專利名稱：方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品中梅拉德反應(yīng)的控制。
食品由極寬范圍的成分組成。這些包括●含氮(蛋白質(zhì)的)化合物(例如一種或多種游離氨基酸或其衍生物、蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物、原封不動的全蛋白質(zhì)、或這些物質(zhì)的組合)和維生素，包括含氨基氮的維生素和它們的衍生物，以及其它含非氨基氮的化合物，例如銨化合物如硫酸銨；●碳水化合物，包括■還原性糖，例如葡萄糖(也稱為右旋糖)、果糖(也稱為左旋糖)和5個碳或戊糖的糖，如木糖，和例如可以在調(diào)味劑中發(fā)現(xiàn)的其它含醛化合物；■非還原性二糖類糖(例如蔗糖)，其可以水解產(chǎn)生還原性糖部分，該反應(yīng)可以被存在的水分和高溫促進。
隨著時間延長，在水分存在下，在均勻適度的熱量(即在高于水的冰點的溫度下)中，發(fā)生梅拉德反應(yīng)。
梅拉德反應(yīng)是一種由蛋白質(zhì)、肽或氨基酸中存在的游離氨基對還原性糖的醛基進行的親核攻擊組成的反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物進一步導(dǎo)致一系列與其它蛋白質(zhì)的氨基的反應(yīng)，從而形成棕色物質(zhì)并導(dǎo)致蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)。在歷史上，梅拉德在1912年報告了氨基酸和還原糖的混合溶液在加熱時變成褐色(L.C.Maillard，Compt.Rend.Soc.Biol.，72，599(1912))，此后，該反應(yīng)被稱為梅拉德反應(yīng)。在食品中，梅拉德反應(yīng)通常包括氮化合物與還原性糖或其它羰基化合物的醛基的相互作用。
在某些情況下，梅拉德反應(yīng)的褐變是希望的，例如咸味奶油硬糖糖果、焦糖、烹制的肉類等。在其它情況下，該反應(yīng)是不希望的。例如，在某些烤制食品如gratin和蛋糕中，梅拉德反應(yīng)可能是有問題的，其中，這種褐變反應(yīng)不容易控制。這可能導(dǎo)致吸引人的褐色變得太暗并產(chǎn)生黑色氣泡。很明顯，這不是希望的。
此外，在高溫下烹制的含有乳制品的食品生產(chǎn)中，梅拉德反應(yīng)可能是有問題的，尤其是含有干酪的食品。在比薩餅(pizza)生產(chǎn)領(lǐng)域中，存在來自比薩餅表面上鋪展的干酪的顯著的梅拉德反應(yīng)。在本說明書中并且實際上在本領(lǐng)域中，pasta fileta(拔絲粘糊干酪)稱為莫澤雷勒干酪(一種意大利干酪)。
許多比薩餅制造商在＞260℃的溫度下烘烤比薩餅。在這些高溫下，干酪過分褐變的傾向?qū)τ谀獫衫桌崭衫夜I(yè)已經(jīng)變成一個特別的問題，因為莫澤雷勒干酪制造商必須供應(yīng)在這些高溫下不會產(chǎn)生黑色氣泡和褐色區(qū)域的干酪。
莫澤雷勒干酪的褐變作用通常由干酪生產(chǎn)殘余的還原性糖乳糖和半乳糖引起。所以，許多減少莫澤雷勒干酪的褐變反應(yīng)的嘗試都基于減少干酪中這些糖含量的嘗試，特別是半乳糖含量。
在傳統(tǒng)的莫澤雷勒干酪制造中，在正常的加工條件下，發(fā)酵微生物只發(fā)酵乳糖的葡萄糖部分，因此向介質(zhì)中釋放半乳糖。在該制造過程中，干酪隨后經(jīng)過洗滌，但是，在干酪中通常殘存的半乳糖和乳糖的量為0.3-0.5重量％。Dr.Norman Olson，Dairy Record，June1983，第112-113頁已經(jīng)討論了莫澤雷勒干酪的褐變程度與干酪中的游離氨基酸和糖濃度有關(guān)，通過除去反應(yīng)物(通常是糖)可以防止褐變。它還指出在半乳糖與烤制干酪的顏色之間有非常強的相關(guān)性。減少在莫澤雷勒干酪半乳糖和乳糖含量的許多工作已經(jīng)描述在文獻中。
US-A-3531297公開了一種制造莫澤雷勒干酪的方法，其包括以下步驟把凝乳浸在溫水中以便從凝乳中提取乳糖，從而減少干酪的最終乳糖含量。一般來說，最終的莫澤雷勒干酪的乳糖含量越低，干酪在進行高溫烤制時，起泡、燒焦、炭化的趨勢越小。
雖然US-A-3531297的方法在美國已經(jīng)以工業(yè)規(guī)模廣泛使用，并且是一種理想的工業(yè)方法，但是，它確實有一些缺點。大的凝乳浸泡罐加大了設(shè)備和工廠空間成本，并且用過的浸泡水含有乳糖、乳酸和其它物質(zhì)，可能明顯加大運行工廠的廢物處理負擔。US-A-3531297方法的另一個局限性是，從干酪槽到混合機的整個加工操作必須在基本連續(xù)的基礎(chǔ)上仔細地定時、排程序并實施。實際上，這意味著工廠的操作者在凝乳浸泡完成時必須幾乎立即進行干酪的混合。
US-A-4085228公開了使用標準發(fā)酵劑培養(yǎng)物和附加的培養(yǎng)物制備的低水分莫澤雷勒干酪，所述附加的培養(yǎng)物選自啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)、類鏈球菌(Streptococcus faecalis)、耐久鏈球菌(Streptococcus durans)和干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)或其混合物。雖然干酪用通常的加工步驟制備，但是，由于所加的培養(yǎng)物，干酪產(chǎn)品具有降低的乳糖(和/或其單糖衍生物)含量，所加的培養(yǎng)物在該方法結(jié)束時保持的低溫過程中代謝殘余的乳糖。根據(jù)US-A-4085228，所得的干酪對制造比薩餅而言具有改善了的性質(zhì)，其基本不燒焦，并且改善了熔化、香味和顏色特性。但是，兩種或多種發(fā)酵劑培養(yǎng)物的組合使得莫澤雷勒干酪生產(chǎn)更復(fù)雜，并且干酪仍然含有微量半乳糖和乳糖，它們可能參與梅拉德反應(yīng)。
Mukherjee，K.K.；Hutkins，R.W.，Journal of Dairy Science1994，77(10)2839-2849頁已經(jīng)說明了使用半乳糖發(fā)酵、半乳糖非釋放性微生物作為發(fā)酵劑培養(yǎng)物可以生產(chǎn)低褐變莫澤雷勒干酪。通過使用所選擇的微生物獲得了莫澤雷勒干酪中低于0.1％的半乳糖含量。
根據(jù)M.A.Rudan和D.M.Barbano，1977 J.Dairy Sci.812312-2319頁，在使用低脂肪干酪(例如含0.25-5.8％的脂肪的干酪)而不是使用全脂干酪(例如21％的脂肪)時，與莫澤雷勒干酪的太多褐變和燒焦相關(guān)的問題更突出。討論了過分褐變的問題由干酪表面干燥過快引起，這導(dǎo)致燒焦。在Rudan等人的文章中，通過在莫澤雷勒干酪上噴涂一層植物油來減少所述問題。
在一篇評述中，A.H.Jana，Indian Dairyman 44，3，1992，第129-132頁描述了在烤制比薩餅時干酪褐變的問題。它公開了所述問題與干酪中半乳糖和乳糖的殘余物有關(guān)。公開了一些措施通過控制半乳糖含量來減少所述問題。這些措施包括●使用能夠發(fā)酵半乳糖的鏈球菌和乳酸桿菌細菌的特定組合。這將減少干酪中的半乳糖含量。
●在最后的加熱階段用60-80℃的熱水改善凝乳的洗滌。
●在pH＞6.3下排出凝乳，導(dǎo)致更多的殘余乳糖和半乳糖被發(fā)酵。
●在加工莫澤雷勒干酪的制造過程中使加工溫度適中。
●莫澤雷勒干酪在成型后迅速冷卻，導(dǎo)致干酪中可控的半乳糖含量。
●縮短鹽浸作用時間，因此避免在水相中鹽過多，并使得乳發(fā)酵劑發(fā)酵更多的殘余糖。
●以最短時間儲存干酪，以減少蛋白水解作用形成的能與半乳糖反應(yīng)的游離氨基酸基團。
A.H.Jana描述的減少過度褐變的許多措施都基于非常嚴格的工藝控制或難以操作和/或可能提高成本或降低產(chǎn)率的工藝改進。
在其生產(chǎn)過程中向干酪中加入酶是本領(lǐng)域中已知的。例如，US-A-5,626,893說明了在干酪的抗結(jié)塊劑中使用葡萄糖氧化酶作為氧清除劑。
本發(fā)明緩解了現(xiàn)有技術(shù)的問題。
本發(fā)明的某些方面在所附權(quán)利要求中限定。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由含有蛋白質(zhì)和還原性糖的食品，尤其是烤制食品的梅拉德反應(yīng)產(chǎn)生的過度褐變問題，可以通過使該食品與能氧化糖的還原性基團的酶相接觸來控制。這是一種新方法，其中，通過使食品與能進行必要的氧化作用的酶相接觸，從而通過轉(zhuǎn)化作用從食品中消除還原性糖，使還原性糖被氧化，以避免梅拉德反應(yīng)。
在本說明書中，術(shù)語“梅拉德反應(yīng)的防止和/或減少”是指梅拉德反應(yīng)程度被降低和/或完成梅拉德反應(yīng)所需的時間被延長。
在某些方面，優(yōu)選的是所述酶能氧化單糖的還原性基團和二糖的還原性基團。
在某些方面，優(yōu)選的是所述酶是己糖氧化酶(EC1.1.3.5)或葡萄糖氧化酶(E.C.1.1.3.4)。在高度優(yōu)選的方面，所述酶是己糖氧化酶。優(yōu)選的是根據(jù)WO 96/409 35獲得或制備HOX。
己糖氧化酶是優(yōu)選的，因為葡萄糖氧化酶(GOX)對于葡萄糖有明顯更高的特異性，并且不能消除由其它糖如半乳糖和乳糖產(chǎn)生的可能的梅拉德反應(yīng)。所以，對于在食品系統(tǒng)中減少梅拉德反應(yīng)，葡萄糖氧化酶具有有限的應(yīng)用。在乳制品如干酪中，半乳糖和乳糖是梅拉德反應(yīng)的主要原因。
己糖氧化酶(HOX)是最初得自紅藻角叉菜的碳水化合物氧化酶。如在WO 96/39851中所討論的，HOX催化在氧與碳水化合物如葡萄糖、半乳糖、乳糖和麥芽糖之間的反應(yīng)。與其它氧化性酶如葡萄糖氧化酶相比，己糖氧化酶不僅催化單糖的氧化，而且氧化二糖類。(Biochemicaet Biophysica Acta 309(1973)，11-22)。
葡萄糖與己糖氧化酶的反應(yīng)為D-葡萄糖+H2O+O2→δ-D-葡糖酸內(nèi)酯+H2O2在含水環(huán)境中，葡糖酸內(nèi)酯隨后水解形成葡糖酸。
如上所示，HOX在處于碳1的還原性端氧化碳水化合物，因此消除了碳水化合物的可能的梅拉德反應(yīng)。
在本發(fā)明一個優(yōu)選的方面，所述酶能在1位氧化食品中的糖。這個特征是有利的，因為它保證了還原性糖被氧化使得糖的還原性部分不再能夠進行梅拉德反應(yīng)。相反，例如半乳糖氧化酶在碳6處氧化半乳糖，留下還原性端不變。所以，在半乳糖氧化酶處理后，還能發(fā)生梅拉德反應(yīng)。在干酪制造過程中，半乳糖常常聚集，因為用來生產(chǎn)干酪的微生物不能消化半乳糖。所以可以推測，半乳糖氧化酶應(yīng)該能夠消除半乳糖并減小梅拉德反應(yīng)的趨勢。但是，在本發(fā)明的該優(yōu)選方面，明顯不是這種情況。
在某些方面，優(yōu)選的是，還原性糖為乳糖或半乳糖。
在某些方面，優(yōu)選的是，還原性糖為半乳糖。
在某些方面，優(yōu)選的是，所述食品選自乳制品食品，奶基或含奶的食品如gratin，蛋基食品，含蛋的食品，烘烤食品包括烤面包、面包、蛋糕；以及淺炸或深炸食品如春卷。
當食品是乳制品食品時，其優(yōu)選的是干酪，更優(yōu)選的是莫澤雷勒干酪。
當食品是干酪時，本發(fā)明是特別有利的。本發(fā)明的酶如HOX能夠除去干酪中的還原性糖，例如在切碎的干酪中的還原性糖。因此，在干酪中有殘存的乳糖殘余物不再是如此重要的。所以，在干酪生產(chǎn)過程中，可以減少干酪凝乳的洗滌次數(shù)。通過減少洗滌次數(shù)，還減少了廢水量并提高了干酪產(chǎn)率。
在某些方面，優(yōu)選的是食品是馬鈴薯或者一部分馬鈴薯。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在烹制的馬鈴薯制品的生產(chǎn)中，本發(fā)明酶的應(yīng)用減少了不想要的褐變。其中可以應(yīng)用本發(fā)明的典型的馬鈴薯制品是炸薯條和炸薯片(松脆的)。
所述酶可以在食品制備過程中與食品接觸，或者其可以在食品制備后但是在食品經(jīng)過可能產(chǎn)生不希望的梅拉德反應(yīng)的條件之前與食品接觸。。在前一個方面，所述酶將混入到食品中。在后一個方面，所述酶將存在于食品表面上。當存在于食品表面上時，仍然能防止梅拉德反應(yīng)，因為正是暴露于干燥和大氣中的氧的物質(zhì)表面進行主要梅拉德反應(yīng)。
當在食品制備過程中與食品接觸時，酶可以在食品生產(chǎn)的任何合適的階段與食品接觸。在食品是乳制品的情況下，在奶的酸化和凝乳沉淀過程中，酶可以與奶接觸。在該過程中，在酸化和奶蛋白沉淀過程中產(chǎn)生的厭氧條件下，酶(如HOX)不是活性的，但是在諸如干酪的乳制品中，在生產(chǎn)有氧條件時，酶將是活性的。一旦處于有氧條件，所述酶就氧化還原性糖并降低梅拉德反應(yīng)的趨勢。
對于將酶施于食品表面上，可以用任何合適的方法施加酶。
典型地，以溶液或分散體形式提供酶，并噴灑在食品上。所述溶液/分散體可以按1-50單位酶/毫升的量含有酶，例如1-50單位己糖氧化酶/毫升。
還可以以干燥或粉末形式加入酶。當以濕或干形式時，酶可能與其它組分混合，以便于食品接觸。例如當酶處于干燥形式時，其可以與抗結(jié)塊劑混合。
在某些方面，本發(fā)明還包括使食品與過氧化氫酶相接觸的步驟。
在一個優(yōu)選的方面，在食品與酶接觸后，將食品包裝在不透氧氣的容器內(nèi)。我們已經(jīng)確定，酶與還原性糖作用時消耗容器內(nèi)的氧。氧的消耗將降低食品中的微生物活性并改善保存期。因此可以省去在受控氣氛中的正常包裝慣例。
當食品與酶接觸后包裝在不透氧氣的容器內(nèi)時，重要的是使食品在包裝前靜置或者在容器內(nèi)有一定量氧氣進行包裝。在本發(fā)明方法中發(fā)生的反梅拉德反應(yīng)涉及糖的還原性基團的氧化。為了使該反應(yīng)發(fā)生，需要氧氣。如果食品沒有放置或者在容器內(nèi)沒有一定量的氧氣而進行包裝，則該反梅拉德反應(yīng)不能進行并且降低了本發(fā)明的有益效果。
我們還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的酶如HOX在低溫下是足夠活躍的，使得食品在與酶接觸后可以冷藏或者冷凍而不需要在室溫下進行酶/還原性糖反應(yīng)。對于在較高溫度下保存可能導(dǎo)致不可接受的微生物生長的食品的生產(chǎn)，這明顯是有利的。因此，在一個優(yōu)選的方面，本方法包括把食品冷卻到不高于5℃，此時，與酶接觸的食品中存在的大部分還原性糖沒有被酶氧化。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，在本發(fā)明的實踐中，使食品與足夠量的酶接觸，以防止和/或減少梅拉德反應(yīng)?？梢耘c食品接觸的酶的典型用量為0.05-5U/g(每克食品中酶的單位數(shù))，0.05-3U/g，0.05-2U/g，0.1-2U/g，0.1-1.5U/g，和0.5-1.5U/g。
現(xiàn)在參考附圖利用實施例進一步詳細描述本發(fā)明，其中

圖1表示照片；圖2表示照片；圖3表示照片；圖4表示照片；圖5表示照片；圖6表示照片；圖7表示照片；圖8表示照片；圖9表示曲線圖；圖10表示照片；圖11表示曲線圖；圖12表示曲線圖；圖13表示曲線圖；圖14表示照片；實施例圖像分析實施例的樣品的圖像分析進行如下。
通過三片CCD彩色RGB攝像機，用校準的非散射光強度記錄樣品的圖像，分辨率為440000像素(JVC KY-F58E)。用Kodak’s GrayScale(Kodak灰色級譜)進行校準。通過基于計算機的圖像分析(AdobePhotoshop，包括Plug Ins)，制備這些圖像，用于樣品的定量顏色測量，表示為整個樣品的平均顏色強度，計算樣品的褐變部分的平均顏色強度，并進一步計算褐變部分的相對面積。在樣品褐變過程中，綠色強度明顯降低，然后把褐變區(qū)域定義為綠色強度小于100的區(qū)域?？偟念伾珡姸确秶鸀?-255(8圖像行解象(bit resolution))，其中，0表示沒有強度，255表示全部的強度。校準的光強度保證在不同系列中的測量是可對比的。
按紅、綠和藍色的強度的平均值計算每個像素的顏色強度。
然后分別按樣品中和樣品的褐變部分中所有像素的平均顏色強度計算平均顏色強度。按樣品的褐變部分中的像素數(shù)與整個樣品中像素總數(shù)之間的比例計算相對褐變面積。
實施例1-帶有莫澤雷勒干酪的比薩餅在燒杯中稱量20克莫澤雷勒干酪(Karoline’s Dansk莫澤雷勒干酪，25％的蛋白質(zhì)、1％的碳水化合物和21％的脂肪)。向該干酪上噴灑1毫升己糖氧化酶溶液(7.5 HOX單位/毫升)。作為對比，將1ml水噴灑在另一莫澤雷勒干酪樣品上。把該干酪在室溫下儲存2小時。用面粉、鹽和水制造生面團。稱量10克生面團并放在陪替式培養(yǎng)皿中。把5克莫澤雷勒干酪放在生面團上并在225℃烤制7分鐘。另一個樣品烤制15分鐘。在烤制后，主觀評價這些樣品。樣品表示在圖1中。
從該試驗清楚看出，向干酪上施用己糖氧化酶由于減少梅拉德反應(yīng)降低了褐變的趨勢。而且，在褐變的樣品中，本發(fā)明提供了更均勻的褐色而沒有黑色的燒焦。
實施例2使用實施例1中所述的過程，用表1所列的方式處理莫澤雷勒干酪。
表1
在處理后，把干酪樣品放在生面團上并在225℃烤制12分鐘。在烤制后，主觀評價這些樣品，所得的樣品表示在圖2中。
結(jié)果表明，0.05 U HOX/克干酪明顯足夠地減少了在20℃儲存的干酪的褐變。這些結(jié)果還表明，即使在5℃儲存用HOX處理的干酪，也減少了褐變。
實施例3使用實施例1中所述的過程，用表2所列的方式處理莫澤雷勒干酪。
表2
在20℃儲存20小時后，把干酪樣品使用到生面團上并在225℃烤制7分鐘。主觀評價這些烤制后的莫澤雷勒干酪樣品，所得的樣品表示在圖3中。
結(jié)果清楚表明，己糖氧化酶在降低梅拉德反應(yīng)程度方面非常有效。葡萄糖氧化酶和半乳糖氧化酶對于梅拉德反應(yīng)程度僅有有限的影響。
實施例4為了研究在不同條件下，應(yīng)用酶的效果，特別是己糖氧化酶的效果，進行以下實施例。我們研究了己糖氧化酶到莫澤雷勒干酪上的施用方式是否是防止通常在5℃下儲存并在受控條件下包裝的莫澤雷勒干酪中防止梅拉德反應(yīng)的重要參數(shù)。
使用莫澤雷勒干酪(Karoline’s Dansk莫澤雷勒干酪，25％的蛋白質(zhì)，1％的碳水化合物和21％的脂肪)進行表3的試驗。
表3
把這些樣品包裝在鋁袋中。一半樣品真空包裝，另一半樣品在正常大氣壓的空氣中包裝。所有的樣品儲存在5℃。在儲存1周后，把干酪樣品用實施例1中所述的方式烤制12分鐘。烤制后，評價樣品。所得的樣品表示在4中。
結(jié)果清楚表明把HOX加到干酪上的作用。這些結(jié)果還表明，對于在空氣中包裝的產(chǎn)品和在放置一段時間后在真空下包裝的產(chǎn)品，可以獲得梅拉德反應(yīng)的減少。
實施例5用通過以下過程制備的gratin試驗己糖氧化酶對褐變的影響。把75克松酥油脂(熔點35℃)和100克面粉在混合過程中在鍋中加熱。在連續(xù)攪拌中加入脫脂乳(預(yù)熱到90℃)。加入鹽和胡椒。把4個雞蛋分成蛋黃和蛋清。單獨加入蛋黃。將蛋清與10克發(fā)酵粉一起打成泡沫并仔細混入生面團中。把生面團放在2個鋁盤中。一個盤噴灑7.5單位/毫升己糖氧化酶溶液，并在室溫保持30分鐘。然后在空氣循環(huán)烤箱中把gratin在175℃烤制20分鐘。在烤制后，目測評價該gratin。所得的樣品表示在圖5A中。其它樣品用下表6的方式處理。
表6
在烤制后，目測評價gratin。所得的樣品表示在圖5B中。通過圖像分析進行的平均褐色測量表明，含有7.5U/ml的HOX溶液得到更少的褐色(更高的值表示更小的褐變)。平均褐色的其它值與對照樣沒有明顯的不同。
結(jié)果表明，HOX的應(yīng)用得到了gratin的暗色更淺的表面，表明梅拉德反應(yīng)被減少。
實施例6用低脂肪莫澤雷勒干酪(Cheasy13％的脂肪，33％的蛋白質(zhì)和1.5％的碳水化合物)試驗HOX對莫澤雷勒干酪褐變的影響。對干酪樣品進行了以下處理1對照樣，向20克干酪中加入1毫升水2向20克干酪樣品中加入0.2毫升HOX(7.5單位/毫升)3向20克干酪樣品中加入1毫升HOX(7.5單位/毫升)。
通過在切碎的干酪上噴灑酶溶液把酶施加在干酪上。這些樣品在5℃儲存20小時，然后放在鋁盤中的生面團上并在空氣循環(huán)烤箱中在225℃烤制10分鐘。烤制后評價樣品。這些樣品表示在圖6中。
結(jié)果清楚表明了HOX減少低脂肪莫澤雷勒干酪過分褐變的能力。還清楚的是，褐變的減少取決于己糖氧化酶的用量。
實施例7通過在莫澤雷勒干酪上噴灑不同用量的HOX來研究己糖氧化酶對莫澤雷勒干酪褐變的影響。在噴灑HOX溶液后，把干酪在室溫下儲存30分鐘或者3小時，然后真空包裝在鋁袋中。在5℃儲存14天后，把干酪樣品放在比薩餅生面團頂上并在225℃烤制8分鐘。在烤制后，目測評價樣品并通過圖像分析儀分析樣品的照片。該實驗的樣品表示在圖7中。圖像分析的結(jié)果在表7中給出。
表7
如圖7所示，通過向莫澤雷勒干酪加入己糖氧化酶，強烈減少了褐變反應(yīng)。還清楚的是，褐變?nèi)Q于HOX的用量。還觀察到，真空包裝前的靜置時間是重要的。特別地，在0.1U/g的用量時，包裝前0.5小時的靜置時間似乎對于明顯減少梅拉德褐變是不夠的。但是，在該用量下3小時靜置時間是足夠的。在1U/g的用量時，包裝前0.5小時或3小時的靜置都明顯減少了梅拉德褐變。圖7中所示的差異被平均顏色測量證實，其中，更低的值表明褐色更深的產(chǎn)品。同時，褐變區(qū)域的百分比也強烈受到向干酪中加入HOX的影響。
實施例8確定己糖氧化酶活性的分析方法(HOX分析)原理HOX分析基于在葡萄糖氧化中產(chǎn)生的過氧化氫的測定。在過氧化物酶存在下，用ABTS氧化過氧化氫，形成染料。
試劑1.100mM磷酸鹽緩沖液，pH為6.32.55mM的D-葡萄糖(SIGMA，G-8270)在100mM磷酸鹽緩沖液中，pH為6.33.ABTS(SIGMA，A1888)，5.0mg/ml在蒸餾水中4.過氧化物酶(SIGMA，P-6782)，0.10mg/ml在100mM磷酸鹽緩沖液中，pH為6.3培養(yǎng)基4.6OOml試劑20.2OOml試劑30.200ml試劑4分析290μl培養(yǎng)基和10μl酶溶液通過加入酶溶液引發(fā)反應(yīng)。把混合物在25℃培養(yǎng)，并在分光光度計上(405納米)測定反應(yīng)動力學10分鐘?？瞻讟悠泛谐嗣溉芤罕凰嬉酝獾乃谐煞?。由該測量計算OD/分鐘曲線的斜率。
過氧化氫標準曲線使用各種濃度的新制備的H2O2溶液(MERCH強雙氧水107298)，做出過氧化氫標準曲線。1單位的酶活性定義為在25℃下每分鐘產(chǎn)生1μmol的H2O2的酶量。
實施例9與過氧化氫酶組合測試HOX對比薩餅干酪褐變的影響。與HOX組合加入過氧化氫酶的目的是消除通過乳糖和半乳糖向相應(yīng)的酸催化轉(zhuǎn)變所形成的過氧化氫，因為過氧化氫可能參加某些不想要的副反應(yīng)并通過例如類脂氧化產(chǎn)生臭味。
過氧化氫酶催化以下反應(yīng)
在該實驗中，用表7中所示的酶量處理60克莫澤雷勒干酪(Karolina’s Dansk莫澤雷勒干酪，25％蛋白質(zhì)，1克碳水化合物和21％脂肪)。
表7
所用的過氧化氫酶來自Sigma cat.No.C3515。
過程把HOX和過氧化氫酶的酶溶液噴灑在莫澤雷勒干酪上，然后在室溫下儲存2小時。然后把8克酶處理的干酪放在鋁盤中的16.7克生面團頂上，并在275℃烤制6小時。
烤制實驗的結(jié)果表示在圖8中。
從圖8中的結(jié)果清楚看出，0.5UHOX/g干酪的加入(試驗2)減少了梅拉德反應(yīng)，并獲得干酪的較少褐變。當0.5UHOX/g與1U過氧化氫酶/克(試驗4)組合時，也看到了相同的作用。單獨的過氧化氫酶(試驗3)不產(chǎn)生梅拉德反應(yīng)的任何減少。
實施例10在以上實施例中，我們已經(jīng)表明，HOX能氧化莫澤雷勒干酪中的還原性糖，因此減小了烤制莫澤雷勒干酪時的梅拉德反應(yīng)趨勢。
在這些實驗中，通過把HOX溶液噴灑在干酪上來施用HOX。這可能產(chǎn)生操作問題，因為干酪變濕變粘，這可能限制切碎的干酪在比薩餅或其它食品上的應(yīng)用。
為了克服這一問題，我們以粉末形式把HOX施用到莫澤雷勒干酪上。這是添加酶的非常方便的方法，因為抗結(jié)塊劑如淀粉通常添加到切碎的干酪如莫澤雷勒干酪上，以避免在儲存過程中發(fā)粘。
在以下實驗中，以粉末形式把HOX加到莫澤雷勒干酪上，用兩種濃度添加即1U/g干酪和0.1U/g干酪，以及在25℃和5℃下。
實驗過程把粉末形式的HOX與馬鈴薯淀粉混合。把與HOX混合的1.5克馬鈴薯淀粉與98.5克莫澤雷勒干酪混合，以獲得1單位或0.1單位HOX/克干酪的最終用量。作為對照樣，把莫澤雷勒干酪與馬鈴薯淀粉混合而不用任何HOX。
實施例10a把100g干酪放在藍蓋瓶子(310毫升)中并把氧傳感器放在帶有密封蓋的瓶子中，記錄氧消耗量與時間的函數(shù)關(guān)系。
在25℃測試1UHOX/g干酪，圖9中顯示出瓶子中的氧量與時間的函數(shù)關(guān)系。該結(jié)果清楚表明，當HOX以粉末形式加入到干酪中時，HOX也是活性的。這是出乎意料的，因為可以推測在較低水活性的條件下以粉末形式加入的HOX可能效果較小。
如圖9所示，瓶子中所有的氧被HOX消耗。
基于瓶子中空氣的體積，可以計算出，消耗了0.018摩爾的氧。由HOX在消耗1摩爾氧過程中氧化了1摩爾乳糖的知識，可以計算出氧化了0.62％的乳糖。從關(guān)于莫澤雷勒干酪中殘余糖的典型含量的知識，可以總結(jié)出，幾乎全部還原性糖被氧化。這提供了在干酪中發(fā)生糖或HOX擴散的證據(jù)。
實施例10b在1天后，把10g干酪放在鋁盤中并在275℃烤制6分鐘?？局圃囼灥慕Y(jié)果表示在圖10中。圖10清楚表明，HOX減少了烤制過程中的褐變作用。
實施例10c在下一個實驗中，僅加入0.1UHOX/g干酪，且把100克干酪在25℃儲存在有氧傳感器的密閉的瓶子(310毫升)中。氧消耗按時間的函數(shù)變化，如圖11中所示。
正如所預(yù)期的，因為HOX加入量較低，故反應(yīng)較慢，而且在該實驗中清楚看出，殘余糖的主要部分在1天內(nèi)被氧化。
實施例10d由于干酪在包裝后通常儲存在冰箱中，因此感興趣的是知道在這些條件下HOX是否也能氧化干酪中的還原性糖。
在本實驗中，向莫澤雷勒干酪中加入1UHOX/g干酪，并把100克干酪在5℃下儲存在帶有氧傳感器的密封瓶子(310毫升)中。氧消耗量隨時間的變化如圖12所示。
圖12中的結(jié)果清楚表明，在消耗瓶子中的全部氧氣過程中，HOX在5℃下是活性的。從生產(chǎn)方面來看，這可能是有益的，因為反應(yīng)并不依賴于保持在室溫或更高的溫度，而是用HOX處理的干酪可以立即儲存在5℃，其中，還原性糖被氧化成相應(yīng)的酸，這將降低干酪在烤制時產(chǎn)生梅拉德反應(yīng)的能力。作為另一個益處，包裝中的氧被消耗，這將降低干酪中的微生物活性并改善儲存期，并且可以省去在受控氣氛中進行包裝。
基于帶有干酪的瓶子中的氧氣測量，可以計算氧化速度，以每分鐘的氧氣消耗量表示。
在圖13中，表示了在不同條件下用HOX處理的干酪的氧化速度。
在添加1UHOX/g干酪時，預(yù)期在25℃的反應(yīng)速度高于在5℃的反應(yīng)速度，并且預(yù)計培養(yǎng)基和酶的擴散而不是酶的濃度是限制因素。
當添加0.1UHOX/g時，氧化速度的變化非常小，這表明在該用量，在酶活性與干酪中的培養(yǎng)基擴散之間存在平衡。
實施例11炸馬鈴薯如炸薯條(pommes frites)和炸薯片(松脆的)的消耗量在過去二十年中明顯增大。炸馬鈴薯生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)是還原性糖的含量。該含量應(yīng)該保持較低，因為還原性糖的高含量產(chǎn)生更多的梅拉德反應(yīng)，這導(dǎo)致不希望的褐變程度。
為了防止儲存過程中馬鈴薯中還原性糖含量增大，馬鈴薯上常常噴灑稱為氯苯胺靈的除草劑，其防止馬鈴薯發(fā)芽。發(fā)芽會誘發(fā)馬鈴薯中的淀粉酶，淀粉酶轉(zhuǎn)而形成還原性糖。
在本研究中，研究了通過向炸制前的切片馬鈴薯添加HOX是否可能改善炸馬鈴薯的外觀。
過程為了保證沒有使用除草劑，使用有機生長的馬鈴薯。使用食品加工機把馬鈴薯剝皮并切成2毫米厚的薄片。把一半薄片在含有100單位/毫升的HOX水溶液中浸3分鐘。另一半薯片在水中浸3分鐘。然后把這些薄片在密閉的容器中儲存過夜(16小時)，然后在植物油中在180℃下炸2分鐘。
結(jié)果當這些薯片在180℃的油中炸2分鐘時，薯片表現(xiàn)出一些差異，如圖14和15所示。
圖14的非常褐色的區(qū)域由這些區(qū)域中薯片較薄來解釋，并且對于評價不應(yīng)該考慮在內(nèi)。很清楚，與較淺灰色的對照樣相比，用HOX處理的薯片產(chǎn)生較金黃色表面。外觀的差異在圖15中更清楚，其中，HOX處理的薯片的金黃色表面明顯與對照樣不同。
結(jié)論與對照樣相比，用HOX處理的薯片制備的炸薯片具有較亮的且較金黃色的表面。如果在炸制前，馬鈴薯已經(jīng)發(fā)芽，預(yù)計HOX處理的效果更突出。
在以上說明書中敘述的所有出版物并入本文作為參考。本發(fā)明描述的方法和系統(tǒng)的各種改進和變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的而不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)。盡管已經(jīng)結(jié)合具體的優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明的權(quán)利要求不應(yīng)當不合適地限于這些具體的實施方案。實際上，進行本發(fā)明的所述方式的各種改進對于化學或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，并且確定包括在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在含有(i)蛋白質(zhì)、肽或氨基酸和(ii)還原性糖的食品中防止和/或減少梅拉德反應(yīng)的方法，該方法包括使食品與能氧化糖的還原性基團的酶接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述酶能氧化單糖類的還原性基團和二糖類的還原性基團。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述酶能在1位氧化糖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中，所述酶是己糖氧化酶(EC1.1.3.5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任一項的方法，其中，所述還原性糖是乳糖或半乳糖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，還原性糖是半乳糖。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的方法，其中，所述食品是乳制食品。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的方法，其中，所述食品是干酪。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的方法，其中，所述食品是莫澤雷勒干酪。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項的方法，其中，所述食品是馬鈴薯或一部分馬鈴薯。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的方法，其中，所述酶在食品生產(chǎn)過程中與食品接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10的任一項的方法，其中，所述酶在食品生產(chǎn)后與食品接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述酶以溶液或分散體形式噴灑在食品上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述溶液/分散體包含1-50單位己糖氧化酶/毫升用量的酶。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的方法，其中，所述方法還包含使食品與過氧化氫酶接觸的步驟。
16.在包含(i)蛋白質(zhì)、肽或氨基酸和(ii)還原性糖的食品中防止和/或減少梅拉德反應(yīng)的酶的用途，其中，所述酶能氧化糖的還原性基團。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的本發(fā)明制備的食品。
18.參考實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一個的基本如上文所述的方法。
19.參考實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一個的基本如上文所述的用途。
20.參考實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一個的基本如上文所述的食品。
21.裝有參考實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的任一個的基本如上文所述的食品的不透氧氣的容器。
全文摘要
提供了一種在含有(i)蛋白質(zhì)、肽或氨基酸和(ii)還原性糖的食品中防止和/或減少梅拉德反應(yīng)的方法，該方法包括使食品與能氧化糖的還原性基團的酶相接觸。
文檔編號A23C19/06GK1489442SQ01819000
公開日2004年4月14日 申請日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者J·B·梭, J B 梭, L·W·彼得森, 彼得森 申請人:丹尼斯科有限公司