玛咖醇提物苦味成因分析及品质滋味控制

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玛咖(Lepidium meyenii Walp.)是原产于南美的十字花科独行菜属药食两用植物,玛咖粉作为我国的新资源食品,在市场推动下,产品形式越来越多样化,其中,功效成分含量高且风味佳的高品质玛咖提取物,尤其是玛咖醇提物需求逐渐增加。但玛咖醇提物在制备中容易产生苦味,严重影响其产品的应用开发及市场认可度,且目前产生苦味的影响因素及苦味成分尚未明晰,阻碍了玛咖产业的发展。为了明确玛咖醇提物苦味成因,改善玛咖醇提物品质,本课题从苦味产生的关键因素确定、苦味成分测定及苦味掩盖工艺建立等方面深入研究玛咖醇提物苦味成因与品质滋味控制,取得的主要研究结果如下:(1)发现玛咖原料前处理和95%的玛咖醇提物浸膏干燥过程均可产生苦味,并确定浸膏干燥温度是玛咖醇提物苦味产生的主要因素。玛咖醇提物制备主要包括原料前处理、浸膏干燥两个环节。在原料前处理过程中,采用冻干、灭酶后冻干、低温烘干(45℃)、40℃酶解转化后低温烘干等四种工艺获得玛咖粉,并采用感官评价四种工艺制备所得玛咖粉的苦度值,均为0.5(即无明显苦味);利用上述四种工艺所得的玛咖粉分别制备玛咖醇提物浸膏,感官评价各玛咖醇提物浸膏苦度值,利用HPLC检测主要活性成分玛咖酰胺和芥子油苷等含量,结果表明,低温烘干和40℃酶解转化后低温烘干均显著提升了玛咖醇提物中玛咖酰胺含量,但40℃酶解转化后低温烘干的芥子油苷含量下降较多,且苦度值达1.0,提升了2倍,表明酶解转化前处理导致苦味产生。采用冻干、60℃烘干、80℃烘干玛咖醇提物浸膏,在玛咖醇提物浸膏干燥过程中,不同干燥温度制备的玛咖醇提物活性成分含量差异小,但苦度值差异极大,对比干燥前,冷冻干燥不增加苦度值,60℃苦度值最大增加6.6倍,80℃苦度值最大增加20倍,说明浸膏干燥温度是玛咖醇提物苦味产生的主要原因。(2)对95%的玛咖醇提物采用分步提取并进行苦味和成分分析,发现乙醇提取部位苦度值显著高于其他提取部位,其中含有L-苯丙氨酸、苯乙酮等8种苦味物质。通过对玛咖醇提物进行Q Exactive LC-MS/MS高分辨率液质联用分析,鉴定出102种物质,并通过bitterdb苦味数据库和文献检索比对,发现14种潜在的苦味物质;然后,依次采用石油醚、乙酸乙酯、乙醇、水对玛咖醇提物进行分离,测定各溶剂提取部位的苦度值依次为0.5、0.5、8.3、0.8,表明苦味成分主要集中在乙醇提取部位,利用液质联用进一步筛选出8种对玛咖醇提物苦味有贡献的主要物质,分别为L-苯丙氨酸、苯乙酮、L-色氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、尿嘧啶、黄嘌呤和奎宁酸。(3)确定高品质玛咖醇提物浸膏的干燥工艺参数为:添加辅料甘露醇或淀粉,60℃下鼓风烘干18 h,并通过添加苦味掩盖剂获得了一款活性成分丰富且口感佳的玛咖醇提物。基于干燥中苦度值随时间的变化规律和工业加工条件,选择60℃下烘干玛咖醇提物,并研究了烘干时间与苦度值的关系,发现烘干时间控制在18 h内,醇提物苦度值较低;向玛咖醇提物中添加甘露醇、淀粉,苦度值由2.5分别降低至0.7、1.5。在减少苦味产生的同时,探究不同苦味掩盖剂对玛咖醇提物滋味的影响,甜味剂或芳香剂对玛咖醇提物苦味具有显著掩盖作用,单独使用时其最适添加量为阿斯巴甜0.4%,甜菊素0.2%,木糖醇0.4%,橘子香精0.4%,薄荷油0.2%;联合使用木糖醇0.4%和薄荷油0.2%对苦味的掩盖作用最强。最终制备的高品质、口感佳的玛咖醇提物中芥子油苷含量0.89%、玛咖酰胺含量2.07%、苦度值0.5,具有良好的应用前景。综上,确定了玛咖醇提物浸膏干燥温度是玛咖醇提物苦味产生的主要因素,并发现玛咖醇提物中有8种主要苦味物质;通过优化干燥参数、添加掩盖剂的方法获得了一款高品质、口感佳的玛咖醇提物,为玛咖醇提物的苦味控制和产品开发提供了理论和实验依据。
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