一种降低喷雾干燥制作大豆奶粉中呋喃生成的方法技术

本发明专利技术提供了一种降低喷雾干燥制作大豆奶粉中呋喃生成的方法，公开了向热加工前或热加工中的食品大豆奶粉中加入黄酮类抗氧化剂的组合，达到降低食品中呋喃的目的。该试剂包括以茶多酚和槲皮素为代表的植物化学素生物黄酮类物质的一种或多种的组合。所述试剂可以作为干粉、溶液，或者在食品加工某个工艺期间加入。可以调节的包括所加入的试剂的种类及量，以达到在热加工食品中降低呋喃的含量至可以接受的水平，且不对本产品的风味、感官造成明显较坏影响。本发明专利技术方法能有效降低热加工食品大豆奶粉中呋喃的生成。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于食品加工方法领域，具体涉及降低热加工食品中呋喃生成的方法。

技术介绍

呋喃（Furan）分子式为C4H4O，是一个具有芳香味与低沸点（31oC）的最简单的含氧五元杂环化合物。呋喃环具芳环性质，具有高度挥发性和亲脂性，容易通过生物膜并被肺或肠吸收，吸入后可引起头痛、头晕、恶心、呼吸衰竭，对肝、肾损害严重。在人体中引起肿瘤或癌变。国际癌症研究机构(InternationalAgencyforResearchonCancer，IARC)通过研究表明，呋喃对啮齿目动物具有明显的致癌性和细胞毒性作用，对人类存在潜在的危险性，将其归类为可能使人类致癌物质2B组。瑞典公共健康管理局和加拿大等的许多研究也发现了呋喃潜在的致癌危险。为了防止食品中存在的呋喃引起潜在的消费恐慌，2005年9月FDA制定计划准备继续调查食品中呋喃的暴露情况以及深入研究其对人体的潜在影响。
由于呋喃分子质量小，挥发性强，其定量很容易受到复杂基质的干扰，而食品基质本身就具有较复杂的特殊性，而国外一些研究学者对热加工食品中呋喃的毒理学、前体物质、形成机理以及检测方法等方面进行了大量的研究，并已取得一定的研究成果，而我国在这方面的研究非常少，仅有极少关于食品中呋喃含量的报道。国际上，已逐步开始关注呋喃的危害性及其检测方法，国内目前仅有顶空气相色谱-质谱联用技术检测法。
已有的大量研究发现热加工方式的不同对各类食品产生呋喃有明显的影响，包括热加工温度、时间。本团队针对市售11大类食品的呋喃情况作出调查，发现大豆类食品呋喃检出率为100.0%，而且呋喃的含量范围在59.5~210.7ng/g，属于呋喃污染最高的食品。为消除人们对于食品中呋喃引起的危害存在潜在的恐慌，找出影响豆制食品中的呋喃产生的关键因素，并控制其产生是目前亟需解决的问题。
1.呋喃的形成机理
氨基酸的热降解，碳水化合物的热降解，糖和氨基酸之间的美拉德反应以及抗坏血酸、多不饱和脂肪酸和类胡萝卜素的热氧化作用均可以形成呋喃，图1为这几种主要的前体物质形成呋喃的示意图。如图1所示，氨基酸通过strecter反应产生乙醛和羟乙醛，然后经过羟醛缩合形成丁醛糖衍生物，从而环化脱水形成呋喃；碳水化合物包括抗坏血酸也可通过反应产生丁醛糖衍生物，进而形成呋喃；至于脂肪酸和类胡萝卜素则通过氧化作用产生4-羟基-2-丁烯醛，然后环化脱水形成呋喃。
氨基酸：已有的研究发现，诸如丝氨酸和半胱氨酸这类特殊氨基酸，可以通过热降解单独形成呋喃，它们通过裂解反应形成中间物乙醛和羟乙醛，然后通过醛醇缩合反应生成丁醛糖衍生物，而丁醛糖衍生物是最终形成呋喃的重要中间产物，如图1所示。然而，另外一些氨基酸，例如丙氨酸、苏氨酸和天门冬氨酸等，单独热降解只能形成乙醛，不能单独形成羟乙醛，所以不能单独形成呋喃；但是通过和还原糖、丝氨酸或半胱氨酸等一起反应，能够形成羟乙醛，然后通过醛醇缩合反应生成丁醛糖衍生物，最终能够形成呋喃，同样如图1所示。
碳水化合物：同时，研究发现，碳水化合物可通过四种途径（A、B、C、D）降解为丁醛糖衍生物，而后，丁醛糖衍生物通过环化作用形成呋喃。在氨基酸存在下，还原性己糖发生美拉德反应，形成活性中介物质1-脱氧邻酮醛糖和3-脱氧邻酮醛糖（如图2，途径A、D）：1-脱氧邻酮醛糖必须通过α-二羰基键断裂形成丁醛糖；3-脱氧邻酮醛糖经过α-二羰基键断裂，接着氧化和脱羧生成2-脱氧丁醛糖；而己糖在没有氨基酸存在时，可通过反醛醇裂解过程形成丁醛糖，只是含量少。途径C表明己糖通过脱水反应和反醛醇裂解过程可形成2-脱氧-3-酮基丁醛糖。如图2所示，以上所有的丁醛糖衍生物很容易通过环化和脱水作用形成呋喃。
美拉德反应：先后有文献证明，加热简单的糖/氨基酸的组合，含有丝氨酸和半胱氨酸的美拉德系统可以导致呋喃的形成。L-丙氨酸的裂解物是乙醇醛类物质，每摩尔可产生最高水平的呋喃；丝氨酸与蔗糖或核糖加热时只能产生大约30%的这个数量的呋喃，而与果糖或葡萄糖加热则产生大约10-25%的呋喃；半胱氨酸和丙氨酸在与葡萄糖加热时也可产生低剂量的呋喃污染物。这些研究均表明，在食品的热加工过程中，还原糖与氨基酸共同存在时发生的美拉德反应，其产物可以形成呋喃，具体见图3。
抗坏血酸：抗坏血酸在180°C条件下加热可以生成乙醛和乙醇醛，在理论上，也就可以通过羟醛缩合产生呋喃，且在形成过程中存在中介物质2-糠酸，经脱羧后，形成呋喃。丁醛糖和2-脱氧丁醛糖的前体物在脱羧之前，可以通过环化生成呋喃环，然后形成2-糠酸（如图4）。但这种机制仍待验证。
多不饱和脂肪酸：一般情况下，多不饱和脂肪酸（Polyunsaturatedfattyacid，PUFA）的氧化降解和脂质过氧化物的形成对生物系统中退化性疾病和食物的口味丧失及酸败的发生发挥重大作用。多不饱和脂肪酸通过活性氧的非酶化作用或脂氧合酶的酶解作用可以形成脂类氢过氧化物。随后，多不饱和脂肪酸的氢过氧化物在过度金属离子的催化下，发生均裂，形成2-烯烃醛，4-羰基-2-烯烃醛和4-羟基-2-烯烃醛（见图5）。有研究人员提出呋喃，类似于5-戊基呋喃，可以由相应的4-羟基-2-丁烯通过环化而后脱水形成（如图5）。

技术实现思路

本专利技术提供了一种降低热加工食品中呋喃含量的方法。本专利技术公开了向烹饪中的食品中加入一种或多种试剂的组合，达到降低食品中呋喃的目的。本专利技术中的涉及的食品产品可以是由大豆为原料的热加工食品。该试剂包括以茶多酚和槲皮素为代表的植物化学素生物黄酮类物质的一种或多种的组合。所述试剂可以作为干粉、溶液，或者在食品加工某个工艺期间加入。可以调节的包括所加入的试剂的种类及量，以达到在热加工食品中降低呋喃的含量至可以接受的水平，且不对本产品的风味、感官造成明显较坏影响。
一种降低热加工食品中呋喃生成的方法，该方法包括如下步骤：采用建立研究模型体系的方法研究热加工条件下影响食品产生污染物呋喃的影响；将热加工食品进行加工前处理；向所述热加工食品中加入一种抗氧化试剂；向所述热加工食品中加入第二种抗氧化试剂；对该食品进行热加工处理。
各模型主要组分包括抗坏血酸、葡萄糖-甘氨酸、亚油酸、亚麻酸。
各模型主要组分物质含量为0.2~1mmol/mL。
所述热加工食品进行的前处理包括浸泡、粉碎、溶解等操作。
所述干燥食品包括由大豆、马铃薯、玉米等一系列含有抗坏血酸、葡萄糖-甘氨酸、亚油酸、亚麻酸制品中。
该试剂的最优抑制茶多酚浓度约为10-4~1mg/mL。
该试剂的最优抑制槲皮素浓度约为10-4~10-2mg/mL。
该试剂包括茶多酚+槲皮素的组合试剂。
该试剂对呋喃产生的最优抑制率由57.2%~98.3%不等。
本专利技术具体技术方案如下：
一种降低热加工食品中呋喃生成的方法，在食品热加工前或热加工过程中，加入黄酮类抗氧化剂干粉或溶液。
所述食品为含有抗坏血酸、葡萄糖-甘氨酸、亚油酸、或亚麻酸的食品。
所述黄酮类抗氧化剂为茶多酚、或槲皮素中的一种或组合。
所述茶多酚使用时为原料重量的0.02%~0.25%。
所述槲皮素使用时为原料重量的0.01％~0.2%。
本专利技术还涉及所述的方法在制备马铃薯全粉中的应用，具体如下：挑选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低喷雾干燥制作大豆奶粉中呋喃生成的方法，具体如下：精选粒大皮薄、整齐饱满生产豆奶选蛋白质含量高，含量达40%以上，无霉变的新鲜大豆为原料，经筛选或水选，清除灰尘杂质，将精选的大豆送入烘干室内进行烘干处理，烘干后的大豆进行脱皮，处理蒸汽压力保持在0.05~0.06 MPa、除尘处理，脱皮率应达98%；脱皮后的大豆浸泡在75ºC的0.3%左右的碳酸氢钠溶液中持续20 min, 以钝化脂肪氧化酶、脲酶的活性；用榨汁搅拌器将灭酶后的大豆和水按豆水比1:8质量比一起磨浆，然后将粗磨好的浆送到胶体磨细磨，直至磨出的浆料过80目标准分样筛；将10%蔗糖、5%奶粉先用温水溶解后，投入配料缸，并搅拌混合均匀，槲皮素按大豆量的0.1%温水溶化过滤，缓慢加人豆奶中，配料过程中pH值控制在7.2左右；配好的物料进入均质机后，经55℃下，二级均质，一级均质压力为20MPa，二级均质压力为10MPa；采用立式压力喷雾干燥机，进风温度控制在180ºC，排风温度控制在80ºC，泵速设为20PPM，即每小时出液量为480 mL；收集产品。

【技术特征摘要】
1.一种降低喷雾干燥制作大豆奶粉中呋喃生成的方法，具体如下：精选粒大皮薄、整齐饱满生产豆奶选蛋白质含量高，含量达40%以上，无霉变的新鲜大豆为原料，经筛选或水选，清除灰尘杂质，将精选的大豆送入烘干室内进行烘干处理，烘干后的大豆进行脱皮，处理蒸汽压力保持在0.05~0.06MPa、除尘处理，脱皮率应达98%；脱皮后的大豆浸泡在75oC的0.3%左右的碳酸氢钠溶液中持续20min,以钝化脂肪氧化酶、脲酶的活性；用榨汁搅拌器将灭酶后的大豆和水按豆水比1:8质量比一起磨浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂少平，谢明勇，邵灯寅，张雅楠，申明月，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36