專利名稱：一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產品的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及食品綠色加工領域，特別涉及一種超聲波低溫制備食用安全性 美拉德反應產品的方法。
背景技術：
美拉德反應(Maillard reaction)又稱羰氨反應(Amino-carbonyl reaction),
是指含有半縮醛羥基的化合物(醛、還原糖)與含有氨基的化合物(氨基酸、
蛋白質、胺、肽)等經縮合、聚合反應生成高分子量聚合物的反應。美拉德反 應最早由法國化學家Maillard于1912年在將甘氨酸與葡萄糖的混合液共熱時 發(fā)現(xiàn)。如今已成為食品加工領域中制備香料和色素的主要手段。如中國發(fā)明專 利CN1964636公布了美拉德香料制劑的制備方法，在含有a—羥基羧酸組分 的連續(xù)液相中加熱碳水化合物源和氮源的結合物，制備香味物質。中國發(fā)明專 利CN1450122公布了氨基酸與葡萄糖美拉德反應生成美拉德反應產物的方 法，該方法加熱葡萄糖與氨基酸混合溶液，在120 15(TC條件下反應2 3小時 制備美拉德反應產物。上述方法均采用超過ll(TC的長時間高溫處理，不僅在 一定程度上破壞了食品的品質，消耗了大量能源，同時有可能產生影響食品安 全的潛在危害物質，如4-甲基咪唑和丙烯酰胺。
超聲技術是一種新興的、多學科交叉的邊緣科學，為化工、食品、生物、 醫(yī)藥等學科的研究開拓了新領域，并從應用上對上述工業(yè)產生重大影響。中國 發(fā)明專利CN1402967公布了一種利用超聲波促進雜交反應的方法及裝置，該 方法及裝置利用超聲波的高頻振動及輻射壓力在雜交反應體系的液體介質中 形成有效的攪動與流動，通過液體的流動帶動其中反應分子的運動，從而促進 雜交反應的進行。上述發(fā)明可顯著提高雜交信號的強度，縮短反應時間。中國 發(fā)明專利CN1422951公布了一種利用超聲波抑制藻類生長的方法，通過向水 中的藻類釋放頻率為1.5 2.0MHz，強度為0.5 0.6W/cn^的超聲波，有效抑 制海藻的生長。該方法操作簡單，沒有二次污染，對于治理水華等生態(tài)問題有 很高的應用價值。作為聲學研究領域的重要組成部分，超聲在現(xiàn)代食品工業(yè)中的研究也取得了一定進展。中國專利CN1434294公布了一種超聲波牛奶成份 分析儀，該儀器適應了較寬的樣品測試溫度范圍(15 4(TC),同時克服了牛奶 黏度產生的超聲波衰減影響，利用超聲波檢測技術，采用多重線形回歸方程對 多相液體成分進行分析，可一次性檢測分析牛奶中的脂肪、蛋白質、非脂乳固 體、密度、冰點和加水率。上述這些專利技術都未涉及到采用超聲波強化技術 制備食用安全性美拉德反應產品的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種超聲波低溫制備食 用安全性美拉德反應產品的方法。本發(fā)明利用超聲場強化技術促進美拉德反 應，有效提高反應效率，降低反應溫度，縮短開發(fā)時間，制備用途廣泛、食用 安全性高的美拉德反應產品。
本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn) 一種超聲波低溫制備食用安全性美 拉德反應產品的方法，根據(jù)反應產物呈香呈色、抗菌、抗氧化的特征，按綠色 加工技術制備，由蛋白質、多肽或氨基酸與還原糖或能在堿性條件下分解為各 種還原糖的低聚糖或多糖在堿性溶液中經超聲波強化技術促進美拉德反應的 發(fā)生，具體包括以下步驟
1) 將本發(fā)明所使用的蛋白質、多肽或氨基酸與5 20倍質量的水混合；
2) 采用質量分數(shù)30。/。 80。/。的濃堿調pH值，pH值調至7 12;
3) 加入2 10倍蛋白質、多肽或氨基酸質量的還原糖或能在堿性條件下分 解為還原糖的多糖或低聚糖，得到混合溶液；
4) 超聲波強化處理混合溶液，超聲波強化條件如下(1)超聲強度 10W/cm2 200W/cm2; (2)超聲頻率10kHz 50kHz; (3)超聲總時間10min 100min; (4)反應物溫度10。C 50。C。
5) 超聲波強化處理后，所得反應物經濃縮得液態(tài)產品或過濾后經離心脫 水干燥，制備成產品。
所述蛋白質是指優(yōu)選牛血清白蛋白、豬胰蛋白、花生蛋白、大豆蛋白等所 有動植物蛋白。所述多肽是指由10 500個氨基酸分子脫水縮合而成的化合物。 所述氨基酸是指優(yōu)選谷氨酸、甘氨酸、賴氨酸、色氨酸等食用氨基酸。 所述濃堿調pH值是指采用質量分數(shù)30n/。 80。/。的濃堿調pH值至7 12;濃堿優(yōu)選氫氧化鈉、碳酸氫鈉或碳酸鈉等食用級堿。
所述還原糖是指優(yōu)選葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖等具有還原性的糖品。 所述能在堿性條件下分解為還原糖的低聚糖，如糖蜜中的蔗糖、蔗果三 糖；或多糖，如淀粉糖、纖維素、葡甘聚糖、海藻糖、真菌多糖等。 所述反應物濃縮是指將反應后的物料經冷凍濃縮或加熱減壓濃縮。 所述反應物脫水后干燥是指將反應后的物料經膜過濾或經濾紙、濾布過濾 或離心分離后冷凍干燥或噴霧干燥。
本發(fā)明根據(jù)美拉德反應制備食用安全性美拉德反應產品的原理，在蛋白 質、多肽或氨基酸中添加一定量的還原糖或能在堿性條件下分解為還原糖的各 種低聚糖或多糖并配成溶液，調節(jié)酸堿度，在低于5(TC的條件下，通過超聲波 強化處理，縮短蛋白質、多肽或氨基酸與各種還原糖或能在堿性條件下分解為 還原糖的各種低聚糖、多糖發(fā)生美拉德反應的時間。本發(fā)明的特點是利用超聲 波強化技術替代傳統(tǒng)的熱處理技術，在低溫或常溫下催化美拉德反應制備同時 具有呈香呈色、抗菌、抗氧化功能的食用安全性的美拉德反應產品，有效降低 反應溫度，縮短制備時間，提高反應效率，增強食用安全性。
總的來說，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果
(1) 與傳統(tǒng)水熱法和干熱法相比，采用超聲波強化技術促進美拉德反應，
制備食用安全性的美拉德反應產品，其制備時間不超過100min，比傳統(tǒng)高壓水 熱法的3 4小時的制備時間縮短了1.8 2.4倍；
(2) 處理溫度低，超聲波處理溫度在10。C 5(TC，節(jié)約能源；
(3) 由于低溫、時間短，不加入化學試劑，使得產物不含有害組分，避 免環(huán)境污染。
具體實施例方式
結合實施例對本發(fā)明做進一步描述，本發(fā)明的實施方式及形式不限于此。 實施例h
取大豆肽lkg，加入6倍質量的蒸餾水振蕩混合并充分溶解。用質量濃度 35"/。的食用級碳酸氫鈉調pH值至7.2，攪拌均勻后，加入3kg蔗糖，得到大豆肽 ——蔗糖混合溶液。超聲波強化處理該混合溶液，設置超聲波強化條件如下 (l)超聲強度15W/cm2; (2)超聲頻率30kHz; (3)超聲總時間50min;(4)反應物溫度25°C。超聲波強化反應后，所得反應物經冷凍干燥，即得
食用安全性高的美拉德反應產品。
產品指標所得產品配置成質量分數(shù)為10%的甲醇溶液，其清除DPPH 氧自由基能力為50.1%;經GC/MS法測定不含有4-甲基咪唑和丙烯酰胺。 實施例2:
將lkg花生蛋白與飲用水按照重量比l: 20混合，攪拌均勻，用質量分數(shù)60% 的食用級碳酸鈉調pH值至9.0，待花生蛋白充分溶解在水中，加入5kg結晶葡萄 糖，得到花生蛋白——葡萄糖堿性混合溶液。將該混合溶液經超聲波強化處理，
設置超聲處理條件如下(1)超聲強度195W/CIT12;(2)超聲頻率12kHz;
(3)超聲總時間10min; (4)反應物溫度48°C。超聲波強化反應后，所
得反應物經減壓濃縮制得液態(tài)產品。
產品指標所得產品配置成質量分數(shù)為10%的甲醇溶液，其清除DPPH 氧自由基能力為30.5%;經GC/MS法測定不含有4-甲基咪唑和丙烯酰胺等有 毒有害成分。
實施例3:
將3kg谷氨酸與飲用水按照重量比l: 12混合，攪拌均勻，質量分數(shù)75%的 食用級氫氧化鈉調pH值至11.9，待谷氨酸完全溶解在水中，加入30kg糖蜜，得 到谷氨酸——糖蜜堿性混合溶液。超聲波強化處理該堿性混合溶液，設置超聲
處理條件如下(1)超聲強度75W/cm2; (2)超聲頻率45kHz; (3)超
聲總時間95min; (4)反應物溫度irC。超聲波強化處理后，所得反應物
經噴霧干燥制成食用安全性高的美拉德反應產品。
產品指標所得產品配置成質量分數(shù)為10%的甲醇溶液，其清除DPPH 氧自由基能力為45.9%;經GC/MS法測定不含有4-甲基咪唑和丙烯酰胺。
從以上實施例可以看出，選擇不同的原料(蛋白質、氨基酸、各種還原糖、 多糖等)，經不同條件的超聲波非熱處理，可以制備出能夠滿足工業(yè)生產的食 用安全性高的美拉德反應產品。其制備時間不超過100min，比傳統(tǒng)高壓水熱法 的3 4小時的制備時間縮短了1.8 2.4倍，極大的提高了生產效率；超聲波處理 溫度在5(TC以下，提高了產品的食用安全性；同時，在制備過程中避免了加入 有機溶劑等化學試劑，無環(huán)境污染。
權利要求
1、一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產品的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將蛋白質、多肽或氨基酸與質量為蛋白質、多肽或氨基酸5～20倍的水混合；(2)濃堿調pH值至7～12；(3)加入質量為所述蛋白質、多肽或氨基酸2～10倍的還原糖或能在堿性條件下分解為還原糖的低聚糖或多糖；(4)將混合溶液經超聲波強化處理；(5)所得反應物經濃縮或脫水后干燥，即得所述美拉德反應產品。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產 品的方法，其特征在于步驟(1)所述蛋白質為牛血清白蛋白、豬胰蛋白、花 生蛋白或大豆蛋白；所述多肽是由10 500個氨基酸分子脫水縮合而成的化合 物；所述氨基酸為谷氨酸、甘氨酸、賴氨酸或色氨酸。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產 品的方法，其特征在于所述濃堿的質量濃度為30% 80%;所述濃堿為食用級 的氫氧化鈉、碳酸氫鈉或碳酸鈉。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產 品的方法，其特征在于所述還原糖為葡萄糖、果糖、麥芽糖或乳糖；所述能在 堿性條件下分解為還原糖的低聚糖為糖蜜中的蔗糖、蔗果三糖；所述能在堿性 條件下分解為還原糖的多糖為淀粉糖、葡甘聚糖、海藻糖或真菌多糖。
5、 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產 品的方法，其特征在于步驟(4)所述混合溶液經超聲波強化處理條件為超 聲強度10W/cm2~200W/cm2 ;超聲頻率10kHz 50kHz ; 超聲總時間 10min 100min;反應物溫度10。C 50。C 。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產 品的方法，其特征在于所述反應物經濃縮是將反應后的物料經冷凍濃縮或減壓 濃縮。
7、 根據(jù)權利要求1 6任一項所述的一種超聲波低溫制備食用安全性美拉 德反應產品的方法，其特征在于所述反應物脫水后干燥是將反應后的物料經膜 過濾或經濾紙、濾布過濾或離心機脫水后冷凍干燥或噴霧干燥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波低溫制備食用安全性美拉德反應產品的方法，包括如下步驟(1)將蛋白質、多肽或氨基酸與質量為蛋白質、多肽或氨基酸5～20倍的水混合；(2)濃堿調pH值至7～12；(3)加入質量為所述蛋白質、多肽或氨基酸2～10倍的還原糖或能在堿性條件下分解為還原糖的低聚糖或多糖；(4)將混合溶液經超聲波強化處理；(5)所得反應物經濃縮或脫水后干燥，制備成產品。本發(fā)明具有無污染、低能耗、制備時間短、處理溫度低、反應效率高、提高食用安全性的優(yōu)點。
文檔編號A23L1/00GK101589775SQ200910040628
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權日2009年6月26日
發(fā)明者于淑娟, 徐獻兵, 軍 王, 王湘茹, 管永光, 剛 陳 申請人:華南理工大學