一种富含氨基酸的功能性肽盐的工艺研究

秦 鹏，王淑慧，赵金龙，孙汉巨，王军辉，何述栋，张 强

（1.合肥工业大学 食品与生物工程学院，安徽 合肥 230009；2.安徽复合调味品重点实验室，安徽强旺调味食品有限公司，安徽 界首 236500）

豆粕是大豆经过压榨豆油后得到的一种副产品，其蛋白质含量为40%～48%，并含有碳水化合物、氨基酸、维生素、矿物质元素、黄酮等多种营养及功能成分[1]。我国是豆粕生产大国，然而每年大约85%的豆粕被用于家禽、家畜的饲养，仅有少许被用于其他行业[2]。因此，开发以豆粕为原料的新产品，对于扩展资源的利用和应用范围，具有重要意义。

近年来，随着酶工程技术的迅猛应用，通过酶解豆粕中的大豆蛋白，制备功能性大豆多肽和氨基酸的工艺已取得长足的发展[3]。大豆多肽是大豆蛋白在一定的条件下，被酶解再经过分离纯化后，得到的一种由多种多肽和游离氨基酸组成的混合物。研究发现，大豆多肽具有一些独特的功能，如抗菌性、抗过敏性、抗氧化性等，还具有增强机体免疫力、降低胆固醇含量、防病治病、调节人体生理机能等作用[4-5]。Shu-Tzu Chen等人[6]研究发现，大豆多肽能使血清的胆固醇含量降低24%以上，可有效预防和改善因胆固醇含量超标而造成的各种疾病，且无副作用。通过美拉德反应制备的美拉德肽进而与食盐进行调配，制成美拉德肽盐，既可以充分利用大豆多肽提高其附加值，又可以开发新型的调味盐，具有广阔的应用前景和市场价值。

目前，市场存在加碘盐、加锌盐、加铁盐、加钙盐、低钠盐等具有单一营养素补充功能或单一保健功能的食盐，调味盐的品种较为单一。研究开发的富含氨基酸的功能性肽盐不仅具有氨基酸补充功能，且具有美拉德肽独特的香味，经过超微粉碎处理后，该产品具有了低钠盐的特性，丰富了功能性食盐的种类，同时也为低钠盐的产业化提供了新思路。试验选用豆粕为原料，与木糖、半胱氨酸进行美拉德反应制备独特风味的美拉德产物，以感官评价中的口感、气味及颜色为主要考核指标，研究柠檬粉、葛根粉、甘氨酸锌等物质的添加量对最终氨基酸肽盐感官品质的影响，从而开发出口味独特、富含必需氨基酸的保健型调味盐。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆粕，市售；葛根、决明子、甘草、柠檬，均购于合肥市家乐福超市；L-盐酸赖氨酸、L-蛋氨酸、色氨酸、甘氨酸锌、牛磺酸，合肥博美生物科技有限公司提供；碱性蛋白酶、中性蛋白酶（酶活力20万 U/g，6万 U/g），北京奥博星生物技术有限公司提供；木瓜蛋白酶（酶活力2万 U/g），北京索莱宝生物科技有限公司提供；风味蛋白酶（酶活力2万 U/g），丹麦诺维信酶制剂公司提供；D-木糖、L-半胱氨酸，上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供；盐酸（AR），上海中试化工总公司提供；碳酸钠（AR），江苏强盛功能化学股份有限公司提供；食盐、D-异抗坏血酸钠，均为食品级。

1.2 仪器与设备

AR1140型电子分析天平，上海民桥精密科学仪器有限公司产品；TGL16M型高速冷冻离心机，盐城市凯特实验仪器有限公司产品；LGJ-12型真空冷冻干燥机，北京松源华兴科技发展有限公司产品；PHS-3C型精密pH计，上海今迈仪器仪表有限公司产品；HH-2型数显恒温水浴锅，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司产品；RE52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂产品；HX-300型高速中药粉碎机，浙江永康溪岸五金药具厂产品；XDW型振动式细胞级超微粉碎机，济南达微机械有限公司产品；NR200型手持式色差计，深圳3NH科技有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 氨基酸肽盐制备工艺流程

①豆粕粉碎→悬浮液→酶水解→灭活→抽滤→旋蒸→冷冻干燥→油浴→冷冻干燥；

②柠檬→清洗→去皮→切片→灭酶→护色→干燥→磨粉→过筛→超微粉；

③食盐、L-盐酸赖氨酸、L-蛋氨酸、色氨酸、甘氨酸锌、牛磺酸；

④葛根、决明子、甘草→干燥→粉碎→过筛→超微粉碎；

①+②+③+④→调配→超微粉碎→成品。

1.3.2 美拉德肽的制备

采用粉碎机将豆粕粉碎，过80目筛备用。取适量的豆粕粉，制备成质量分数为14%的豆粕悬浮液，于80℃条件下预热处理30 min，冷却至室温后，豆粕悬浮液用浓度为6 mol/L的碳酸钠溶液调节pH值至10，添加5 000 U/g碱性蛋白酶，于50℃条件下保温3 h；之后，调节豆粕悬浮液pH值至6.5，同时添加木瓜蛋白酶、中性蛋白酶及风味蛋白酶至溶液酶活力分别达到5 500，5 000，8 000 U/g，并于55℃条件下保温4 h；将酶解液在90℃下加热15 min，冷却至室温后抽滤，将滤液浓缩后，冷冻干燥，收集大豆多肽备用。将大豆多肽、半胱氨酸、D-木糖按质量比5∶1∶2配成质量分数20%的溶液，用浓度6 mol/L碳酸钠溶液调节pH值至7.4，再置于120℃油锅中处理120 min，冷却至室温后，冷冻干燥，之后收集产物备用[7]。

1.3.3 柠檬粉的制备

将新鲜的柠檬清洗后切片，厚度约为0.5 cm，去果核，置于100℃水中浸泡5 min后，立即浸入质量分数为1%的抗坏血酸溶液中，在55℃条件下水浴5 min，防止柠檬颜色发生改变[8]。将浸泡后的柠檬片经干燥后粉碎，过80目筛，之后经超微粉碎机再次粉碎，收集粉末备用。

1.3.4 葛根粉、甘草粉的制备

将葛根、甘草、决明子清洗，经烘干、粉粹后过80目筛，用超微粉碎机再次粉碎，收集粉末备用。

1.3.5 感官评定

由8位评定员随机对调味盐的口感、气味及颜色进行评定[4]，采用10分制。

调味盐的感官评分标准见表1。

1.3.6 辅料的用量对调味盐的感官影响

（1） 氨基酸的用量对调味盐的感官影响。调味盐中食盐用量9.0 g，美拉德肽用量0.5 g，L-蛋氨酸、牛磺酸、色氨酸、L-盐酸赖氨酸和甘氨酸锌的用量分别为 0， 0.002， 0.004，0.006， 0.008 g， 加水定容至1 000 mL，固定其中4种氨基酸用量，依次改变另一种氨基酸用量进行单因素试验，以感官评分为指标，分别确定5种氨基酸用量。

（2） 美拉德肽、甘草粉、决明子、柠檬粉和葛根粉用量对调味盐感官品质的影响。调味盐中食盐用量9.0 g，L-蛋氨酸、牛磺酸、色氨酸、L-盐酸赖氨酸以及甘氨酸锌用量均为0.005 g，美拉德肽、甘草粉、决明子、柠檬粉和葛根粉用量均分别为0，0.1，0.2， 0.3，0.4 g，加水定容至1 000 mL，固定其中4种物质的用量，依次改变另一种物质的用量进行单因素试验，以感官评分为指标，分别确定美拉德肽、甘草粉、决明子、柠檬粉和葛根粉的用量。

表1 调味盐的感官评分标准

（3） 超微粉碎时间对调味盐稳定性的影响。将食盐、美拉德肽、甘草粉、决明子、柠檬粉和葛根粉及5种氨基酸按所得比例混合，经超微粉粹，粉粹时间分别为3，6，9，12 min，以感官评分、色度、粒度及DPPH自由基清除率为指标，确定最佳超微粉碎时间[9]。

（4） 调味盐粒度的测定。取适量超微粉碎后的样品，分别用无水乙醇进行分散，将分散后的粉体混悬液加入到激光粒度分析仪的测定杯中，按操作说明进行测定。

（5） 调味盐色度的测定。取适量上述样品，采用色差计进行色度检测，确定每个时间下的产品色度数据，并做好记录。色差仪中L，a，b值分别表示黑白、红绿及黄蓝，所有的颜色都可以通过L，a，b值色空间感知并测量，这些数据也可以用来表示标样同测试样的色差，并通常用ΔL，Δa，Δb值表示[10]。该试验中使用的对照样为标准白色平板。

（6） 调味盐DPPH自由基清除能力的测定。样品DPPH自由基清除能力的测定参考严敏等人[11]的方法：称取一定量的DPPH固体溶解于无水乙醇中，配制成质量浓度为0.04 mg/mL DPPH溶液；用超纯水配制质量浓度为4 mg/mL氨基酸肽盐溶液。取2 mL该溶液，加入等体积的DPPH溶液，混合均匀，于室温下避光放置30 min后，以转速5 000 r/min离心10 min。取上清液于波长517 nm处测定其吸光度；取2 mL无水乙醇与等体积DPPH溶液混匀后，在相同条件下测吸光度；取2 mL无水乙醇和等体积样品溶液混合后在相同条件下测吸光度。样品对DPPH自由基的清除率用以下公式计算：

式中：A0——2 mL无水乙醇+2 mL DPPH溶液的吸光度；

A1——2 mL样品溶液+2 mL DPPH溶液的吸光度；

A2——2 mL样品溶液+2 mL无水乙醇的吸光度。

2 结果与分析

2.1 氨基酸用量对调味盐感官品质的影响

氨基酸用量对调味盐感官品质的影响见图1。

图1 氨基酸用量对调味盐感官品质的影响

为了赋予调味盐具有氨基酸的保健功能，故在调味盐中添加不同种类的营养强化剂型氨基酸。由图1可知，随着氨基酸用量的增加，产品的感官品质并无明显的升高或降低的趋势，可认为不同种类的氨基酸的添加对调味盐感官品质没有影响。分析产生该现象的原因如下：第一，营养强化剂型氨基酸自身无味道且水溶性良好，并不会对产品在口感及颜色方面产生影响；第二，营养强化剂氨基酸的用量较少，最多占产品的1‰，因此并不会影响调味盐产品感官品质，同时赋予了调味盐氨基酸的保健功能。

2.2 美拉德肽、甘草粉、决明子、柠檬粉和葛根粉用量的对调味盐感官品质的影响

美拉德肽、甘草、决明子、柠檬和葛根用量对盐感官品质的影响见图2。

图2 美拉德肽、甘草、决明子、柠檬和葛根用量对盐感官品质的影响

由图2可知，5种辅料用量对调味盐的感官评分呈现出不同程度的影响。其中，随着美拉德肽用量的增加，感官品质呈现先增加后减少的趋势；当用量大于0.2 g时，产品的感官评分逐渐减小。这可能因为一定量的美拉德肽能够赋予产品独特的香味，但随着美拉德肽用量的增加，产生的香味过于浓郁，掩盖了其他辅料的味道，破坏了整体风味的和谐，且造成产品色泽较为暗淡而令品尝人员逐渐难以接受；而随着甘草和决明子用量的增加，感官品质呈现下降趋势。在二者用量为零时，调味盐具有最高感官评分。可能由于甘草中有纤维性沉淀而决明子粉会产生褐色不溶性沉淀，极大地影响了产品的感官品质；随着葛根用量的增加，感官品质呈现先增加后减少的趋势；当其用量大于0.1 g时，感官品质逐渐减小[12]。这可能是随着用量的逐渐增加，溶液颜色变暗，严重影响了产品的色泽；随着柠檬用量的增加，产品的感官品质呈现逐渐上升的趋势；当用量为0.4 g时，感官评分达到最大值（8.33分）。这可能是由于柠檬的添加会赋予产品清爽的口感，而随着柠檬用量的增加，清爽的口感逐渐增强。综上所述，确定调味盐产品的调配比例为美拉德肽用量0.2 g，柠檬用量0.4 g，葛根用量0.1 g，而甘草与决明子不添加。

2.3 调味盐调配的正交试验

调味盐配方的正交试验见表2。

表2 调味盐配方的正交试验

由表2可知，A对试验结果的影响最大，B次之，C和D对产品感官分数的影响最小。正交试验的最优结果为A1B1C2D1，而极差分析的最优结果为A1B1C1D1，由于A，B及D的最优水平相同，因此需要通过试验来验证[13]。

验证试验设计及结果见表3。

表3 验证试验设计及结果

综上所述，正交试验确定的最优配方为A1B1C2D1，故而最终调味盐的最优配方为氯化钠用量9.0 g，美拉德肽用量0.15 g，柠檬粉用量0.3 g，葛根粉用量0.1 g，L-盐酸赖氨酸用量0.006 g，甘氨酸锌、色氨酸、L-蛋氨酸及牛磺酸用量均为0.005 g。

2.4 超微粉碎时间对调味盐粒度的影响

超微粉碎时间对调味盐粒度的影响见表4。

表4 超微粉碎时间对调味盐粒度的影响

由表4可知，随着超微粉碎时间的增加，调味盐产品的 D10， D50， D90， D（ 4，3）， D（ 3，2）及比表面积均呈现显著降低的趋势。这表明，肽盐产品粒径随着超微粉碎时间的延长逐渐减小，而产品的感官品质随着超微粉碎时间逐渐增高。当超微粉碎12 min时，产品的粒度最小，感官品质最高（8.33分）。这可能是由于超微粉碎的作用，造成肽盐产品中各原料粒径减小，比表面积增大，从而使呈味物质及营养成分溶出更加充分，入味效果也得到很大改善。另一方面，由于美拉德肽盐中咸味的产生主要来自于氯化钠离子的贡献，且其离子半径越小，咸味越纯正[14]。由此推断产生上述现象的原因是：随着超微粉碎时间的延长，固体中氯化钠粒子的中位径减小，即固体中氯离子和钠离子的聚合程度降低，而在溶于水时其水解电离过程更加容易，分散程度更高。因此，咸味也更加纯正。

2.5 超微粉碎时间对调味盐色差的影响

超微粉碎时间对调味盐色差的影响见图3。

图3 超微粉碎时间对调味盐色差的影响

由图3可看出，ΔL，Δa，Δb值均为正值，即超微粉碎后的产品与原样品相比亮度及色度值均出现明显提高。通过对比不同曲线及其趋势可以发现，随着超微粉碎时间的增加，产品颜色越来越白，表明超微粉碎能有效改善肽盐产品的色度，提升其感官品质。随着超微粉碎时间的进一步延长，ΔL值降低，这可能是由于随着时间的延长，产品粒径逐渐降低，其折光能力越差被颗粒反射的光就会减少。因此，ΔL值将会呈现下降趋势。而随着超微粉碎时间的增加，Δa，Δb值并没有明显的变化。

2.6 超微粉碎时间对调味盐DPPH自由基清除能力的影响

超微粉碎时间对调味盐DPPH自由基清除率的影响见图4。

图4 超微粉碎时间对调味盐DPPH自由基清除率的影响

DPPH自由基清除能力是抗氧化能力的重要指标之一，对于衡量产品的耐贮藏性具有重要意义。由图4可知，超微粉碎时间从0 min延长至9 min[15]，产品DPPH自由基清除能力随时间的延长呈现逐渐提高的趋势。这可能是由于超微粉碎使肽盐产品各原料粒径减小、比表面积增大，致使肽盐产品原料，如美拉德肽、柠檬粉及葛根粉中一些抗氧化成分（多肽、维C和黄酮类物质）的更加充分的溶出，从而使其DPPH自由基清除率显著提高。而超微粉碎9 min以后，产品DPPH自由基清除能力随超微粉碎时间增长而略有下降，这可能是由于进一步随着超微粉碎时间的延长，产品中的抗氧化性物质被逐渐破坏，从而使产品的还原性下降。综合粒度、感官评分、色差及DPPH自由基清除率结果，超微粉碎时间为9 min时该调味盐具最好的感官接受度、炫白的色泽及较高的抗氧化活性。

3 产品品质标准

3.1 感官指标

色泽：白色略带微黄色。

风味：具有良好的美拉德风味，无令人不愉快的异味。

组织状态：无肉眼可见的外来异物，无结块。

3.2 理化指标

氯化钠含量＞60%，其他辅料可以按需求添加，水分含量≤0.8%。

3.3 微生物指标

细菌总数≤10CFU/mL，大肠菌群≤10CFU/100mL，致病菌不得检出。

3.4 其他

其他各项质量指标要求，均符合国家有关质量卫生标准。

4 结论

通过单因素试验和正交试验确定了调味盐的最佳配料比，即氯化钠用量9 g，美拉德肽用量0.15 g，柠檬粉用量0.3 g，葛根粉用量0.1 g，L-盐酸赖氨酸用量0.006 g，甘氨酸锌、L-蛋氨酸、色氨酸、牛磺酸均为0.005 g，从而制备出具有氨基酸补充功能的调味肽盐。在通过超微粉碎对产品进行粉碎，综合最终产品的感官评分、粒度、色差及DPPH自由基清除率的结果发现，超微粉碎为9 min时，该调味盐具有较高的分散度（D50达 到14.83μm）、最好的感官接受度（感官评分达到8.33分）、白净的颜色及最高的抗氧化性（达到80.89%），这为增加食盐产品种类及实现低钠生活提供了可能。