一种老年人专用的低钠复合肽盐的工艺研究

梅 露，张左勇，孙汉巨，王军辉，何述栋，张 强

（1.合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽合肥 230009；2.安徽省功能性复合调味品重点实验室，安徽强旺调味食品有限公司，安徽界首 236500）

0 引言

随着社会人口老龄化的日益加剧，老年人的健康问题越来越多地受到日常生活饮食的影响。研究表明，摄入高钠盐不仅会对老年人的血压有很大的影响，也可能对心、肝和肾等其他器官产生不同程度的损害[1]。从19世纪80年代开始，由低钠、高钾和高镁构成的代用盐就开始被应用，但钾盐、镁盐代替钠盐均会产生金属苦味，无法有氯化钠那样较好的咸味口感，所以市场上的钾镁代用盐的推广不是很顺利[2]。而大豆粕（Soybean meal）是大豆油生产过程中的副产物，含有丰富的蛋白质（40%～48%）和人体必需的氨基酸[3]。通过美拉德反应制备的大豆美拉德风味肽不仅具有高鲜味、咸味和低苦味的特点，还具有抗菌、抗过敏、抗氧化、增强人体免疫力、调节人体生理功能的作用[4]。所以将大豆美拉德风味肽这种“自然、营养、健康”的风味增强肽加入调味盐中降低氯化钠的含量，生产一种老年人专用的低钠复合肽盐，具有广阔的应用前景。

花青素是类黄酮物质，能有效螯合金属离子、清除超氧自由基和羟基自由基，预防癌症、阿尔茨海默病和心血管疾病，保护脑神经免受氧化，改善睡眠质量[5]。低聚果糖是一种水溶性益生元，能明显改善肠道内微生物种群比例，减少和抑制腐败物质的产生，调节肠道内平衡，促进肠道蠕动，有效防止便秘和腹泻[6]。生姜作为药食同源的食品之一，能增加食物的香气、保护消化系统、预防心脑血管疾病和提高机体免疫力[7]。大蒜有健胃消食的功能，其中含有的蒜氨酸、大蒜辣素、皂苷等成分，还具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌、防治心血管疾病等功效[8]。花椒能除腥气，赋予食品清香味和麻辣感，另外还能除湿、温中散寒，具有抑菌、抗肿瘤、镇痛、麻醉、抗氧化等功效[9]。通过添加低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉等辅料，不仅可以提升风味特性，还降低了复合肽盐中钠的含量，赋予其一定的功能性，具有营养健康的优点。

根据低钠盐的标准，固定氯化钠、氯化钾、谷氨酸钠、酵母粉、肌苷酸和精氨酸的添加量，研究美拉德风味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉，花椒粉的添加量。针对我国老年人特点专门研发一款可以降低高血压、心血管疾病和冠心病的低钠复合肽盐，这将更好地适应我国调味盐市场的发展需求，具有广阔的应用前景。

1 材料与方法

1.1 原材料与试剂

市售大豆粕；生姜、蒜、花椒、食盐和味精，均购于合肥家乐福超市；碱性蛋白酶（200 000 U/g）、中性蛋白酶（60 000 U/g）、木瓜蛋白酶（60 000 U/g）和风味蛋白酶（50 000 U/g），均为食品级，购于北京奥特星生物技术有限公司；氯化钾、肌氨酸、精氨酸、酵母粉、花青素和低聚果糖，均为食品级。

1.2 仪器与设备

HK-02A型中药粉碎机，广州旭朗机械设备有限公司产品；XDW-6J型振动式细胞级超微粉碎机，济南达微机械有限公司产品；AR1140型电子分析天平，上海民桥精密科学仪器有限公司产品；HC-3018R型高速冷冻离心机，安徽中科中佳科学仪器有限公司产品；RE-52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂产品；LGJ-12型真空冷冻干燥机，北京松源华兴科技发展有限公司产品；PHS-3C型精密pH计，上海圣科仪器设备有限公司产品；HH-2型数显恒温水浴锅，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司产品；DS-T200A型高速多功能粉碎机，上海顶帅电器有限公司产品；NR200型手持式色差计，深圳3NH科技有限公司产品；RCT磁力搅拌器，德国IKA仪器设备有限公司产品。

1.3 美拉德风味肽制备

1.3.1 工艺流程

豆粕→粉碎→过筛→水粉混合→碱性蛋白酶酶解→复合蛋白酶酶解→离心→浓缩→冷冻干燥→美拉德反应→冷冻干燥→密封保存。

1.3.2 操作要点

（1）豆粕的预处理。豆粕的新鲜程度和美拉德风味肽的品质密切相关，购买时应选择新鲜、无异味的豆粕。用中药粉碎机粉碎至80目筛以下，收集后备用。

（2） 酶解。大豆粕的酶解工艺条件为 6%（W/V） 的大豆粕溶液先调节初始pH值为10.0，添加底物蛋白质含量0.4%（W/W）的碱性蛋白酶，在50℃下酶解3 h；再调节pH值为6.5，添加复合蛋白酶（0.3%木瓜蛋白酶、0.25%中性蛋白酶和0.2%风味蛋白酶），在55℃下酶解4 h后，将酶解液加热至90℃保持15 min，灭酶[10]。

（3） 离心。在温度4℃，转速8 000 r/min条件下，将水解液离心15 min，上清液收集备用。

（4）浓缩和冷冻干燥。将得到的上清液用旋转蒸发仪在60℃下浓缩至原溶液的20%，用真空冷冻干燥机，在-50℃及真空度50 Pa下，干燥至水分含量≤5%为止，得到大豆多肽。

（5）美拉德反应。将大豆多肽∶半胱氨酸∶木糖按5∶1∶2的比例混合，调节底物质量分数为20%（W/V）。将溶液pH值调节至7.4，在带磁力搅拌器的油浴锅中120℃下加热120 min。反应结束后，立即放入凉水中冷却[11]。

（6） 冷冻干燥。在-50℃及真空度50 Pa下，冷冻干燥美拉德反应液至水分含量≤5%为止，得到美拉德风味肽。

1.4 试验方法

1.4.1 原料配比单因素试验

在原料配比单因素试验中，先固定加入6 g氯化钠、3 g氯化钾、0.4 g谷氨酸钠、0.2 g酵母粉、0.02 g肌氨酸和0.02 g精氨酸，再分别以美拉德风味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉添加量为单因素，感官品质和DPPH·清除率为评价指标，确定最佳添加量。

（1）美拉德风味肽添加量的单因素试验。固定低聚果糖、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉的用量分别为1.0，0.1，0.1，0.1，0.04 g，美拉德风味肽的添加量分别为0，1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，混合物料使用超微粉碎机粉碎5 min，使其充分混合均匀。研究美拉德风味肽添加量对低钠复合肽盐的感官品质和DPPH·清除率影响。

（2）低聚果糖添加量的单因素试验。固定美拉德风味肽、花青素、生姜粉、蒜粉和花椒粉的用量分别为0.2，0.1，0.1，0.1，0.04 g，低聚果糖添加量分别为0，5.0%，10.0%，15.0%，20.0%，混合物料使用超微粉碎机粉碎5 min，使其充分混合均匀。研究低聚果糖添加量对低钠复合肽盐的感官品质和DPPH·清除率的影响。

（3）花青素添加量的单因素试验。固定美拉德风味肽、低聚果糖、生姜粉、蒜粉和花椒粉的用量分别为0.2，1.0，0.1，0.1，0.04 g，花青素添加量分别为0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，混合物料使用超微粉碎机粉碎5 min，使其充分混合均匀。研究花青素添加量对低钠复合肽盐的感官品质和DPPH·清除率的影响。

（4）生姜粉添加量的单因素试验。固定美拉德风味肽、低聚果糖、花青素、蒜粉和花椒粉的用量分别为0.2，1.0，0.1，0.1，0.04 g，生姜粉添加量分别为0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，混合物料使用超微粉碎机粉碎5 min，使其充分混合均匀。研究生姜粉添加量对低钠复合肽盐的感官品质和DPPH·清除率的影响。

（5）蒜粉添加量的单因素试验。固定美拉德风味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉和花椒粉的用量分别为0.2，1.0，0.1，0.1，0.04 g，蒜粉添加量分别为0，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，混合物料使用超微粉碎机粉碎5 min，使其充分混合均匀。研究蒜粉添加量对低钠复合肽盐的感官品质和DPPH·清除率的影响。

（6）花椒粉添加量的单因素试验。固定美拉德风味肽、低聚果糖、花青素、生姜粉和蒜粉的用量分别为0.2，1.0，0.1，0.1，0.1 g，花椒粉添加量分别为0，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，混合物料使用超微粉碎机粉碎5 min，使其充分混合均匀。研究花椒粉添加量对低钠复合肽盐的感官品质和DPPH·清除率的影响。

1.4.2 最佳配方的正交试验

在单因素试验结果的基础上，筛选出对低钠复合肽盐的整体特性（包括感官特性、抗氧化能力和颜色）影响较大的3个因素（分别是美拉德风味肽、花青素和蒜粉添加量），进行L9（33）的正交试验，优化并确定低钠复合肽盐的最佳配方。

低钠复合肽盐正交试验的因素与水平设计见表1。

表1 低钠复合肽盐正交试验的因素与水平设计/%

1.4.3 感官评价

将调配好的低钠复合肽盐以0.5∶100（W/V）比例溶于蒸馏水中，在60℃水浴下加热10 min后，对其进行感官评价。由10位具有丰富风味评定经验的人员，采用100分制评分法，分别从低钠复合肽盐的风味、口感和色泽3个方面进行评分，分数分别为X1，X2，X3，取平均值作为最终分数[12]。

低钠复合肽盐感官评分标准见表2。

表2 低钠复合肽盐感官评分标准

1.4.4 颜色的测定

取10 g的低钠复合肽盐样品于小烧杯中，使用色差仪测定样品的L*值，a*值和b*值，每个样品测量3次取平均值。

1.4.5 DPPH自由基清除能力的测定

参照Makhloufgafsi I等人[13]方法：将低钠复合肽盐样品配置成2 mg/mL溶液，DPPH·粉末加入无水乙醇，配置成浓度0.2 mmol/L溶液。准确吸取样品溶液2 mL，分别与2 mL浓度0.2 mmol/L DPPH·无水乙醇溶液混合，置于黑暗环境中30 min，于波长517 nm处测定吸光度，并将此时的吸光度记为A1；等体积的无水乙醇与DPPH·溶液混匀后，相同条件下测吸光度，记录此时的吸光度为A0；等体积的无水乙醇和样品溶液混合后测吸光度，记录此时的吸光度为A2。DPPH·清除率（%） 计算公式如下：

1.5 数据处理与分析

采用SPSS 19.0对数据进行方差分析，p＜0.05表明差异显著，使用Origin 9.0作图，每组试验至少重复3次。

2 结果与分析

2.1 低钠复合肽盐抗氧化和感官评价研究结果

2.1.1 美拉德风味肽添加量对低钠复合肽盐品质的影响

美拉德风味肽添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响见图1。

随着美拉德风味肽添加量的增加，低钠复合肽盐的DPPH·清除能力显著升高，说明美拉德风味肽具有较强的抗氧化性，其添加可以显著提高复合肽盐的抗氧化能力。另外，复合肽盐的感官品质随着

图1 美拉德风味肽添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响

美拉德风味肽添加量的增加先上升后下降：当美拉德风味肽添加量在3.0%时，复合肽盐具有最高的感官评分（80.09分）；当添加量超过3.0%时，美拉德风味肽会造成感官品质下降。这是因为美拉德风味肽可以改善风味、增加厚味，让调味品更大限度的发挥其应有的效力[14]。但美拉德风味肽过量添加时，其风味过于突出，会掩盖其他辅料的味道，破坏整体风味的和谐。结合2项指标，美拉德风味肽的添加量确定为3.0%。

2.1.2 低聚果糖添加量对低钠复合肽盐品质的影响

低聚果糖添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响见图2。

图2 低聚果糖添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响

随着低聚果糖添加量的增多，复合肽盐的DPPH·清除率并无显著变化，说明低聚果糖对于肽盐的抗氧化性没有显著的影响。这是因为低聚果糖作为一种肠道菌群益生元，更多是对肠道中有益菌群的选择性增殖，调节菌群结构，缓解腹泻和便秘[15]。另外，感官品质随着低聚果糖添加量的增加先上升后下降：当低聚果糖添加量在5.0%时，复合肽盐具有最高的感官评分（86.18分）；但是当低聚果糖添加量超过5.0%时，其感官评分急剧下降。这是因为低剂量的低聚果糖赋予了复合肽盐一定强度的甜味，可提高其风味；而添加过多时，低聚果糖独有的甜味会过于突出，掩盖其他辅料的风味，造成感官评分下降。所以确定低聚果糖添加量为5.0%。

2.1.3 花青素添加量对低钠复合肽盐品质的影响

花青素添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响见图3。

图3 花青素添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响

当花青素添加量在1.0%～2.0%时，复合肽盐的DPPH·清除率显著上升；当花青素添加量在1.0%～2.0%时，上升趋势变得缓慢。花青素是花色苷水解得到的有色物质，是一种广泛应用的植物水溶性天然色素，是最有效的抗氧化剂和自由基清除剂[16]。随着花青素添加量的增加，复合肽盐的感官评分先上升后下降：当花青素添加量在1.0%时，复合肽盐的感官评分最高（94.78分）；但是当花青素添加量超过1.0%时，其感官评分急剧下降。这是因为低剂量的花青素会赋予复合肽盐均匀明亮的紫红色，提升感官评分；而花青素添加过量时，会使复合肽盐呈现过深的紫黑色，且花青素特有的味道较突出，使复合肽盐产生不和谐的风味。综合来看，确定花青素添加量为1.0%。

2.1.4 生姜粉添加量对低钠复合肽盐品质的影响

生姜粉添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响见图4。

图4 生姜粉添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响

随着生姜粉添加量的增加，其对复合肽盐的DPPH·清除率可达到80%以上，但是无显著变化，说明生姜粉添加量的大小对复合肽盐的抗氧化性作用较小。另外，感官评分随着生姜粉添加量的增大，先上升后下降，在生姜粉添加量为0.5%时达到最大（85.76分）。这是因为加入少量的生姜粉可以增强复合肽盐的香味和口感；但生姜粉添加过多时，生姜突出的辛辣味，会影响口感，破坏整体的风味。所以，生姜粉添加量确定为0.5%。

2.1.5 蒜粉添加量对低钠复合肽盐感官评分的影响

蒜粉添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响见图5。

图5 蒜粉添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响

随着蒜粉添加量的增加，低钠复合肽盐的DPPH·清除能力显著升高，说明蒜粉可以显著提高复合肽盐的抗氧化性。这是因为大蒜中含有蒜氨酸、大蒜辣素和皂苷等多种活性物质，它们具有抗氧的功能性。另外，感官评分随着蒜粉添加量的增加先上升后下降：在1.0%时，感官评分最高（95.09分）；当蒜粉添加量超过1.0%时，感官评分开始下降。这是由于大蒜中含有丰富的硫化物[17]，蒜粉添加过量时，会赋予复合肽盐独特的刺激性气味，从而降低感官评分。所以，蒜粉添加量确定为1.0%。

2.1.6 花椒粉添加量对低钠复合肽盐感官评分的影响

花椒粉添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响见图6。

图6 花椒粉添加量对低钠复合肽盐DPPH·清除率和感官评分的影响

随着花椒粉添加量的增加，其对复合肽盐的DPPH·清除率达到了90%以上，但是无显著变化，这可能是花椒粉的整体添加量较小，且未添加花椒粉时复合肽盐就具有较高的DPPH·清除率。另外，感官评分随着花椒粉添加量的增大，先上升后下降。在花椒粉添加量为0.4%时，达到最大（94.88分）。因为花椒具有芳香的味道，所以随着花椒粉的加入，复合肽盐的风味有明显增强；但花椒粉添加量过高，花椒会产生刺鼻的气味，降低感官品质。所以，花椒粉添加量确定为0.4%。

2.2 低钠复合肽盐色差研究结果

将上述辅料按设计量加入配成复合肽盐，称取10 g的复合肽盐，用色差仪测定颜色。L*值表示亮暗程度，“+”表示偏亮，“-”表示偏暗；a*值表示红绿值，“+”表示偏红，“-”表示偏绿；b*值表示黄蓝值，“+”表示偏黄，“-”表示偏蓝[18]。

低钠复合肽盐颜色变化见表3。

表3 低钠复合肽盐颜色变化

由表3可知，美拉德风味肽、低聚果糖、生姜粉、蒜粉和花椒粉添加后，L*值、a*值和b*值大小没有显著变化，说明其对复合肽盐的颜色无显著影响，因为这些辅料本身的颜色并不突出，且添加量较少。随着花青素添加量的增大，L*值先增大后减小、a*值和b*值均显著增加，说明花青素是造成复合肽盐颜色变化的主要原因，且随着花青素添加量的增加，复合肽盐的颜色显著加深。花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，当添加量较少时，呈现鲜艳明亮的紫红色；若花青素添加过量时，就会呈现暗紫黑色，使肽盐颜色加深。所以，加入适量的花青素可以赋予肽盐明亮的色泽，达到美观的效果。

2.3 低钠复合肽盐配方优化正交试验

根据之前所测的单因素试验结果，筛选出对低钠复合肽盐的整体特性（包括感官特性、抗氧化能力和颜色）影响较大的3个因素（分别是美拉德风味肽、花青素和蒜粉添加量），进行L9（33）正交试验，优化并确定低钠复合肽盐的最佳配方。

感官品质的正交试验结果见表4，DPPH·清除率的正交试验结果见表5。

表4 感官品质的正交试验结果

表5 DPPH·清除率的正交试验结果

综合感官评分和DPPH·清除率，最优方案确定为A2B1C3，即复合肽盐的最佳配方添加量为氯化钠55.5%，氯化钾27.8%，谷氨酸钠3.7%，酵母粉1.9%，肌苷酸0.19%，精氨酸0.19%，美拉德风味肽3.1%，低聚果糖4.7%，花青素0.72%，生姜粉0.55%，蒜粉1.3%，花椒粉0.35%。

3 结论

以大豆粕为主要原料制备美拉德风味肽，以抗氧化性、感官评分和颜色为指标，依次通过单因素试验和正交试验，研究了美拉德风味肽、花青素、低聚果糖、蒜粉、花椒粉、生姜粉制备的低钠复合肽盐的最优配方，即各组分添加量为氯化钠55.5%，氯化钾27.8%，谷氨酸钠3.7%，酵母粉1.9%，肌苷酸0.19%，精氨酸0.19%，美拉德风味肽3.1%，低聚果糖4.7%，花青素0.72%，生姜粉0.55%，蒜粉1.3%，花椒粉0.35%。

随着社会老龄化加剧，人们生活水平的提高及保健意识的加强，更多老年人开始注重饮食的养生及保健功能。而该低钠复合肽盐有一定的抗氧化性能，能够降低高钠盐摄入引起的心血管疾病的风险，同时具有生姜、蒜、花椒等配料的复合香味，味道协调统一、口感醇厚、味道鲜美，颜色鲜艳均匀。该产品具有保健功能的低钠复合肽盐势必会受到越来越多的消费者的青睐，市场前景广阔。