酶解奶油增香物制备工艺及其在奶香饲料调味剂中的应用

孔 凌 刘 超 喻 麟 包清彬

（1.成都大帝汉克生物科技有限公司，四川 成都 611130；2.西华大学生物工程学院，四川 成都 610039）

奶香饲料调味剂是饲料香味剂应用最广的香精之一，可以显著改善饲料的适口性，提高动物采食。目前饲料中常用的奶香饲料调味剂，多以香兰素、乙基香兰素、内酯等合成原料进行调配，往往具有一定的刺激性，缺乏天然感、留香时间差、耐高温性差等缺点。近年来，国内利用酶解技术制备奶油增香物在食品行业中应用的已十分广泛。武彦文等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。刘志东等研究脂肪酶筛选后，酶解黄油制备了天然乳味增香物。天津诺奥科技发展公司的刘敏尧等以天然奶油为原料，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。通过大量实验证明，酶解制备的奶油增香物，具有天然的浓郁、圆润、厚重、自然等特点，与合成香料匹配，能掩盖化学香精刺激的感觉和产品中不愉悦的味道，使产品具有更佳的香味和口感。本文将利用酶解制备得到的奶油增香物，再经过调香修饰形成新型奶香饲料调味剂，弥补了原有奶香饲料调味剂的不足，使奶香更加逼真，口感圆润，香气柔和并且增加了产品的留香能力。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

光明无盐奶油，光明乳业生产；

脂肪酶，丹麦诺维信公司生产；

乙醚、乙醇、氢氧化钠，成都科龙试剂生产；

电子天平,北京赛多利斯仪器系统有限公司生产；

KQ-100DE型数控超声器，昆山市超声仪器有限公司生产；

HH-S数显恒温水浴锅，江苏省金坛市医疗仪器厂生产；

pHS-3C，成都方舟科技有限公司生产。

1.2 实验方法

1.2.1 酶解奶油增香物工艺

奶油→加水→加单甘酯→超声波溶解、乳化→巴氏杀菌→降温→添加脂肪酶→水解→灭酶→离心分离→感官评定

1.2.2 添加酶解奶油增香物的奶香饲料调味剂

酶解奶油增香物＋奶香香基→混合→载体吸附→奶香饲料调味剂。

1.2.3 酶解奶油增香物考察指标

由于香味的特殊性，目前世界上还无法完全用仪器和理化指标对其进行评分，所以还是以人的感官评分作为主要评分手段。本实验将采用行业通用的评定方法，以感官指标作为酶解奶油增香物的主要评定指标，同时测定其酸价，进行辅助评定。

1.2.3.1 感官评分标准

参照GB/T14454.2—2008，采用评分法，见表1。

表1 感官评分标准

1.2.3.2 酸价测定（参照GB/T5530—2005）

酸价是指中和1 g油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数。

酸价计算公式：

式中：V——滴定消耗的氢氧化钾溶液体积（ml）；

N——氢氧化钾溶液当量浓度；

56.1 ——氢氧化钾的毫克当量；

W——试样重量（g）。

1.2.4 实验设计

1.2.4.1 单因素实验

根据相关文献和脂肪酶的相关特性，分别考察温度、酶解时间、pH值、底物浓度、酶添加量对酶解效果的影响，实验设计见表2。

表2 单因素实验

1.2.4.2 正交实验

在单因素实验考察基础上，以温度、酶解时间、pH值、底物浓度、酶添加量为影响因素，用正交实验进行工艺参数优化。

2 结果与讨论

2.1 酶解奶油增香物的制备（最佳工艺条件确定）

2.1.1 单因素实验

2.1.1.1 温度的影响

脂肪酶对于温度很敏感，温度过高会使酶失活，温度过低达不到酶的最适温度，影响酶促反应的效果。经实验，温度对酶解效果的影响如图1所示。

图1 温度对酶解反应效果影响

实验结果表明：随着温度的增加，感官评分和酸价都在增加，但超过酶的最适温度后，感官评分和酸价都降低。经分析，酶解温度超过50℃后，可能造成部分脂肪酶失活，酶解效率随之下降，因此酶解后产物的感官评分下降。

2.1.1.2 酶解时间的影响

由于酶解反应是很复杂的，反应时间过短，脂肪酶对底物酶解不彻底，风味物质未完全生成；反应时间过长，会使一些不良的风味物质被酶解出来，影响产物的整体风味，时间过长也会造成成本的浪费。要达到理想的效果必需控制好反应时间。酶解时间对酶解反应的影响如图2所示。

图2 酶解时间对酶解反应效果影响

实验结果表明：随着酶解时间的增加，感官评分和酸价都随之增加，酶解时间越长，酸价越高，但酶解时间超过5 h后，感官评分反而下降。可能是由于酶解时间过长，部分底物被脂肪酶过度酶解为不良风味物质，影响了产物的整体风味。

2.1.1.3 反应体系pH值的影响

脂肪酶在进行酶解反应时,只有在其最适pH值范围内方能表现出最佳活力，使酶促反应得以更加顺利进行。反应体系pH值对酶解反应的影响如图3所示。

实验结果表明：随着反应体系pH值增加，感官评分和酸价都随之增加，但当pH值超过7后，感官评分与酸价则有所降低，这可能是由于pH值超过该脂肪酶的最适pH值，影响了脂肪酶活力，以致于酸价有所下降，可见该脂肪酶的最适pH值在7左右。

2.1.1.4 底物浓度的影响

酶解反应，底物浓度较低时，酶解速度随底物浓度的增加而增加；当底物浓度增加到一定程度后，酶解速度变缓直至不再增加。底物浓度对酶解反应的影响如图4所示。

图3 pH值对酶解反应效果影响

图4 底物浓度对酶解反应的影响

实验结果表明：随着底物浓度的增加，感官评分和酸价也在增加，当底物浓度超过50%时，感官评分和酸价都在下降，这可能是底物浓度过高，减缓了酶解反应的速度。

2.1.1.5 酶添加量的影响

脂肪酶的添加要适量，脂肪酶用量太少，酶解不充分，风味物质生成少，奶香味将不足；酶用量过多，酶解反应过于剧烈，会生成诸多不良风味物质，也会增加生产成本。酶添加量对酶解反应的影响见图5。

实验结果表明：随着酶量的增加，酸价和感官评分也增加，但超过2%后，虽然酸价仍继续增加，但是感官评分却有所降低，这可能是由于酶添加量越多，酶解反应越剧烈，所以酸价增加，但剧烈的酶促反应也伴随着不良风味物质的产生，影响了感官评分。

图5 酶添加量对酶解反应效果影响

由以上单因素实验发现，酸价越高，脂肪酶的酶解效率越高。但奶油酶解过度，会产生不良风味物质影响最终产物的整体风味，造成感官评分降低。所以在酶解过程中，需要合理调控各影响因素，适当控制酶解的程度，以求获得最佳反应产物。

2.1.2 正交实验结果

在单因素试验的基础上，对酶解工艺条件进行优化，设置温度、酶解时间、pH值、底物浓度、酶添加量5因素4水平进行正交实验，选用L16（45）正交表，实验因素水平见表3。正交实验结果见表4。

表3 正交因素水平

结果表明,最佳的工艺组合是A4B4C2D2E1，即当温度为55℃,酶解时间为7 h,pH值为6.5,底物浓度为40%,酶添加量 1%。比较各因素 R 值可知，RA＞RE＞RB＞RD＞RC,各因素对实验影响主次顺序是：温度＞酶添加量＞酶解时间＞底物浓度＞pH值,即温度对酶解反应的影响最大。在此优化条件下制备的奶油增香物的奶香效果好。

表4 正交测定结果

2.1.3 利用酶解奶油增香物制备奶香饲料调味剂

通过正交优化组合制备的酶解奶油增香物，加入香兰素、乙基香兰素、丁位十一内酯、丁位十二内酯、乙偶姻、丙位癸内酯、丙位辛内酯、丙位已内酯等配制的奶香香基，通过吸附工艺而成奶香饲料调味剂，与相比未加入奶油酶解增香物的奶香饲料调味剂，通过评香专家进行评比，结果见表5，当随着酶解奶油增香物的添加，其奶香更逼真，更具有天然感，香气柔和，改善了产品的留香能力，口感更圆润，考虑到成本问题，添加量控制在20%～25%。

3 结论

通过单因素和正交实验，得到了脂肪酶酶解奶油增香物的最优工艺条件：即温度为55℃，酶解时间为7 h，pH值为6.5，底物浓度为40%，酶添加量1%。

此优化工艺条件下制备的奶油增香物，按照一定比例（20%～25%）加入各种香原料调配而成的奶香香基中，通过吸附工艺制备成奶香饲料调味剂，奶香更加逼真，口感圆润，香气柔和并且增加了产品的留香能力，适用于大规模的推广。

表5 添加不同酶解奶油增香物比较结果

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