阅读说明：本技术 液体熏烟反应产物 (Liquid smoking reaction product ) 是由 J·托拉森 R·兰戴 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：液体熏烟反应产物是根据将液体熏烟组合物和氨基酸组合以形成反应溶液并随后加热所述反应溶液的工艺制备的。所得到的液体熏烟反应产物表现出独特的风味、颜色和香气特征以及极好的特性,例如改进的对蛋白质基产品的附着力。公开了用于制备液体熏烟反应产物的方法、得到的液体熏烟反应产物以及所述液体熏烟反应产物在食品和饮料产品中的应用。(The liquid smoke reaction product is prepared according to a process of combining a liquid smoke composition and an amino acid to form a reaction solution and subsequently heating the reaction solution. The resulting liquid smoke reaction product exhibits unique flavor, color, and aroma characteristics as well as excellent properties, such as improved adhesion to protein-based products. Methods for preparing liquid smoking reaction products, the resulting liquid smoking reaction products, and the use of the liquid smoking reaction products in food and beverage products are disclosed.)

具体实施方式

所公开的LS反应产物通过将常规反应型香料的可变性和定制性与LS的功能性相结合，改进了常规反应型香料和LS溶液。所公开的LS反应产物表现出独特的风味特征，在一些实施方案中其可以例如是坚果味、烟熏味或焦糊味。LS反应产物还显示出还原糖与氨基酸的常规反应所独有的颜色深度和广度。所公开的LS反应产物与常规反应型香料相比还显示出额外的功能，包括但不限于蛋白质结合、抗菌特性、乳化增强和煮后褐变。

更具体而言，LS反应产物具有新的、独特的反应型香料特征，若不将若干种咸味反应型香料和LS溶液掺混在一起，目前市场上无法获取这种反应型香料特征。LS反应产物与常规反应型香料相比还具有改良的特性，例如对基于蛋白质的产品的附着力得到提高，使LS反应产物可以通过多个工艺步骤而不会脱离或浸出。所述LS反应产品与按惯例通过糖类和氨基酸的常规反应可获得的产品相比，还显示出独特的风味(其可以为例如坚果味、烟熏味或焦糊味)以及独特的香气和独特的颜色深度与广度。

与常规反应型香料不同，LS反应产物不依赖于作为美拉德反应的关键驱动因素之一的糖。相反，该反应利用LS及其衍生物中天然存在的各种含羰基的化合物。LS中的一系列羰基化合物与氨基酸的反应，提供了新型、独特的风味特征宽度和深色稳健的调色板，这是以前无法获得的。

此外，与常规反应型香料不同，所公开的LS反应产物与蛋白质结构结合，而不是从产物表面分离并浸出。虽然常规食品和饮料体系需要纳入添加剂来实现此类功能，但所公开的LS反应产物出人意料地表现出极好的蛋白质结合能力，无需添加乳化剂、添加剂或附着剂。所公开的LS反应产物通过少至两种成分-LS和氨基酸的反应实现了极好的蛋白质结合。

液体熏烟

所公开的LS反应产物是由LS组合物与氨基酸的反应制备。可以使用本领域已知的LS组合物作为起始物料。例如，非限制性的LS组合物品种包括含水液体熏烟、油溶性熏烟剂和干性熏烟粉。优选的LS组合物是含水熏烟剂，其包括但不限于初级熏烟剂、浓缩熏烟剂和缓冲/中性熏烟剂。如本领域中所已知，LS组合物是产生于木材的破坏性蒸馏的冷凝产物。LS组合物是从硬木锯屑的热解获得的，并含有主要产生于纤维素、半纤维素和木质素的热降解的成分。Hollenbeck的美国专利号3,106,473描述了一种用于食品表面应用的LS组合物的典型商业制备方法，该专利通过引用整体并入本文。

如Hollenbeck的美国专利号3,106,473中所述，LS组合物的商业生产通常从由木材热解和有限燃烧产生的熏烟开始。热解会根据反应条件产生不同比例的可冷凝液体、不可冷凝气体和固体。源自热解木材的可冷凝液体可以进一步细分为水溶性有机物和水不溶性焦油。

在热解或燃烧后，随后收集熏烟并使其通过塔逆流到再循环水流中。由此产生的可冷凝熏烟组分在水中的稀释，导致不希望有的焦油和水不溶性组分的去除。需要进一步精制该液体溶液以分离出水溶性有机物，其含有用于调味和着色应用的LS组合物。

本领域的LS组合物是通过不同的方法产生的，所述方法包括例如煅烧炉和快速热处理(称为“RTP”)法。Hollenbeck的美国专利号3,106,473描述了煅烧炉方法，该专利通过引用整体引入本文。关于RTP熏烟收集，Underwood和Graham的美国专利号4,876,108提供了对该方法的描述，并且也通过引用整体并入本文。

用于调味和着色应用的LS组合物是复杂、多变的化学品混合物，包括400多种化学化合物。Maga在“Smoke in Food Processing”CRC Press，第61-68页(1968年)中提供了对液体熏烟中所发现的成分的示例性汇总，该文献通过引用整体并入本文。

正如400多种化合物被鉴定为这些组合物的成分所证明的，LS组合物的颜色和风味化学品非常复杂。由于这种复杂性，LS组合物的特征在于它们的某些种类的化合物，即酸、羰基化合物和酚的含量。酚主要是调味和香气化合物，羰基化合物主要负责表面着色，酸类主要是防腐剂和pH值控制剂。酸类和羰基化合物还对风味产生次要的贡献，并且可以增强烟熏肉制品的表面特性。

作为一个非限制性实例，代表性的商业LS组合物可以包括约11％的可滴定酸度水平、约13％的羰基化合物、约1.5％的酚和至少70％的水。其余成分(占LS组合物的总物料平衡的约4.5％)包括碱性和中性有机化合物。

液体熏烟反应产物的制备

所公开的LS反应产物可以使用本领域已知的加热工艺步骤生产，该加热工艺步骤能够将液体加热至指定温度持续一段时间。例如，在某些实施方案中，加热处理步骤能够将液体加热到至少85℃的温度，持续5分钟或更长时间。优选地，加热工艺步骤是食品级、耐腐蚀的，并且能够搅拌。

在一个有利的实施方案中，使用具有恒定搅拌的密封反应釜容器。搅拌速率可以大于5,000Re，以保持容器中的湍流。具有恒定搅拌的反应釜容器的使用优选增加反应物接触并维持产物均匀性。

在某些实施方案中，密封反应釜容器可以在0-100PSI之间的压力下操作。该压力取决于反应釜中顶部空间的量以及工艺中使用的反应物。某些反应释放大量气体并产生大量压力，而其他反应几乎不产生压力。

在一个实施方案中，将反应物料添加到配备有热源和搅拌的食品级加热型反应釜容器中。该反应在0-100PSI的压力下进行。将反应釜容器加热至约85℃至约150℃间的温度，优选约105℃至约125℃。该温度可以维持约5至约150分钟。优选地，将该温度维持约15分钟至约120分钟。在反应期间，优选以大于约5,000Re的速度持续搅拌反应溶液。

在进行用于制备所公开的LS反应产物的反应时，用LS组合物作为反应物，包括煅烧炉和RTP LS组合物。在某些实施方案中，LS组合物具有大于0％且至多约80％的羰基化合物含量。更优选地，LS组合物的羰基化合物含量大于约1％，至多约50％。

在某些实施方案中，用作用于制备所公开的LS反应产物的LS组合物还可以具有一个或多个低于约7.0的pH值、低于约25重量％的酸含量、大于约0且小于约85的Brix tC，以及大于约0.25mg/ml酚的酚含量(按580nm波长下2,6-二甲氧基苯酚的浓度测量)，其中一些LS组合物反应物具有高达约400mg/mL的酚含量。

用于制备所公开的LS反应产物的示例性LS组合物反应物包括，但不限于ZestiCODE 10、Red Arrow RA12054、Red Arrow RA95075、Zesti SUPERSMOKE 100、Red ArrowSELECT R24，这些反应物如下所述：

所公开的LS反应产物可以通过一系列浓度的LS和氨基酸反应物的反应生产，其中不同比例的反应物产生不同的风味、颜色和香气特征。在一个实施方案中，LS反应物的量为反应物料的约1重量％至约85重量％。优选地，LS反应物是以反应物料的约5重量％至约50重量％的量纳入。LS反应物可以单独地使用或以两种或更多种的组合使用。

使用氨基酸作为用于生产所公开的LS反应产物的反应物。这包括天然和非天然氨基酸。在某些实施方案中，氨基酸为丙氨酸、精氨酸、门冬酰胺、门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸和缬氨酸。氨基酸反应物可以单独地使用或以两种或更多种的组合使用。氨基酸可以按诸如粉末或溶液试剂的各种形式提供，使得当与液体熏烟反应物合并时，反应物发生美拉德反应，生成可以应用于本文所说明的食品和饮料产品中的液体熏烟反应产物。

在某些实施方案中，一种或更多种氨基酸反应物以反应物料的约0.05重量％至约35重量％的量添加。优选地，一种或更多种氨基酸是以反应物料的约0.05重量％至约25重量％的量使用。

在某些实施方案中，反应混合物含有反应物料的约20重量％至约99重量％的水。

在某些实施方案中，反应混合物的pH值优选小于7.0，并且可以使用合适的pH调节剂调节。例如，pH调节剂包括但不限于氢氧化钠和盐酸。

在某些实施方案中，所公开的LS反应产物仅用天然的成分和溶剂制备。用于生产所公开的LS反应产物的反应混合物可以限于由天然材料(例如木材)热解产生的LS冷凝物、天然氨基酸、pH调节剂和水。用于生产所公开的LS反应产物的反应混合物可以不包括非天然的成分和溶剂，所述非天然的成分和溶剂包括但不限于添加的着色剂、人造香料和合成物质。LS反应产物还可以不包括任何添加剂，所述添加剂包括但不限于乳化剂和附着剂。

反应完成后，可以使用LS反应产物，无需进一步纯化。在某些实施方案中，LS反应产物可以进一步加工成其他形式，例如粉末或稀释液。LS反应产物可以在存在或不存在载体的情况下使用任何市售技术进行干燥。载体可以包括但不限于麦芽糊精、***胶、食用淀粉、改性食用淀粉或麦芽大麦粉。

液体熏烟反应产物

由于LS和氨基酸反应物之间的反应涉及多种化学重排，因此可以基于温度、反应物浓度、pH值和时间从多个方向上驱动该反应。因此，LS反应产物可以表现出具有不同的味道特征、颜色和香气的一系列独特风味。

在一个实施方案中，所公开的LS反应产物具有大于0.25mg/ml酚的酚含量(通过580nm波长下2,6-二甲氧基苯酚的浓度测量)。在某些实施方案中，所公开的LS反应产物具有约400mg/mL的酚含量。

在一个实施方案中，LS反应产物具有介于约0至约7之间的酸性范围内的pH值和低于约25重量％的酸含量。

在一个实施方案中，LS反应产物具有介于约0％和约75％之间的羰基化合物含量。LS反应产物优选具有介于约0％和约50％之间的羰基化合物含量。

所公开的LS反应产物可以具有一定范围的固体含量。产物的最终固体含量由使用的氨基酸和LS组合物反应物的初始浓度确定。使用80％的最高羰基化合物含量(用反应的2-丁酮标准品溶液在480nm波长下测量的羰基化合物浓度)和25％的最高氨基酸含量，所得到的产物将是凝胶或完全固体，因此不具有商业可行性。因此，需要逐例确定最大固体含量。只要产品具有最低程度的流动性，固体含量将可以接受。例如，在某些实施方案中，最大85％的brix tC是可以接受的。

所公开的LS反应产物也可以表现出各种颜色。在一个实施方案中，使用颜色指数方法时LS反应产物在490nm波长处显示大于60的吸光度。在其他实施方案中，使用颜色指数方法时LS反应产物在490nm波长处显示大于100的吸光度。颜色指数法是在490nm波长吸光度上对产品在去离子水中的1:1000稀释液与水空白进行的比较。

本公开的示例性LS反应产物(LSRP)包括但不限于以下：

液体熏烟反应产物的应用

所公开的LS反应产物可用于赋予各种食品和饮料产品独特的风味和香气，这些食品和饮料产品一般不受限制。在本发明公开的主题的一些实施方案中，食品产品是即食(“RTE”)食品产品。在一些实施方案中，RTE食品产品包括家禽、猪肉或牛肉。在一些实施方案中，RTE食品包括熟食肉(例如火鸡、烤牛肉、火腿、鸡肉、意大利腊肠(salami)、博洛尼亚香肠(bologna)等)和热狗。

在本发明公开的主题的一些实施方案中，食品产品是即烹(“RTC”)食品产品。在一些实施方案中，RTC食品产品包括家禽、猪肉和牛肉。在一些实施方案中，RTC食品产品包括碎牛肉和烤半熟的面团制品，例如面包和面包卷。在其他实施方案中，所公开的LS反应产物可以应用于汤、酱汁、调味料、烘焙食品、糖果、零食和饮料中。

应用所公开的LS反应产物的方法一般不受限制，并且包括本领域已知的方法。常规的生产工艺包括例如浸透、雾化和喷淋。所公开的LS反应产物可以用于通过以各种方式处理食品来对食品产品进行着色和调味。LS反应产物的应用可以通过浸渍喷涂以间歇或连续方式在单个物品上进行。对于大批量，可以使用雾化的液体熏烟云。另外，可以在已掺入有液体熏烟的肠衣中加工香肠、大腊肠和火腿。

在某些实施方案中，浸透是在肉制品上的外部应用的一个实例。在该方法中，可以使用5-100％的LS反应产物在水中的溶液作为浸透液。将浸透液以恒定速率喷淋在食物表面，例如鸡胸肉或火腿上。流速、停留时间和溶液浓度将决定生产者所需的最终颜色和风味。将食品产品已被浸透后，对其进行热处理，使多余的水分蒸发，并使LS反应产物结合到外层蛋白质表面。例如，在应用LS反应产物之后，可以在对流烤箱中将处理过的食品产品烘烤一段时间，例如在375℉下15分钟。

一旦对食品产品进行了热处理，就将其冷却并包装。经处理的食品产品的包装条件可以是真空、非真空和改变的大气条件之一。

在其他实施方案中，LS反应产物也可以在天然或人造肠衣和网中用作调味剂。根据生产商的工艺和规范添加LS反应产物并使其均匀地固着到肠衣中。然后，将这些肠衣用于制作香肠、熟食型肉制品或其他适用的带包装肉制品。

在又一些其他实施方案中，可以以例如0.05-5.0％的使用率将LS反应产物掺混到磨碎并成型的肉制品中，以添加风味和颜色。LS反应产物可以独立于其他成分添加，或者可以与湿成分一起掺混到标准食品混合物中，直到均匀分布到产品中。

在下面给出的实施例中，各种示例性的LS反应产物、常规的LS组合物和衍生物以及常规的反应产物被用于定量和定性试验。这些实施例的结果证明了本发明公开的LS反应产物的独特的风味和香气特征、颜色和蛋白质结合。

实施例

已包括以下实施例以说明本发明公开的主题。以下实施例的某些方面是从本发明人发现或设想的技术和程序方面进行描述，以便在本发明公开的主题的实践中运作良好。这些实施例说明了发明人的标准实践。鉴于本公开和本领域技术人员的一般水平，那些技术人员将理解以下实施例仅旨在示例，并且可以在不脱离本发明公开的主题范围的情况下采取许多变更、更改和改变。

实施例1

测定所公开的LS反应产物的颜色深度，并将其与常规的碱性或酸性LS组合物和常规的反应型香料进行比较。为了定量测试这些产品赋予的颜色，使用了冷凝天然熏烟行业中常见的颜色指数测试。

通过加水稀释试验产品进行颜色指数测试，其中将1克试验产品加入到1000ml蒸馏水中。然后，用分光光度法测量该溶液在490nm波长下的吸光度。然后，将吸光度值乘以100，以生成颜色指数数值。用蒸馏水作为试验的标准。高颜色指数表示颜色较深。

表1列出了已经受颜色测试的产品的概述。

表1：定量和定性处理说明

表2列出了六种测试材料的颜色指数结果。如表2所示，将LS反应产物(LSRP 5)与碱性和标准LS以及常规反应型香料进行比较。下文表2中的每种处理物都被选为用于食品行业的染色冷凝天然熏烟或反应型香料。选择Zesti CODE 10以得到标准LS溶液与用于制备深色液体熏烟的技术(即，碱化或反应)之间的关联(context)。

表2：颜色指数比较

在表2中，与试验产品在室温(23℃)下的pH值相邻列出了每种处理物的颜色指数分数。如表2数据所示，LSRP 5(LS反应产物)具有第二高的颜色指数等级，同时仍具有酸性pH值。具有相似颜色等级的其他常规LS组合物(Zesti BROWN DELI、Red Arrow RA14011和Zesti BLACK DELI)均具有大于12的碱性pH值。

另一方面，表2数据表明，具有酸性pH值的Zesti CODE 10和常规反应型香料CRP 1的颜色指数分数均低于LS反应产物LSRP 5的颜色指数分数的三分之一。如表2所示，LS反应产物是独特的，因为具有低pH值和高颜色指数分数。

实施例2

使用Zesti BROWN DELI作为碱性LS对照，CRP 1作为咸味反应对照以及LSRP 5作为LS反应产物，检查颜色和蛋白质结合。由于蛋白质结合量和所赋予颜色之间的相关性，将颜色和蛋白质结合合并到一个试验中。此外，如果处理物的颜色在水中非常深，但没有粘附在产品上的能力，则该着色剂的功能大大降低。

使用预煮、定型和成型的熟食火鸡胸肉进行测试。该试验的目的是检查与其他常规产品相比，LS反应产物是如何干燥并固着在蛋白质表面的。

用水将全部三种试验产品制成30％稀释液。将每种处理物的一半浸透60秒，以与未处理的产品进行直接比较。然后，将所有处理物在对流烤箱中在375℉烘烤15分钟。然后，将所有处理物轻轻冲洗以除去过量的浸透流体，并真空包装供第二天观察。

表3列出了临烹饪前和放置过夜后每个火鸡胸肉处理的结果。

表3：在定型和成型的火鸡胸肉上的蛋白质结合

如表3所示，示例性的LS反应产物LSRP 5的表现类似于碱性LS Zesti BROWNDELI，附着在蛋白质表面上并赋予肉表面稳定的深色。该结果与反应型香料CRP1相反，后者具有最低的蛋白质附着和大量的流失。

实施例3

在生鸡胸肉上进行进一步的应用试验。该试验的目的是检查并比较试验产品在生肉上的附着力和试验产品的冻融稳定性。这些试验使用Zesti BROWN DELI作为碱性LS对照，CRP 1作为咸味反应对照，LSRP 5作为LS反应产物试验。

用水将全部三种试验产品稀释至15％。将在生鸡胸肉上的每种处理物浸透60秒。将所有处理物置于标记的平底锅上，并放入375℉的对流烤箱中。将鸡胸肉烹饪至它们达到内部温度为166℉。然后，将各处理物冷却，用水轻轻冲洗，评估其颜色、清洗脱附和应用附着力。最后，将鸡胸肉真空密封，贴标签并冷冻过夜。第二天，将鸡胸肉解冻，评估其颜色、风味和应用附着力。

这些试验的观察结果总结在表4和5中。

表4：在生鸡胸肉上的蛋白质结合

表5使用L*a*b*量表量化烹饪周期结束时每个鸡胸肉的颜色。对于该试验，最重要的因素是L*值，它表示每个样品的亮度。L*值0表示完全黑度，100表示绝对白度。a*和b*表示色彩频谱，其中a*(红色/绿色)和b*(蓝色/黄色)。

表5：在生鸡胸肉上的蛋白质结合-冻融附着力和颜色测试

如表4和表5中所示，LS反应产物LSRP 5在颜色形成、附着力和冻融稳定性方面的表现与Zesti BROWN DELI相似。LS反应产物LSRP 5在所有可测量的类别中均大大优于反应型香料CRP 1，最重要的是应用附着力和稳定性。LSRP 5还显示出最低的L*值，为40.6，这表明它赋予肉类表面最深的颜色。

实施例2和3中的应用试验证明LS反应产物从在食品行业中的功能性来看具有独特的特性。正如所示，LS反应产物融入LS产品的具有蛋白质结合能力的独特位置，同时还具有常规反应型香料的低风味影响和多功能性。

实施例4

检查了示例性LS反应产物的风味和香气特征的可变性。试验和数据表明，原材料和试剂浓度的差异化可以产生可变且独特的风味、香气和颜色，可以对它们进行调整以适合许多不同的风味和香气特征。

羰基化合物和氨基酸浓度是所公开的LS反应产物中美拉德反应的两个主要驱动因素。羰基化合物和氨基酸浓度对颜色和风味的影响是通过改变这些活性底物的比率来进行检查的。使用一系列羰基化合物和氨基酸浓度制备LS反应产物，并分析所有配方的风味和颜色。结果表明，这些反应物可以定制，同时仍具有所需的功能。

表6列出了羰基化合物和氨基酸含量不同的六个反应A至F的结果。全部六个反应均在105℃下进行60分钟，每个反应均使用Red Arrow RA95075作为LS反应物，用赖氨酸作为氨基酸。表6中报告的颜色指数试验与实施例1中描述的相同。

表6：LS和氨基酸浓度对香料的影响

表6中的数据表明，增加LS或氨基酸的浓度可以将风味从烘烤淡甜味变为略苦、烧焦的坚果味。数据还表明，活性试剂的添加使产物的颜色指数随着活性试剂向羰基化合物和氨基酸的平衡点靠近而提高。此外，一旦两种反应物达到平衡点，LS反应产物的颜色或风味的变化就更小。这在处理物E和F中得到证明，它们在风味或颜色上没有差异。

实施例5

当改变氨基酸反应物和LS组合物反应物时，检查了风味和香气特征受到的影响。表8示出了来自两种不同的LS组合物反应物与17种不同氨基酸的组合的结果。本实施例中使用的LS组合物反应物是Red Arrow RA97075和Red Arrow RA 04010，它们具有如下所述的化学成分：

表7：LS组合物反应物

所有反应均在pH值5和105℃下进行一小时。反应是在密封反应釜容器中在标准压力下完成。

表8：LS和氨基酸风味的差异和比较

如表8所示，所公开的LS反应产物产生以前由常规反应型香料和LS组合物不能获取的多种独特风味和香气特征。

实施例6

进行测试以证明液体熏烟组合物中存在的羰基化合物起还原糖的作用，并且与氨基酸在本公开范围内的反应过程下反应。在这些实验中，将三种液体熏烟组合物与不同数量和组合的氨基酸混合。然后，将得到的反应溶液置于密封的反应釜容器中，并在恒定搅拌下在105℃下加热1小时。确定在反应过程中没有质量损失或增加，并且收集了所有可能的反应产物，并使用标准测试方法分析。反应结果列于表9、10和11中。

表9：Red Arrow RA12054反应

表10：Zesti SUPERSMOKE 320反应

表11：Zesti CODE10/Red Arrow RA95075反应

如表9、10和11中所示，液体熏烟组合物中存在的羰基化合物与氨基酸反应物在还原糖的位置发生美拉德反应。如果羰基化合物在加热反应过程中未参与与氨基酸的反应，则羰基化合物值保持不变，并维持在10％范围内(基于标准实验室误差)。数据显示，在全部三个试验中，羰基化合物减少平均达71％。此外，在加热反应过程后，pH值、酸度和Brix均显著不同。因此，这些实验另外证明了液体熏烟组合物中的羰基化合物与氨基酸的反应产生了影响pH值和浓度的其他副产物。

本文中值的范围的列举仅旨在用作分别指代落入该范围内的每个单独值的简写方法，除非本文另有说明，并且每个单独的值均并入在本说明书中，如同在本文中单独列举一样。除非另有说明，否则本文所提供的任何和所有实例或示例性语言(例如“例如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明，并且不对本发明的范围构成限制。本说明书中的语言不应被解释为指示任何未要求保护的元素是实践本发明所必需的。

本文描述了本发明的优选实施方案，包括发明人已知的实施本发明的最佳方式。在阅读前面的描述之后，那些优选实施方案的变化对于本领域的普通技术人员来说可变得显而易见。本发明人期望本领域技术人员适当地采用此类变化，并且本发明人打算以不同于本文具体描述的方式实践本发明。因此，本发明包括适用法律所容许的所附权利要求书中陈述的主题的所有修改和等效物。此外，本发明涵盖上述要素的所有可能的变化形式的任何组合，除非本文另外指出或与上下文明显矛盾。