成的香味物质，这是人类摄入的香味物 质的主体。人类对食品香味的要求是多种多样的，也是日益增长的。食品中天 然存在的香味物质和在加工过程中形成的香味物质难以满足人类不断增加的要 求，食品香精的应用和发展是不可抵挡的。食品香精是食品工业必不可少的添 加剂，没有食品香精就没有现代食品工业。其功能主要体现在两个方面【2 j 。 ( 1 ) 为食品提供香味：一些食品基料本身没有香味或香味很小，加入食用 香精侯具有了很好的香味，如软饮料、糖果等。 ( 2 ) 补充和改善食品的香味：一些加工食品由于加工工艺、加工时间等的 限制，香味往往不足，或香味不正，或香味特征性不强，加入食用香精能够使 其香味得到补充和改善，如面包、罐头等。食品香精的应用遍及食品工业的各 个方面，不添加食品香精的加工食品越来越少。食用香精的应用也早就超出了 传统食品、烟草等工业的范围，如在药品中添加食用香精己越来越普遍；各种 饲料香精对畜牧业和养殖业的发展以及宠物的饲养发挥着重要的作用。 1 1 3 食用香精的种类与生产 食用香精按产品来源一般可分为天然香料和人造香料，传统天然香料一般 是通过动物、植物提取获得，目前也通过生物技术获得。人造香料是通过人工 合成及人工调配而成，是目前较多的加工方式。 通常食品中使用的香精，又有单体香精及人工调配的复合香精，大多数使用 的是由多种单体香原料复配的香精，能满足多种需求。 食用香精又可按不同的香气类型分类，如奶味香精、果味香精、肉味香精等 等。 1 1 4 食用香精认识上的两个误区 一是食品不应该加香精或加香精不好。现代社会生活水平的提高和生活节 奏的加快使人们越来越喜爱食品快捷方便的加工食品，并且希望食品香味要可 口、香味要丰富多样，这些必须通过添加食用香精才能实现。如大豆制品只要 添加食用香精才可使其有可口的香味。食用香精和其它一些食品添加剂如防腐 剂、抗氧化剂等的不同之处在于它的存在与否和质量好坏，消费者在食用的过 程中一尝就知道。 二是外国人不吃和很少吃添加了食品香精的食品。事实是，越是发达国家 食用香精人均消费越高。我国食用香精的人均消费量远远低于发达国家，2 0 0 2 年我国食品香精的人均消费量约为美国的1 1 0 。 2 西华大学硕士学位论文 1 1 5 食用香精的香气结构 食用香精的香气结构，一般可根据的各种呈香、呈味成分挥发性的不同划 分为三类，即头香香料、体香香料和底香香料【3 】。 头香香料：头香是对香精辨嗅或品尝时的第一香味印象，这一香味印象 主要是香精种挥发性较强的香料产生的，这部分香料称为头香香料。 体香香料：体香是香精的主体香味，是在头香之后立即背感觉到的香味 特征。体香主要是由香精种中等挥发性的香料产生的，这部分称为体香香料。 底香香料：底香是继头香和体香之后最后留下的香味。底香主要是由香 精中挥发性差的香料和某些定香剂产生的。 头香香料、体香香料和底香香料的分类方法对于食用香精调香是非常重要 的。在调配食用香精配方时，要充分考虑到头香、体香和底香香料的平衡，使 香精保持协调一致的香味效果。 1 1 6 香精的质量控制和检测 食用香精的配方是食用香精生产厂商的核心机密，任何一个香精厂都不可 能把香精配方告诉它的用户或其它机构；任何一个香精用户或其它机构要求香 精厂提供香精配方的要求都是不合理的。因此食用香精的质量控制和检测有许 多不同与其它产品之处。 食用香精质量的评定和检测方法主要有感官评定( 即评香) 和仪器分析。 感官评定就是通过评香人员的嗅觉和味觉对香精的香气、香味类型、愉悦度、 香气强度等进行感官评定，产品的评香结果应与样品尽可能一致，这是香精特 殊的评定方式。香精的仪器分析主要是通过g c 、l c 、g c m s 等各种仪器对香 精的成分、含量、折光、密度等理化指标及安全指标进行检测【4 1 。 通常由于原料产地、计量误差等因素的影响，食用香精质量有一些微小的 波动是正常的。由于食用香精原料大多是有机化合物或天然提取物，颜色上难 免有一些变化，但是不影响其香味效果。判断食用香精质量的最终标准是其添 加到食品或其它产品后整体香味效果。对那些能为细菌生长提供媒介的食用香 精必须进行灭菌处理和微生物分析。 1 1 7 食用香精的安全性 5 】 食用香精的安全性永远是头等重要的问题。保证食用香精的绝对安全是调 香师和食用香精生产者义不容辞的责任。食用香精研究者和生产者应该了解和 熟悉国际食品香料香精工业组织的实践法规和政府有关食用香料生产的有 关法规，严格按照该法规组织生产。 影响食用香精安全性的因素主要是原料，其它还有生产工艺和生产环境等 方面。食用香精所用的原料都是经过长期的、严格的毒理实验后批准允许食用 酶法水解制备天然奶味香精的研究 的，目前国际比较公认的是美国香精香料协会，我国食品添加剂使用卫生标 准g b2 7 6 0 2 0 0 7 ) ) 中规定了食用香料目录，此目录外的香原料都不允许在食品 中使用。调香师和食用香精生产者必须只使用允许使用的原料，每一种原料的 质量必须符合使用香精要求，每一种原料的用量必须在允许的范围内。除此外， 食用香精还有一些其他的安全卫生指标，如重金属、细菌等，也必须符合相关 的食品安全卫生标准。 食用香精生产的环境必须整齐、清洁、通风，符合食品生产企业卫生要求。 必要时需通过相关认证、环保评审等，以确保食用香精的生产卫生安全。 1 2 奶味香精综述 1 2 1 奶味香精种类和用途 奶味香精，也称作乳香香精、乳香香味剂，是一种具有奶香香气的食品添加 剂。有天然奶味香精及合成奶味香精，与奶制品的品种相对应，奶味香精分为鲜 奶、炼奶、奶油、黄油干酪、酸奶等香型。这些乳制品所含的香味成份品种并无 大的差别，只是因香味成分的数量和比例上的不同而形成不同的香味。它们可以 给食品原料赋香，矫正食品中的不良气味，或补充食品中原有香气的不足，稳定 和辅助食品中的固有香气。从动物饲料到沙司、蘸酱和调味品，从烘焙产品到咖 啡伴侣，从糖果到低脂涂抹料，奶味香精可被用于赋予非乳制品以乳香，提供比 用“真料”所可能达到的更为强烈的整体风味特征。 奶味香精是食品工业中应用最广泛的香精之一【6 】，是食品工业中一种非常 重要的添加剂，也是香精香料领域中投资最大、开发研究最为活跃的香精之一。 奶味香精的历史悠久，可以追溯到5 0 0 0 年前，它的生产应用随着科学技术的发 展而发展扩大，它作为添加剂主要应用于冷食( 冰激凌、雪糕) 、糖果( 巧克 力产品、太妃糖) 、饮料( 牛奶、酸奶) 、焙烤食品( 面包、蛋糕、曲奇) 、谷 物食品( 薄饼) 、乳制品( 咖啡伴侣、糖霜、干酪、黄油) 以及其他一些产品( 调味 品和点心1 等食品中的增香。奶味香精虽不像氨基酸、糖和脂肪那样有营养作用， 但它能明显提高奶香气强度、矫味并赋予令人愉悦的香气等作用，能赋予食品 美好的嗅觉和味觉，可改善和提高食品的质量，起到了引起食欲、促进食欲的 画龙点睛的作用，因而是食品中不可缺少的一部分。并且奶香香味，是人们十 分喜爱的香味，在市场上的食品中加奶香的食品及饮料产品比比皆是，奶味香 精的应用如此之广，奶香型香味是食用香料香精中产量较大的品种。奶味香精 还用于饲料的加香，可以显著改善饲料的适口性，提高动物采食，在饲料行业 中同样应用广泛具有很好的推广应用前景。 奶味香料的作用主要表现在以下几个方面【_ 7 】：辅助作用：某些原来有较 好香气的奶制品，由于香气浓度不足，因而需要选用与其香气和香味相对应的 4 西华大学硕士学位论文 奶味香精来衬托辅助其香。稳定作用：有些天然奶产品的香气，往往由于受 各种自然因素影响，而有所变化，香气很难一致。而香精的香气基本上能达到 每批稳定，通过加香之后可以对天然产品的香气起到一定的稳定作用。补充 作用：由于很多奶味产品往往在加工过程会损失其原有的大部分香气，这就需 要选用与其香气和香味特征相对应的奶味香精进行加香，使产品的香气和香味 得到补充达到产品应有的程度。赋香作用：有些产品如硬糖、糕点、冷饮等 食品本身并没有奶香味或是自身香气极其微弱，可通过添加具有奶味香型的香 精，赋予产品浓郁纯正的奶味香气和香味。矫昧作用：某些食品具有令人难 以接受的气味，通过选用奶味香精，可以矫正其气味，使人乐意接受。替代 作用：由于一些天然原料不足或是价格等方面的原因而使得直接用天然原料作 为香味基料有困难，因而可以采用奶味香精香料来部分或全部替代，使困难得 以克服。 1 2 2 天然奶味香精的制备方法 目前制备奶味香精的方法有化学法和生物法，大致有以下几种瞵】：用单体 香原料进行调配；利用相关微生物水解奶油，再经过修饰调配而成奶昧香精； 采取天然萃取物调配花色香精。化学法主要是根据已经确认的牛奶中的香味成 分，采用化学合成的方法来制备单体香原料，如双乙酰、乙偶姻、牛奶内酯等。 这种方法制成的香精是有一些化学合成的单体物质、溶剂或载体以及某些食品 添加剂所组成的具有一定香型的混合物。其优点在于工艺简单，原料价格低廉， 反应通常容易控制，工艺技术比较成熟，可工业化大生产。但是这种方法制备 的香精香味单一，香气不自然，与天然的奶香香气还有较大的差距。该法在制 备奶味香精的过程中使用有机溶剂，不仅给环境带来负担，还大大降低了食品 的安全性。随着人们生活水平的提高，天然奶味香精越来越受到消费者的喜爱。 生物法制备奶味香精采用价格低廉易购的牛奶作为原料，生产成本低；原料利 用率近1 0 0 ，整个过程无三废产生，对环境无污染，符合环保要求；产品属 于天然食品添加剂，安全无毒，香气自然、柔和、逼真，能明显改善和提高加 香产品的内在质量。根据不同的需要，采用不同的酶和微生物可制备出一系列 口味的奶味香精，是香料工业技术的重要进步。 1 2 2 1 酶法制备天然奶味香精p 】 酶法制备奶味香精是以稀奶油、牛奶等为主要原料，通过脂肪酶的作用将 乳脂肪分解，从而得到增强1 5 0 - - 2 0 0 倍的乳香原料。此方法调配的奶味香精香 气柔和，是奶香加香的理想选择。这种方法的优点是由于酶对底物具有专一的 识别性，改变反应条件就可能生成不同香味的产物，使产品风格变化，产品香 气柔和，纯厚浓郁，克服了化学合成的奶味香精口感单薄的特点，但是工艺条 件控制比较麻烦。 酶法水解制各天然奶味香精的研究 从2 0 世纪7 0 年代就有许多利用生物酶解黄油制备天然奶味香精的报道。日本 长谷川公司利用脂肪酶处理油脂生产奶香料，k a n i s a w a 等u j 人报道了微生物脂肪 酶对奶香料中的重要成分十六酸和十八一烯酸表现出较高的活性；v e r h a e g h e 等 【1 1 l 矛t f f r l a i z o p u sa r r h i z u s 旨肪酶水解黄油、奶油和人造奶油，发现脂肪酶的专一 性受到底物种类、体系分散性以及不同反应条件的影响，使最终的水解产物有较 大差异。 杭州绿晶香料有限公司的张之涤【1 2 】采用来源于酵母的脂肪酶来水解奶油和 稀奶油，发现当乳脂肪的水解率过高( 7 6 ) ，所产生的香气会又酸又臭，刺激性 强，且口感似干酪，不太适合我国的消费习惯，而当奶油酶解率为5 5 6 0 ， 酶解时间控制在3 - - 4 h ，则可产生较原物质提高1 5 0 - - 2 0 0 倍的酶解产物。 近年来，酶在非水介质中不仅能保持其生物活性还表现出许多突出的优点， 引起了研究者的广泛关注。如今，非水体系被运用到脂肪酶促乳脂肪水解制备奶 味香精的研究中，即向反应体系中添加合适的有机溶剂，既保持了酶的生物活性 同时，又增加了疏水性底物的溶解度，提高了反应效率，有机溶剂的添加还能控 制微生物的污染。研究证明，添加乙醇制备出来的奶味香精味道独特，与在水介 质中的反应的产物相比，奶味浓郁，但是乙醇的味道不能彻底消除，在分离技术 上还有待进一步提高和完善。 王永华等f 1 3 】采用两步酶解法制各奶味香精。第一步，利用来自动物或微生物 的脂肪酶，在3 5 - 4 5 的条件下水解乳脂肪，并控制水解的酸价在6 0 - - 8 0 之间； 第二步，向分离得到的水解产物的油相种，添加为油脂重量3 - 8 的醇类和适 量的脂肪酶，在4 5 , - 6 0 ，进行第二次水解，可使产物进一步提高香气，改善香 型，降低酸价。 天津诺奥科技发展公司的刘敏尧等【1 4 】以天然奶油为原料，采用含有脂肪酶、 蛋白酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和乳糖酶的复合酶制剂对其进行水解可得到 香气逼真的奶味香精产物。汪建明等【l5 采用奶酪香精脂肪酶和复合蛋白酶共同作 用水解牛奶得到具有浓郁奶酪风味的添加剂，使人们能以牛奶的价格尝到奶酪的 风味。由于复合酶制剂所包含的种类多，所产生的香气多样化，奶味饱满，回味 悠长，可避免采用单一品种的酶制剂水解乳脂肪所存在的香气单调、飘忽、虚浮 以及刺喉等缺点。 华顺香料( 上海) 有限公司和华宝食用香精香料( 上海) 有限公司【l6 将酶法与氧 化热裂解反应相结合，以奶油为原料，利用优选的脂肪酶，使奶油中的部分甘油 三酯水解出游离脂肪酸，然后以该产物进行氧化热裂解，制得增香型奶香料。采 用氧化热裂解可弥补脂肪酶水解几乎不产生的烯醛类物质，使奶香味更加逼真， 而且氧化热裂解法工艺简单，成本低。 此外，这两家香料公司还发明了在不需要添加任何乳化剂的情况下，生物转 6 西华大学硕士学位论文 化制备乳化型奶香料的方法。该工艺利用中长链脂肪酸钠盐或钾盐具有弱乳化性 这一特点，在脂肪酶的水解过程中滴加弱碱性缓冲液，如磷酸缓冲液或柠檬酸缓 冲液，获得天然的乳化盐，经过简单的剪切，生成稳定的乳化型奶香料。该方法 具有操作简单、成本低廉以及对环境友好等优点，生产所得的奶香料应用于牛奶、 冰淇淋或饼干中，具有很好的溶解性和分散性，能明显增强奶香气、提高奶滋味 丰满度和圆润性。 其中研究表明奶味香精中的奶香组分一般包括醇类、醛类、酸类、酮类、 酯类、内酯、硫化物等，香气的来源一是鲜奶中的原有的天然香气成分，二是 乳品加工中形成的香气成分，其中主要包括生成双乙酰( 2 ，3 一丁二酮) 、乙偶 姻、丁位内酯类、丁位癸内酯、丁位十二内酯和牛奶内酯等香气成分【1 7 】。而酶 法水解奶油制备奶油香精就是指把脂肪酶作用于奶油中的脂肪酸( 饱和与不饱 和的) 甘油三脂、酮酸和羟酸的甘油三酯酶解成饱和及不饱和脂肪酸、酮酸和羟 酸，赋予奶制品独特的风味。脂肪酸中释放出的短碳链脂肪酸使产品具有一种 独特强烈的奶风味，而释放出的中碳链脂肪酸使产品具有皂似的风味，其中尤 其是偶数碳的脂肪酸对香气贡献较大。另外，由于脂肪酸参与到类似于微生物 反应的过程中，从而增加了一些新风味物质的形成，如b 酮酸、甲基酮类、风 味酯类和乳脂类，这些新风味物质的形成原因主要包括：羟酸进一步脱水环化 生成不同碳数的丙、丁位内酯，尤其是偶数碳丁位内酯，其含量虽少香气贡献 却很大；酮酸进一步脱c 0 2 ，生成甲基酮类化合物，起到增香作用【l 引。 1 2 2 2 微生物发酵法制备天然奶味香精 微生物发酵法产奶味香精是指采用乳杆菌、乳链球菌等微生物，以牛奶或稀 奶油为底物，发酵生产奶味香精的方法。由于微生物细胞内含有的酶系种类繁多， 发酵产生的奶味香气多样化，包含有机酸、醇类、羰基类、各种酯类、内酯类、 硫化物等近百种香味成分，与天然牛奶十分接近，其香气自然、柔和，是纯人工 调配所技术难以达到的。此外，产品的赋香效果好，添加这类香精，牛奶的奶香 香味饱满、绵长、逼真，能明显提高加香产品的质量档次。 何杰【l9 】以牛奶为底物，利用双乙酰乳酸乳杆菌发酵牛奶制备双乙酰奶味香 精。实验证明，向发酵液中添加o 0 1 m o l lc u s 0 4 可提高双乙酰的形成活性，添 加o 1 柠檬酸钠可部分阻遏双乙酰还原酶的产生，所制备的奶味香料具有双乙 酰所特有的纯正的奶油香味。 深圳波顿香料有限公司【2 0 】利用乳酸菌首先对鲜牛奶或奶粉还原奶进行发酵 处理，然后在发酵产物中添加奶油，再利用包括蛋白酶和( 或) 脂肪酶在内的生物 酶制剂进行酶解处理，经过加热，浓缩，乳化均质获得具有鲜奶、炼奶、酸奶、 奶酪、奶油等不同香气的奶味香料。该奶味香料中的丁二酮、丁位十二内酯、2 一庚酮和二甲基硫醚等重要香料成分含量较牛奶中增加了1 0 0 5 0 0 倍。 7 酶法水解制备天然奶味香精的研究 山东省食品发酵工业研究设计院从发酵乳中分出离优良产香菌用于牛奶发 酵，大大提高了发酵液的香气强度，产品香气自然、柔和，可广泛用于冷食、液 体奶、乳制品、焙烤、糖果等食品的赋香，也可作为调配奶类香精的香基。目前 该产品已有3 0 0t a 中试生产线建成，实现了规模化生产【2 1 。2 2 1 。 目前，虽然酶法制备奶味香精已经取得了一定的成果，但是由于酶回收困 难、价格昂贵导致工业化生产成本较高，而采用微生物法制备奶味香精，虽然 可以利用廉价、易培养的微生物细胞中含有的多种酶系进行发酵，大大降低生 产成本，但是获得合适的微生物却是该方法能顺利实施的关键所在。生物法制 备天然奶味香精的进一步发展必将促进广泛应用高效的绿色生物催化过程改造 传统的化学过程，以解决人类所面临的资源短缺、能源危机及环境污染等限制 社会和经济发展的重大问题，成为当今香精制造业的研究热点。 1 2 3 奶味香精的分析与检测 奶味香精的香味成分有内酯类物质、中短链脂肪酸、酯类、噻唑类、乙基 香兰素、乙偶姻、癸内酯等化合物。奶味香精的组成复杂，质量浓度极少，具 有一定的挥发性和热不稳定性。随着分析技术的发展，目前较为先进的奶味成 分分析技术有气相、液相色谱质谱联用法，气相色谱一吸闻检测技术，电子鼻 检测技术，项空分析。下面主要介绍几种简单、快速、准备的检测技术【2 m7 1 。 1 2 3 1 气相色谱一质谱联用 由g c 和高分解能质谱仪直接连结而成，能把从气相色谱仪依次溶出的各种 成分的裂解