[发明专利]超声强化内源蒜氨酸酶促反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声强化内源蒜氨酸酶促反应的方法，具体地说，是一种依靠适度超声场的作用强化大蒜等所含内源蒜氨酸酶的酶促反应，提高特征风味成分产量的方法。

背景技术

大蒜风味物质和洋葱风味物质，不仅因药理上的多种作用受到高度重视，也是食品工业和餐饮业的重要调味原料，在国内外市场上销路极好。大蒜的风味物质为含硫化合物，其风味物前体物质为S-烯丙基-L-半胱氨酸亚砜即蒜氨酸(Alliin)，在蒜氨酸酶(alliinase)的作用下，依靠磷酸吡哆醛的协同作用，分解为二烯丙基硫代亚磺酸酯和丙酮酸，二烯丙基硫代亚磺酸酯俗称大蒜素(Allicin)，具有鲜大蒜典型的风味。洋葱风味成分也是蒜氨酸酶酶促反应的产物。目前，大蒜风味物质和洋葱风味物质产品生产的常规方法是在蒜氨酸酶最适条件下作用一段时间，以产生特征风味物质，再经过不同的提取技术可以生产不同的产品，例如经水蒸气蒸馏可以生产精油，回收溶剂可以得到油树脂等。因此，提高蒜氨酸酶酶促反应的速度和强度成为提高大蒜和洋葱精油得率的关键技术之一。

超声波是频率在2×10^-3Hz～10×10⁹Hz范围内的机械波。超声波是一种弹性波，其振动不仅能产生强大能量，在媒质质点传播过程中能量不断被媒质质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高；大能量的超声波作用于液体使其被撕裂成很多小空穴，而在这些小空穴闭合时可产生高达几千个大气压的瞬时压力的空化作用；超声波利用力学效应还产生搅拌、分散、冲击破碎和疲劳损坏等作用，在医学、工业、化学和化工过程中有着广泛的应用。近年的研究则表明，适当强度的超声不会使酶失活，可促进酶的生物催化活性，强化酶促反应。

研究还发现复频超声充分发挥不同频率超声波的特点，消除了驻场波，使声场更加均匀，而且复频超声除基频外还出现了倍频波、和频波及差频波。

由于大蒜和洋葱的风味物质是酶促反应的产物，因此，可以利用适度超声场促进酶的生物催化活性的特点，强化蒜氨酸酶促反应的速度与强度，提高大蒜和洋葱风味物质的产量。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声强化内源蒜氨酸酶促反应的方法，具体地说，是一种依靠适度超声场的作用强化大蒜、洋葱等含内源蒜氨酸酶的酶促反应提高特征风味成分产量的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下方案：

该方法在10～150kHz范围内选择一个频率的超声波，作用于大蒜等有内源蒜氨酸酶的辛香料和水或乙醇水溶液的混合物，超声强度0<F≤1.5w/cm²，辛香料和水或乙醇水溶液的质量比为1∶3～15，在蒜氨酸酶最适pH6.2～6.8和温度30～36℃条件下下处理不超过60min。也可以两个不同频率的超声波，共同作用于大蒜等有内源蒜氨酸酶的辛香料和水或乙醇水溶液的混合物，混合频率超声波的总强度0<F≤1.5w/cm²，辛香料和水或乙醇水溶液的质量比为1∶3～15，在蒜氨酸酶最适pH6.2～6.8和温度30～36℃条件下处理不超过60min。

本发明的优点是：利用本发明的方法产生大蒜等内源蒜氨酸酶酶促反应产物(特征风味成分)的产量比未经超声强化的方法高，超声强化内源蒜氨酸酶促反应技术为大蒜等含内源蒜氨酸酶的辛香料精油的生产提供了新的途径。

具体实施方式

大蒜、洋葱精油生产的方法是在蒜氨酸酶最适条件下作用一段时间，以得到特征风味物质，再经水蒸气蒸馏获得精油。超声强化的目的是促进酶的生物催化活性，强化酶促反应，产生尽可能多的特征风味成分。

实例1：

在pH6.2～6.8和30～36℃条件下，用0.4w/cm²(以F表示强度)的28kHz单频超声处理以大蒜与75％乙醇溶液质量比1∶5的混合料液35min(以t表示时间)，风味成分产量(用分光光度法测总硫代亚磺酸酯浓度)达到1.69mmol/100g大蒜，比在相同条件但未经超声强化的方法提高23％。

实例2：

在pH6.2～6.8和30～36℃条件下，用0.1w/cm²的50kHz和135kHz两个频率超声波共同作用的双频复合超声处理以大蒜与水质量比1∶4的混合料液40min，风味成分产量(用分光光度法测总硫代亚磺酸酯浓度)达到1.21mmol/100g大蒜，比在相同条件但未经超声强化的方法提高26％。

实例3：