田紅玉， 陳海濤， 孫寶國

(北京工商大學 食品學院/北京市食品風味化學重點實驗室， 北京 100048)

近些年食品安全問題受到空前關(guān)注，而在食品加工過程中起著非常關(guān)鍵作用的食品添加劑成為眾矢之的?？只诺南M者群體希望退回到食品制作的原始狀態(tài)，即不使用添加劑，或者只接受全天然的食品添加劑的使用。鑒于廣大消費者這種并非理性的心理需求，雀巢公司宣布于2015 年底之后在其巧克力類產(chǎn)品中不再使用任何的人工色素和香料[1]。作為國際食品行業(yè)巨頭的雀巢公司的這一舉措，無疑對整個食品添加劑行業(yè)的發(fā)展起到了非常重要的導向作用。作為食品添加劑家族重要成員的香料香精的發(fā)展當然也不例外，天然香料香精的需求呈不斷上升的趨勢。因此近年來在食品香料香精研究領(lǐng)域，安全和天然成為研究問題的核心，相關(guān)研究活動非?；钴S[2]。本文就與天然香料香精發(fā)展的有關(guān)研究工作及發(fā)展趨勢進行簡要介紹。

1 利用生物轉(zhuǎn)化制備天然香料

天然香料按照來源可以分為兩大類，天然提取物和利用生物技術(shù)制備的香料。目前天然提取物仍然是天然香料香精市場的主要來源，包括各種植物精油以及食物加工廢棄物的回收利用。但是面臨全球人口不斷增長和耕地面積日趨減少的壓力，對于解決人類溫飽問題的農(nóng)作物的需求顯然比香料作物更為迫切。從長遠發(fā)展來看，尋找可替代香料作物的天然香料來源成為一種必然的趨勢，而生物技術(shù)制備的香料被視為天然產(chǎn)品。此外，與傳統(tǒng)的有機合成工藝相比，生物技術(shù)還具有反應條件溫和、立體選擇性好、環(huán)境污染小等優(yōu)點，因此利用生物技術(shù)制備天然香料成為近二十年中香料領(lǐng)域最受關(guān)注的研究熱點之一[3-4]。這里介紹利用生物轉(zhuǎn)化制備一些重要香料品種的研究情況。

1.1 香蘭素

香蘭素是食品香料中應用最廣的香料之一，是香莢蘭豆提取物的主要香味成分，但含量很低，大約只有2%。香蘭素和香莢蘭豆提取物廣泛用于巧克力、烘焙食品和冰淇淋中，全球銷售額接近6億美元，總量接近16 000 t[1]。由于天然提取物生產(chǎn)成本高，來源有限，所占市場份額不足1%。市場上的香蘭素主要都是化學合成產(chǎn)品，合成路線主要以丁香酚、木質(zhì)素或愈創(chuàng)木酚為起始原料。我國是香蘭素的生產(chǎn)大國，采用愈創(chuàng)木酚/乙醛酸的方法來生產(chǎn)。合成香蘭素市場價格穩(wěn)定，每千克大約在16美元，而天然香莢蘭豆提取物來源非常不穩(wěn)定，價格通常大幅波動，2003年曾達到每千克400美元，2005年卻跌至每千克32美元。如香蘭素的含量按2%計算，即便在香莢蘭豆豐收的年份，天然香蘭素每千克的價格也要達到一千美元以上，與合成的香蘭素價格有著天壤之別。鑒于天然香蘭素嚴重的市場短缺，生物技術(shù)制備天然香蘭素的研究非?；钴S。

圖2 IFF-Evolva公司開發(fā)的天然香蘭素制備路線Fig.2 Synthetic route of natural vanillin developed by IFF-Evolva

文獻報道的生物轉(zhuǎn)化制備天然香蘭素的前體物包括木質(zhì)素、丁子香酚、阿魏酸、姜黃色素、安息香樹脂，轉(zhuǎn)化率通常低于30%，產(chǎn)量水平在1 g/L以下[5]。底物及產(chǎn)物對微生物細胞的毒性以及產(chǎn)物在反應體系中的降解是產(chǎn)率低下的主要原因。阿魏酸被認為是制備天然香蘭素最有前景的底物，文獻報道在10 L的反應器中，在Amycolatopsissp.[6]或Streptomycessetonii[7]菌株的作用下，香蘭素的最終產(chǎn)率可分別高達11.5 g/L或13.9 g/L。第一個成功商業(yè)化的例子是Rhodia公司采用Givaudan公司的技術(shù)，于2000年由阿魏酸合成了商品名稱為Rhovanil Natural 的天然香蘭素[7]。盡管每千克售價700 美元，但相比香莢蘭豆價格極高的2003 年，已經(jīng)達到可以接受的水平。2015 年，Givaudan開發(fā)了一種全新的生物合成阿魏酸的工藝，可用做生產(chǎn)天然香蘭素的原料[8]。該工藝以p-香豆酸為原料，經(jīng)過羥基化和O-甲基化兩步反應，咖啡酸為中間代謝產(chǎn)物。該工藝的開發(fā)具有非常重要的意義，因為在玉米芯、酒糟、米糠等廢棄物中，p-香豆酸以很高的含量與阿魏酸同時存在。同年，BASF公司推出了改進的由阿魏酸制備香蘭素的工藝，催化劑是通過基因工程改造過的Pseudomonas菌株[9]。法國Mane S. A.公司還曾在2014年推出了一條改進的以丁香酚為原料通過微生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)香蘭素的工藝，商標名稱為Sense CaptureTM[10-11]。以丁香酚和阿魏酸為原料制備天然香蘭素路線如圖1。

圖1 以丁香酚和阿魏酸為原料制備天然香蘭素Fig.1 Preparation of natural vanillin starting from eugenol or ferulic acid

以葡萄糖為原料通過多步生物轉(zhuǎn)化制備香蘭素也是一條可行的途徑。該方法最早是由美國密歇根大學的Frost教授于1998年報道的[12]。瑞士的Evolva 公司與International Flavors & Fragrances (IFF)公司以該報道為基礎，成功開發(fā)了由葡萄糖生物合成香蘭素的工藝(圖2)。值得注意的是，由于香蘭素對發(fā)酵過程中的微生物有毒，因此在反應體系中要將產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為香蘭素糖苷，發(fā)酵完成后經(jīng)水解得到香蘭素。2014年，IFF已將該技術(shù)生產(chǎn)的天然香蘭素用于產(chǎn)品中。

以辣椒素(N-(4-羥基-3-甲氧基-芐基)-8-甲基-trans-6-壬烯酰胺)為原料通過兩步生物轉(zhuǎn)化制備香蘭素也是一條很有前景的途徑[13]。天然的辣椒素來源豐富，其可在羧酸酯酶的作用下轉(zhuǎn)化為香草基胺，然后在風味蛋白香草基醇氧化酶(VAO)的作用下生成香蘭素(圖3)。風味蛋白香草基醇氧化酶非常價廉易得，催化脫氨效率很高，不需要其他的輔助試劑，只需要在氧氣存在條件下，即可完成轉(zhuǎn)化。兩步的酶催化反應可以在一鍋煮式的反應器中完成。

圖3 以辣椒素為原料生物轉(zhuǎn)化制備香蘭素Fig.3 Preparation of vanillin from capsaicin through biotransformation

雖然生物合成的天然香蘭素已經(jīng)有了少量的工業(yè)化生產(chǎn)，天然的香莢蘭豆提取物仍是不可替代的。一些著名的國際香料公司如Symrise、Firmenich、Taksago、Givaudan在香莢蘭的關(guān)鍵產(chǎn)地都有相應的項目，以保證香莢蘭種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 萜烯酮

香芹酮是一個非常重要的酮類香料，存在一對對映體，R構(gòu)型為留蘭香油的主要成分，S構(gòu)型為葛縷子油的主要成分，兩個構(gòu)型具有明顯不同的香氣特征。市場上的香芹酮主要通過化學合成方法生產(chǎn)。以相應構(gòu)型的檸檬烯為原料，與亞硝酰氯發(fā)生加成反應，然后經(jīng)過消除、水解兩步反應得到與原料構(gòu)型相反的香芹酮。而以檸檬烯為原料，也可以通過生物轉(zhuǎn)化方法制備香芹酮(圖4)。檸檬烯在RhodococcusopacusPWD4菌株的作用下，可得到對映體純的反式構(gòu)型的香芹醇。該反應2.5 h產(chǎn)物即可達到最高濃度，產(chǎn)率可達94%～97%[14]。右旋的香芹醇在R.globerusPWD8菌株的作用下可以轉(zhuǎn)化為右旋的香芹酮，而左旋的香芹醇在R.erythropolis菌株的作用下可以轉(zhuǎn)化為左旋的產(chǎn)物[15-16]。即在由檸檬烯生物轉(zhuǎn)化制備香芹酮的方法中，產(chǎn)物構(gòu)型與原料是一致的，而傳統(tǒng)化學合成路線則是得到相反構(gòu)型的產(chǎn)物。該方法產(chǎn)率理想，具有很好的工業(yè)化應用前景。

圖4 檸檬烯或香芹醇生物轉(zhuǎn)化制備香芹酮Fig.4 Preparation of carvone from limonene or carveol through biotransformation

諾卡酮是葡萄柚最特征的香氣成分之一，除用作食品香料外，還廣泛用在日用香料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。諾卡酮的最主要制備方法是以瓦倫亞烯為原料通過氧化反應制備。該氧化反應既可通過傳統(tǒng)的有機氧化方法，也可以利用生物轉(zhuǎn)化方法(圖5)[17-18]。文獻報道的最有效的生物氧化劑為擔子菌Pleurotussapidus，其產(chǎn)量可以達到每天320 mg/L。該轉(zhuǎn)化是一個兩步反應的過程，瓦倫亞烯首先氧化生成α-和β-努特卡醇，β-努特卡醇在氧化酶的作用下進一步氧化生成諾卡酮，中間體α-努特卡醇則不能被進一步轉(zhuǎn)化，最終產(chǎn)物中會有少量醇的中間體存在[19]。通過生物轉(zhuǎn)化制備諾卡酮的方法已經(jīng)由美國Allylix 公司實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，該公司于2014年被瑞士Evolva公司收購。

圖5 瓦倫亞烯氧化制備諾卡酮Fig.5 Preparation of nootkatone from valencene

1.3 醚類香料

降龍涎醚((-)-Ambrox)是龍涎香最為重要的香氣成分，具有柔和、持久、穩(wěn)定的動物型龍涎香香氣、溫和的木香香韻，是非常好的定香劑，在化妝品行業(yè)中應用廣泛，同時降龍涎醚也是一種可以用于各種食用香精配方的食品香料。目前降龍涎醚的工業(yè)合成主要采用以香紫蘇醇為原料的路線。香紫蘇醇具有和降龍涎醚類似的碳原子骨架，首先經(jīng)過氧化反應生成香紫蘇內(nèi)酯，再經(jīng)還原、環(huán)化反應即可生成降龍涎醚。美國Avoca 公司是目前世界上最大的香紫蘇醇和香紫蘇內(nèi)酯生產(chǎn)商。早先香紫蘇醇采用高錳酸鉀進行氧化生成香紫蘇內(nèi)酯，現(xiàn)在則用生物發(fā)酵的方法[20-21]。

香紫蘇醇是從香紫蘇植物中提取得到的，將植物的花、葉經(jīng)水蒸氣蒸餾得到香紫蘇油，再依次用烷烴和甲醇萃取分離即可得到香紫蘇醇。無論香紫蘇醇，還是香紫蘇內(nèi)酯，價格都很昂貴，并且供應量起伏較大。自從1988年香紫蘇醇和香紫蘇內(nèi)酯市場發(fā)生嚴重短缺后，各大香料公司開始積極探尋其他可替代的路線。Firmenich 公司和美國Allylix 公司均開發(fā)出了以香葉基焦磷酸酯為原料通過生物合成的方法制備香紫蘇醇的可行路線[22-24]。香葉基焦磷酸酯首先在焦磷酸賴百當烯二醇酯合酶(LDPP synthase)的作用下轉(zhuǎn)化為賴百當烯二醇焦磷酸單酯，然后在香紫蘇醇合酶(sclareolsynthase)的作用下生成香紫蘇醇。所得到的香紫蘇醇再通過上述路線轉(zhuǎn)化為降龍涎醚。最近，日本KAO 公司和德國BASF 公司也分別開發(fā)了一條降龍涎香醚的半生物合成途徑[25-26]。以化學合成的高金合歡醇為原料，在環(huán)化酶的催化作用下關(guān)環(huán)得到降龍涎醚產(chǎn)物。這些新的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)都有望在將來實現(xiàn)工業(yè)化利用(圖6)。

圖6 降龍涎醚的生物合成Fig.6 Biosynthesis of Ambrox

圖7 芳樟醇氧化制備芳樟醇氧化物Fig.7 Preparation of linalool oxide by oxidation of linalool

芳樟醇氧化物是非常重要的醚類代表性香料，天然存在于水果、咖啡、啤酒花、薰衣草等食品和植物精油中，具有甜香、木香、花香和香檸檬樣的香味，存在呋喃型和吡喃型兩種結(jié)構(gòu)。工業(yè)上芳樟醇氧化物的合成是以芳樟醇為起始原料，采用過氧酸氧化得到的，產(chǎn)物以呋喃型結(jié)構(gòu)為主，而且為順反構(gòu)型的混合物。利用各種微生物也可以將芳樟醇通過生物轉(zhuǎn)化為氧化物(圖7)。Demyttenaere等[27]報道了在Aspergillusniger菌株(A.nigerDSM 821)的作用下，可將(S)-芳樟醇轉(zhuǎn)化為氧化物，順反式呋喃型產(chǎn)物分別達到30%和5%，吡喃型產(chǎn)物順反式分別達到14%和1.5%。該菌株只能有效地將S構(gòu)型的芳樟醇底物轉(zhuǎn)化。文獻報道生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)率最高的是Corynesporacassiicola(DSM 62485)，以消旋的芳樟醇為底物，轉(zhuǎn)化率可接近100%，產(chǎn)量水平每天可達到120 mg/L。該菌株是目前芳樟醇氧化物生物制備中最有效的催化劑[28]。

玫瑰醚也是一個重要的具有玫瑰香的醚類香料品種。玫瑰醚有兩個順反異構(gòu)體，天然存在于玫瑰精油和香葉油，但含量很低。市場上的玫瑰醚以香茅醇為原料，通過氧化、還原、異構(gòu)化后關(guān)環(huán)四步反應來制備。以單一構(gòu)型的香茅醇為原料，得到順反兩個非對映體產(chǎn)物混合物，比例接近1∶1(圖8)。Onken等[29]在研究擔子菌Cystodermacarcharias催化香茅醇的反應中，發(fā)現(xiàn)得到少量的玫瑰醚，轉(zhuǎn)化率很低，只有1.7%。這是首次在生物轉(zhuǎn)化反應中發(fā)現(xiàn)玫瑰醚。隨后Demyttenaere等[30]報道了在Aspergillussp.或Penicilliumsp.催化作用下，也可將香茅醇轉(zhuǎn)化為玫瑰醚，但是轉(zhuǎn)化率也非常低。有關(guān)玫瑰醚有工業(yè)應用價值的生物轉(zhuǎn)化方法還有待進一步研究。

圖8 香茅醇生物轉(zhuǎn)化制備玫瑰醚Fig.8 Preparation of rose oxide from citronellol through biotransformation

1.4 γ-谷氨酰-纈氨酰-甘氨酸

近些年日本科學家提出了一種新的味覺概念，即“厚味”(kokumi)，英文翻譯為“heartiness”或“mouthfullness”[31]。這種“厚味”代表性的化合物為三肽分子γ-谷氨酰-纈氨酰-甘氨酸，其FEMA號為4709，該化合物能增強低脂花生醬的風味濃郁程度、余味和油膩感，還能起到增強食物甜味、咸味和鮮味的作用[32-33]。因其可改善脂肪缺乏導致的風味缺失，在低脂類食物中具有非常好的應用前景。該化合物的制備可以纈氨酰-甘氨酸為原料，利用γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶的突變體將谷氨酸分子中的谷氨?；D(zhuǎn)移至底物分子，從而得到目標化合物(圖9)[34]。

圖9 γ-谷氨酰-纈氨酰-甘氨酸的生物制備Fig.9 Biosynthesis of γ-glutamyl-L-valyl-glycine

1.5 小結(jié)

盡管目前食品香料工業(yè)大量使用的香料化合物仍來自化學合成，但是天然香料的發(fā)展壯大已經(jīng)成為必然的市場趨勢。通過生物技術(shù)制備天然香料，與從植物中提取天然香料傳統(tǒng)工藝相比，不會受到地理、氣候、病蟲害等因素的影響，在生產(chǎn)和供應過程中有更大的控制權(quán)。鑒于天然香料所表現(xiàn)出的巨大的市場潛力，一些國際香料公司在生物技術(shù)方面開展了大量的研究工作。2014年可以算是香料香精行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展方向上的一個轉(zhuǎn)折點，一些長期致力于生物技術(shù)研究的公司如Amyris和Evolva開始收到投資回報。很多香料公司還和在生物燃料制備方面經(jīng)驗豐富的公司積極開展合作，一些傳統(tǒng)的香料產(chǎn)品如薄荷腦、沉香、藏紅花油的生物制備方法正在探討之中。盡管目前生物技術(shù)制備香料方面投資收益甚微，但可以預見的是其在滿足市場對天然產(chǎn)物的需求方面必將發(fā)揮重要的作用。

2 液體類食物加工過程中風味物質(zhì)的回收利用

液體類食物是我們?nèi)粘Ｊ澄锓浅Ｖ匾慕M成部分，如各種非醇類的果汁類飲料，葡萄酒、啤酒、蘋果酒等醇類飲料，還有我們中國特色的白酒、醬油、醋等調(diào)味品。在液體類食物加工過程中，風味物質(zhì)的組成通常會發(fā)生很大變化。這些變化可以分為兩大類，一類屬于化學變化，如因為加熱產(chǎn)生的氧化反應或Maillard反應，可導致風味物質(zhì)的損失或新的風味物質(zhì)的形成；另一類屬于物理變化，如在蒸餾濃縮過程中導致的揮發(fā)性風味物質(zhì)減少。很顯然這些變化對于液體類食物風味保持是非常不利的，而額外的調(diào)香物質(zhì)的加入往往又是廣大消費者不愿意接受的。正如目前在醫(yī)療過程中廣受歡迎的自體輸血一樣，將液體類食物加工過程中易損失的風味物質(zhì)在一定的階段采用合適的手段回收后重新加入到最終的產(chǎn)品中，成為一種既綠色安全又保持了食品原有風味的有效途徑。近些年關(guān)于液體類食物加工過程中的風味物質(zhì)回收有很多的研究報道，主要有4類方法：蒸餾技術(shù)、膜蒸餾技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)以及吸附技術(shù)[35-36]。

2.1 蒸餾技術(shù)

傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)是風味物質(zhì)回收中最常采用的一種技術(shù)，通常通過汽提的方式提取出大部分的揮發(fā)性成分，然后通過分餾將提取液濃縮至100～200倍后，再加回至最終的產(chǎn)品中[37-38]。該方法的主要缺陷是溫度過高，會導致一些異味物質(zhì)的生成，改變產(chǎn)品原有的風味，同時對一些營養(yǎng)物質(zhì)也會造成破壞。針對傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)的缺陷，目前出現(xiàn)了很多改進的蒸餾技術(shù)手段。離心蒸餾是一種將蒸餾塔板進行改進的新技術(shù)，與傳統(tǒng)板式蒸餾塔不同，其裝有可旋轉(zhuǎn)的錐形塔板。汽液在交替旋轉(zhuǎn)的截短了的錐體表面逆流接觸，比傳統(tǒng)塔板的傳質(zhì)效率要高3～4倍。該技術(shù)具有操作溫度低、停留時間短、氣液混合效率高的特點，非常適合用于果汁和液體食物中風味物質(zhì)的回收或除去不需要的揮發(fā)性成分。目前該技術(shù)已經(jīng)成功用于葡萄酒和啤酒工業(yè)中揮發(fā)性風味成分的回收[39-41]。此外，利用空氣-汽提(air-stripping)也可以避免傳統(tǒng)汽提蒸餾技術(shù)的高溫，最大程度地保留原有的風味物質(zhì)[42]?？諝?汽提通常在泡罩塔(bubble column)中進行。研究表明，該技術(shù)對果汁的風味物質(zhì)回收非常有效，回收率可以高達98%[43]。

2.2 膜蒸餾技術(shù)

近些年膜蒸餾(membrane distillation, MD)和真空膜蒸餾(vacuum membrane distillation, VMD)技術(shù)在風味物質(zhì)回收中的應用報道也非常多[44-46]。膜蒸餾(MD)是膜技術(shù)與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，其以疏水微孔膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸氣壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸氣形式透過膜孔，從而實現(xiàn)分離的目的。與其他常用分離過程相比，膜蒸餾具有分離效率高，操作條件溫和，對膜與原料液間相互作用及膜的機械性能要求不高等優(yōu)點。真空膜蒸餾技術(shù)則具有操作溫度和壓力更低的特點，因壓差大，透過率更高。在對葡萄酒風味物質(zhì)的回收中，真空膜蒸餾技術(shù)得到的產(chǎn)物濃度要高5～6倍[47]。目前該技術(shù)的應用研究還包括啤酒、咖啡，以及各種果汁如梨汁、橙汁、黑加侖汁等液體類食物的風味物質(zhì)回收[48-53]。

2.3 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取利用處于溫度高于臨界溫度、壓力高于臨界壓力的熱力學狀態(tài)的流體作為萃取劑，從液體或固體中萃取出特定成分，以達到分離目的。其特點是萃取劑在常壓和室溫下為氣體，萃取后易于分離; 在較低溫度下操作，特別適合于熱敏性的天然物質(zhì)的分離; 并可調(diào)節(jié)壓力、溫度和引入夾帶劑等措施調(diào)整超臨界流體的溶解能力，提高萃取過程的選擇性。超臨界流體萃取已經(jīng)在天然產(chǎn)物的提取中得到廣泛應用，目前該技術(shù)在風味物質(zhì)的回收方面也有了一些研究報道，如從含醇飲料中分離回收酯類化合物，從蘋果汁中分離2-己烯醛和己醛，從植物油中分離脂肪酸酯等[54-58]。

2.4 吸附技術(shù)

吸附技術(shù)因操作簡單，而且各種天然或合成吸附劑品種豐富，在污水處理中應用廣泛。吸附過程通常在溫和的條件下進行，不會對吸附的成分造成破壞作用，這一特點非常有利于風味物質(zhì)的回收。最近一些研究探討了該技術(shù)在風味物質(zhì)回收中的應用，活性炭為最常采用的吸附劑，對咖啡中的重要風味物質(zhì)苯甲醛、2-苯乙醇、乙酸乙酯和糠醛、梨汁中非常特征的風味成分2,4-癸二烯酸乙酯等都能進行有效回收[59-63]。眾所周知，在各種植物精油生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水中也含有比例很高的香料化合物。Edris小組利用活性炭填充柱對薄荷精油、香茅草油和留蘭香油三種精油生產(chǎn)中的廢水含有的香料化合物進行了回收，回收率可以達到70%～98%，通常親水性的成分比疏水性成分的回收率更高[64]。

2.5 小結(jié)

很顯然在天然產(chǎn)品受到高度推崇的今天，從產(chǎn)品加工過程中回收產(chǎn)品本身的風味物質(zhì)然后再加回至最終產(chǎn)品中，毫無疑問可以滿足消費者對純天然產(chǎn)品的心理需求。雖然目前風味物質(zhì)回收仍然以傳統(tǒng)的蒸餾技術(shù)為主，但是膜蒸餾技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)和吸附技術(shù)為風味物質(zhì)的回收帶來了更多的選擇性。這些新技術(shù)克服了傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)中的缺陷，同時對某些特定的重要風味物質(zhì)還能進行選擇性回收。將這些技術(shù)相互結(jié)合使用則可使食品在加工過程中最大程度地保持原有風味。

3 咸味香精

以蛋白酶解物、糖類等為原料通過Maillard反應制備的咸味香精也屬于天然產(chǎn)品的范疇。咸味香精在我國食品香料香精行業(yè)占有重要的地位，近些年增長態(tài)勢非常突出。2012 年中國咸味香精產(chǎn)能為 18.54 萬噸，產(chǎn)量達到 16.88 萬噸，銷售額達31億元。到2016 年，咸味香精產(chǎn)能增長至 30.64 萬噸，產(chǎn)量為27.87 萬噸。中國食品科學技術(shù)學會食品添加劑分會對國內(nèi)咸味香精、調(diào)味料行業(yè)具有代表性的20家企業(yè)進行的統(tǒng)計中，其銷售額2015 年為46.63 億元，2016年為53.87 億元。我國咸味香精企業(yè)主要分布在華東、華南、華中三個區(qū)域，其中華東區(qū)域占據(jù)了半壁江山，成為從業(yè)人員最關(guān)注的地區(qū)。咸味香精行業(yè)的客戶群以方便面、肉制品、調(diào)味品、休閑食品、速凍調(diào)理食品、餐飲業(yè)為主要市場。企業(yè)產(chǎn)能、產(chǎn)量和銷售額數(shù)據(jù)顯示，咸味香精行業(yè)發(fā)展迅猛?？鄢牧铣杀旧蠞q等因素，投資方仍然看好國內(nèi)咸味香精的市場前景，很多傳統(tǒng)甜味和煙草香精企業(yè)競相上馬咸味香精事業(yè)部，市場對于天然產(chǎn)品的需求無疑也成為咸味香精發(fā)展的重要驅(qū)動力。咸味香精的發(fā)展將主要體現(xiàn)在技術(shù)和應用領(lǐng)域兩個方面。

3.1 新技術(shù)的發(fā)展

1)減鹽增鮮技術(shù)。我國居民鈉的日攝取量遠高于世界衛(wèi)生組織(WHO)的推薦量，減少膳食中鈉的攝取，對國人來說，首要的是減鹽。鹽減少了，還不希望口感下降，這就要靠新的替代品。咸味香精企業(yè)此前在減鹽方面做過很多嘗試，目前比較熱門的研究有咸味肽的開發(fā)，利用其協(xié)同作用欺騙味蕾，同時減少膳食中鹽的用量。此外，香精企業(yè)也致力于飲食習慣的研究。辣味對咸味有明顯的替代效應，如何利用類似的方法減少鹽的攝取，將成為未來研究的熱點。

2)風味低溫駐留技術(shù)。人們大多都具有這樣的生活經(jīng)驗：冰箱中凍久了的肉，無論怎么烹飪都有一股不新鮮的味道。肉在低溫儲藏過程中的風味劣變是個十分復雜的過程，這也是消費者認為現(xiàn)包現(xiàn)煮的水餃比速凍水餃好吃的原因。香精在速凍食品中沒有起到太大的作用，原因在于香精企業(yè)過去更多地關(guān)注于如何讓香精耐高溫，而低溫下香辛料等風味矯正劑自身的風味衰減過快，導致速凍食品貨架期的風味不確定性大大增加。為此，需要香精企業(yè)研究各風味成分的耐低溫性。根據(jù)各原料的特性，采取不同的技術(shù)手段，增加其駐留時間。目前，采用納米乳化技術(shù)嘗試延長風味駐留時間的實驗已經(jīng)展開。

3)現(xiàn)代分析技術(shù)。中國的傳統(tǒng)發(fā)酵食品種類繁多、風味獨特，在中餐領(lǐng)域應用普遍。很多代表性的中式菜肴，其特征風味都源于發(fā)酵原料的貢獻。多年來，科技人員利用各種現(xiàn)代分析技術(shù)拆解這些發(fā)酵食品的風味組成，意在通過人工模擬的手段進行再現(xiàn)，但始終沒有做到神似。后續(xù)研發(fā)人員將關(guān)注于引入更高靈敏度的分析儀器。另一方面，中餐的風味形成不僅僅依賴于配方，還跟烹飪工藝有密切關(guān)系。很多中式菜肴烹飪工序多，手段復雜，尋找形成特征風味的關(guān)鍵點將成為大家關(guān)注的熱點。這項工作將依賴于在線式多任務型分析儀器的輔助，這種需求有可能推動分析儀器廠家研究熱點的轉(zhuǎn)移。

3.2 新領(lǐng)域的開發(fā)

1)煙熏臘肉制品。煙熏臘肉制品一直深受廣大消費者喜愛，但有關(guān)其安全性的報道也從未間斷。煙熏工藝在造就獨特風味的同時，多環(huán)芳烴等致癌物含量也明顯增加。咸味香精企業(yè)應關(guān)注煙熏臘肉行業(yè)的需求，在風味保持與食品安全的平衡間找到自己產(chǎn)品的落腳點。

2)短保烘焙食品。傳統(tǒng)的月餅、近年來新興的蒸蛋糕、肉松小貝等都是短保烘焙食品的代表。最初該類型產(chǎn)品主打新鮮、口感好的賣點，炒作無添加劑的概念。目前該行業(yè)提出的要求則是在特征明顯的基礎上，風味類型多樣化并存，相關(guān)產(chǎn)品差異化開發(fā)。

3)自熱火鍋。隨著人們生活節(jié)奏的加快，上班族用于烹飪的時間越來越少，因此自熱食品的市場前景越來越好。無論是自熱飯菜還是自熱火鍋、軟罐頭菜肴，包裝瞬間的風味能否處于最佳狀態(tài)都是亟待解決的技術(shù)難題。這需要香精企業(yè)開展大量的基礎研究，配合食品企業(yè)改進目前的生產(chǎn)工藝和配方，才可能取得良好的效果，推動行業(yè)的進步。

4)特醫(yī)食品。隨著中國社會老齡化步伐的加快，各種疾病患者的數(shù)量急劇增加。為了配合治療，很多種慢性病的患者必須遵醫(yī)囑長期食用特醫(yī)食品。這些由制藥企業(yè)生產(chǎn)的特醫(yī)食品一般食用周期長、劑量大，有的甚至直接替代全部餐食。大多特醫(yī)食品的配方設計僅僅從食物(營養(yǎng))成分的需求或禁忌進行考慮，雖然治療效果明顯，但口味難以恭維。目前照搬國外的方法，即利用草莓、香草或巧克力香精進行矯味的思路，不符合國人的飲食習慣，患者難以長期食用這樣的特醫(yī)食品。只有接地氣的中餐風味才能打開特醫(yī)食品的銷路，但這條路卻并不好走。藥企的研發(fā)人員不知道矯正異味該如何選材，而香精企業(yè)的研發(fā)人員不知道異味掩蔽劑是否破壞原配方的功效。這需要雙方長期密切合作，既需要對對方人員進行技術(shù)培訓，也需要大量的基礎實驗支持。

5)塑料制品。對咸味香精來說，這是個與時俱進的新領(lǐng)域。有人用軟軟的海綿將漢堡、面包和紅燒肉等形象做成鑰匙環(huán)上的掛件，還將逼真的風味注入海綿，成了深受歡迎的玩具。雖然目前產(chǎn)品類型還比較單一，但已有廠家開始嘗試用各種咸味香精開發(fā)新產(chǎn)品。這個領(lǐng)域以往并不被咸味香精企業(yè)所熟悉，應用工程師也缺乏相關(guān)的經(jīng)驗，但是憑借前期的技術(shù)和產(chǎn)品積累，市場前景很好。

6)工業(yè)旅游。這也是一個新領(lǐng)域。一些大型食品企業(yè)在發(fā)展工業(yè)旅游過程中，發(fā)現(xiàn)游客對企業(yè)的硬件條件、管理體系和產(chǎn)品質(zhì)量評價都很高，但銷售額卻上不去。調(diào)查結(jié)果表明，游客在參觀走廊完全聞不到車間里面生產(chǎn)的食品香氣，無法激起他們的購買欲。如果在參觀走廊中模擬出目標食品的香氣，對于提升游客體驗，刺激購買欲都會有很大的作用。這種方法對于散裝食品改為氣調(diào)包裝后導致的銷售下滑也有很好的改善作用。目前，該領(lǐng)域已有十分成功的案例。相信咸味香精企業(yè)會有更多的建樹。

3.3 小結(jié)

未來10年，是咸味香精發(fā)展重要的10年。對國內(nèi)的咸味香精市場來說，機遇和挑戰(zhàn)并存?？朔斑M道路上的困難，在迷霧中找對前進方向，咸味香精行業(yè)將迎來質(zhì)的飛躍。

1)加大科普力度，消除負面宣傳的影響。食用香精作為食品添加劑的一個分支，對現(xiàn)代食品工業(yè)做出了自己的貢獻。但社會上對于香精的誤解頗深，嚴重時將食品安全事件和食品造假都歸罪于食用香精。個別食品企業(yè)推波助瀾，廣告詞中有意強調(diào)未添加某種食品添加劑成分，造成了公眾對食品添加劑更多的反感。針對這些情況，業(yè)內(nèi)人士首先要通過專業(yè)學習，強化自信。比如，番茄在多年來的栽培過程中，決定其外觀的基因表達戰(zhàn)勝了決定其風味的基因表達[1]，因而現(xiàn)在的番茄越來越漂亮，可味道卻越來越淡。目前正是我們的研發(fā)人員通過自己的努力，對番茄菜肴進行風味補償，消費者才能再次感受“兒時媽媽的味道”。將這樣的事實告訴公眾，當權(quán)威、公正、科學的聲音占據(jù)主流媒體時，業(yè)內(nèi)人士才更有底氣做好自己的本職工作，公眾對食品添加劑，對香精的認可才可能是水到渠成的事。為此，整個行業(yè)要團結(jié)起來，通力合作，加強正面宣傳。

2)新環(huán)保法下的污染防治。近年來社會對環(huán)保的關(guān)注度持續(xù)高漲，國家新實施了堪稱史上最嚴環(huán)保法。污染防治重點包括大氣污染、水污染、生態(tài)污染等，這恰恰是香精行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。香精企業(yè)既要集體發(fā)聲，爭取行業(yè)發(fā)展的必要空間，又要潛心研究，從配方設計角度出發(fā)，源頭控制，減少后續(xù)治理的成本。

3)加強同行交流，促進共同發(fā)展。近幾年，業(yè)內(nèi)沒有重大的技術(shù)突破，既有保護商業(yè)機密的考慮，也有創(chuàng)新匱乏的原因。香精的研發(fā)看似簡單，其實內(nèi)在的規(guī)律至今仍不清晰。增進同行的交流，可以互通有無，發(fā)揮頭腦風暴的優(yōu)勢，實現(xiàn)共同進步。走過35年的我國咸味香精行業(yè)仍是香精行業(yè)中的小字輩，但在中國卻有著廣闊的發(fā)展空間。希望大家沉下心來，發(fā)揚工匠精神，打造精品，為中餐的工業(yè)化、標準化和現(xiàn)代化做出更大的貢獻。

4 展 望

盡管消費者普遍認為“天然的”即是“安全的”，但事實并非如此。對于同一香料化合物，天然的和合成的并沒有任何差異，它們具有相同的CAS登記號、FEMA號和JECFA號?！疤烊坏谋群铣傻母踩备嘁饬x上只是市場的一個宣傳口號。對天然產(chǎn)品的追求，從可持續(xù)發(fā)展角度來講更有意義。如采用生物技術(shù)制備香料，確實比傳統(tǒng)的有機合成方法污染小，反應條件溫和，而且原料底物為可再生的資源，更符合綠色化學的原則，因此天然的食品香料香精的發(fā)展是必然的趨勢。目前很多的生物技術(shù)還存在轉(zhuǎn)化率低、成本過高的缺陷，阻礙了其在香料工業(yè)制備中的廣泛應用。生物技術(shù)應用在經(jīng)濟上的可行性亟待提高，有關(guān)基因工程、生物工程技術(shù)方面的研究、廉價反應底物來源的探索將成為解決問題的關(guān)鍵。除生物技術(shù)的應用外，天然提取物綠色提取技術(shù)的開發(fā)與利用、農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物的回收利用也是天然香料可持續(xù)發(fā)展的重要方向。作為天然香精的咸味香精將會繼續(xù)保持其市場優(yōu)勢，新的技術(shù)和應用領(lǐng)域的開發(fā)將為其發(fā)展注入新的活力。

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