生物技术合成天然香料香精
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脂肪酶酶解奶油制备天然香原料香精香料被广泛用于食品添加剂、化妆品、饲料等方面, 其需求量也逐年呈大幅度增加趋势。
根据BBC Research公司发布的全球香精香料市场报告预测,2011年将达78亿美元。
世界各国所用的香精香料也有差距,美国的食用香料种类约为2000余种,欧盟的食用香料大约有3000余种,中国批准使用的食用香料大约有1500多种。
随着人们生活质量的提高,消费者要求天然香料的愿望日益增加,并希望获得品质和性能更好的香料产品。
奶味香精是食品工业中应用最广泛的香精之一,酶解乳脂是食品工业中重要的一种原料,目前应用广泛且具有很大的应用潜力,如作为添加剂应用于焙烤食品(面包、蛋糕、曲奇等)、谷物食品(薄饼)、糖果(巧克力产品、太妃糖)、乳制品(咖啡伴侣、糖霜、干酪、黄油)以及其他一些产品(调味品和点心)、乳制品(发酵酸奶、调味奶)等。
1 天然香料根据美国联邦法典规定,天然香料指“来源于天然物质的芳香油类、浸提香精油、香料或净油、蛋白水解物、馏出液以及食品通过烘焙、加热或酶作用而产生的含有香料的物质,其在食品中的主要功能是调香而非营养作用。
这些天然物质指香辛料、果汁、蔬菜或菜汁、食用酵母、草药、树木的根、茎、叶、芽或类似的植物材料、肉类、海产类、禽蓄、蛋类、奶制品或发酵产品”。
生物转化法生产香料正好可以满足这些要求,这些制备香精香料的生物方法大致可分为以下三类: 一、生物催化法合成;二、借助微生物细胞发酵;三、通过植物细胞或者组织提取。
生物催化法是指采用生物催化剂,即酶作用于天然物质,通过合成或分解反应而获得天然香料的方法。
生物催化法有许多优点。
首先,该法生产的香料是全天然的;其次,采用的催化剂酶可在温和的反应条件常温、常压和正常值范围下进行,且催化效率相当高,具有很强的立体专一性和区域、对应体选择性;第三,香料生成过程中的副产物少,易于分离纯化,而且,即使有副产物,也是天然无害的;第四,生物催化法能生产品种多样的香料,几乎所有的细胞成分都能通过分解和合成反应产生香料物质。
脂肪酶酶解奶油制备天然香原料香精香料被广泛用于食品添加剂、化妆品、饲料等方面, 其需求量也逐年呈大幅度增加趋势。
根据BBC Research公司发布的全球香精香料市场报告预测,2011年将达78亿美元。
世界各国所用的香精香料也有差距, 美国的食用香料种类约为2000余种,欧盟的食用香料大约有3000余种,中国批准使用的食用香料大约有1500多种。
随着人们生活质量的提高,消费者要求天然香料的愿望日益增加,并希望获得品质和性能更好的香料产品。
奶味香精是食品工业中应用最广泛的香精之一,酶解乳脂是食品工业中重要的一种原料,目前应用广泛且具有很大的应用潜力,如作为添加剂应用于焙烤食品(面包、蛋糕、曲奇等)、谷物食品(薄饼)、糖果(巧克力产品、太妃糖)、乳制品(咖啡伴侣、糖霜、干酪、黄油)以及其他一些产品(调味品和点心)、乳制品(发酵酸奶、调味奶)等。
1 天然香料根据美国联邦法典规定,天然香料指“来源于天然物质的芳香油类、浸提香精油、香料或净油、蛋白水解物、馏出液以及食品通过烘焙、加热或酶作用而产生的含有香料的物质,其在食品中的主要功能是调香而非营养作用。
这些天然物质指香辛料、果汁、蔬菜或菜汁、食用酵母、草药、树木的根、茎、叶、芽或类似的植物材料、肉类、海产类、禽蓄、蛋类、奶制品或发酵产品”。
生物转化法生产香料正好可以满足这些要求,这些制备香精香料的生物方法大致可分为以下三类: 一、生物催化法合成;二、借助微生物细胞发酵;三、通过植物细胞或者组织提取。
生物催化法是指采用生物催化剂,即酶作用于天然物质,通过合成或分解反应而获得天然香料的方法。
生物催化法有许多优点。
首先,该法生产的香料是全天然的;其次,采用的催化剂酶可在温和的反应条件常温、常压和正常值范围下进行,且催化效率相当高,具有很强的立体专一性和区域、对应体选择性;第三,香料生成过程中的副产物少,易于分离纯化,而且,即使有副产物,也是天然无害的;第四,生物催化法能生产品种多样的香料,几乎所有的细胞成分都能通过分解和合成反应产生香料物质。
化学香料的合成与应用化学香料是指由于其香味而被广泛应用于食品、化妆品、香水和家居用品等领域的化学物质。
它们通常通过合成方法得以制备,以模拟天然的香味或创造出新颖的香味。
本文将探讨化学香料的合成方法和其在不同领域中的应用。
一、化学香料的合成方法1. 天然物质提取法:天然物质提取法是首选的合成方法之一,它涉及从植物、动物或微生物中提取香味化合物。
这些提取物可以经过精细的纯化步骤后直接应用于配制香料。
例如,柠檬醛可以从柠檬皮中提取得到,并用于制作柠檬香型的化学香料。
2. 合成方法:合成方法主要包括有机合成和天然物质的合成。
有机合成是指通过化学反应将不同的化学物质合成成香味化合物。
例如,香草香味化合物香兰素可以通过对香草醛和酚的反应合成得到。
此外,天然物质的合成是通过分析和模拟天然物质的化学结构,并通过化学反应合成与其结构相似的化合物。
3. 高科技合成方法:随着科技的不断进步,高科技方法被引入到化学香料的合成中。
例如,生物技术可以通过改造微生物的遗传物质,使其产生特定香味化合物。
此外,纳米技术还可以通过调控材料的粒子大小和结构来改善香料的释放效果。
二、化学香料的应用领域1. 食品工业:化学香料在食品工业中具有广泛的应用。
它们能够增强食物的香气和口感,改善食品品质。
例如,香草香精可以用于制作甜品、饼干和巧克力等食品,以提供浓郁的香气和口味。
2. 化妆品工业:香水和化妆品是化学香料最常见的应用之一。
可通过调配不同的香料成分,创造出各种迷人的气味。
化妆品中常见的香水成分包括玫瑰醇、薰衣草油和柠檬醛等。
3. 家居用品:化学香料也广泛应用于家居用品中,如洗衣粉、洗洁精和空气清新剂等。
这些产品通过添加香料,使家居环境更加清新宜人。
4. 医药工业:化学香料在医药工业中也有应用。
它们可以作为药物的辅助成分,改善药物的口感和气味。
此外,香味疗法也被广泛应用于中医药领域,通过芳香物质对身心健康产生积极影响。
结论:化学香料在各个领域中扮演着重要的角色。
微生物生态学技术制备天然香精香料摘要:天然香精香料是高价值的精细化工产品和食品添加剂。
但原料来源有限且提取成本高.利用生物技术生产这类产品具有广阔的前景。
筒述了发酵工程和酶工程在香精香料中的应用,并探讨了微生物生态学技术制备天然香精香料。
植物内生菌是一个多样性十分丰富的微生物类群,分布于没有外在感染症状的健康植物组织内。
并与宿主植物协同进化,其存在和作用长期以来一直为人们所忽视。
现今我发现在某一植物内存在一稳定的微生物群落,它是由真菌、细菌、原生动物等组成。
经研究与试验,发现将上述群落与某一些天然植物材料投放在封闭的发酵反应器中,在一定条件下,形成一生态系统。
这一系统在发酵反应器中能制备天然香精香料。
由于该群落的整体协同效应,可以利用各种天然植物材料来生产各种各样的天然香精香料,并且还能把微生物生态学技术与酶工程有机相结合,以牛乳为原料来生产天然牛乳香精。
香料、香精对食品、饲料、化妆品和制药工业极其重要。
目前,世界上香料、香精的产量约151亿美元,占据了25%左右的食品添加剂市场.且逐年增长。
遗憾的是,现今生产的香料、香精中约85%的产品是通过化学合成方法得到的。
但是用化学法合成的香料存在以下严重的缺陷:一是大量的化学合成物质滥用给人们的健康带来危害;二是化学方法合成中由于缺乏专一的底物,造成产品纯度下降;三是化学合成的产物中常含消旋混合物,如从中提取目的异构体或手性香料将是非常困难并且花费巨大;四是人们对化学合成的添加剂用于食品、化妆品等日益反感。
随着人们生活水平的提高,对食品添加剂需求趋向于天然、健康、安全、营养和多功能性。
天然香精香料是高价值的精细化工产品和食品添加剂,而原来从天然动、植物提取的天然香料,由于原料有限,提取成本高,远远满足不了市场的需求。
因此。
人们对香料的生物合成越来越感兴趣,同时生物技术将在天然香精香料研究和制备中发挥越来越大作用,这也是对生物技术发展的挑战和机遇。
1原有的香料生物技术对天然香料的定义:(1)原料必须为天然动、植物材料;(2)加工工艺包括:蒸馏,萃取、发酵、酶解、水解、加热、焙烤;(3)产物包括:果汁精油、精油、油树脂、萃取物、酶解物、发酵产物、馏出物、焙烤产物。
利用微生物发酵生产香料香精将生物酶或微生物用于香料生产,称为生物法合成香料。
随着生物技术的发展,生物法生产香料已取得了很大进展。
目前消费者需要更多的天然香料及更好性能的产品,采用生物转化法生产香料可以满足这些需求。
生物合成法是模拟天然动植物代谢过程,生产出香料化合物,这些香料化合物已被欧洲和美国食品法规界定为“天然的”。
微生物发酵可采用生物合成法或生物转化法进行天然香精香料的制备。
如内酯是广泛存在于自然界中具有生物活性的一类香精香料,在食品和化妆品工业中有重要的应用价值。
生物合成法是指利用真菌和酵母菌的自身代谢作用,在静置期合成和积累对于细胞生长非必需的次生代谢产物——内酯;生物转化法是指以羟基脂肪酸,非羟基脂肪酸和脂肪酸酯等为底物,在微生物体内酶的作用下转化成γ-羟基脂肪酸,然后再进一步转化为内酯。
发酵工程在天然奶味香精中的应用比较广泛。
微生物发酵法产奶味香精是指采用乳杆菌,乳链球菌等微生物,以牛奶或稀奶油为底物,发酵生产奶味香精的方法。
由于微生物细胞内含有的酶系种类繁多,发酵产生的奶味香气多样化,包含有机酸、醇类、羰基类,各种酯类、内酯类、硫化物等近百种香味成分,与天然牛奶十分接近,其香气自然、柔和,是纯人工调配技术所难以达到的。
此外,产品的赋香效果好,添加这类香精,牛奶的奶香味饱满、绵长、逼真 ,能明显提高加香产品的质量档次。
以牛奶为底物,利用双乙酰乳酸乳杆菌发酵牛奶制备双乙酰奶味香精。
实验证明,向发酵液中添加0.01mol/L CuSO4可提高双乙酰的形成活性,添加0.1%柠檬酸钠可部分阻遏双乙酰还原酶的产生。
所制备的奶味香料具有双乙酰所特有的纯正的奶油香味。
墨西哥的Esanm Illa-Hur Tadoml等,采用戊糖片球菌Pediococcus pentosaceus和嗜酸乳酸菌Lactobacillus acidophilus的混合菌,以基于淀粉的培养基发酵可获得135.76mg/L双乙酰,而当采用半固体的玉米基料为培养介质,其发酵产物中双乙酰的含量可达779.56 mg/kg。
食用香精的类型食用香精是参照天然食品的香味,采用天然或等同天然香料、合成香料经精心调配而成具有天然风味的各种香型的香精。
食用香精包括水果类水质和油质、奶类、家禽类、肉类、蔬菜类、坚果类、蜜饯类、乳化类以及酒类等,适用于饮料、饼干、糕点、冷冻食品、糖果、调味料、乳制品、罐头、酒等食品中,其剂型则有液体、粉末、微胶囊、浆状等。
按照来源划分,食用香精又分为多种。
包括:1.天然香精。
它是通过物理方法,从自然界的动植物(香料)中提取出来的完全天然的物质。
通常可获得天然香味物质的载体有水果、动物器官、叶子、茶及种子等。
其提取方法有萃取、蒸馏、浓缩。
2.等同天然香精。
该类香精是经由化学方法自理天然原料而获得的或人工合成的与天然香精物质完全相同的化学物质。
3.人工合成香精。
主要用人工合成等化学方法得到的、尚未被证实自然界有此化学分子的物质。
只要香精中有一个原料物质是人工合成的,即为人工合成香精。
4.微生物方法制备的香精。
它是经由微生物发酵或酶促反应获得的香精。
5.反应型香精。
此类香精是将蛋白质与还原糖加热发生"美拉德反应"而得到,常用于肉类、巧克力、咖啡、麦芽香中。
另外,按状态分类,食用香精又分为:液态香精(水溶性、油溶性、乳化性),其中香味物质占10%--20%,溶剂(水、丙二醇等)占80%-90%;乳化型香精,其中溶剂、乳化剂、胶、稳定剂、色素、酸和抗氧化剂等共80%--90%;粉末香精,其中香味物质占10%-20%,载体占80%-90%.作为食品添加剂的食用香精香料功能主要表现在两个方面:一是为食品提供香味;二是补充和改善食品香味。
一些加工食品由于加工工艺、加工时间等限制,香味往往不足,或香味不正、香味特征性不强,加入食用香精香料后能使食品香味得以补充、加强和改善。
然而,现在我国市场上食用香精香料良莠不齐,违规使用常有发生。
这就给我国食品香精香料行业敲响警钟。
不过,食用香精的广泛使用也存在风险。