酵母抽提物減鹽功能及在高湯調味粉中應用研究

熊 建 ，覃先武，李麗娜，郭 輝，李 沛

（1.酵母功能湖北省重點實驗室，湖北宜昌 443003；2.今麥郎食品股份有限公司，河北邢臺 054001）

我國是全球食鹽攝入量最高的國家之一，平均每天食鹽攝入量在10 g 以上，是世界衛生組織的每日食鹽建議量的兩倍，比《中國居民膳食指南（2016）》推薦的6 g 攝入量超出75%。中國營養學會推薦成年人適宜鈉攝入量為2200 mg/d（1 g 食鹽約含393 mg 鈉）。食鹽是攝入鈉的最主要來源，攝入足量的鈉離子，對于維持身體生理機能至關重要。然而，過量攝入就會產生健康隱患。研究表明高鈉攝入是造成高血壓和心血管疾病的重要原因之一，而減少鈉攝入量可以有效降低血壓以及與此相關慢性病的發病率。減少鈉攝入，主要在于減少食鹽（氯化鈉/NaCl）的日常攝入量。

當前，各國研究人員提出了不同的減鹽降鈉解決方案，有文獻報道的方法如下：直接降低氯化鈉的添加量；氯化鉀及其混合鹽替代鈉鹽；優化食鹽物理形態；通過增強咸味氣味來提升食品的咸味感知；采用風味增強劑通過風味物質來激活口腔和舌上的味覺受體，從而彌補鈉鹽添加量減少引起咸味下降的缺點或者起到掩蔽作用。

酵母抽提物（yeast extract，簡稱YE）是利用可食用的面包酵母為原料，通過現代生物酶解技術獲得的一類味道鮮美、口感豐富的呈味物質，具有食品屬性、提鮮增味、平衡異味、減鹽淡咸、耐受性強的五大特點，被廣泛應用于食品調味品產品中。酵母抽提物在不同食品的減鹽研究主要集中在應用方面，對其減鹽機理研究報道很少。

本文以酵母抽提物為研究對象，對幾款酵母抽提物的減鹽效果進行了對比分析，并對YE 的肽段進行分離制備，分析不同分級樣品的減鹽效果和特點，同時在一款高湯調味粉中添加YE 進行風味對比測試，對酵母抽提物的減鹽機制進行了闡述，為酵母抽提物在減鹽產品中應用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高蛋白酵母乳、高核酸酵母乳 來源于安琪酵母股份有限公司；基礎鮮味YE：基礎YE-1、基礎YE-2；增強鮮味YE：高鮮YE-1、高鮮YE-2、濃厚味YE：濃厚YE-1、濃厚YE-2 所有YE 產品來源于安琪酵母股份有限公司；中性蛋白酶（酶活：100000 U/g）、風味蛋白酶（酶活：60000 U/g）、復合蛋白酶（酶活：200000 U/g）、核酸酶（50000 U/g）安琪酵母股份有限公司；肽酶（酶活：100000 U/g）國外某公司；食鹽、三黃雞、蔗糖、味精（谷氨酸鈉）、麥芽糊精、香辛料 均市售；高湯調味粉 今麥郎食品股份有限公司提供；檸檬酸、氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀 西隴化工；咖啡因、細胞色素C（MW12500）、桿菌肽（MW1450）、乙氨酸-乙氨酸-酪氨酸-精氨酸（MW451）、乙氨酸-乙氨酸-乙氨酸（MW189）Sigma 公司提供。

BONA-GM-18-2 雙膜有機膜實驗機 山東博納集團；博醫康Pilot10-15S 真空冷凍干燥機 北京博醫康實驗儀器有限公司；L-8900 型氨基酸分析儀 日本Hitachi 公司；L-2000 帶紫外檢測器的高效液相色譜儀 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 YE 產品制備工藝 基礎鮮味YE 制備工藝：以高蛋白酵母乳為原料（10%干基），加入酵母乳重量1%～1.5%中性蛋白酶和風味蛋白酶（添加質量比為1:1），在pH5.0～6.0、55～65 ℃條件下酶解16～20 h，經過離心分離最后噴粉得到基礎YE-1、基礎YE-2產品。

增強鮮味YE 制備工藝：以高核酸酵母乳為原料（10%干基），加入酵母乳重量1%～1.5%的復合蛋白酶和核酸酶（添加質量比為1:1），在pH5.5～6.5、55～65 ℃條件下酶解16～20 h，經過離心分離最后噴粉得到高鮮YE-1、高鮮YE-2 產品。

濃厚味YE 制備工藝：以高蛋白酵母乳為原料（10%干基），加入酵母乳重量1%～1.5%的中性蛋白酶、復合蛋白酶和肽酶（添加質量比為1:1:0.5），在pH5.5～6.5、55～65 ℃條件下酶解16～20 h，經過離心分離最后噴粉得到濃厚YE-1、濃厚YE-2 產品。

1.2.2 YE 的理化指標檢測 6 種酵母抽提物水分、總氮、氨基態氮、氯化鈉、I+G 鈉鹽化合物、游離谷氨酸含量參考酵母抽提物國標GB/T 23530-2009 中的方法進行檢測。

1.2.3 基礎味道的強度判定方法 經感官培訓并篩選后的12 名品評人員組成品評小組，進行本文所需的風味感官評價活動，首先參考感官標度法，確定感知味道的最適濃度，如表1 所示。

表1 基本味代表物質的最適濃度Table 1 Basic taste represents the optimum concentration of substances

配制不同濃度酸（檸檬酸）、甜（蔗糖）、苦（咖啡因）、咸（食鹽）、金屬味（氯化鉀）、鮮（谷氨酸鈉）味溶液，選擇最適濃度X（g/100 mL）味道強度作為10 分。

以0.8 g/100 mL 食鹽濃度的咸味強度作為基準，規定咸味強度為10，梯度稀釋不同濃度的食鹽溶液進行感官品嘗，確定咸味強度評分標準，如表2。

表2 咸味強度等效食鹽濃度Table 2 Salty intensity equivalent salt concentration

此感官模型設定咸味濃度和咸味強度成正比關系，通過對感官待評溶液的咸味強度來推測其等效食鹽濃度。以此類推，同樣設定其他味道（鮮、苦、金屬味、酸、甜）的濃度與強度的對應關系。

1.2.4 不同YE 對鹽水溶液咸味強度的影響 配制減鹽基礎溶液模型：以0.5 g/100 mL 食鹽溶液為本實驗的主要測試濃度，測試不同YE 對鹽水溶液的咸味增強效果。根據《國民營養計劃（2017-2030 年）》行動要求，在目前基線水平上，我國人均每日食鹽攝入量到2030 年下降20%的目標。因此實驗主要研究不同類型YE 對減鹽20%（實驗中減鹽即代表減少氯化鈉）的表現，同時前期預實驗確定YE 的合適添加量，以咸味強度進行感官評分，實驗設計見表3。

表3 添加不同YE 的鹽水溶液Table 3 Saline solution with different amount of YE

1.2.5 YE 對復合減鹽模型咸味強度的影響 為更接近食品調味品的應用環境，參考雞精配方，實驗中配制復合減鹽20%模型，用以驗證YE 對其咸味強度的影響。其中所用到的基礎料A 配方為：白糖10 g，味精15 g，麥芽糊精35 g，總計60 g 備用。基礎料A 與NaCl 復配成1%水溶液，添加不同YE 進行感官評價，對照組和實驗組采用麥芽糊精替代減少的食鹽，因為麥芽糊精在配方中主要起填充作用，對口感影響最小。因此，實驗設計見表4。

表4 YE 對復合減鹽模型的咸味強度影響Table 4 The effect of YE on the salty taste intensity of the compound salt reduction model

1.2.6 YE 對低鈉復配鹽風味的影響 市面上已經出現低鈉鹽產品，此類產品一般是以氯化鉀等無機鹽代替一部分氯化鈉，起到咸味保留而減低鈉含量的作用，本研究通過制作低鈉復配鹽，并對添加YE 后咸味、苦澀味、金屬味的風味變化進行分析，研究YE對于低鈉復配鹽咸味、異味的修飾作用，參考市售低鈉鹽產品配方，設計減鈉20%方案，見表5。

表5 YE 對減鈉20%的復配鹽風味的影響Table 5 The effect of YE on the flavor of compound salt with 20% sodium reduction

1.2.7 YE 不同分子量肽樣品的制備 將300 g 濃厚YE-2 溶至6 L 去離子水中，配制成5%的溶液，采用超濾系統裝載不同濾膜，對濾液進行逐級分離，分別截留＜500 Da、500～1000 Da、1000～2000 Da、2000～3000 Da、3000～5000 Da 和＞5000 Da 的截留液。將上述濾液和截留液置于-80 ℃冰箱冷凍8 h以上，用冷凍干燥機干燥至粉末狀，-20 ℃保存。

1.2.8 肽分子量分布檢測方法 參考彭穎等的方法，采用高效液相色譜法測定，在紫外吸收波長220 nm條件下檢測，得標準品的色譜圖。以相對分子質量的對數對保留時間作圖，得到校正曲線及其方程（T=-4.4482l gM+30.11，=0.997）。然后稱取10 mg 樣品于10 mL 容量瓶中，加入少許流動相，超聲振蕩，然后用流動相定容到刻度，過0.45 μm 有機膜。以某相對分子質量肽段的峰面積比各相對分子質量肽段的峰面積之和得到樣品的肽分子量分布。

1.2.9 YE 不同分子量肽樣品在鹽水溶液模型中減鹽效果的對比 將分離得到的不同分子量的肽段樣品加入到純鹽水溶液中，隨后采用梯度滋味稀釋法和時間強度法，記錄稀釋倍數以及持續時間，對比不同肽段樣對鹽水溶液的減鹽效果，根據前期預實驗結果，同時為了更進一步測試減鹽程度，實驗設計如表6。

表6 不同肽段樣品的鹽水溶液配制方案Table 6 Preparation of different peptide samples in saline solution

1.2.10 滋味稀釋分析法（TDA）將待測樣品按照1:1 的（體積比）進行稀釋，當某個稀釋水平的溶液與2 個空白（水）之間的滋味差異剛好能被識別出來，那么稱這個稀釋倍數為總TD 稀釋值。

1.2.12 YE 在高湯調味粉中減鹽應用研究方案 參考今麥郎調料包配料設計高湯調味粉應用配方，配制和稱取各種物料，按照一定比例混合攪拌均勻，備用，高湯調味粉配方見表7。然后分別稱取8.5 g 高湯調味粉對比樣，加入85 ℃水500 mL，邀請10 名專業感官品評人員組成感官評價小組，從鮮味、甜味、咸味、香氣、濃厚味、整體協調感進行評分，評分標準見表8，隨后對感官得分進行統計并分析。

表7 高湯調味粉配料方案Table 7 Soup seasoning powder ingredient scheme

表8 感官評定標準Table 8 Sensory evaluation standard

1.3 數據處理

本實驗部分數據采用Origin 2019 進行繪圖，用JMP13 進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 YE 產品的理化指標

目前利用面包酵母開發的YE 產品類型較多，理化指標和風味存在不同差異。本次挑選6 個不同類的純品YE 產品，按照酵母抽提物國標GB/T23530-2009 對其的理化指標進行檢測，結果見表9。

由表9 檢測數據可知，所選YE 的總氮、氨基酸態氮含量不盡相同，其中對比發現，濃厚YE-2 的水解程度較低，其中氨基酸態氮指標為2.88%；高鮮YE-1/-2 的天然增鮮增味成分含量最為豐富，高鮮YE-2 的游離谷氨酸含量達到10.85%，I+G 鈉鹽水合物含量達到9.53%；對2%YE 溶液進行風味感官，如表9 所示，各個產品的風味均有不同特點，均具有一定的獨特性。

表9 YE 產品的理化性質Table 9 Physical and chemical properties of YE products

2.2 不同YE 對鹽水溶液的咸味強度影響

經過前期初試驗，將6 款YE 按照0.1%添加比例加入0.4%鹽水溶液中，對比YE 對咸味強度的影響。

由圖1 的感官分析可知，添加YE 后，均對0.4%鹽水溶液的咸度有提升作用，不同YE 對于鹽水溶液的咸味強度的影響不同，根據對比咸味提升效果，挑選了高鮮YE-1/-2 和濃厚YE-1/-2 共4 款YE 產品進行后續的測試試驗。

圖1 不同YE 對鹽水溶液咸度的影響Fig.1 Effect of different YE on the salinity of saline solution

2.3 YE 對復合咸味液的咸味強度影響

食品調味品的產品開發中，所用的調味原料更加復雜，對比了YE 對鹽水溶液的影響，有必要進一步測試YE 對復合調味液的咸味強度影響，本文在建立的復合咸味液基礎模型上進行實驗，結果見圖2。

從圖2 中可以看出，添加YE 對咸味復合溶液的咸度有一定的提升，另外，4 種YE 組之間對比，咸味強度的提升效果存在差異，其中，濃厚YE-2 對咸味強度提升效果要強于其它YE。通過了解酵母抽提物的成分情況，發現濃厚YE-2 鮮味物質游離谷氨酸和I+G 鈉鹽水合物含量不高，但酶解工藝控制下，氨基態氮含量低，表明小分子短肽含量豐富，而一部分小分子肽能提升食物濃厚味，濃厚味能夠起到修飾味道變弱的問題，對咸味也有一定的促進作用，因此后續圍繞濃厚YE-2 開展后續試驗。

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圖2 YE 對復合咸味液的咸味強度影響Fig.2 Effect of YE on the salty taste intensity of compound salty liquid

2.4 濃厚YE-2 對低鈉復配鹽的風味影響對比實驗

目前減鹽行之有效的策略之一，是用鉀鹽或者其他形式的鹽替代部分鈉鹽。但是其它形式復合鹽的咸味與純正的鈉鹽的咸味存在一定差距。有些鉀鹽存在苦澀味及金屬味較為突出，鎂鹽苦澀味很重，這使氯化鉀、氯化鎂等非鈉鹽使用量受限。YE 具有掩蓋異味的特點，進行濃厚YE-2 對鉀、鈉＆鎂復合鹽的不良異味的影響實驗，結果見圖3。

通過不同方式復配KCl 和MgCl進行20%氯化鈉替代，獲得5 組方案（A、F/F1、G/G1、H/H1、I/I1），由圖3 可知，F～I 復合鹽的咸度均低于對照組A 的咸度，而YE 對F1 方案的咸味強度提升效果最為明顯，其次為G 組。與0.4%NaCl 基礎溶液的A 組對比，添加了鉀＆鎂鹽后，各方案的苦澀味和金屬味均有提升，而YE 對于F/G/H/I 方案的苦澀味和金屬味均有修飾掩蓋作用，其中I 組金屬味最強，I1 修飾金屬味效果最好；G 組苦澀味最強，G1 的修飾苦澀味的效果最好。在復配低鈉鹽產品中，使用了含AMP 的YE 產品。有研究報道AMP 與苦味受體T2R4 結合，競爭性的抑制了味蕾對苦味物質的感知作用，從而實現抑苦。推測是酵母抽提物中的AMP 抑制了鉀鹽、鎂鹽的苦澀味和金屬味等不良異味。

圖3 濃厚YE-2 對 20%鈉鹽的復配鹽風味影響Fig.3 The effect of Angeotide type YE-2 on the flavor of compound salt with 20% less sodium salt

2.5 濃厚YE-2 不同肽段樣品對咸味的影響

進一步采用超濾分離的方法對濃厚YE-2 進行分離得到不同分段的樣品，并冷凍干燥，試驗不同肽段樣品對咸味強度的影響。分離得到不同肽段樣品感官評價參考表8 的評價標準，結果如圖4 所示。對其分離肽段進行感官分析，從圖4 中可以看出，肽分子量＜500 Da 的樣品其鮮甜味極好，是因為含有一些鮮味的氨基酸（谷氨酸、天門冬氨酸）和小于4 肽的寡肽以及少量的I+G 物質；500～1000 Da肽段樣品感官也具有較好鮮味；1000～2000 Da 和2000～3000 Da 主要是濃厚味和整體滋味強；＞3000 Da的肽段甜、鮮味和濃厚味相比其他肽段較弱，整體口感不佳。如圖5，對濃厚YE-2 分離制備不同分子量的肽段檢測其肽分子量分布，發現多數肽段較好地分布在對應的分子量區間。

圖4 濃厚YE-2 不同分離肽段樣品1%溶液感官結果Fig.4 Sensory results of 1% solution of Angeotide type YE-2 different isolated peptide samples

圖5 超濾分離肽段分子量分布Fig.5 Molecular weight distribution of peptides separated by ultrafiltration

按照試驗設計配制不同的鹽水溶液，在不同梯度（減20%/減30%鈉鹽）低鈉鹽溶液中添加不同肽段YE 樣品，然后進行感官分析對比，結果見如圖6～圖9。

圖6 YE 不同肽段對減 20%鈉鹽溶液的咸味稀釋倍數Fig.6 Saltiness dilution ratio of different peptide to reduce 20% sodium solution

如圖6 和圖7 對YE 不同肽段對減20%/減30%鈉鹽后溶液的咸味稀釋倍數分析可知，減鹽20%和減鹽30%后，添加YE 肽段1000～2000 Da 和2000～3000 Da 稀釋倍數高于直接減鹽，其它肽段作用后稀釋倍數低于或等于直接減鹽。

圖7 YE 不同肽段對減 30%鈉鹽溶液的咸味稀釋倍數Fig.7 Saltiness dilution ratio of different peptide to reduce 30%sodium solution

圖8 和圖9 反映的是不同YE 肽段對減鹽后溶液咸味持續時間的影響，從圖中可知，1000～2000 Da肽段對減鹽后咸味持續時間明顯強于直接減鹽。

圖8 YE 不同肽段對減 20%鈉鹽后溶液的咸味持續時間影響Fig.8 The effect of different peptides of YE on the duration of salty taste of the solution after reducing 20% sodium salt

圖9 YE 不同肽段對減30%鈉鹽后溶液的咸味持續時間影響Fig.9 The effect of different peptides of YE on the duration of salty taste of the solution after reducing 30% sodium salt

結合上面分析可知：濃厚YE-2 分布于1000～2000 Da 的肽類物質，對咸味感受具有提升作用，后續會對這部分肽段進行深入研究。

2.6 濃厚YE-2 對高湯調味粉的風味影響

通過多種物料配制的高湯調味粉可用于沖調出口感鮮美、滋味豐富的湯品，具有簡便快捷的特點。酵母抽提物含有豐富的天然游離氨基酸、呈味小分子肽類、呈味核苷酸等，這些呈味物質組成了酵母抽提物獨特的厚實口感。挑選專業感官人員對濃厚YE-2 在高湯調味粉中的風味影響進行對比感官，對比結果如圖10。

圖10 濃厚YE-2 對高湯調味粉風味的影響Fig.10 Influence of Angeotide type YE-2 on the flavor of broth seasoning powder

由圖10 可知，減少原高湯調味粉20%的NaCl使用比例，同時添加3%濃厚YE-2 進行調味，其中湯料的甜味和香氣無明顯變化，咸味降低幅度不明顯，鮮味、濃厚感明顯提升，總體湯料的整體協調感更好，說明添加YE 對于湯料的影響起到正面提升作用，減少了因鈉鹽降低而帶來的整體風味感受變差，從而起到了協助高湯調味料減鹽增味的效果。

3 結論

關于食品調味品的減鹽研究近幾年呈增長趨勢，特別是關于酵母抽提物減鹽應用研究已經有了部分研究成果。酵母抽提物含有豐富的游離氨基酸和呈味肽成分，具有廣泛的應用功能研究意義。本文研究了不同YE 協助減鹽的效果對比，發現濃厚味YE-2在減鹽食品能起到提升濃厚味，修飾鉀鹽異味的作用，其中1000～2000 Da 肽段對濃厚味及鮮味提升起重要作用。但是，其輔助減鹽的機理研究還需要進一步進行研究和探索，比如YE 對舌頭味蕾的咸味（鈉離子）感受效應的影響；YE 的鮮味提升效果與咸味改善的協同作用；酵母抽提物的成分對氯化鉀的苦味和金屬味修飾機理等。