專利名稱：制備調(diào)味油的酶方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備調(diào)味油(spice oil)的酶方法。本發(fā)明的主要用途在于用酶的混合物來協(xié)助最優(yōu)化提取以從諸如姜、丁香和大蒜的調(diào)味品中回收揮發(fā)油。
背景技術(shù)：
參考通常沿用的用于調(diào)味品提取的方法，其中將調(diào)味品進行機械粉碎，并用蒸汽或水進行蒸餾來收集揮發(fā)性調(diào)味油。在干法中，將諸如姜的新鮮調(diào)味品切片，在60℃時干燥10小時并在攪拌機中制成粉末。干躁粉末以100g∶2升的比例與水混合，并蒸餾5小時，收集油。該方法的缺點在于(a)即使新鮮的調(diào)味品用于處理時，仍未減少蒸餾時間；(b)調(diào)味油的收率沒有增加；(c)因為所用植物材料的強韌的細胞壁和細胞基質(zhì)提供了屏障，因此通過常規(guī)蒸餾來進行油的提取速度較慢且效率低。參見Bartley，J.P.和Foley，P(1994)，Supercritical fluidextraction of Australian grown ginger(Zingiber officinale).(澳大利亞產(chǎn)的姜(Zingiber officinale)的超臨界流體提取)J.of the Sci.of Food andAgri.66(3)，365-371，其中通過超臨界流體提取方法來提取姜油。該方法的缺點在于所述過程復雜，其涉及高技術(shù)，并且不適用于所有的植物材料。還可參見低成本的油提取裝置M.Somashekar，RRL，Trivandrum，其中在蒸餾前引入新脫水步驟以保留所需要的新鮮香味，所要正視的缺點在于提取的油沒有量的增加。
發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的在于提供了用于制備調(diào)味油的酶方法，該方法回避了上述的某些缺點。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明提供了用于制備調(diào)味油的酶方法，該方法包括(a)用水性介質(zhì)制備含有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和木聚糖酶的酶復合物，(b)在該酶復合物溶液中將選自姜、大蒜和丁香的調(diào)味品均勻化并孵育，(c)將均勻化的調(diào)味品酶溶液過濾以獲得澄清的液體溶液，(d)蒸餾該液體溶液，以及(e)收集調(diào)味油。
在本發(fā)明一實施方案中，以0.35單位/ml至500單位/ml的量使用所述酶，且酶對水性介質(zhì)的比為1∶16。
在本發(fā)明另一實施方案中，所述調(diào)味品的粒度為300至700微米且調(diào)味品對酶復合物溶液的比為1∶1至2∶1。
在本發(fā)明另一實施方案中，所述孵育是在30℃至50℃的溫度中，進行2至3小時。
在本發(fā)明另一實施方案中，所述蒸餾是在95℃至100℃的溫度中，進行2至3小時。
在本發(fā)明另一實施方案中，所述調(diào)味油的收率為相對于100g干重的姜為0.86至1.9ml調(diào)味油，相對于100g干重的大蒜為1.69至2.53ml調(diào)味油，相對于100g干重的丁香為10至15ml調(diào)味油。
在本發(fā)明另一實施方案中，所述調(diào)味油，在姜油中含有最多73％的姜倍半萜、姜黃烯和倍半萜烯醇，在蒜油中含有最多76％的二烯丙基三硫化物、烯丙基甲基三硫化物和二烯丙基二硫化物，以及在丁香油中含有最多80％丁子香酚。
在本發(fā)明另一實施方案中，纖維素酶以0.35至4.6單位/ml的量使用，果膠酶以80至500單位/ml的量使用，蛋白酶以30至150單位/ml的量使用以及木聚糖酶以17.5至125單位/ml的量使用。
發(fā)明的詳細說明本發(fā)明提供了用于制備調(diào)味油的酶方法，該方法包括以1∶16的比例，利用水性介質(zhì)制備含量為0.35單位/ml至500單位/ml的含有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和木聚糖酶的酶復合物。將300至700微米粒度的姜、大蒜和丁香以1∶1至2∶1的比例在該酶復合物溶液中均勻化，并在30℃至50℃的溫度中，孵育2至3小時。將均勻化的調(diào)味品酶溶液過濾以獲得澄清的液體溶液，隨后在95至100℃的溫度下蒸餾2至3小時，獲得調(diào)味油，其收率為相對于100g干重的姜為0.86-1.9ml調(diào)味油，比未處理的姜多生產(chǎn)了30％，相對于100g干重的大蒜為1.69-2.53ml調(diào)味油，比未處理的大蒜多生產(chǎn)了50％，相對于100g干重的丁香為10-15ml調(diào)味油，比未處理的丁香多生產(chǎn)了50％。在上述所得油中主要成分的總濃度為在姜油中含有最多73％的姜倍半萜、姜黃烯和倍半萜烯醇，在蒜油中含有最多76％的二烯丙基三硫化物、烯丙基甲基三硫化物和二烯丙基二硫化物，以及在丁香油中含有最多80％丁子香酚。
所述纖維素酶以0.35-4.6單位/ml的水平使用，果膠酶為80-500單位/ml，蛋白酶為30-150單位/ml和木聚糖酶為17.5-125單位/ml。含有上述酶復合物的真菌酶可用于提取調(diào)味油。將新鮮的諸如姜或大蒜的調(diào)味品材料洗凈并以1∶1至2∶1的比例與酶溶液混合，然后在warring攪拌機中均勻化為300-700微米大小，并于30-50℃最多水解3小時。將諸如丁香的干調(diào)味品磨成300-700微米大小的粉末，并混懸于酶溶液中，水解。隨后將水解產(chǎn)物經(jīng)過水壓機并收集濾液。將該濾液于10-25℃靜置2-3小時以沉積淀粉材料，將上層清夜水蒸餾以獲得揮發(fā)性調(diào)味油。本發(fā)明的新穎性在于所述方法提供了通過所述酶弱化細胞壁來從新鮮的或干燥的調(diào)味品中有效地提取調(diào)味油的途徑，導致油的最優(yōu)化提取。含有得自于真菌或細菌培養(yǎng)物的諸如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等降解細胞壁的酶的酶制劑可有效地適用于此目的。
以下實施例示例性地描述了本發(fā)明，因此不應理解為對本發(fā)明范圍的限制。
實施例1
在新鮮的姜和干燥的姜粉末之間，比較了揮發(fā)油的回收效率。沿用常規(guī)的提取方法用于干姜粉末的提取，其中將100g材料混懸于2升水中，蒸餾5小時，收集揮發(fā)油并測定。將干凈的新鮮姜(625g，相當于基于干重100g)與水(2∶1)混合，并在warring攪拌機中均勻化為300-700粒度。在水壓機中提取均勻化的材料。在低溫中將濾液靜置以便沉降(10℃靜置2-3小時)。傾出上清夜并經(jīng)水蒸餾，收集揮發(fā)油并測定。與用干姜獲得了1.3ml油相比，用新鮮姜獲得1.44ml容積的油。
所述結(jié)果表明與干燥材料的制備和提取相比，新鮮材料的揮發(fā)油回收率和處理方法是有效的以及更容易。
實施例2從在Mysore，C.F.T.R.I.的食品微生物學系的培養(yǎng)物采集品中獲得用于制備所述酶復合物的真菌焦曲霉(Aspergillus ustus)(登記號為1134)。將該真菌維持在馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面(Hi-Media，Mumbai，印度)中。生長在馬鈴薯葡萄糖瓊脂上的焦曲霉的培養(yǎng)特征為具有大量孢子形成的淡棕色菌落，光滑的分生孢子及不規(guī)則形狀的頭。用于酶產(chǎn)生的麩皮取自當?shù)厥袌?。該培養(yǎng)基中所用的其它化學藥品和試劑為分析級的并得自標準的印度公司。
將用于培養(yǎng)焦曲霉的麩皮與1％(w/w)的脫脂研磨堅果粗粉(nutmeal)混合，并用pH為4.5的、含有MgSO4·7H2O，0.05；KCl，0.05；K2HPO4，0.1；和FeSO4·7H2O，0.0001的培養(yǎng)基濕潤至60％。
在500ml燒瓶中進行培養(yǎng)，該燒瓶含有50g具有60％含水量的麩皮(濕重)并在15lbs中滅菌45分鐘。將來自7天齡的培養(yǎng)物的孢子接種在這些燒瓶中，充分混合，并在環(huán)境溫度(26-30℃)中生長96小時。通過用水萃取(1∶4)來從麩曲中擠壓出所述酶，且如下評價各種酶活性纖維素酶將0.5ml酶溶液和1ml枸櫞酸鹽緩沖液(0.1M，pH 4.8)放在含有卷曲濾紙條(華特門(Whatman)1號，1×6cm條，50mg)的18mm試管中。樣品在50℃時孵育1小時，并加入3ml二硝基水楊酸試劑，將該試管放在沸水浴中5分鐘并冷卻。用煮沸的酶溶液作空白樣，并做平行試驗。通過在分光光度計中，在540nm處測定該樣品的顏色來評估釋放的葡萄糖(mg)。以釋放的葡萄糖(微摩爾)/酶(ml)/分鐘來計算活性。
木聚糖酶將含有1ml落葉松木材木聚糖溶液(Sigma化學公司，美國，1％溶液)、0.5ml醋酸鹽緩沖液(0.05M pH 5.5)和0.5ml稀釋的酶溶液的反應混合物在55℃時孵育30分鐘。用上述的二硝基水楊酸試劑評估所釋放的還原基，并用釋放的木糖(微摩爾)/酶(ml)/分鐘來表示活性。
果膠酶將在特定條件下，1％果膠溶液的粘度減少的百分比考慮為果膠酶的活性。向20ml的1％純化的果膠溶液(在0.1M枸櫞酸鹽緩沖液中制備，pH為4)中加入2ml酶溶液，并在40℃時孵育30分鐘。將煮沸的酶溶液用作對照。通過使用奧氏粘度計(Ostwald viscometer)來以分鐘確定該反應混合物的流動時間和對照的流動時間。通過比較對照和該樣品的流動時間差異來計算粘度減少的百分比。
蛋白酶向1ml的pH為7的1％酪蛋白溶液中加入1m稀釋的酶，并在37℃時孵育20分鐘。向此加入3ml 5％三氯乙酸溶液并在室溫靜置30分鐘。將所述樣品經(jīng)華特門1號圓形濾紙過濾。向1ml濾液中加入2ml 0.2N NaOH和0.6ml福林試劑(Folin reagent)，并在20分鐘后，在620nm處測定產(chǎn)生的顏色。將上述簡單處理的煮沸的酶溶液用作空白試劑。酪氨酸用作標準品。以1ml酶溶液釋放的產(chǎn)品(mg)來計算活性。由真菌產(chǎn)生的不同的酶活性顯示于表1中。
表1在焦曲霉酶復合物中評估的酶活性
將一批625g干凈的及新鮮的姜(100g干重)混懸在312ml酶溶液中，并均勻化為300-700微米的粒度。該酶混懸液中包含142ml上述酶溶液和170ml水。僅含水的用作對照。然后將均勻化的姜在450℃時孵育2.5小時并在水壓機中提取。如實施例1中將該濾液進行處理并水蒸餾。油的收率為酶處理的樣品為1.9ml油，以及對照品為1.4ml油。
實施例3商品化的酶復合物(Ex.Trizyme 50))也可用于水解姜來釋放揮發(fā)油。該酶包含4.6單位/ml纖維素酶、125單位/ml木聚糖酶、150單位/ml蛋白酶和500單位/ml果膠酶。在此實施例中，鑒于500-3500木聚糖酶單位活性/100g干重的所述材料，所述底物對酶溶液的比保持在2∶1，用多種容積的酶溶液水解625g的新鮮姜部分(100g干重)。通過在308-284ml水中混合4-28ml酶來制備酶溶液，將姜均勻化在該酶溶液中，并在40℃時孵育2.5小時。獲得提取液并如實施例1所述，通過水蒸餾回收油。油的回收率隨酶濃度的增加而增加，直至酶濃度為2500木聚糖酶單位/100g姜(干重)，此后收率不再增加(表2)。
表2酶濃度對油的回收率的作用
實施例4在30℃至50℃的不同的孵育溫度下，如實施例3所述，用含2500單位木聚糖酶的酶溶液對一批625g新鮮的及干凈的姜(基于干重100g)進行處理2.5小時。如實施例1所詳述，回收所述油。油的回收率隨溫度的增加而增加，直至溫度為40℃，此后回收率降低(表3)。這可能因為所述揮發(fā)油隨孵育溫度的增加而蒸發(fā)，也可能因為在較高溫度時酶部分變性，因此對細胞壁的降解變得無效。由于油的揮發(fā)性，在低溫時進行處理的方法是合適的。
表3溫度對油的回收率的作用
實施例5將一批5kg新鮮的及干凈的姜(800g干重)與酶溶液混合以包含2500單位木聚糖酶/100g干重的姜。將160ml實施例3所述的商品化的酶與2.34升水混合來制備酶溶液。隨后將該混合物均勻化并在40℃時孵育2.5小時。獲得提取液并如實施例1所闡明的進行蒸餾。與酶處理的姜中獲得15ml揮發(fā)性油相比，對照樣品(未經(jīng)酶處理)產(chǎn)生11.5ml揮發(fā)性油。用以下條件進行氣相色譜SE 30柱(10％dia固體L，60-80篩目)；注射溫度為200℃；檢測器溫度為235℃；氮氣流速為40ml/min。表4所示的油的主要組分的氣液色譜特征譜顯示主要的峰面積為姜倍半萜、姜黃烯和倍半萜烯醇，總計約65％的對照姜(干)提取。這些物質(zhì)的回收率從對照品的8.72ml(來自11.5ml油)增加至酶處理的11.0ml(來自15ml)。
表4經(jīng)氣相色譜評估的姜的揮發(fā)油濃度
1、2和3＝姜倍半萜、姜黃烯和倍半萜烯醇，4＝其它物質(zhì)*常規(guī)方法a＝GC中峰面積％b＝對于100g姜(基于干重質(zhì))的組分(ml)
實施例6如實施例5所述的方法，一批260g新鮮大蒜(100g干重)也進行酶水解，回收油并進行分析。與對照品(1.69ml)比較，在酶處理的樣品中，所獲得的油的收率較高(對于100g干重為2.35ml)。由此所得到的油的主要成分包含最多76％的二烯丙基三硫化物、烯丙基甲基三硫化物和二烯丙基二硫化物。
實施例7重復實施例5所述的步驟以獲得來自丁香的油。將該調(diào)味品研磨成300-700微米粒度，用如實施例5所述的酶復合物進行處理，獲得油。所得到的油收率為相對于對照為10ml(對100g干重)，相對于酶處理的樣品為15ml。得到的主要成分為丁子香酚，總計為最多80％。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于2.與傳統(tǒng)方法相比，揮發(fā)性調(diào)味油的收率增加了約30-50％。
3.因為所述酶復合物水解了由新鮮的或干燥的調(diào)味品材料的細胞壁提供的屏障，所以與傳統(tǒng)方法相比，該提取更有效地釋放更多的油。
權(quán)利要求
1.一種用于制備調(diào)味油的酶方法，其包括(a)用水性介質(zhì)制備含有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和木聚糖酶的酶復合物，(b)在所述酶復合物溶液中將選自姜、大蒜和丁香的調(diào)味品均勻化并孵育，(c)將均勻化的調(diào)味品酶溶液過濾以獲得澄清的液體溶液，(d)蒸餾所述液體溶液，以及(e)收集調(diào)味油。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶是以0.35單位/ml至500單位/ml的量來使用，且酶對水性介質(zhì)的比為1∶16。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)味品具有300至700微米的粒度，且調(diào)味品對酶復合物溶液的比為1∶1至2∶1。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述孵育是在30℃至50℃的溫度下，進行2至3小時。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蒸餾是在95℃至100℃的溫度中，進行2至3小時。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)味油的收率為相對于100g干重的姜為0.86至1.9ml調(diào)味油，相對于100g干重的大蒜為1.69至2.53ml調(diào)味油，相對于100g干重的丁香為10至15ml調(diào)味油。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)味油包含在姜油中含有最多73％的姜倍半萜、姜黃烯和倍半萜醇，在蒜油中含有最多76％的二烯丙基三硫化物、烯丙基甲基三硫化物和二烯丙基二硫化物，以及在丁香油中含有最多80％丁子香酚。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述纖維素酶以0.35至4.6單位/ml的量使用，果膠酶以80至500單位/ml的量使用，蛋白酶以30至150單位/ml的量使用以及木聚糖酶以17.5至126單位/ml的量使用。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中經(jīng)水壓機來實現(xiàn)所述均勻化和水解的調(diào)味品混懸液的過濾。
全文摘要
本發(fā)明提供了從新鮮或干燥的調(diào)味品中有效提取調(diào)味油的方法，其采用酶制劑通過酶弱化細胞壁導致油的最優(yōu)化提取，該酶制劑包含得自真菌或細菌培養(yǎng)物的諸如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等等降解細胞壁的酶，該酶制劑有效地適用于此目的。
文檔編號A23L1/221GK1886491SQ200380110955
公開日2006年12月27日 申請日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者拉馬山德里?！ど绸R拉·圖馬卡爾, 克里什楠·馬諾馬尼·哈維, 文卡特斯瓦蘭·戈文德拉扎洛, 伯格戈塔·蘇巴哈戈亞·哈拉戈爾, 蘭戈納薩·德斯卡沙爾亞·薩姆帕斯·薩塔亞戈拉姆, 理查德·約瑟夫 申請人:科學與工業(yè)研究委員會