美拉德反應制備薩拉米風味香精基料的研究

卜冬冬，王曉婧，汪建明，李秉業(yè)，張偉偉

(1.天津科技大學 食品工程與生物技術學院，天津 300457；2.山東天博食品配料有限公司，山東 濟寧 272000)

美拉德反應制備薩拉米風味香精基料的研究

卜冬冬1，王曉婧1，汪建明1，李秉業(yè)2，張偉偉2

(1.天津科技大學 食品工程與生物技術學院，天津 300457；2.山東天博食品配料有限公司，山東 濟寧 272000)

以酶解液為原料，研究了美拉德反應制備薩拉米風味香精基料。通過高效液相色譜法測定原料肉及發(fā)酵肉中的氨基酸種類及含量，通過正交試驗確定美拉德反應配方，最后通過模糊數學檢驗法進一步確定了美拉德反應的最佳配方：反應溫度100 ℃，反應時間60 min，各因素添加量為葡萄糖4%，木糖2.5%，硫胺素0.1%，Cys 0.8%，Arg 2%，Gly 1.2%，Tyr 1.6%，Glu 1.2%，Lys 0.8%。

酶解液；正交試驗；薩拉米風味；美拉德反應；模糊數學檢驗法

人類從開始烹飪食品以來就在利用美拉德反應制備美味的食品?，F代食品工業(yè)更是應用美拉德反應生產具有消費者喜歡的色澤與風味的食品。美拉德反應是食品加熱產生風味最重要的途徑之一，食品中的游離氨基酸和還原糖是美拉德反應的重要參與者，不同的單體氨基酸與還原糖反應，能夠產生不同的風味。

隋偉[1]利用蝦加工下腳料，運用生物酶解技術，通過熱反應(主要是美拉德反應)處理，研制風味逼真的蝦味香精；潘麗紅[2]運用生物酶解技術，對一級干腌金華火腿和豆粕進行水解，產物進一步熱反應(即美拉德反應)處理，研制干腌火腿香精。為研究開發(fā)薩拉米風味劑，一種新型的產品即薩拉米風味香精基料，本實驗以酶解液為原料，通過美拉德反應原料的選擇，確定最佳的美拉德反應配方，生產薩拉米風味濃郁、逼真的薩拉米風味香精基料。

1 材料與方法

1.1 主要原料和試劑

新鮮豬肉 市售；氨基酸、葡萄糖、木糖、硫胺素 山東天博食品配料有限公司。

1.2 主要儀器設備

98-1-B電子調溫電熱套 天津市泰斯特儀器有限公司；PHS-3C數顯pH計 上海精密科學儀器有限公司；MS403S分析天平 梅特勒-托利多儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；LXJ64-01離心機 河北省吳橋電機廠；1200系列高效液相色譜儀 美國Agilent公司。

1.3 制作工藝

豬肉糜→發(fā)酵→發(fā)酵肉→酶解→滅酶→美拉德反應→成品。

1.4 試驗方法

1.4.1 氨基酸的檢測

高效液相色譜法[3]。

1.4.2 模糊數學評價法[4]

1.4.2.1 評定小組的建立

挑選本試驗室經過感官評定培訓的食品專業(yè)學生10人組成感官評定小組，所有待測樣品在美拉德反應冷卻至30 ℃后統一評定，樣品以統一容器盛裝，隨機取樣，要求評定員評定前12 h不飲酒，不食刺激性食物，評定過程中禁止相互討論，以10 min為時間間隔單位，評定完一個樣品后以清水漱口。

1.4.2.2 感官評定風味質量因素集的確立

影響被評判對象質量的指標集合稱為因素集，表示為U=(u1, u2,……,ui,……,um)，其中U為因素集，ui為第i個因素，對于薩拉米風味香精基料，確定由3項指標組成因素集，即U=(氣味u1，滋味u2，組織狀態(tài)u3)。

1.4.2.3 評語集的建立

被評對象所屬質量級別的集合稱為評語集，表示為V=(vl,v2,……,vi,……,vm)(2

表1 薩拉米風味基料的感官評定標準表

1.4.2.4 質量因素權重集的確立

表2 評價薩拉米風味質量因素的權重分布統計

將表2中所得的各風味質量因素權重總分除以100，得到各風味質量因素的權重，分別為氣味0.39，滋味0.41，組織狀態(tài)0.20，則3項風味質量因素的權重集合為K=(kl，k2，k3) =(0.39，0.41，0.20)。因此，3個風味質量因素中權重最大的是滋味，氣味次之，權重最小的是組織狀態(tài)。

1.4.3 美拉德反應原料的選擇

1.4.3.1 還原糖的選擇

參考大量文獻及在預實驗的基礎上確定還原糖的種類。

1.4.3.2 氨基酸的選擇

采用高效液相色譜法分別測定原料肉和發(fā)酵肉中氨基酸的種類及含量，通過對比原料肉與發(fā)酵肉中氨基酸的種類及含量，選出含量差距較大的幾種氨基酸參與美拉德反應。

1.4.4 美拉德反應體系的建立

在前期試驗的基礎上，確定美拉德反應的所有原料，由于不同的還原糖種類和不同的氨基酸種類反應產生的風味差異很大，不同的還原糖含量及不同的氨基酸含量反應產生的風味差異也很大，故在預實驗的基礎上，將美拉德反應溫度、反應時間及9種反應原料進行正交試驗，正交試驗設計為十一因素五水平，正交試驗因素水平見表3。

表3 正交試驗因素水平表

2 結果與討論

2.1 美拉德反應原料的選擇

2.1.1 還原糖的選擇

綜合文獻報道,用于美拉德增香的碳水化合物中主要物質是一些還原糖。根據還原糖種類不同，它與酶解液產生的風味不一樣，而且反應的速度也不一樣，整體來講，戊糖>己糖>二糖。常見的戊糖有核糖、木糖、阿拉伯糖等，常見的己糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等[6]。其中核糖的反應活性最高，但因葡萄糖、木糖價廉易得，也常用來代替核糖生產肉味香料,因此本文選擇葡萄糖和木糖作為主要的還原糖參加美拉德反應。

2.1.2 氨基酸的選擇

氨基酸具有Strecker醛以及反應、釋放氨的能力，因此不同的氨基酸和還原糖反應，會產生不同的風味[7]。原料肉及發(fā)酵肉中氨基酸的種類及含量見表4。

表4 原料肉和發(fā)酵肉中氨基酸含量

由表4可知，原料肉和發(fā)酵肉中都含有16種氨基酸，包含甲硫氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸7種人體必需氨基酸，氨基酸種類一致，但氨基酸含量存在差異。發(fā)酵肉中氨基酸的含量較原料肉增加的百分比中：Cys增加百分比最大，增加量為17.65%；Tyr次之，增加的百分比為5.81%。氨基酸百分比增加較多的幾種氨基酸及增加次序為Cys>Tyr>Phe>Arg>Lys，由于Phe與還原糖反應產生苦味，故Phe不作為美拉德反應原料，選擇Cys，Tyr，Arg，Lys為美拉德反應原料。參考文獻[8-10]及在預實驗的基礎上，選擇Glu，Gly為美拉德反應原料。硫胺素熱降解后產生的噻唑，被認為是具有肉味特征風味的物質[11]，硫胺素的添加對體系香味物質的生成有促進作用，故選擇硫胺素為美拉德反應原料。

2.2 美拉德反應體系的建立

在前期試驗的基礎上，采用十一因素五水平的正交試驗對美拉德反應配方進行優(yōu)化選擇，正交試驗結果表見表5。

表5 正交試驗結果表

續(xù) 表

極差R的大小可以用來衡量試驗中相應因素作用的大小，極差R值越大，說明顯著性越高，反之說明顯著性越低。由表5可知，反應溫度的極差最大，故反應溫度對美拉德反應的影響最顯著；硫胺素的極差最小，故硫胺素對美拉德反應的影響顯著性最低。相應因素極差的大小順序為R(溫度)>R(Arg)>R(Cys)>R(Tyr)>R(葡萄糖)>R(Gly)>R(Lys)>R(時間)>R(木糖)>R(Glu)>R(硫胺素)，所以相應因素對美拉德反應的影響大小順序為溫度>Arg>Cys>Tyr>葡萄糖>Gly>Lys>時間>木糖>Glu>硫胺素。美拉德反應的最優(yōu)配方為反應溫度105 ℃，反應時間40 min，各因素添加量為葡萄糖4%，木糖2%，硫胺素0.3%，Cys 0.8%，Arg 0.8%，Gly 1.2%，Tyr 1.6%，Glu 1.2%，Lys 0.8%。

2.3 模糊數學評價檢驗

2.3.1 模糊矩陣建立結果

將上述實驗中最優(yōu)配方與正交試驗中評分較高的3個試驗配方做進一步評價，驗證并最終確定美拉德反應的最佳配方。將每個樣品的質量評價因素進行歸一化處理，得到以下模糊矩陣：

其中j=l,2為樣品編號，i=l,2,3為質量評價因素，ril,ri2,ri3分別為第i個評價因素。10名感官評定員對2組樣品按氣味、滋味、整體協調性3個因素逐一評價，其對應的等級票數分布情況見表6。

表6 感官評定票數分布

注：V1為優(yōu)秀；V2為良好；V3為—般；V4為較差。

根據以上規(guī)定，得到4組樣品的模糊矩陣如下：R11=V11/10……

2.3.2 模糊變換及綜合評價結果

根據模糊矩陣變化原理：R=K×A，則第1組樣品的綜合評價結果為：R1=K×A1=(0.39，0.41，0.20)×A1=(0.459，0.341，0.159，0.041)。以上結果可以說明，第1種樣品有45.9%的感官評定員認為其等級為優(yōu)秀，34.1%認為良好，15.9%認為一般，4.1%認為較差。同理可得其他樣品的綜合評價結果，其他樣品的綜合評價結果見表7。

表7 各樣品綜合評價結果

由表7可知，第2組樣品具有最高的隸屬優(yōu)秀頻率，其綜合感官為優(yōu)秀的概率為53.9%，遠遠超過其他樣品，且只有2%的評定員認為其較差，第2組樣品隸屬良好的頻率較第1組低，但優(yōu)秀與良好的總隸屬率達到86%，是所有樣品中最高的。根據最大隸屬原則認為樣品2的綜合感官最佳，即反應溫度100 ℃，反應時間60 min，各因素添加量為葡萄糖4%，木糖2.5%，硫胺素0.1%，Cys 0.8%，Arg 2%，Gly 1.2%，Tyr 1.6%，Glu 1.2%，Lys 0.8%。

3 結論

以酶解液為原料，研究了美拉德反應制備薩拉米風味香精基料的制備。通過相關文獻確定了美拉德反應體系中的還原糖種類；通過高效液相色譜法測定原料肉及發(fā)酵肉中的氨基酸種類及含量，從而確定美拉德反應體系中氨基酸的種類；通過正交試驗確定美拉德反應配方；最后通過模糊數學檢驗法進一步確定美拉德反應的最佳配方，即反應溫度100 ℃，反應時間60 min，各因素添加量為葡萄糖4%，木糖2.5%，硫胺素0.1%，Cys 0.8%，Arg 2%，Gly 1.2%，Tyr 1.6%，Glu 1.2%，Lys 0.8%，得到的產物具有濃郁的薩拉米風味，為后期制備薩拉米風味香精打下基礎。

[1]隋偉.熱反應蝦味香精的制備[D].無錫：江南大學，2006.

[2]潘麗紅.熱反應干腌火腿香精基料研發(fā)[D].南京：南京農業(yè)大學，2008.

[3]Xie X, Liang Y, Liu H, et al. Modification of glycolysis and its effect on the production of L-threonine inEscherichiacoli[J].Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology,2014,41(6):1007-1015.

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[11]丁耐克.食品風味化學[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1997.

Research on the Preparation of Salami Flavor Essence by Maillard Reaction

BU Dong-dong1, WANG Xiao-jing1, WANG Jian-ming1, LI Bing-ye2, ZHANG Wei-wei2

(1.College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China;2.Shandong Tianbo Food Ingredients Co., Ltd., Jining 272000, China)

Research the preparation of salami flavor essence by Maillard reaction with enzymolysis liquid as raw material. Detect the types and content of amino acids in raw meat and fermented meat by high performance liquid chromatography (HPLC). Determine the formula of Maillard reaction by orthogonal experiment. In the end, use fuzzy mathematics test to determine the optimal formula of Maillard reaction, that is reaction temperature of 100 ℃, reaction time of 60 min, glucose of 4%, xylose of 2.5%, thiamin of 0.1%,cysteine of 0.8%, arginine of 2%, glycine of 1.2%, tyrosine of 1.6%, glutamic of 1.2%, lysine of 0.8%.

enzymolysis liquid; orthogonal experiment; salami flavor; Maillard reaction; fuzzy mathematics test

2016-07-25

卜冬冬(1989-)，女，山東菏澤人，碩士，研究方向：食品工程。

TS207.4

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.01.035

1000-9973(2017)01-0148-05