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固态发酵及酶解对豆粕中鲜味肽的释放影响研究

康辉

固态发酵及酶解对豆粕中鲜味肽的释放影响研究

康辉1
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作者信息

  • 1. 华南理工大学
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摘要

增鲜肽作为呈味肽的重要组成部分,能与其他呈味物质产生协同效应,显著提升食品的鲜味强度,日益成为风味科学的研究热点。豆粕富含蛋白质,氨基酸组成平衡且鲜味氨基酸比例高,是制备增鲜肽的优质蛋白资源,但由于豆粕是大豆油工业副产物,加工过程中高温压榨和溶剂浸提导致其蛋白严重变性,限制了其在工业上制备增鲜肽。本文旨在采用生物发酵技术诱导米曲霉分泌可高效水解豆粕蛋白的特异性酶系,进而对豆粕进行高效水解并释放其中增鲜肽。首先明确外添加大豆蛋白酶解液对米曲霉发酵代谢分泌特异性酶系的调控作用,进而研究其对发酵豆粕酶解效率及鲜味特性的影响,明晰发酵豆粕酶解液增鲜肽的结构特征,并深入探究目标增鲜肽的释放规律,以期对增鲜肽工业化制备提供理论依据和方法指导。 通过系统研究大豆蛋白酶解、豆粕发酵及发酵豆粕酶解工艺条件对发酵豆粕酶解效率及其产物增鲜特性的影响,并重点探究了添加大豆蛋白酶解液进行固态发酵对发酵豆粕酶解液中鲜味物质组成的影响。获得发酵豆粕酶解液最佳制备工艺为:大豆蛋白与去离子水以1:8比例混合后调节体系 pH至 7.5,加入总蛋白质量 0.6%的胰酶和谷氨酰胺酶(胰酶:谷氨酰胺酶=3:1),50℃下保温酶解12 h后灭酶冷却离心,收集上清液制得大豆蛋白酶解液;在豆粕中加入 1.5%(以豆粕质量计)的大豆蛋白酶解液和一定量水,置于 121℃保温 15 min 进行灭菌,冷却后加入面粉和米曲霉,放置培养箱中30℃保温培养 32 h 后得到发酵豆粕;发酵豆粕与去离子水按 1:8 比例混合,调节体系pH至 5.0, 45℃条件下保温酶解 22 h,经灭酶离心后得到增鲜效果突出的发酵豆粕酶解液。氨基酸结果表明:添加大豆蛋白酶解液调控豆粕固态发酵能使得发酵豆粕酶解液的增鲜作用显著增强,其非游离态鲜味氨基酸含量及占比均显著升高,且苦味氨基酸占比降低。基于肽组成结果进一步发现,大豆蛋白酶解液调控固态发酵进程会使发酵豆粕酶解液中肽序列发生改变,含鲜味氨基酸残基的肽含量显著提升,其中尤以天冬氨酸和谷氨酸增加最多,从而显著提升发酵豆粕酶解液的增鲜特性。 在获得增鲜效果突出的发酵豆粕酶解液基础上,结合超滤膜、XAD-16大孔吸附树脂和Sephadex G-15凝胶色谱从发酵豆粕酶解液中分离得到对I+G具有较强协同增鲜作用,且鲜味氨基酸含量较高的两个组分F-C和F-D。采用UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS从F-C和F-D中分离鉴定出八条增鲜肽,其序列分别为ME、EL、EA、LD、EV、KNP、LVS和KD,其中ME、EL、EA和EV对I+G和MSG溶液具有明显的增鲜作用,其对I+G增鲜阈值分别为15 mg/L、16 mg/L、32 mg/L和35 mg/L,对MSG的增鲜阈值分别为55 mg/L、43 mg/L、22 mg/L和24 mg/L。 通过跟踪鉴定增鲜肽在豆粕发酵及酶解过程中变化规律,发现增鲜肽 ME、EL、EA和EV主要在发酵豆粕酶解过程中释放,其中酶解0~8 h内释放量最多,且氨基酸也在该时期大量释放。通过测定分析发酵豆粕的中性蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、氨肽酶和谷氨酰胺酶活力发现,添加大豆蛋白酶解液进行发酵得到的发酵豆粕中各类蛋白酶活力均高于未添加大豆蛋白酶解液发酵的发酵豆粕。此外,主成分分析结果表明:增鲜感官结果与目标增鲜肽含量呈正相关,其中 MSG增鲜变量与 EV含量具有较高正相关性,而I+G增鲜变量与EA和ME含量之间相关性最高;此外发现各类蛋白酶活力与肽和氨基酸的释放量呈正相关,其中酸性蛋白酶和碱性蛋白酶活力与ME和EA的释放具有较强正相关性,谷氨酰胺酶活力与 EA释放呈现较强正相关性,而氨肽酶和中性蛋白酶活力与EL的释放具有强相关性。

关键词

食品添加剂/增鲜肽/固态发酵/豆粕酶解液/释放规律

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授予学位

硕士

学科专业

食品工程

导师

苏国万/罗东辉

学位年度

2023

学位授予单位

华南理工大学

语种

中文

中图分类号

TS
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