专利名称：一种由沼虾壳制备热反应虾味香精的生产工艺的制作方法
一种由沼虾壳制备热反应虾味香精的生产工艺
技术领域：
本发明属食品加工技术领域，涉及一种由沼虾壳制备虾味热反应香精的工艺。背景技术：
肉味香精是具有肉香味的多种香味物质的混合物，可为食品提供相应的肉香味， 如方便面、火腿肠等生产中所用的调料。肉味香精的生产在我国已有20多年历史，其制备 工艺主要有三种(1)由香辛料、天然香料和合成香料调香制成；( 以水解动、植物蛋白为 基料，添加香辛料、天然香料及合成香料调配而成；C3)以水解动、植物蛋白热反应物为基 料，添加香辛料、天然香料或合成香料调配而成。完全通过调香的方法制备的肉味香精，其 香味单薄、口感较差，而动植物水解蛋白与调香相结合制备的肉味香精，仿真度也不理想， 与天然肉香有较大的差别。而利用水解动植物蛋白与还原糖等物质，通过美拉德反应来制 备肉味香精，是一种比较好的方法，所得到的产品称为热反应肉味香精。热反应香精是配置 咸味香精的主要基料，在现代食品工业加工业有着极其重要的利用价值。在热反应香精的制备过程中，最重要的热反应是美拉德反应。氨基酸、小肽与还原 糖是参与反应的两种重要的前体物质，不同种类氨基酸与不同种类还原糖可生成不同的香 味。动植物蛋白经蛋白酶水解后可生成大量的肽段及氨基酸，而且氨基酸种类丰富，可使反 应后的香味更加饱满、丰富，而硫胺素、脂类物质受热后可进一步增强肉味的厚重感和主体 香气。虾作为一种高蛋白低脂肪且味美的健康食品，越来越受到人们的青睐，人们希望 在方便食品、快餐食品、糕点中也能够获得纯真的虾味，因而虾条、虾片等仿味食品长期受 到消费者的喜爱，但随着人们饮食观念的更新，一些单纯依靠添加鲜味剂的食品正逐渐淡 出市场。食品加工业需要一种更为天然、更为健康的新型虾味香精。而虾味香精是咸味香精 中较难突破的品种之一，其主要原因在于(1)全部采用鲜虾为原料进行制备，成本较大； (2)虾肉是一种容易滋生微生物的产品，作为香料添加剂存在卫生安全隐患；C3)采用干制 的虾肉作为香料添加，也存在风味还原问题。沼虾，也叫青虾，是我国养殖量最大的淡水经济虾类，我国各大水系均能生长。江 苏里下河地区是我国罗氏沼虾最为集中的养殖区域，其沼虾加工业也十分发达。很多企业 在虾仁加工过程中，产生了大量虾壳下脚料。以往这些虾壳基本是直接扔掉，不仅浪费了资 源，而且污染环境，近年来很多虾壳被用于壳聚糖的提取，或者是烘干粉碎后作为饲料，也 有一些调味品企业，利用虾头酿制虾味酱，但这些利用都没有充分实现资源的高值化加工。 虾壳约占整个虾重的30 40%，除甲壳素外，还含有大量的蛋白质，另外还有多不饱和脂 肪酸、维生素E、虾青素、各种矿物质等成分，营养价值很高，值得好好利用，尤其是用于虾味 香精的生产，如果采用虾壳作为原料，既能够保证原料来源的天然、营养、安全，又能够降低 成本，实现废弃资源的高效利用。而采用虾壳进行热反应香精的生产，需要解决好如下关键 技术一是有效脱除虾壳中的土腥味；二是选择适合的蛋白酶制备出组成良好的氨基酸和 小肽；三是添加适宜的还原糖等物质；四是选择适宜的美拉德反应条件。美拉德反应是还原糖和氨基酸之间的非酶褐变反应，是食品热加工过程中产生香味的最重要的途径之一， 其反应过程很复杂，大部分香味化合物产生于这一反应，影响反应的因素包括温度、时间、 水分、底物浓度和组成性质等。采用热反应制备出的虾味咸味香精，与传统的以虾头、小虾为原料生产的虾味调 味料不同，尽管后者在生产过程中，也利用了微生物的发酵和生物酶解，产生了虾类产品特 有的鲜味，但由于缺少热反应过程，因而酿制法制备的虾酱、虾味酱油等风味单薄，香气不 突出。热反应虾味香精，含有上千种复杂的生香成分，但其加工过程是生物和物理化学过 程，因而本质上是一种绿色的制造工艺，其产品具有天然性，同时产品中含有的氨基酸、小 肽、美拉德反应特有的化合物，又具有保健价值。热反应虾味香精，香味逼真、自然，肉味醇 厚，且低盐低脂，是健康的调味佳品，既可以加入到传统的调味品中获得带有虾味的特色产 品，又可以在现代食品，如方便面、火腿肠、糕点、罐头、火锅底料中加入，甚至在家居烹调中 也将获得消费者的喜爱，此外在宠物食品的制作中也将得到应用和拓展。
发明内容本发明提供了一种利用沼虾加工下脚料虾壳作为原料，通过预处理、酶解、美拉德 发应和调配等处理步骤，制备出香味逼真、自然、饱满且具保健作用的虾味香精，该产品可 作为调味品而广泛用于食品加工业。本发明是通过以下技术单元实现的1. 一种由沼虾壳制备虾味热反应香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、酶解、美 拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。2.虾壳预处理技术单元，是将沼虾加工中剥除的虾壳用脱腥液浸泡2 3小时后， 浙干并用清水洗涤2 3次，干制后，用粉碎机粉碎，过40 60目筛。所述的脱腥液为含 有质量浓度0. 05 0. 15%的醋酸、0. 05 0. 15%氯化钠、0. 05 0. 15%亚硫酸钠的溶液。3.软化技术单元，是将粉碎的虾壳粉置于一密闭的搅拌反应器中，加入1 2倍质 量体积的沸水，搅拌并在95 100°C下维持2 5min，然后迅速冷却，使虾壳软化。4.酶解技术单元，是将软化后的虾壳粉末于40 60°C温度，初始pH5. 5 8. 0条 件下利用一种或几种蛋白酶水解3 他。可供选择的商品蛋白酶有木瓜蛋白酶、诺维兴公 司的风味蛋白酶Flavourzyme、复合蛋白酶ftOtamex、中性蛋白酶Neutrase以及碱性蛋白 酶Alcalase等。酶解过程结束后，加热至80 100°C，保持5 lOmin，将蛋白酶灭活。5.美拉德反应单元，是在一定量虾壳酶解液中加入还原糖、硫胺素、抗坏血酸、牛 磺酸混合，在105 115°C，pH 6.0 7.0条件下反应30 50min。反应结束，快速冷却。 所加入的还原糖为木糖、蔗糖、核糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖中的一种或几 种。6.干燥技术单元，是将反应后的反应物，离心或过滤后，取清液进行浓缩，再采用 喷雾干燥制成粉末，或不经浓缩直接进行喷雾干燥。7.调香技术单元，是添加符合食用香料安全标准的一种或几种香料添加剂，与制 备的虾味热反应香精混合调制，使香味更加醇厚。按照本发明的工艺路线进行虾味热反应香精的制备，具有如下显著的优点(1) 成本低。反应的主要原料虾加工中的下脚料，价格低廉。( 香精香味逼真、醇厚、饱满。虾 壳中蛋白含量很高，且氨基酸组成种类丰富，在热反应过程中可产生丰富的香味。( 低盐低脂，营养丰富。
具体实施方式本发明提供了一种由虾壳制备虾味热反应香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、 酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。为便于对上述发明内容进行理解，对所述内 容和技术参数进行如下说明。虾壳预处理主要目的是去除虾壳的土腥味，洗去虾壳表面的脏物质，使虾壳保持 清洁和卫生。虾壳干制可以晾干方式，也可以采用现行公知的技术方式，如气流干燥、低温干 燥、微波干燥等形式。将干燥后的虾壳进行粉碎，过筛，适宜的粉碎目数是40 60目，以保 证酶解阶段虾壳能够更充分地水解，过高的粉碎目需要较高的粉碎功率，适宜的粉碎设备 为辊式粉碎机。虾虾粉的软化可加入一定量的沸水搅拌均勻，并在高温下(95 100°C )维持2 5min，使虾壳粉末迅速吸水并软化，可提高后续的酶解效率，但过长的加热时间是不必要 的。酶解时需要再加入3 5倍质量的水，使虾壳粉能够较好地被搅拌悬浮；选用适宜 的蛋白酶组合，如风味蛋白酶+碱性蛋白酶，既可以获得较高的水解度，也可以获得良好的 风味。酶解反应的PH、反应温度应可以采用商品化蛋白酶推荐的参数，也可以进一步进行优 化。酶解结束时，可升高温度使蛋白酶失活，可采用80 100°C下时间5 IOmin进行灭 酶。美拉德反应可以采用澄清的酶解液进行反应，这是很多热反应香精一般采用的方 式，但本发明推荐采用带渣酶解液进行反应，其原因是原料中含有的脂肪、多糖等物质将能 够提供更多的生香物，有助于提高产品的风味品质。为强化美拉德反应，需要添加适量的还原糖、硫胺素、牛磺酸以及抗坏血酸等物 质。反应体系中总蛋白浓度以7. 5%、还原糖以5 15%为最佳，还原糖推荐采用木糖与 葡萄糖的组合，添加的硫胺素质量浓度推荐为1.2%，其余牛磺酸为0.4%，抗坏血酸为 0. 6%。美拉德反应在105°C 115°C下进行，反应初始pH为6. 0 7. 0，反应时间30 50mino反应产物通过离心分离或过滤分离获得清液，清液可以通过浓缩获得浸膏，更好 的形式是采用喷雾干燥的方法将反应物制粉末，以便长期保存。调香技术单元主要是面向终端产品的开发，通过向反应虾味香精中添加天然的香 料，进一步增加虾味香精的厚重感，通过天然香料的调和，还可以开发出麻辣型、五香型、咖 哩型等适合地域饮食习惯或消费群体的特色虾味香精。所添加的香料及用量需符合国家食 品添加剂安全标准。为进一步阐述本发明的工艺思想，现通过具体实施案列予以说明，属公知的技术 路线或上文已阐述的技术过程不再具体说明。实施案例一热反应虾味香精的实验室制备Ikg新鲜虾壳，水分含量约78%，将虾壳放入5L大烧杯中，加入约2. 5L的脱腥液，其组成为0. 15%醋酸+0. 15%氯化钠+0. 15%亚硫酸钠，浸泡2小时，浙干并用清水洗涤3 次，室内摊晾10h，并采用真空干燥箱烘干，得干燥虾壳216g。利用小型锤片式粉碎机进行 粉碎，采用60目筛收集细粉备用。取上述细粉100g，加入具塞大口圆底烧瓶，加入IOOmL 95°C热水，玻璃棒迅速搅 拌混勻，上塞置于沸水浴中5min，取出后迅速置于自来水中冷却至室温。加入300mL水，60°C水浴并进行搅拌。加入0. 3g木瓜蛋白酶、诺维兴公司的 AlcalaseO. 2g，调节pH 8. 0，搅拌6h。待反应结束后，转移至沸水浴中，保持5min，使蛋白酶 灭活。水解物转移至IL三角瓶中，同时加入单糖30g，其中葡萄糖15g，Ml5g ；并添加 1. 2%硫胺素、0. 4%牛磺酸，0. 6%抗坏血酸，调节体系pH为7. 0。将三角瓶用纱布扎紧，置 于小型灭菌锅中进行加热反应，升温并维持反应温度为115°C，反应时间30min。待冷却后， 取出三角瓶，抽滤获得澄清滤液^OmL。滤液采用小型喷雾干燥制成粉末，收集得到95g产
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ΡΠ O实施案例二热反应虾味香精的小试制备50kg新鲜虾壳，人工清杂，去除异物。将虾壳置于洗涤槽中，加入约150L的脱腥 液，其组成为0. 05%醋酸+0. 05%氯化钠+0. 05%亚硫酸钠，浸泡3小时，取出浙干，并用清 水洗涤2次。采用离心脱水设备甩干后，再使用真空干燥箱，75°C烘干，得干燥虾壳，利用辊 式粉碎机进行粉碎，40目筛分收集细粉，约10kg。上述细粉加入100L搅拌反应器中，加入15kg 100°C沸水，搅拌混勻，密闭，并通入 少量水蒸气，维持温度10(TC约ailin，打开排气阀，采用真空抽气方式迅速降温至40°C左
右ο加入去离子水50kg，夹套加热，维持体系温度45°C。加入诺维兴公司的蛋白酶 ftOtamehNeutrase分别为0. IkgdMfpH 6. 0，搅拌反应3h，到达时间后，迅速升温至85°C 并维持温度lOmin，使蛋白酶灭活。向上述体系中加入单糖0. ^g，其中葡萄糖0. 4kg，木糖0. Ikg ；并添加0. Olkg硫 胺素、0. Olkg牛磺酸，0. Olkg抗坏血酸，调节体系PH为6. 0。密闭反应罐，升温至105°C，维 持反应50min。结束后夹套冷却至室温。利用小型板框过滤器(5M2)进行过滤，适量去离子水洗涤滤饼，获得滤液共42L。滤 液真空浓缩至25L，采用小型喷雾干燥设备干燥成粉末，其进气口温度为200°C，出气口温 度90°C。收集获得3. 5kg产品。实施案例三还原糖添加种类对产品感官的影响还原糖种类不同，产生的香味物质不同，反应速度也不同。一般戊糖速度快于己 糖，单糖快于二糖，再结合糖的价格因素，本实验选取木糖、果糖、葡萄糖、蔗糖与酶解液反 应，用直接描述法评价四种糖的效果。实验过程同“实施案列一”，不同之处在于每批次所加 入的还原糖种类为表1所示品种。通过比较，确定木糖与葡萄糖参与反应的效果较好，故选 取这两种糖进行反应香精的制备，研究认为，通过葡萄糖、木糖按照4 1进行添加，可获得 良好的虾香味，而添加成本较为较低。表1不同还原糖反应的感官评价
权利要求
1.本发明涉及一种由沼虾虾壳制备热反应虾味香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、 酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。使用沼虾加工副产物虾壳为原料，经脱腥 液浸泡2 池，浙干并用清水洗涤2 3次，干制后，用粉碎机粉碎，过40 60目筛，获得 虾壳粉。再将虾壳粉置于密闭的搅拌反应器中，加入1 2倍质量体积的沸水并在95 100°C下维持2 5min，然后迅速冷却使虾壳软化。然后加入虾壳粉3 5倍质量的水，并 加入一种或几种蛋白酶，于40 60°C，pH 5. 5 8.0条件下水解3 6h。酶解结束后，加 热至80 100°C，保持5 IOmin灭酶。虾壳酶解液中加入质量浓度5 15%的还原糖及 0. 1 0. 5%的硫胺素、抗坏血酸、牛磺酸，在105 115°C，pH 6. 0 7. 0条件下进行美拉 德反应30 50min。反应结束后，采用离心或过滤取清液进行浓缩，或采用喷雾干燥制成粉 末，获得热反应虾味香精原粉。原粉加入5 10%的天然香料粉或提取物，制备出特定香型 的热反应虾味香料。
2.根据权利要求1，虾壳预处理技术单元，其特征在于使用沼虾加工副产物虾壳为原 料，用脱腥液浸泡2 池后，浙干并用清水洗涤2 3次，干制后，用粉碎机粉碎，过40 60目筛。
3.根据权利要求2，所述的脱腥液，为含有质量浓度0.05 0. 15%的醋酸、0. 05 0. 15%氯化钠、0. 05 0. 15%亚硫酸钠的溶液。
4.根据权利要求1，所述的软化技术单元，其特征是将粉碎的虾壳粉置于一密闭的搅 拌反应器中，加入1 2倍质量体积的沸水，搅拌并在95 100°C维持2 5min，然后冷却， 使虾壳软化。
5.根据权利要求1，所述的酶解技术单元，其特征是在软化后的虾壳粉中加入3 5倍 质量体积的水，并加入一种或几种蛋白酶，于40 60°C，pH 5. 5 8. 0条件下水解3 6h。 酶解结束后，加热至80 100°C，保持5 IOmin灭酶。
6.根据权利要求5，所述的蛋白酶，为木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白 酶的一种或几种，蛋白酶添加总量为虾壳粉的0. 2 0. 5%。
7.根据权利要求1，所述的美拉德反应单元，其特征是在一定量的虾壳酶解液中，加 入虾壳粉质量的5 30%的还原糖及0. 1 0. 5%的硫胺素、抗坏血酸、牛磺酸，在105 115°C, pH 6. 0 7. 0条件下进行美拉德反应30 50min。
8.根据权利要求7，所加入的还原糖为木糖、蔗糖、核糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、甘露 糖、半乳糖中的一种或几种，其添加总量为虾壳酶解液质量的5 15%。
9.根据权利要求1，所述的干燥技术单元，其技术特征是将美拉德反应后的反应液离 心或过滤，取清液进行浓缩，再采用喷雾干燥制成粉末，或不经浓缩直接进行喷雾干燥。喷 雾干燥的进气温度180 220°C，排气温度90 105°C。
10.根据权利要求1，所述的调香技术单元，其特征是在原粉中加入5 10%的天然香 料粉或提取物，制备出特定香型的热反应虾味香料。
全文摘要
本发明属食品技术领域，涉及一种由沼虾壳制备热反应虾味香精的工艺，主要由虾壳预处理、软化、酶解、美拉德反应、干燥、调香等技术单元组成。使用沼虾加工副产物虾壳为原料，经脱腥液浸泡并清洗沥干，干燥后粉碎成粉末，经高温软化，再加水调配，并加入一种或几种蛋白酶进行酶解，然后在酶解液中加入还原糖、硫胺素等成分，在高温下进行美拉德反应增香，结束后取清液进行浓缩，并通过喷雾干燥制成粉末，在此基础上，可通过加入天然香料粉或提取物，制备出特定香型的热反应虾味香料。产品虾味香味逼真自然，肉味醇厚，是健康的调味佳品，可广泛应用于现代食品和传统调味品的生产。
文档编号A23L1/09GK102132857SQ20111003164
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者史劲松, 居向东, 戚国祥, 窦文芳, 许正宏, 钱建瑛, 陆震鸣, 黄伟 申请人:江南大学, 江苏戚伍水产发展股份有限公司