晾曬對金華火腿中美拉德反應(yīng)的影響

周一鳴，賀利慶，周小理*，肖 瀛

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海 201418）

晾曬對金華火腿中美拉德反應(yīng)的影響

周一鳴，賀利慶，周小理*，肖 瀛

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海 201418）

本實驗以傳統(tǒng)和現(xiàn)代兩種不同工藝制作的金華火腿為研究對象，通過對金華火腿不同制作工藝過程中美拉德（Maillard）反應(yīng)理化特性（色澤、褐度、標(biāo)志性Maillard產(chǎn)物）及其風(fēng)味物質(zhì)變化的研究，探究了傳統(tǒng)工藝中晾曬工藝對金華火腿中Maillard反應(yīng)及風(fēng)味物質(zhì)形成的重要性。結(jié)果表明：金華火腿在兩種工藝制作過程中，蛋白質(zhì)含量、顏色、抗氧化活性及褐度在失水（傳統(tǒng)晾曬/現(xiàn)代風(fēng)干）階段均具有顯著性差異（P＜0.05）；同時，丙烯酰胺、5-羥基糠醛、吡嗪3 種Maillard標(biāo)志性產(chǎn)物在傳統(tǒng)工藝制作中產(chǎn)生的含量分別為0.16 mg/g、0.025、0.090 μg/g，較現(xiàn)代制作工藝中3 種物質(zhì)的含量分別提高6.67%、31.58%和28.57%；此外，傳統(tǒng)制作工藝所制的金華火腿中醛類、酮類、以及N、S雜環(huán)化合物類等具有風(fēng)味的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物較現(xiàn)代制作工藝均有不同程度的增加。綜上所述，傳統(tǒng)工藝中晾曬工藝對金華火腿制作中Maillard反應(yīng)起到促進(jìn)作用，并對金華火腿風(fēng)味的形成具有重要貢獻(xiàn)。

金華火腿；晾曬；Maillard反應(yīng)；風(fēng)味物質(zhì)

周一鳴， 賀利慶， 周小理， 等. 晾曬對金華火腿中美拉德反應(yīng)的影響［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（15）: 107-112. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201615018. http://www.spkx.net.cn

ZHOU Yiming， HE Liqing， ZHOU Xiaoli， et al. Effect of sun-drying on Maillard reaction in Jinhua ham［J］. Food Science， 2016，37（15）: 107-112. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201615018. http://www.spkx.net.cn

金華火腿是中國著名的具有百年歷史的傳統(tǒng)食品，它是以浙江金華區(qū)著名的地方種豬：金華豬或雜交后代的后腿為原料，根據(jù)傳統(tǒng)工藝或現(xiàn)代改進(jìn)工藝精制而成的干腌肉制品，與宣威火腿、如皋火腿并稱中國三大火腿，是中國勞動人民智慧的結(jié)晶。

美拉德（Maillard）反應(yīng)是一種廣泛存在于食品行業(yè)的非酶褐變反應(yīng)，是還原糖類和氨基酸及蛋白質(zhì)等物質(zhì)間的反應(yīng)。它具有特殊的物理、化學(xué)特征，通常Maillard反應(yīng)產(chǎn)物包括酮類、醛類及吡啶類、呋喃類、吡嗪類化合物，對食品的風(fēng)味貢獻(xiàn)很大［1］。隨著對食品中Maillard反應(yīng)研究的深入，丙烯酰胺、5-羥基糠醛、吡嗪等［2］反應(yīng)的標(biāo)志性產(chǎn)物也逐漸被人們所鑒定。同時，色澤變化也是反映Maillard反應(yīng)程度的顯著標(biāo)志，其中色差的變化作為判斷依據(jù)［3］，以褐度變化作為Maillard反應(yīng)進(jìn)行程度的依據(jù)［4］。此外學(xué)者們還以抗氧化活性為對Maillard反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)的驗證［5-6］。我國傳統(tǒng)的肉制食品的精華——金華火腿，富含蛋白質(zhì)和游離氨基酸等成分，憑借其獨特的風(fēng)味，多年來備受國內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛［7］。田懷香［1］、趙景麗［8］等研究發(fā)現(xiàn)，Maillard反應(yīng)是金華火腿主要風(fēng)味物質(zhì)形成的原因。

目前，金華火腿的制作工藝主要分為傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代改進(jìn)工藝兩種［9］。工藝過程主要包括原料選擇、腌制、失水（晾曬/風(fēng)干）、發(fā)酵成熟、后熟五個階段［10］，整個過程從冬季開始至秋季完成，歷時長達(dá)數(shù)月?，F(xiàn)代改進(jìn)工藝中采用風(fēng)干替代傳統(tǒng)工藝中的晾曬，其目的是為了方便工業(yè)生產(chǎn)、縮短制作周期，同時也能保持傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品的獨特風(fēng)味。但近期研究發(fā)現(xiàn)，采用現(xiàn)代改進(jìn)工藝制作的金華火腿風(fēng)味不夠鮮香且不耐貯藏［11］。為此，本實驗以金華火腿制作的失水階段（晾曬/風(fēng)干）為切入點，通過對金華火腿不同工藝過程中Maillard反應(yīng)的理化特性（色澤、褐度、標(biāo)志性Maillard產(chǎn)物、風(fēng)味物質(zhì)）的研究，探究晾曬對金華火腿Maillard反應(yīng)的影響。為進(jìn)一步優(yōu)化金華火腿制作工藝，使之更符合現(xiàn)代健康需求提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

按照金華火腿原料要求，從金華火腿廠選購?fù)慌?7 只新鮮、腿形好、肥膘適中，質(zhì)量在6.2～6.9 kg之間的豬后腿。

丙烯酰胺（色譜純，下同）、甲醇、吡嗪、5-甲基糠醛、乙腈 美國Sigma公司；6-羥基-2，5，7，8甲基-苯并二氫吡喃-2-羧酸（6-hydroxy-2，5，7，8-tetramethyl chroman-2-carboxylic acid，Trolox）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazil，DPPH）、2，2’-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2，2’-azinobis（3-ethylbenothiazoline-6-sulphonic acid）diammonium salt，ABTS）、2，4，6-三（2-吡啶基）-1，3，5-三嗪（2，4，6-tri（2-pyridyl）-1，3，5-triazine，TPTZ） 上海寶曼生物科技有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

LC20AD高效液相色譜儀、UV-2600紫外-可見分光光度計、QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；3-18K高速冷凍離心機(jī) 美國Sigma公司；FJ300-S均質(zhì)機(jī) 上海五久自動化設(shè)備有限公司。

1.3方法

樣品制備：按照兩條工藝進(jìn)行制作：傳統(tǒng)工藝（A組）：原料腿（6.2～6.9 kg）→腌制（溫度2.0～4.5 ℃，相對濕度65%～85.70 %，50 d）→晾曬（溫度12～26 ℃，相對濕度70%～95%，9 d）→發(fā)酵（溫度24～36 ℃，相對濕度60%～90 %，120 d）→后熟（成品）；現(xiàn)代工藝（B組）：采用排風(fēng)扇風(fēng)干工藝替代傳統(tǒng)工藝中的晾曬，此外與傳統(tǒng)工藝相同。

取樣工藝點：腌制結(jié)束、晾曬（風(fēng)干）結(jié)束、發(fā)酵結(jié)束、后熟（成品），分別標(biāo)號為1#～4#。每個工藝點分別在3 只腿取樣，且腌制結(jié)束留3 只腿做空白對照，共27 只腿，每次取股二頭肌300 g，粉碎后真空封口貯藏，待用。

1.3.1金華火腿中主要成分的測定

分別取A、B兩種工藝中的樣品參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》［12］直接干燥法測其水分；參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》［13］的方法測定其脂肪；參照趙改名［10］的方法對金華火腿進(jìn)行處理后，再根據(jù)GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》［14］采用凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量。

1.3.2色澤的測定

色差的測定：參照孟岳成等［15］的測定方法。

褐度的測定：參照Kim等［16］的方法，準(zhǔn)確稱取5 g金華火腿樣品，加入20 mL 50%乙醇，在高速均質(zhì)機(jī)作用下，冰浴中提取10 min。提取液于4 ℃、10 000 r/min條件下離心10 min，過濾脫脂，收集濾液。向沉淀加入10 mL 50%乙醇重復(fù)提取2 次，合并所有濾液。分別在280、360、420 nm波長處測定濾液的吸光度A。

1.3.3Maillard反應(yīng)標(biāo)志性產(chǎn)物的測定

根據(jù)Zhou Yiming等［17］的方法略作修改，對處理后的金華火腿進(jìn)行高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（high-performance liquid chromatographic-tandem mass spectrometric，HPLC-MS）分析。

1.3.4抗氧化活性的測定

準(zhǔn)確稱取20 g樣品，參照Noipa等［18］的方法進(jìn)行DPPH自由基清除率的測定；參照Yu Xiangming等［19］的方法進(jìn)行ABTS+·清除率的測定；按照Liu Yazheng等［20］的方法進(jìn)行亞鐵還原能力（ferric reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）的測定。

另外，分別以不同濃度的Trolox清除DPPH自由基能力的大小和ABTS+·能力的大小，計算2 mg/mL的待測樣品的Trolox當(dāng)量抗氧化能力。

1.3.5揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及Maillard反應(yīng)產(chǎn)物變化的測定

參照趙景麗等［8］的方法，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）技術(shù)對風(fēng)味物質(zhì)的的含量進(jìn)行測定。結(jié)果表示為占所有風(fēng)味物質(zhì)的百分含量。

1.4數(shù)據(jù)分析

結(jié)果以±s表示，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，組間比較采用方差齊性檢驗和單因素方差分析，以P＜0.05差異顯著。

2　結(jié)果與分析

2.1基本成分含量變化分析

圖1　加工后金華火腿成品基本成分含量變化Fig. 1 Evolution of chemical composition of Jinhua ham during production

由圖1可知，在A、B兩組樣品中，金華火腿在加工過程中水分含量均不斷降低，在金華火腿晾曬（風(fēng)干）階段失水最快，水分含量較腌制階段分別降低了11.10%和13.09%，因此，現(xiàn)代工藝中選擇風(fēng)干替代了傳統(tǒng)工藝中的晾曬，達(dá)到理想的失水效果卻忽略了晾曬對金華火腿中其他成分的影響；A、B兩組樣品蛋白質(zhì)含量（以干基計）分別較腌制階段降低了30.21%和27.23%，其中在失水（晾曬或風(fēng)干）階段開始有顯著性差異（P＜0.05），且A組樣品比B組蛋白質(zhì)含量低。由此可見，晾曬具有加速蛋白質(zhì)降解的作用。A、B兩組樣品肌間脂肪含量（以干基計），在失水（晾曬或風(fēng)干）階段變化最大，分別提高至37.41%、33.63%。這與皮下脂肪在制作過程中不斷浸入肌間有關(guān)［21］，且晾曬對皮下脂肪浸入肌間具有加速效果。

2.2晾曬對金華火腿色澤的影響

2.2.1色差變化分析

圖2　不同工藝階段金華火腿樣品色澤變化Fig. 2 Color change of Jinhua ham druing production

在色差數(shù)據(jù)參數(shù)中，L*值、a*值分別代表黑白、紅綠顏色的大小，其中L*值減少，表明黑色加深；a*值增加，說明紅色加深［22］。由圖2可知，A、B兩組樣品的L*值均呈不斷降低趨勢，而a*值均呈不斷增加的趨勢，這說明金華火腿均呈顏色加深趨勢，初步判斷Maillard反應(yīng)產(chǎn)物在不斷積累；A、B兩組樣品在失水（晾曬或風(fēng)干）階段，L*值和a*值均開始有顯著差異（P＜0.05），且在失水（晾曬或風(fēng)干）階段，A組較B組樣品的L*值低29.80%，而a*值高11.04%，這表明晾曬相比于風(fēng)干更能促進(jìn)Maillard反應(yīng)的發(fā)生。

2.2.2褐度變化分析

del Pino-García［4］和Jung［5］等的研究表明，280、360 nm以及420 nm波長處的吸光度分別用于表征早期、中間、末期Maillard反應(yīng)產(chǎn)物的褐度變化。金華火腿加工過程的褐度變化見圖3。

圖3　不同工藝階段金華火腿褐度變化Fig. 3 Browning change of Jinhua ham during production

由圖3可知，A和B兩組樣品在280、360、420 nm波長處的吸光度均呈現(xiàn)遞增趨勢。在280 nm波長處的吸光度從腌制階段至成品分別增加了22.01%和12.87%；在360 nm波長處的吸光度從腌制階段至成品分別增加了208.69%和175.00%；在420 nm波長處的吸光度從腌制階段至成品分別增加了233.33%和183.33%。由此可初步判斷金華火腿在現(xiàn)代工藝和傳統(tǒng)工藝制作過程中均發(fā)生了Maillard反應(yīng)。A、B兩組樣品的在3 個波長處的吸光度在失水之后的工藝階段組間均有顯著差異，且A組樣品吸光度均高于B組，由此可推斷，傳統(tǒng)晾曬更能促進(jìn)產(chǎn)生Maillard反應(yīng)。

2.3傳統(tǒng)晾曬對Maillard反應(yīng)標(biāo)志性產(chǎn)物的影響

由圖4可知，丙烯酰胺在電噴霧作用下形成的碎片離子峰包括：m/z 72.1 ［M+H］+、90.8 ［M+H3O］+、106.95 ［M+H2O+NH3］+及56.15 ［M-NH2］+。峰a所對應(yīng)化合物的裂解信息與丙烯酰胺的裂解規(guī)律吻合，故可確定峰a所對應(yīng)的化合物為丙烯酰胺。5-羥甲基糠醛（5-hydroxymethyl furfural，HMF）在電噴霧的作用下，形成的碎片離子峰包括：m/z 127.15 ［M+H］+、145.1［M+H3O］+、99.1 ［M-CO+H］+、109.6 ［M-H2O+H］+與69.4 ［M-CO-CH2OH+H］+。峰b所對應(yīng)化合物的裂解信息與HMF的裂解規(guī)律吻合，故可確定峰b所對應(yīng)的化合物為HMF。吡嗪在電噴霧的作用下形成的碎片離子峰包括：m/z 81.05 ［M+H］+、99.05 ［M+H3O］+及113.9 ［M+2H2O+H］+。峰c所對應(yīng)化合物的裂解信息與吡嗪的裂解規(guī)律吻合，故可確定峰c所對應(yīng)的化合物為吡嗪。故在金華火腿樣品中，檢出3 種Maillard反應(yīng)標(biāo)志性產(chǎn)物。

圖4　金華火腿樣品的高效液相色譜圖（A）及碎片離子峰的MS圖（B～DD）Fig. 4 Chromatogram of Jinhua ham extract （A） and corresponding mass spectra of fragment ion peaks （B～D）

由表1可知，在A、B兩組樣品中的1#均未檢測出Maillard反應(yīng)標(biāo)志性產(chǎn)物，但在隨后的階段，3 種Maillard反應(yīng)標(biāo)志性產(chǎn)物不斷被檢測出，最后在A組樣品中的丙烯酰胺、HMF和吡嗪的含量分別為0.16 mg/g、0.025、0.090 μg/g，較B組樣品中3 種物質(zhì)的含量分別高6.67%、31.58%、28.57%。綜合上述可知，Maillard反應(yīng)在金華火腿后續(xù)制作過程中持續(xù)發(fā)生，且晾曬加速了Maillard反應(yīng)的進(jìn)行。

表1　不同工藝階段金華火腿中丙烯酰胺、HMF及吡嗪含量Table 1 Acrylamide， HMF and pyrazine contents in Jinhuaham at different processing stages

2.4金華火腿抗氧化活性分析

大量的研究發(fā)現(xiàn)，Maillard反應(yīng)產(chǎn)物具有一定的抗氧化活性［23-24］。本實驗選用DPPH自由基、ABTS+·以及FRAP 3種抗氧化測定體系。其中，DPPH為乙醇體系，ABST為乙醇-水體系，F(xiàn)RAP為水體系，以綜合考察不同體系與金華火腿抗氧化活性的關(guān)系。

圖5　不同工藝階段金華火腿抗氧化活性變化Fig. 5 Change in antioxidant activities of Jinhua ham during different processing steps

由圖5可知，在DPPH、ABTS、FRAP 3 種體系中，A、B組金華火腿樣品隨著其制作過程的進(jìn)行，其抗氧化活性均呈遞增趨勢，從而側(cè)面驗證了金華火腿中Maillard反應(yīng)的發(fā)生。A、B兩組樣品抗氧化能力之間有顯著差異，且A組樣品的抗氧化活性更高，從而驗證了傳統(tǒng)晾曬使金華火腿發(fā)生了更深程度的Maillard反應(yīng)。

2.5傳統(tǒng)晾曬對金華火腿揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及Maillard反應(yīng)產(chǎn)物的影響

表2　金華火腿晾曬后風(fēng)味物質(zhì)的含量變化Table 2 Changes in flavor compounds of Jinhua ham after sun-drying %

由表2可知，醛類物質(zhì)作為Maillard反應(yīng)產(chǎn)物中的主要成分，其含量隨著制作過程不斷增加，最后高達(dá)40%左右。醛類物質(zhì)由于其閾值很低，對火腿的風(fēng)味影響較大，學(xué)者認(rèn)為這部分物質(zhì)的產(chǎn)生是由脂肪氧化和Maillard反應(yīng)得到的［24］。酮類物質(zhì)，是金華火腿風(fēng)味物質(zhì)的重要組成成分，同時也是Maillard反應(yīng)的中間產(chǎn)物［1］，在A、B組金華火腿樣品制作過程中均呈先增加后減少的趨勢。此外，金華火腿中的雜環(huán)類化合物是由Maillard反應(yīng)產(chǎn)生的，一些金華火腿風(fēng)味的重要組成成分其含量雖不高（4.0%～6.5%），卻對金華火腿的風(fēng)味有著重要貢獻(xiàn)，如：吡啶類、吡嗪類、呋喃類［24］。

3　結(jié) 論

采用HPLC、GC-MS等技術(shù)，測定分析樣品加工過程中色澤變化、抗氧化能力、標(biāo)志性產(chǎn)物含量等特性，揭示金華火腿在主要加工過程中因Maillard反應(yīng)而發(fā)生的變化。同時，通過對傳統(tǒng)和現(xiàn)代工藝的對比研究表明，晾曬階段促進(jìn)了金華火腿中Maillard反應(yīng)的發(fā)生，且對金華火腿獨特風(fēng)味的形成具有重要作用。

金華火腿在加工制作過程，蛋白質(zhì)含量明顯降低且色澤顯著加深。經(jīng)HPLC、GC-MS聯(lián)用技術(shù)分析，醛類、酮類、N、S雜環(huán)類物質(zhì)含量不斷增加，從而表明在金華火腿制作過程中Maillard反應(yīng)的產(chǎn)物的不斷積累。并且通過檢測Maillard反應(yīng)標(biāo)志性產(chǎn)物：丙烯酰胺、5-羥甲基糠醛、吡嗪，更進(jìn)一步驗證這一過程。

通過A、B兩組樣品的對比，金華火腿蛋白質(zhì)含量、色澤、褐度、抗氧化活性均有顯著性差異（P＜0.05），且A組樣品中揮發(fā)性Maillard反應(yīng)產(chǎn)物以及標(biāo)志性產(chǎn)物含量均高于B組樣品，這表明傳統(tǒng)晾曬加速了Maillard反應(yīng)的發(fā)生，對金華火腿獨特風(fēng)味的形成具有重要貢獻(xiàn)。

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Effect of Sun-Drying on Maillard Reaction in Jinhua Ham

ZHOU Yiming， HE Liqing， ZHOU Xiaoli*， XIAO Ying
（School of Perfume and Aroma Technology， Shanghai Institute of Technology， Shanghai 201418， China）

Changes in physicochemical characteristics （color， browning degree and representative products） of Maillard reaction and flavor compounds during the conventional and modern production process of Jinhua ham were examined to explore the role of the traditional sun-drying process in the Maillard reaction and the formation of flavor compounds in Jinhua ham. The results showed that protein content， browning， color and antioxidant activity of Jinhua ham at the stage of dehydration （sun-drying in traditional process/natural air drying in modern process） were significantly different（P ＜ 0.05）. The contents of three representative Maillard reaction products acrylamide， 5-hydroxymethyl furfural and pyrazine in Jinhua ham produced by traditional process were 0.16 mg/g， 0.025 and 0.090 μg/g， which were 6.67%， 31.58% and 28.57% higher than those of Jinhua ham produced by modern process， respectively. In addition， Maillard reaction products such as aldehydes， ketones， and N-， and S-containing heterocycles in Jinhua ham produced by traditional process were higher when compared with Jinhua ham produced by modern process. In summary， the traditional sun-drying process has a catalytic role in the Maillard reaction and flavor formation in Jinhua ham.

Jinhua ham； sun-drying； Maillard reaction； flavor materials

10.7506/spkx1002-6630-201615018

TS201.1

A

1002-6630（2016）15-0107-06

2016-03-28

上海市“化學(xué)工程與技術(shù)（香料香精技術(shù)與工程）”高原學(xué)科項目；國家自然科學(xué)基金中德合作研究項目（GZ727）

周一鳴（1981—），男，副教授，博士，研究方向為功能食品開發(fā)、食品加工與工藝。E-mail：zhouymsit@163.com

周小理（1957—），女，教授，學(xué)士，研究方向為食品新資源深度開發(fā)與利用。E-mail：zhouxl@sit.edu.cn

引文格式：