張初署 王明清 于麗娜 畢 潔 宋 昱 張建成 徐同城崔言峰孫 杰*

(1.山東省花生研究所,山東 青島 266100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所,山東 濟(jì)南 250100；3.山東金勝集團(tuán),山東 臨沂 276600)

花生衣又名花生種衣、花生皮等,為豆科植物花生(ArachishypogaeaL.)的種皮,是一味傳統(tǒng)中藥,被記錄在《全國中草藥匯編》中,其性味甘、微苦、溫平?；ㄉ率腔ㄉ庸さ母碑a(chǎn)品之一,約占花生種子質(zhì)量的3%～4%,每年我國有600 kt以上的產(chǎn)量 (干質(zhì)量)[1]。

花生衣中含有豐富的多酚類物質(zhì)如原花青素,原花青素具有清除自由基、抗氧化及保護(hù)心血管、降血糖、抗衰老等作用[2-6],但花生衣澀味較大,下咽困難,阻礙了其應(yīng)用?；ㄉ轮谐写罅康目s合單寧(原花青素)外,還含有少量的水解單寧,水解單寧是引起花生衣苦澀難咽的主要物質(zhì)?？s合單寧(原花青素)是以黃烷-3-醇為基本單位的縮合物,具有很強(qiáng)的抗氧化性和酶抑制性,還可清除自由基,一般不能水解[7]。

單寧酶又稱作單寧酯酰水解酶(Tannase,EC3.1.1.20),它可以水解沒食子酸單寧中的酯鍵和縮酚羧鍵,生成沒食子酸和葡萄糖或多酚,美國食品與藥品監(jiān)督管理局(FDA)已經(jīng)明確了單寧酶是安全可靠的食品添加劑[8-10],在茶飲料行業(yè)中廣泛應(yīng)用[11]。利用單寧酶可將酯型兒茶素降解為非酯型兒茶素,可有效提高茶提取物的品質(zhì),降低苦澀味,提高茶湯的鮮醇度,改善綠茶的回甘滋味[12-14]。其水解后產(chǎn)物抗氧化活性增強(qiáng),包括清除DPPH、超氧陰離子和過氧化氫的能力[15-17]。同時(shí)研究者們也廣泛開展單寧酶在其他食品中的應(yīng)用,如應(yīng)用于余甘子汁、刺梨、柿子汁中去除單寧,解決了刺梨果汁產(chǎn)品口感和變色的問題,應(yīng)用于藍(lán)靛果汁降低口腔染色作用等[18-22]。但目前未見有利用單寧酶改善花生衣滋味品質(zhì)的研究報(bào)道。本文研究單寧酶對花生衣提取液澀味脫除的效果及對滋味品質(zhì)的改善,為拓寬花生衣的應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生衣購于安徽錦玉堂藥業(yè)有限公司。酶制劑:單寧酶(Tannase)來源于米曲霉菌,活力8.34 μkat·g-1,購自日本KIKKOMAN 公司。

1.2 試驗(yàn)方法

將花生衣粉碎,過40目篩,根據(jù)花生衣與酶制劑的比例要求,加入不同量的單寧酶,對照不加單寧酶,其他條件相同。重復(fù)3次,評價(jià)花生衣提取液口感,測定原花青素、多酚、游離氨基酸總量等呈味成分含量,計(jì)算其提取率。

1.3 測定方法

1.3.1 花生衣提取液口感評價(jià)

選用10位消費(fèi)者,對花生衣提取液的口感依據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)評分進(jìn)行盲評,取10位評價(jià)者的平均得分為最終得分。10位消費(fèi)者身體健康,年齡在20～40歲,5男5女。

表1 花生衣提取液口感評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Taste evaluation criteria of peanut testa extract

1.3.2 單因素試驗(yàn)

①酶解溫度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響。稱取2.0 g花生衣加100 mL的蒸餾水,加入0.2 g的單寧酶,溫度反應(yīng)分別設(shè)置為30、35、40、45、50、55℃,反應(yīng)2 h。評價(jià)花生衣提取液的口感,測定提取液中原花青素、多酚和游離氨基酸含量。對照為不添加單寧酶,其他處理相同。

②酶解時(shí)間對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響。稱取2.0 g花生衣加100 mL的蒸餾水,加入0.2 g的單寧酶,在最適溫度下反應(yīng)1、2、3、4、5 h,評價(jià)花生衣提取液的口感,測定提取液中原花青素、多酚和游離氨基酸含量。對照為不添加單寧酶,其他處理相同。

③單寧酶添加量對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響。稱取2 g花生衣加100 m L的蒸餾水,加入0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g的單寧酶,在最適溫度下反應(yīng)一定時(shí)間,評價(jià)花生衣提取液的口感,測定提取液中原花青素、多酚和游離氨基酸的含量。對照為不添加單寧酶,其他處理相同。

④底物濃度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響。稱取1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g花生衣加100 m L蒸餾水,加入一定量的單寧酶,一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)間,評價(jià)花生衣提取液口感。測定提取液中原花青素、多酚和游離氨基酸的含量。對照為不添加單寧酶,其他處理相同。

1.3.3 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素的試驗(yàn)結(jié)果,確定正交試驗(yàn)的因素水平,見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Table of orthogonal test factors

1.3.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證正交試驗(yàn)的可行性,采用得到的最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),驗(yàn)證試驗(yàn)為10次平行。

1.3.5 原花青素測定方法與得率計(jì)算[23]

用香草醛－鹽酸法測定提取液中的原花青素。取樣液1.0 m L于試管中,加入4%(m/V)香草醛甲醇溶液3.0 m L 混合,再加入1.5 m L 濃鹽酸(36%～38%),立即混勻。室溫下顯色15 min左右,在500 nm 下測定吸光值,4%香草醛－甲醇溶液做空白對照,避光保存。

1.3.6 多酚含量測定與得率計(jì)算

采用國標(biāo)GB8313-2018。

1.3.7 游離氨基酸總量的測定

采用國標(biāo)GB/T8314-2013。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 酶解溫度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響

由圖1A 可看出,隨著酶解溫度的提高,花生衣提取液的口感逐步改善,30℃酶解,花生衣提取液還是苦澀難咽,酶解溫度提高到50℃以上,提取液基本無苦澀,口感變好。而對照中隨溫度提高,花生衣提取液的口感略有下降,更加苦澀難咽。因此可看出,添加單寧酶能明顯脫除花生衣的澀味。隨酶解溫度的提高,花生衣提取液的口感越來越好,與對照的差別也越大。由圖1B可看出,花生衣中原花青素的得率隨著溫度的升高而升高,在50℃時(shí)得率達(dá)到最高9.57%,之后原花青素得率下降。同時(shí),添加單寧酶比不添加單寧酶原花青素的得率有所降低。由圖1C可看出,單寧酶酶解溫度對多酚提取有較大影響,在50℃時(shí)多酚得率最高,而且添加單寧酶和不添加單寧酶對多酚的提取影響不大。由圖1D可看出,添加單寧酶后游離氨基酸得率略有增加。隨著酶解溫度的升高,游離氨基酸得率逐漸升高。單寧酶適宜酶解溫度為50℃。

圖1 單寧酶的酶解溫度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of enzymatic hydrolysis temperature of tannase on taste of peanut testa extract

2.1.2 單寧酶酶解時(shí)間對花生衣提取液呈味品質(zhì)的影響

由圖2A 可看出,添加單寧酶后,隨著酶解時(shí)間增加,花生衣提取液口感得分逐漸增加,苦澀味逐漸降低。而對照隨著時(shí)間延長,口感得分略有下降,苦澀味略有增加。添加單寧酶與對照相比,隨酶解時(shí)間延長,單寧酶組和對照組提取液口感得分差別逐漸增大。由圖2B可看出,隨酶解時(shí)間增加,花生衣原花青素得率逐漸增加,在酶解時(shí)間5 h時(shí),得率達(dá)最高9.77%。由圖2C可看出,添加單寧酶對多酚得率沒有很大影響。隨酶解時(shí)間延長,多酚得率逐漸增加,時(shí)間達(dá)到3 h以后,多酚得率增加幅度變緩。由圖2D可看出,與對照相比,添加單寧酶能夠增加游離氨基酸的得率。酶解時(shí)間的增加,游離氨基酸得率都有所增加,在酶解時(shí)間5 h時(shí)達(dá)到最高。且隨著時(shí)間的增加,添加單寧酶游離氨基酸得率與對照的差距越來越大。

圖2 單寧酶的酶解溫度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of enzymatic hydrolysis time of tannase on taste of peanut testa extract

2.1.3 單寧酶添加量對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響

添加單寧酶比不添加單寧酶能明顯改善花生衣提取液口感?；ㄉ绿崛∫旱目诟须S單寧酶添加量的增加越來越好,與對照的差別也越大。隨著酶添加量的增加,提取液口感逐步改善,酶添加量0.25%,提取液口感得分為8.95,提取液中基本沒有苦澀味。再增加單寧酶添加量,提取液口感得分增加不大。由圖3A 可看出,添加適量的單寧酶,可明顯脫除花生提取液澀味,改善提取液口感。由圖3B可看出,隨酶添加量的增加,原花青素得率逐漸降低,當(dāng)酶添加量增加到0.25%時(shí),原花青素得率降速變緩。由圖3C可看出,多酚得率則隨著單寧酶的添加量的增多,是先增多、后下降的趨勢。在單寧酶添加量0.15%時(shí)達(dá)到最高。由圖3D 可看出,隨著單寧酶添加量的增加,游離氨基酸得率逐漸提高,當(dāng)增加到0.25%以后,游離氨基酸得率迅速升高。且單寧酶的添加量越多,游離氨基酸得率越大,與對照的差別越大。綜合分析結(jié)果,選擇0.25%作為酶的添加量較為適宜,成本較低。

圖3 單寧酶的酶添加量對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of enzyme dosage of tannase on taste quality of peanut testa extract

2.1.4 底物濃度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響

由圖4A 可看出,隨著底物濃度的增加,單寧酶組和對照組花生衣提取液口感得分迅速下降,但添加單寧酶的提取液口感得分要明顯高于對照。由圖4B可看出,單寧酶組和對照組底物濃度對花生衣原花青素得率的影響趨勢基本相同,原花青素的得率隨著底物濃度的增加而降低,添加單寧酶原花青素得率略低于對照。由圖4C可看出,底物濃度對花生衣多酚得率的影響,單寧酶組和對照組的變化趨勢也基本相同,隨著底物濃度的增加,花生衣多酚得率逐漸下降,但添加單寧酶的多酚得率略低于對照。由圖4D可看出,隨著底物濃度的增加,游離氨基酸得率逐漸下降,在任何底物濃度下,添加單寧酶都有利于提高游離氨基酸的得率。

綜合圖4結(jié)果可看出,底物濃度越低,提取液口感、原花青素、多酚以及游離氨基酸得率都越高,因此確定底物濃度為0.1%。

圖4 底物濃度對花生衣提取液滋味品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of substrate concentration on taste quality of peanut testa extract

2.2 正交試驗(yàn)

對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正交分析,結(jié)果見表3。以口感得分為依據(jù)進(jìn)行正交分析,得到的優(yōu)化試驗(yàn)組合為A2B2C1D1,各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響大小為:底物濃度＞酶解溫度＞酶添加量＞酶解時(shí)間；以原花青素的得率為依據(jù)進(jìn)行正交分析,得到的優(yōu)化試驗(yàn)組合為A2B3C1D1,各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響大小為:底物濃度＞酶解時(shí)間＞酶解溫度＞酶添加量；以多酚的得率為依據(jù)進(jìn)行正交分析,得到的優(yōu)化試驗(yàn)組合為A2B2C1D1,各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響大小為:底物濃度＞酶解溫度＞酶添加量＞酶解時(shí)間；以游離氨基酸的得率為依據(jù)進(jìn)行正交分析,得到的優(yōu)化試驗(yàn)組合為A2B2C2D1,各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響大小為:底物濃度＞酶添加量＞酶解溫度＞酶解時(shí)間。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The results of the orthogonal experiment

以口感得分和原花青素得率為主要依據(jù),以多酚得率和游離氨基酸得率為輔助依據(jù),綜合分析試驗(yàn)結(jié)果可以看出,以滋味得分為依據(jù)得到的優(yōu)化試驗(yàn)組合為A2B2C1D1,以原花青素的得率為依據(jù)得到的優(yōu)化試驗(yàn)組合為A2B3C1D1,從兩個(gè)優(yōu)化試驗(yàn)組合中試驗(yàn)因素A(酶解溫度)、C(酶添加量)和D(底物濃度)確定的因素水平是一致的,即A2(酶解溫度50℃)、C1(酶添加量0.2%)和D1(底物濃度0.8%),只有B(酶解時(shí)間)不一致,以滋味得分為依據(jù)確定的因素水平為B2,以原花青素的得率為依據(jù)確定的因素水平為B3,而輔助依據(jù)中多酚得率和游離氨基酸得率確定的因素水平均為B2,故確定B的因素水平為B2,確定試驗(yàn)的優(yōu)化組合為A2B2C1D1,即酶解溫度為50℃,酶解時(shí)間為5 h,酶添加量0.2%和底物濃度為0.8%。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證正交試驗(yàn)的可行性,采用得到的最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),10次平行試驗(yàn)得到的實(shí)際平均值為口感得分8.3,原花青素得率9.2%,多酚得率15.3%,游離氨基酸得率為1.35%,優(yōu)化試驗(yàn)條件下花生衣提取液中滋味得分、原花青素得率、多酚得率以及游離氨基酸得率均較高。

3 結(jié)論

單寧酶法處理花生衣提取液,可顯著降低花生衣提取液的澀味,提高游離氨基酸的得率,改善花生衣提取液的滋味品質(zhì)。單寧酶法脫除花生衣提取液的澀味及改善花生衣提取液的滋味品質(zhì)的最優(yōu)工藝為:酶解溫度為50℃,酶解時(shí)間為5 h,酶添加量為0.2%和底物濃度為0.8%。在此最優(yōu)工藝下,花生衣提取液基本沒有苦澀味,滋味得分8.3,原花青素得率9.2%,多酚得率15.3%,游離氨基酸得率為1.35%。