酶处理对天然乳脂组成和风味的影响研究(可编辑)

酶处理对天然乳脂组成和风味的影响研究(可编辑) 酶处理对天然乳脂组成和风味的影响研究 江南大学 硕士学位 酶处理对天然乳脂组成和风味的影响研究 姓名侯园园 申请学位级别硕士 专业粮食油脂及植物蛋白工程 指导教师王兴国刘元法 20080301摘要 摘要 乳脂是一种用途极为广泛的食品配料可以应用于烘焙食品咖啡冰淇淋糖果 饮料等产品中且因其香滑的口感和浓郁的风味而受到人们的普遍欢迎但是 由于 的风味物质大多是一些易挥发的酸类酮醛类和内酯类物质因此其香味成分 极易散失 尤其是在加热灭菌等过程中其风味物质损耗尤为严重本研究旨在利用脂肪 酶对乳脂 中甘油三酯的水解反应增加乳脂中的中短链脂肪酸以达到增强风味的目的 本研究利用固相微萃取结合的检测乳脂中的风味物质通过 对各因素的探索得到最佳条件为萃取头使用搅拌子萃 取温度萃取时间对乳脂特征风味物质的技术检测表明乳脂的特征风 味物有辛醛水果味壬酮酒味辛酸乙酯奶油味丁酸奶油味有点酸 戊酸奶油味十三酮木香味己酸奶油味有点酸庚酸奶油味有点酸 辛酸花香味有点酒味还有一种未知化合物具有奶油味和酒味可能是醛类物质 脂肪酶对乳脂的水解实验结果利用响应面法进行分析得到最佳酶解条件为脂肪酶 温度?加酶量油水比水解时间 对酶解前后的乳脂进行的脂肪酸比较分析表明脂肪酶水解前后乳脂的脂肪酸组成变 化不大对特征风味物含量的比较分析表明最佳酶水解条件下乳脂的挥发性物质中特征 风味物的总含量达到比酶解前的有了较多的增长 对酶解前后的乳脂进行了感官评定及焙烤应用实验并利用模糊数学的方法对感官评 定的结果进行综合分析结果表明经过脂肪酶水解后的乳脂在质构色泽等方面均无显著 变化但风味得到改善对烘焙制品的硬度结构基本无影响但对其闻香和留香品质有 所改善 关键词乳脂风味物质脂肪酶江南大学硕士学位论文 玎? 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知除了文中特另加以标注和致谢的地方外论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 期彦?巧 签名垡塑固日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留使用学位论文的规定 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允 许论文被查阅和借阅可以将学位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制手段保存汇编学位论文 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签 名误蚬目 呈 主型 日 导师签名 期 嘶如上雪第一章绪论 第一章 绪论 乳脂 乳脂的组成 乳脂肪中含有脂肪酸甘油脂磷脂甾醇游离脂肪酸类胡萝卜素和脂溶性维生素 其中脂肪酸甘油酯是乳脂组成的主体约占重量的它主要是由单甘酯 甘油二酯和甘油三酯组成其中甘油三酯的含量最高占脂肪酸甘油酯的约 甘油三酯中的脂肪酸组成是决定牛乳性质及营养价值的重要因素由于牛乳中含有的 脂肪酸种类较多因此形成的甘三酯可达上百万种但大量研究表明牛乳中的甘油三酯 的组成是有一定规律的一般说来不饱和脂肪酸大都集中在位上而饱和脂肪酸 大都集中在和一位上其中更多的短碳链的脂肪酸如丁酸己酸和大部分的辛 酸基本上都集中在一位上 乳脂的特点 孚是组成最复杂的油脂之一其主要特点为 乳脂肪的化学组成是食用脂肪中最复杂的其脂肪酸种类比一般脂肪中的脂肪 酸种类多以甘油三酯为主乳脂有种以上的脂肪酸可产生百万种以上的甘油三酯 另一方面也发现有的高级饱和脂肪酸一般天然脂肪中含有的脂肪酸绝大多数是碳 原子为偶数的直链脂肪酸而在牛乳脂肪中已证实含有的奇数碳原子脂肪酸并发 现带侧链的脂肪酸 与大多数天然来源的油脂不同乳脂拥有丰富的短链和中链甘油三酯乳脂中 脂肪酸的显著特点是低碳链中碳链脂肪酸比其它油脂中含量高且含有酮酸羟酸 构成乳脂肪的脂肪酸是乳类食品重要的香气来源且这些脂肪酸易发生氧化和分解反应 乳脂肪中含个碳以下的挥发性脂肪酸乙酸丁酸己酸辛酸癸酸十二烷酸达 左右其中水溶性挥发性脂肪酸如乙酸丁酸辛酸和癸酸等构成的脂肪风味 良好而且易于消化吸收与一般脂肪相比乳脂肪中这些脂肪酸含量特别高因此乳脂肪 是所有食用油脂中风味最佳且易于消化的脂肪 乳脂的风味 乳脂的风味成分十分复杂目前已经检测出的风味成分已达上百种还有一部分至今 还在研究中 关于乳脂风味成分的研究到年可以划分为一个段落以后的重要报告很少但 从取得的研究成果看还不能说充分掌握了乳脂的香气下面对乳脂的主要香气成分概括 说明如下 酸类化合物目前已从乳脂中测出了种酸类化合物但其中许多只含痕量 主要是的偶数碳饱和羧酸的偶数碳单烯酸的二烯酸和三烯酸 的偶数酮酸和羟基酸以及一些异烷酸从对风味的贡献度来说一的低中级脂肪 酸的直接贡献大但从香气前体的性质方面来看高级脂肪酸也很重要乳中的酮酸和羟 基酸经加热后分别形成甲基酮和内酯类化合物对加热后的制品香气也有影响江南大学硕士学位论文 羧基化合物醛类化合物主要有的正烷醛的烯醛甲基丙醛 顺庚烯醛等这些醛类大多是乳脂中的脂肪酸及游离脂肪酸发生自动氧化而生成的酮 类化合物主要有的正烷酮庚酮丁二酮羟基丁酮等其中的甲基酮 和丁二酮对加热乳的香气有重要贡献 酯类化合物乳脂中的酯类主要是的脂酸的甲酯或乙酯以及苯甲酸 甲酯内酯化合物主要是的或哥内酯内酯是由乳脂中的羟基酸受热脱水生成的 它们对乳脂的香气也有重要的贡献 硫化物在乳脂中测出了二甲硫醚硫化氢甲硫醇及其他含硫化合物 除上述几大类化合物外乳脂的香气成分中还包括有的直链饱和醇糠醇糠 醛等化合物这些鲜美的香气加上甜润的味感和特殊的质构就组成了乳脂的独特风味 乳脂的应用 乳脂的应用是十分广泛的它是用来制作奶油干酪的原料而奶油分为稀奶油和黄 油稀奶油是乳脂含量小于的奶油它分为低脂稀奶油脂肪质量分数为 通常用在甜点和饮料中咖啡稀奶油脂肪质量分数达咖啡稀奶油能给咖啡提 供良好的风味 酸性稀奶油用乳酸菌发酵的稀奶油通常脂肪质量分数小于 但某些轻微发酵产品的脂肪含量高达通常在西菜的肉和蔬菜制作中使用掼搅 打稀奶油脂肪质量分数为主要用于西式点心店面包房蛋糕房和西菜馆中 中高脂稀奶油含脂率大于在欧洲它在甜点中的应用特别有名经掼打后产生 非常稠的状态而用于大奶油蛋糕中 凝结稀奶油含脂率大于是英格兰西南部 的传统食品 高脂稀奶油是一种含脂率达的塑性稀奶油存在于世界各 地是一种地方化的食品黄油是乳脂含量大于的奶油制品主要用来涂抹 此外乳脂对于烘焙制品还具有特殊的作用乳脂能为蛋糕和馅饼提供结构特性为 曲奇提供着色和抗霜化特性为糖衣和蛋糕提供气化特性 为烘焙产品提供柔软而多层的质地 可见乳脂可以应用于烘焙食品咖啡冰淇淋糖果饮料等诸多方面是一种用 途极为广泛的制品 乳脂风味物质的研究方法 乳脂风味成分的特点 食品的风味大多由食品中某些化合物体现出来这些能体现食品风味的化合物称为风 味物质大多数食品在形成风味时都会有几种化合物起主导作用这几种化合物便是该 食品的特征风味物或关键风味物 乳脂中的风味物质一般具有以下几个特剧种类繁多相互影响含量极微效果 显著稳定性差易被破坏此外风味物质还具有易受浓度介质和外界条件影响的特点 乳脂风味物质的提取方法概述 食品中风味成分的提取技术包括蒸馏法顶空采样技术溶剂萃取技术和吸附技术 蒸馏法利用食品中芳香化合物的挥发性和水不溶性采用水蒸气将挥发性成分蒸馏出来 第一章绪论 经过冷却油水分离后即得到挥发性成分顶空采样技术是利用了芳香物质的挥发性 它包括静态项空 和动态顶空 溶 剂萃取和吸附技术则是根据芳香化合物的相对弱极性将它们从食品样品中萃取出来的方 法溶剂萃取技术常用的方法是直接溶剂萃取同时蒸馏萃取川 固相微萃取 超临界流体萃取 等 乳制品风味分析研究中香气化合物的提取是很重要的一步但对于像鲜奶酸奶干 酪和奶油这样香气化合物极性范围广含量微小基质复杂的产品风味化合物的提取就 变得相对困难虽然目前有一些风味成分提取的方法可以使用但各有缺点如溶剂萃 取需耗费大量溶剂样品制备费时而且易产生干扰峰静态顶空虽可消除溶剂干扰但灵 敏度较低动态顶空虽灵敏度高检测限低但所需仪器复杂并且昂贵引技术可 以克服以上方法的缺点它分析范围广灵敏度高检测限低对于小分子量高挥发性 和大分子量高沸点的化合物具有的检出限无需溶剂处理样品时不会引 起有机溶剂污染的优点使其在乳制品风味研究中得到了广泛的应用 固相微萃取是一项新型的无溶剂化样品前处理技术年由加拿大 大学的 教授发明具有简便快速经济安全无溶剂选择性好且灵敏度高 的优点可直接与气相色谱质谱高效液相色谱毛细管电泳仪 等联用集采样萃取浓缩进样于一体大大加快了分析检测的速度技术 的检出限为级相对偏差小于线性范围为个数量级 用萃取样品有两种方法 直接法该法是将纤维头直接插入到样品中当 待测物与固定相充分接触至平衡时将装置取出进样分析该法仅适用于气体基体 或干净水样的测定 顶空法此法中不将纤维头与样品进行直接接触而是将纤维 头停留在样品的顶空将气相中的待测物进行吸附富集而后进行分析其优点是避免 了基体的干扰该法适用于任何基体的样品测定 固相微萃取主要针对有机物进行分析根据有机物与溶剂之间相似者相溶的原则 利用石英纤维表面的色谱固定相对分析组分的吸附作用将组分从样品基质中萃取出来 并逐渐富集完成样品前处理过程在进样过程中利用气相色谱进样器的高温液相 色谱毛细管电泳的流动相将吸附的组分从固定相中解吸下来由色谱仪进行分析 目前固相微萃取技术已经可以成功的用来分析乳制品的风味和瑙 使用对经过不同程度热处理的牛乳中的挥发性风味物质进行分析共检测到 丙酮戊酮苯甲醛四氢呋喃等种化合物使用分析由光 铜加热和微生物导致牛乳中不良风味物质戊醛己醛二甲基二硫化物戊醛己醛 等脂肪氧化物的定量结果表明与法有相近的检测限但具有更好的精确度和 用连用对鲜乳和酸败乳中短链 准确度 和 脂肪酸定量分析结果显示可成功的用于分析乳中微量的短链脂肪酸 乳脂风味化合物的分离鉴定 对于分离得到的风味物质进行定性定量测定常用的方法有容量法分光光度法 江南大学硕士学位论文 气相液相色谱法色谱一质谱联用测定法核磁共振基红外光谱法等其中气相色谱比 较适合于易挥发有机化合物的测定是目前风味分析中应用较广泛的分析方法依据待测 样品性质选择适宜的载气分离柱子检测器和操作条件对样品进行分析可以得到满意的 结果 气相色谱与质谱联用技术以及利用计算机对分析检测数据信息的处理大大促进了风 味研究的发展利用色质联用仪不需要标样由标准谱图的资料信息即可对待 测物定性 测定是一种快速准确的分析仪器也是目前分析鉴定中应用最广泛的分析方法之一 目前对于许多产品中香味物质的研究都采用来进行分析已经发表了许多相关 的报道但是目前公认食品中仅有小部分的挥发物是具有香味活性的 而作为一种间接的测量方法并不能用来有效分析出所有香味活性化合物而且食品 香味体系中一些特征香味化合物由于含量很低以至于无法用以鉴定此外 无法用来确定各种香味化合物对总体香味贡献的大小因而也就无法确定对食品的 香味起作用的一些关键香味化合物 气相色谱一嗅觉测定法 是解决这些问的 一种理想的方法它属于一种感官检测技术即气味检测法其中人的鼻子起到了检测器 的强大作用它是用来研究食品风味的一个有力工具对鉴别特征香味化合物香味活性 化合物具有有效香味的化合物及用来确定香味化合物的香味强度和作用大小都是非常有 用的如对水果制品酒类肉制品乳制品海产品?中关键气味化合物的 鉴定研究技术将气相色谱的分离能力与人类鼻子敏感的嗅觉联系在一起 技术能检测食品中气味物质的强度能根据它们的香味强度或对总体香气的贡献 来对它们进行排序检测方法主要分为种稀释法和强度法稀释法是连续稀释 芳香 萃取物直到在气相色谱嗅觉测量口没有气味为止强度法是芳香萃取物只注射次 闻香师使用可变电阻器的移动记录气味随时间变化的强度通过对香味强度或贡献度的 排序就能鉴定出那些食品中关键的香气成分 目前国外越来越多的学者采用的方法来分析各香气化合物对食品风味的贡献 利用时间一强度鉴别冷榨葡萄柚籽油中的香味活性组分 性女 采用较不同种类熟棕米的特征香味化合物用 法鉴别西班牙火腿项空萃取挥发物中最具香味活性的化合物用 采用 法对香瓜香气有作用的香味化合物进行评估 研究 奶酪的香味活性化合物等而国内的技术发 展的较为缓慢目前这方面的报道较少宋焕禄利用的方法分析了火腿中的 特征香气成分蚓夏玲君等人用的方法鉴定出了牛肉香精中的特征风味物 在乳脂特征风味方面 利用方法分析了乳制品中的特征风味物质 也利用技术对奶油奶酪中的特征风味物进行了一些研究引而国 内的报道仅限于采用气质联用方法分析奶油和奶酪的挥发性风味成分对其特征风味方面 的研究还未见报道 第一章绪论 改善乳脂风味的国内外研究现状 乳脂中鲜美而独特的奶香气味是人们普遍接受和喜爱的但是由于乳脂的风味物组 成大多是一些易挥发的酸类酮醛类和内酯类物质因此其香味成分极易散失尤其是在 加热灭菌等过程中其风味物损耗尤为严重因此如何改善乳脂的风味已经成为广受 关注的问题 国内研究现状 国内主要是通过化学合成的方法来合成对乳类食品贡献较大的几种呈香物质如双乙 酰即一丁二酮乙偶姻丁位癸内酯等化学合成法生产奶香香料的方法在国内 已发展的较为成熟且大多都是把化学法合成出的各类香料以一定的配比添加到食品中 从而使其产品获得较好的风味但明显存在许多不足之处 以化学合成物作为食品 添加剂其用法用量都受到严格限制且存在食品安全的隐患乳脂是最复杂的脂 类奶香的风味是多种酮醛酸酯等综合作用的结果而化学合成的奶类香精通常只 偏重某种成分的风味无法获得圆润的奶香风味因此国内目前已趋向于用生物技术来 制取奶类香精 目前利用微生物工程来制取奶类香精已有了初步的发展山东省食品发酵工业研究 设计院以鲜牛奶为基本原料利用自行分离筛选诱变复选的安全产香菌对牛奶进行 发酵再经进一步的生化处理制得天然乳香香味剂中国轻工食品发酵研究所 采用天然 原料通过生物催化的方法已开发出增香奶油青纹干酪香味料和甲基酮三种乳品用生 物香料山东大学的许有强利用微生物发酵的方法生产出了奶香风味的主要成分一双乙 酰 利用酶来生产奶类香精正在进行初步探索目前它的应用主要集中在恢复乳粉和脱 脂乳的香味改善干酪的风味和消除酸乳生产中可能产生的异味和加快发酵等天津科技 大学的武彦文利用脂肪酶水解奶油奶酪和牛奶并对其酶解条件进行了初步探讨陈 影利用解脂假丝酵母脂肪酶对奶油进行水解得到了乙酸丁酸和己酸含量较高的奶油制 品九 国外研究现状 国外也有一些用酶来改善食品风味的进展大多都是使其作用于一些发酵产品中以 加快发酵进程并且改善发酵制品的风味如等发现用中性蛋白 酶和脂肪酶共同作用于奶酪可使其获得更成熟的质构并检测到一些游离的脂肪酸和收敛 性肽从而获得较好的风味等把蛋白酶和脂肪酶用于发酵香 肠使其游离脂肪酸游离氨基酸增加从而加快了它的成熟速度和感 在奶油或乳脂方面主要是用酶来进行酰基转移酯交换酯转移等来改善奶油的涂 抹性能等在酶法奶油增香方面日本居世界领先水平日本的雪印乳业公司从年代即 开始研究已申请了多项与此有关的专利等报导了以稀奶油 奶油和无水奶油为原料通过控制脂肪酶对乳脂肪的水解程度生成了奶油香味的主要成 分达到酶解增香的目的不 等报导用脂肪酶对乳脂进行水解就可以得到具有浓江南大学硕士学位论文 郁奶香的产品或香精这些产品可以用于咖啡伴侣糖果及焙烤食品中? 乳脂虽然应用广泛但在其加工过程中经常存在风味减弱等方面的缺陷这是由于在 乳脂杀菌均质烘焙等过程中一部分挥发性的风味物质有所损失最终使得制品风味 减弱影响了制品的可接受性目前解决这一问题的主要方法就是向制品中添加具有乳 香风味的添加剂或在加工过程中添加一些香精以弥补风味的损失但这一方法也存在 许多弊端因此如何能健康有效的解决乳脂风味的损失已经成为了亟待解决的问题 立题背景和意义 乳脂应用广泛在人们的食品消费品中占有极其重要的位置且因其香滑的口感和浓 郁的风味而受到人们的喜爱但在食品加工过程中由于温度等一些物理因素的影响导致 其具有风味特征的某些物质的散失从而使风味减弱甚至某些特征风味的消失导致其及 其制品的感官品质变差因此乳脂风味的改善是十分需要的 国内在解决乳脂风味损耗的问题上大都是采用加入某种或某几种奶类香精的方法虽 然目前也有一些用酶来改善乳脂风味的研究但这些研究都没有在对奶油风味物研究的基 础上进行因此系统地进行乳脂风味物的分析是十分必要的 本课题在对天然乳脂风味物研究的基础上通过脂肪酶对天然乳脂中的脂肪酸甘油酯 的水解使其产生更多的挥发性香气物质主要是游离的中短链脂肪酸达到改善乳 脂风味的目的 本论文的主要研究内容 优化顶空一固相微萃取的萃取条件以天然乳脂为样品以萃取头 是否搅拌萃取时间萃取温度为因素对法进行优化确定最佳萃取采用 与相结合的方法对天然乳脂中的特征风味化合物进行了分析和鉴别 以乳脂特征风味物在其挥发性成分中的含量为指标以不同脂肪酶酶解温度 加酶量油水比为因素利用响应面分析法进行酶解工艺的优化确定最佳酶解方案并 对乳脂酶解前后的脂肪酸组成和特征风味物含量进行了比较和分析 对酶解前后的乳脂进行了感官评价实验并使用模糊综合评判法对其结果进行 了分析以感官评分为指标利用响应面分析法进行酶解工艺的优化并对两种指标下的 优化条件进行了比较最后对乳脂进行烘焙应用实验并对其进行了闻香和留香的评价 第二章天然乳脂风味成分的测定方法研究 第二章 天然乳脂风味成分的测定方法研究 前言 天然乳脂是从牛乳中分离得到的含水量小于的脂类物质其风味成分十分复杂 主要是一些挥发性脂肪酸酮醛类醇类酯类含硫化合物等复杂痕量组分给乳 脂风味的研究带来了诸多不便因此研究乳脂风味中的特征致香成分是十分重要的 是近年来发展起来的种样品前处 固相微萃取 理技术它具有装置简单操作方便萃取速度快等特点被广泛应用于环境分析 药物分析烟草分析还有各种食品风味的分析工作中如水果酒精饮料 咖啡网和微生物代谢物等 固相微萃取原理图如下刀 图固相微萃取原理影响固相微萃取分析效果的因素很多引被分析物萃取的量不仅与纤维头涂层的极性 和厚度有关还受到搅拌加盐调整值萃取条件和吸附条件等因素的影响 气相色谱一嗅觉测定法 是一种近年来刚发展 起来的鉴定芳香活性化合物的有效手段 气味检测法的原理非常简单在气相色谱柱末端安装分流口分流样品例如分 流比为到检测器一气味检测仪将经过前处理的样品注入到在检测器端连有气味检 测仪的色谱柱中而嗅闻人员则坐在气味仪的出口处然后记录他们在气体流出物中所闻 到的气味由可得到嗅闻人员对他们所感觉到的香味进行定性的描述的信息他们常 用一个词或一组词以及图片的形式来描述他们的感觉色谱峰一气味的相应关系也由嗅闻 人员来确定 方法主要是时间一强度法及芳香萃取物稀释分析法由于时间一强度法 与其它方法相比具有较好的精确度且由于每个人的嗅闻灵敏度在长时间中甚至是同一 天的不同时段都会存在差异而稀释分析往往要耗费数周才能完成会影响实验的准确性 因此本实验采用时间一强度法来对天然乳脂进行分析 本章对固相微萃取的条件进行了探索并利用了与联用的方法对乳脂的 江南大学硕士学位论文 关键香气成分进行了研究为乳脂酶解后的风味研究做好准备 材料和方法 实验材料 天然乳脂含水量 上海嘉里粮油业有限公司提供 主要仪器与试剂 型数显恒温水浴锅 金坛市荣华仪器制造有限公司 热脱附进样器 美国公司 气相色谱一质谱联用仪 美国公司 萃取头越? 美国公司 嗅探器 荷兰公司 实验方法 固相微萃取研究乳脂风味的条件优化 样品预处理将约天然乳脂倒入样品瓶中加盖密封放入?水浴中平衡 色谱条件毛细管色谱柱载气流速 起始柱温?程序升温至?进样口温度? 质谱条件电离方式离子源温度电子能量灯丝发射电流接 口温度?扫描质量范围为 定性定量方法化合物经计算机检索同时与 和 相匹配仅报道匹配度和纯度大于最大值 的鉴定结果并采用相对百分含量按峰面积归一化法计算 天然乳脂特征风味成分鉴定 样品预处理将约天然乳脂倒入样品瓶中加盖密封放入?水浴中平衡 固相微萃取吸附后于气相色谱进样?解吸质谱和吸闻器间的分 流比为由个有经验的感官评价员进行实验在实验过程中至少有名感官评价 员在同一嗅闻时间处能得到相同的感官描述则将该记录记入最终结果感官 评价员不仅 要描述化合物的气味性质还要确定化合物的气味强度为避免嗅觉疲劳一个 样品进行 两次实验每个感官评价员一次只嗅闻 色谱条件与质谱条件同定性定量方法同 结果与讨论 固相微萃取研究乳脂风味的条件优化 萃取头对萃取效果的影响 纤维头的涂层种类和厚度是影响灵敏度的关键因素删纤维头上的涂层根据极 性可分为极性和非极性且涂层亲和力的大小遵循相似相溶原理极性涂层对极性待 测物具有较强的亲和力反之非极性涂层对非极性待测物具有较强的亲和力 第二章天然乳脂风味成分的测定方法研究 表不同固相微萃取头对天然乳脂风味物的吸附情况比较 由表可知对酮醛类酸类和内酯类物质均吸附良好对酮 醛类和酸类均吸附良好但对内酯类物质吸附不好而对酮醛类物质吸附较差对 于乳脂挥发性成分中含量较小的风味物质的吸附情况最好对某 些物质吸附较差而对浓度小的化合物基本不能吸附 因此最终选用萃取头 搅拌过程对风味物检出的影响 搅拌效率是影响分析速度的因素之一搅拌可加快待测物向固相涂层扩散的速度从 而加快萃取平衡对液体样品的顶空来说搅拌可加速待测物由液相向气相的扩散 速率 江南大学硕士学位论文 表搅拌与不搅拌两种条件下天然乳脂风味物检出情况比较 检出的风味物 挥发性物质中的风味物含量 搅拌 不搅拌 搅拌与不搅拌两种条件下天然乳脂风味物检出情况比较见表由上表可以看出搅 拌与不搅拌差距不大甚至不搅拌的条件下风味物的检出量还较大但是有些含量很少 的风味物如辛醛庚酸等在不搅拌的情况下没有被检出可能是因为有的风味物质在天 然乳脂的挥发性物质中含量较少或不易挥发出来而搅拌可促使其挥发从而被萃取头吸 附因此本实验选用搅拌 萃取温度对萃取效果的影响 萃取温度对的影响具有双重效应通常升高温度时液体内分子热运动加快 有利于分析物在基质中的扩散提高分析物在顶空的分配缩短平衡时间加快分析速 度但升高温度使分析物在涂层与基质中的分配系数降低涂层对分析物的吸附量减小 影响法的灵敏度同时还要考虑温度升高会引起待测物发生化学变化 第二章天然乳脂风味成分的测定方法研究 表不同萃取温度下天然乳脂风味物质检出情况比较 从表可以看出酮醛类内酯类物质在?左右基本都能挥发出来而对于大 部分的酸类物质是较好的挥发温度在时几乎所有的酮醛酸内酯类 物质都能挥发考虑到高温下乳脂的风味成分可能会发生一些变化因此选择为最 度 佳的萃取温 萃取时间对萃取效果的影响 萃取时间即萃取达到平衡所需的时间它是由待分析物的分配系数物质的扩散速率 样品基质样品体积不同萃取头膜厚和吸附能力以及涂层的物理化学性质等 因素决定的 不同萃取时间下天然乳脂的挥发性物质经萃取后风味物质含量如下江南大学硕士学位论文 表不同萃取时间下天然乳脂风味物质检出情况比较 由表可以看出萃取时间对风味物的影响不太明显因为每种风味物几乎都能被 吸附只是被吸附的量不同由上表可以看出萃取时间较短时某些含量很少的风味 物质如辛醛癸酸等不能完全挥发出来因而无法被萃取头吸附 用萃取时间为因为在时各物质都有吸附且吸附量适中 本实验最终选 吸附时也有一些酸类物质的吸附量较大但从实验效率方面考虑本实验最终选 择萃取时间为 天然乳脂特征风味成分鉴定 采用与联用对天然乳脂的特征风味物进行研究得到结果如下 第二章天然乳脂风味成分的测定方法研究 葚薯 嘣 图天然乳脂挥发性物质的气相色谱图 表天然乳脂经气相色谱检出的风味物 江南大学硕士学位论文 一卜第二章天然乳脂风味成分的测定方法研究 测结果中找不到与之相匹配的化合物这是因为有些化合物阈值较低即使它 在样品中 含量很低甚至不能被检测到但是它仍能被人的嗅觉器官所感知且对风味的 贡献也较大这也是用来鉴定风味与相比更为精确的原因根据保留时间 以及对该物质的气味描述来推测该未知化合物有可能是醛类物质 本章小结 对天然乳脂风味成分的固相微萃取条件进行了探索最终确定了萃 取头使用搅拌子搅拌萃取温度萃取时间在这些条件下乳脂的风味 物能够被最大程度的挥发出来并在萃取头上被吸附 通过对乳脂挥发性成分的分析得到乳脂中有种具有明显特征风味的化 合物对天然乳脂的风味有重要贡献分别是辛醛水果味一壬酮酒味辛酸乙酯 奶油味丁酸奶油味有点酸戊酸奶油味十三酮木香味己酸奶油 味有点酸庚酸奶油味有点酸辛酸花香味有点酒味还有一种未知化合 物具有奶油味和酒味可能是醛类物质江南大学硕士学位论文 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的影响 前言 酶是生物细胞产生的有催化作用的蛋白质酶催化过程具有反应时间短专一性强 作用条件温和易于控制反应效率高等优点因此各种来源的酶已被广泛用于食品风 味物质的生产 凡是影响食品风味的酶都可称为风味酶许多食品风味的产生消失与自身的酶系密 切相关食品生产中酶的组成活性大小等因素都会影响食品的风味食品风味的形成是 一个生化过程无论是通过正常的新陈代谢积累起来的风味还是通过组织细 胞被破坏后才 产生的风味都要有先决条件一是形成风味物质的底物即风味前体物二是催化风 味物质形成的酶系许多食品原料中都含有这类酶系但在其加工过程中游离态的风味 物质可能部分损失产生风味的前体物却不易挥发和破坏与此同时产生风味的酶也会 失活因此在食品加工过程中添加合适的风味酶使结合态的风味前体物水解从而释放 出风味物质达到增强和改善食品风味的目的 脂肪酶甘油酯水解酶是一类特殊的酯键水解酶根据底物专一性分为非专一性脂 肪酶脂肪酸专一性脂肪酶和专一性脂肪酶脂肪酶存在于动物植物和微生物中在 有机相中脂肪酶能催化酯合成酯交换酯聚合肽合成以及酰胺合成等因此近年 来在食品工业中得到广泛应用 在乳品行业中应用脂肪酶对乳脂的水解反应可进一步增强干酪奶粉奶油的风 味促进干酪的成熟改善乳制品的品质例如通过特异性脂肪酶水解奶油可以具有很 强烈的香味在奶油中加入的一定量的脂酶苏打水溶液然后均质保温酶解再用加热 的方法灭酶除去下层酶液过滤可得增香奶油制品其风味得到了较大的改善惭 乳脂肪的主要成份是饱和脂肪酸甘油三酯约占不饱和脂肪酸甘油三酯约 占酮酸甘油三酯约占和羟酸甘油三酯约占这些脂肪酸甘油三酯 在脂肪酶的作用下水解成各种饱和及不饱和脂肪酸其中含量 丰富它们具有较高的香气贡献度是构成乳香的主要因素然而酮酸在进一步 反应中 又生成各种甲基酮类主要有甲基戊酮甲基庚酮甲基壬酮甲基十一酮等羟酸 生成 各种内酯内酯其中有辛内酯十二内酯等偶碳数内酯虽然这些甲基酮类和 内酯含量不高但对形成奶香的贡献却很大其酶解反应式为 酮酸甘油三酯脂肪酶 一酮酸 脂肪酶 一 脂肪酸甘油三酯 甘油 酮酸甘油三酯脂韪酶一酮酸 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的影响 \ 进一步反应\洲 一互 甲基酮类 酮酸 羟酸甘油三酯脂肪酶羟酸 心 一卜 \心 莉一二衫\虬 进一步反应\ 羟酸 内酯类 可见脂肪酶的水解可以促使乳脂中的脂肪酸甘油三酯分解成为脂肪酸甲基酮及内酯 类物质从而使乳脂的风味得到改善 本实验采用专一性水解位的脂肪酶 对天然乳脂中的甘油三酯进 行水解使其分解出短链和中链的脂肪酸从而达到增强风味的目的利用响应面分析法优 化了酶解工艺并对酶解前后乳脂的脂肪酸组成和特征风味物的含量进行了比较分析 材料与方法 实验材料 天然乳脂含水量 上海嘉里粮油工业有限公司提供诺维信酶制剂公司 诺维信酶制剂公司 美国公司 解脂假丝酵母酯酶 无锡雪梅酶制剂公司 主要仪器与试剂 正己烷分析纯 中国医药集团上海化学试剂有限公司 三氟化硼分析纯 中国医药集团上海化学试剂有限公司热脱附进样器 美国公司 岛津气相色谱仪 日本岛津公司 气相色谱一质谱联用仪 美国公司 实验方法 酶解工艺 天然乳脂加热溶化一天然乳脂与水一定比例一酶解一加热灭酶一静 置分层一取上层酶解物 固相微萃取条件及色谱条件 固相微萃取条件将约天然乳脂倒入样品瓶中加盖密封放入?水 浴中平衡萃取头吸附?下搅拌萃取解析 气相色谱及质谱条件同 江南大学硕士学位论文 乳脂酶解前后的脂肪酸比较 样品预处理方法三氟化硼甲酯化法 分析条件毛细管柱 载气起始柱温程序升温 至?进样口温度?检测器 定性定量方法峰面积归一化法 乳脂酶解前后的特征风味物比较 固相微萃取条件及色谱条件同 结果与讨论 不同脂肪酶作用对乳脂风味物质的影响 用 解脂假丝酵母酯酶 四种脂肪酶对乳脂进行酶水解反应酶解条件为加酶量油水比酶解 温度?反应 表不同脂肪酶作用对乳脂风味物质的影响 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的影响 锄陀 解脂假丝酵母酯酶 图不同脂肪酶作用对乳脂特征风味物质的影响由表可以看出 和 作用后的乳脂风味 物中醛酮的含量很少解脂假丝酵母酯酶作用后的乳脂风味物中酸的含量很 少因此 四种酶比较看来 比较适于作为乳脂的水解酶它可以使乳脂产生较为丰 作用后的乳脂中各特征风味 富和平衡的香气由图同样可以看出 物都能被检出且特征风味物总含量最高因此本实验最终选用 温度对酶解反应的影响 用 对乳脂进行酶水解反应在加酶量油水比温 度???条件下分别反应不同水解温度和时间与乳 脂挥发性物质中的风味物含量之间的关系如图 誉 \ 删 缸 霉 莒 医 时间 ??十? 图不同水解温度和时间对乳脂风味物质的影响比较 江南大学硕士学位论文 ? 图不同水解温度对乳脂特征风味物质的影响比较图是在??时反应乳脂风味物总含量的比较 可以看出在不同温度下反应后风味物含量均有所下降因此本实验的水解时间 定为 图是反应时???三个水解温度下乳脂各特征风味物含量的 比较可以看出温度对水解反应的影响不是很大但也有一定影响?下各特征风味 物的含量相对较高且由图可以看出?时乳脂中风味物总量最高 因此本实验选用水解温度为? 加酶量对酶解反应的影响 用 对乳脂进行酶水解反应反应条件为温度?油水比 反应时间 在不同加酶量的酶解条件下乳脂酶解后的挥发性物质中的风味物含量见表 由表中乳脂风味物含量的变化可知加酶量对酶解反应有一定的影响随着加酶 量的增大乳脂风味物中酮醛类物质的含量减少酯类物质含量基本保持不变由图 可知加酶量为时特征风味物含量较高随着加酶量的增大特征风味物总含量 有所下降总的来说当加酶量为 时各风味物含量适中且特征风味物总量最大 因此本实验选择加酶量为 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的影响 表不同加酶量对乳脂风味物质的影响比较 蓬 皿酬 缸 蹈 霹 誊 趸 目 婆 而鹋酌舛酡?鼹鲐舛铉? 加酶 加酶 加酶 加酶 加酶 图不同加酶量对乳脂特征风味物质的影响比较 江南大学硕士学位论文 油水比对酶解反应的影响 用 对乳脂进行酶水解反应在加酶量温度条件下反 应在不同油水比的酶解条件下乳脂酶解后的挥发性物质中风味物含量如下 表不同油水比对乳脂风味物质的影响比较 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的影响 甜 国 配 们 印 零\卿姐硇凿区堪浆 钞 璐 油水比吧油水比油七油水土油水比砌 图不同油水比对乳脂特征风味物质的影响比较 由表可知油水比对乳脂酶解后风味物的影响较大油水比为时各 种酸的含量均达到最大而醛酮类和酯类含量也较为平均随着油水比的减少 酸类物质 的含量减少由图可知油水比为时乳脂特征风味成分的含量较大且 每种特征风味物质都能被检出 因此本实验选择油水比为 响应面法优化酶解条件 响应面分析法 响应面分析法 简称是一种优化工艺条件的有 效方法它包括试验设计建模因子效应评估以及寻求因子最佳操作条件和其 他统 计方法一样由于采用了合理的实验设计能以最经济的方式用很少的实验数 量和 时间对实验进行全面研究科学的提供局部与整体的关系从而取得明确的结论 随着计算方法的完善和微机应用的普及近年来响应面方法己成功地应用于食品生 物等许多方面副用响应面法优化工艺过程主要涉及三步实验设计建立数学模型评估 相关性预测响应值考察模型的准确性四 本实验在单因素实验的基础上选取温度加酶量油水比个对水解反应有影响的因 素以挥发性物质中的风味物含量为指标做了因素水平共个实验点的响应面分析 用以确定几个影响酶水解的因素间的函数关系式从而找出符合要求的脂肪酶水解乳脂的 合理的工艺条件 因素和水平的选取 本实验在单因素实验结果的基础上选取因素和水平表江南大学硕士学位论文 表因素和水平的选取 实验号温度?加酶量呦油水比瞧挥发性物质中的风味物含量 实验方法及结果 实验结果的回归分析 在不同温度加酶量油水比的条件下水解酶解工艺见指标为特征风 味成分的总含量实验安排及结果见表 对表中的数据进行回归分析回归方程的各项回归系数见表方差分析表见 表 袁回归系数表 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的影响 表方差分析表 由回归分析可知总回归方程的为值为总回归方程是显著的由表 可以看出回归方程的一次项在水平上是显著的二次项在水平上是显著 的交互作用不显著由因素检验可以看出温度的影响不显著加酶量的影响在 水平上是显著的油水比的影响在水平上是显著的也就是说油水比对酶解反 应 的影响是显著的其次为加酶量温度对酶解反应的影响最不显著 回归方程为 应用回归方程可以预测在不同条件下的水解度因此可用于指导实验和生产 响应面和等值线图 响应面是由回归方程经数学处理而得到的因素对响应值的影响的直观表现 响应面分 析得到的响应面图及等值线图如下江南大学硕士学位论文 图响应面图及等值线图 从回归方程的响应面图及等值线图可以看出最佳酶解条件为温度加酶量 为油水比为 乳脂酶解前后的脂肪酸比较 本实验利用气相色谱对乳脂在酶解前后的脂肪酸情况进行了分析得到的气 相色谱图 如下 廿?嵋博悖?引置?私墨鼍毓嚣产?一蕾甜冀?越畸葛奄盯??鹭尊葛舅 臂鼻 图天然乳脂的脂肪酸气相色谱图 第三章脂肪酶水解乳脂对乳脂风味物质的 影响 图酶解后乳脂的脂肪酸气相色谱图表乳脂酶解前后脂肪酸比较 由表可知天然乳脂中主要是含有短链及中链的饱和脂肪酸且大多为偶碳链 的 脂肪酸图图比较看来天然乳脂在酶解前后脂肪酸种类基本没有变化只是 在含量上发生了一些变化碳数小于的酸含量有所减少含量有所增加 这是由于一些短碳链的脂肪酸挥发所引起的 江南大学硕士学位论文 乳脂酶解前后风味成分比较 乳脂酶解前后风味成分的比较见下图 仃 叟墨譬歪掌苟面比 婴 叱笨上罂盟 从 也婴一 图天然乳脂挥发性物质的气相色谱图 衢 宄善主葛面茁 伯 已曼柏 哆 卜一 图乳脂酶解后挥发性物质的岛气相色谱图 第三章脂肪酶水解乳脂对乳 脂风味物质的影响 表酶解前后乳脂的风味物质比较 由表可以看出乳脂酶解前后其风味成分最大的变化就是醛酮类的风味物含量减 少酸类风味物含量增加这是由于脂肪酶水解甘油三酯使其键断裂释放出脂肪 酸的缘故这也与本实验的目的相一致由图可以看出酶解后的乳脂中各特征风味 物含量变化较大且特征风味物的总含量与天然乳脂相比也有较大的增长乳脂酶解后特 征风味物占总挥发性物质的含量为比酶解前特征风味物含量的增长较多江南大学硕士学位论文 口乳腊酶解前?乳腊酶解后 图酶解前后乳脂的特征风味物质比较 本章小结 本章利用响应面法对天然乳脂的酶解条件进行了探索得到最佳脂肪酶为 温度为 加酶量为油水比为水解最佳水解条件下 酶解物的挥发性物质中特征风味物总含量为 由响应面实验的回归分析得出温度的影响不显著加酶量的影响显著油水比的 影响显著且显著性顺序为油水比加酶量温度总回归方程是显著的回归方程的 一次项是显著的二次项是显著的交互作用不显著 对酶解前后的乳脂进行的脂肪酸测定可知天然乳脂中的脂肪酸多为短链和中链 的饱和偶碳链脂肪酸天然乳脂酶解前后脂肪酸种类基本不变碳数小于的酸含量有 所减少含量有所增加这是由于在酶解过程中一些短碳链的脂肪酸挥发 所引起的 对乳脂酶解前后的风味成分及特征风味物进行了比较乳脂酶解后的风味成分与 酶解前发生了较大的变化酸类物质增多酮醛类物质减少且其挥发性物质中特征风味 物的总含量有较大增长乳脂酶解后特征风味物占总挥发性物质的含量为比酶 解前特征风味物含量的有了较多的增长第四章乳脂酶解过程对乳脂风味的影响评价 第四章乳脂酶解过程对乳脂风味的影响评价 前言 在食品感官质量对促进食品消费越来越重要的今天食品感官质量的评价具 有了重要 意义针对食品感官质量指标描述的模糊性通过模糊数学的应用来评价食品感官质量更 为科学更为准确食品感官质量评价实际上是对食品感官特性的评价食品的感官特性 包括外观色泽形态混浊度杂质等香味应有食品固有的香味无异味异臭 滋味由酸甜苦辣等组成组织食物的物理性质口腔咀嚼时的触觉和力感等 对这些感官特性的评价我们很难用精确的数据来表达表现在第一人的感觉受主观因 素的左右第二语言表达感觉是模糊的这就会使评价结果存在一定的主观性和局限性 从而也就是影响了客观评价食品感官质量的准确性因此我们认为应用模糊数学中的模糊 关系对食品感官质量的结果进行综合评判能够得到较科学客观的评价结果 模糊综合评判方法是一种模拟人们判断问题的逻辑思维方式运用模糊数学原理分析 和评价具有模糊性事物的系统分析方法它是一种以模糊推理为主的定性和定量相结 合精确与非精确相统一将模糊信息以数值化进行定量评价的方法由于这种方法 在处理各种难以用精确的数学方法描述的复杂系统问题方面所表现的独特的优越性它在 食品感官评定中的应用克服了以往的评分法给结果带来的主观性和片面性使模糊的问 题数学化使评定结果更趋于合理性因此对模糊数学的研究在世界范围内日 益兴盛起 来目前模糊数学的应用已经涉及到理工农医及经济管理等各个方面 本章把模糊综合评判的方法用于乳脂的感官评定中介绍模糊综合评判模型及操作方 法以乳脂的感官评分为指标的响应面分析可知乳脂的感官评分与特征风味物含量有较 大的相关性并把酶解前后的乳脂以一定量加入到烘焙油脂当中进行了曲奇的烘焙应用 实验及感官评定 材料和方法 实验材料 天然乳脂含水量 上海嘉里粮油工业有限公司提供诺维信酶制剂公司 主要仪器与试剂 型数显恒温水浴锅 金坛市荣华仪器制造有限公司 实验方法 酶解工艺同 烘焙工艺 向牛油中添加的奶油配成油样 配方砂糖油脂面粉鸡蛋 在牛油中加入配方打发放入烤箱中?烘烤江南大学硕士学位论文 评价人员及评价方法的建立 感官评定小组的建立 评价人员均为训练有素的食品感官质量考评员要求在评价前给每位评价人员讲 解评价内容评价标准和评价方法然后将已编好号的待评价样品用相同的盛器送交评价 员评价评价中不许相互交谈评价完一个样品后用清水漱口间隔再评价下一个 样品最后填写好评分表并签名收集各评价员的评价结果进行分析 评价方法的建立 奶油评价方法的建立 滋味及气味分 组织状态分 色泽分 滋味及气味分 厂具有奶油的纯香味无其他异味者分 纯味但香味较弱者分 平淡而无滋味分 有微弱的饲料味者分