蘆丁對(duì)大豆肽美拉德反應(yīng)色香味的影響

黃梅桂，汪劍，張曉鳴，劉平，宋詩(shī)清，夏書(shū)芹，賈承勝

1(江南大學(xué)食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫，214122)2(哈爾濱市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，國(guó)家農(nóng)林副產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，黑龍江哈爾濱，150036)

蘆丁對(duì)大豆肽美拉德反應(yīng)色香味的影響

黃梅桂1，汪劍2，張曉鳴1，劉平1，宋詩(shī)清1，夏書(shū)芹1，賈承勝1

1(江南大學(xué)食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫，214122)2(哈爾濱市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，國(guó)家農(nóng)林副產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，黑龍江哈爾濱，150036)

考察了蘆丁對(duì)大豆肽體系美拉德反應(yīng)中色澤的影響，研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的蘆丁可以抑制大豆肽美拉德反應(yīng)色澤的形成，且焦香味較突出，肉香味較弱。HPLC分子量分布分析結(jié)果表明，體系中小分子質(zhì)量(＜500 u)物質(zhì)占大多數(shù)，添加前后分別為76.21% 和76.86%。SPME－GC－MS分析顯示添加蘆丁的產(chǎn)物揮發(fā)性化合物種類(lèi)明顯減少，添加前后分別為65種和47種，特別是一些對(duì)肉香氣貢獻(xiàn)較大的含硫化合物2－呋喃甲硫醇受到明顯抑制，含量分別為10.187 2μg/g和6.118 0μg/g，這表明添加蘆丁的產(chǎn)物適合用于開(kāi)發(fā)色澤較淺，焦香味突出的美拉德風(fēng)味增強(qiáng)肽。

美拉德反應(yīng)，感官評(píng)定，分子量分布，揮發(fā)性化合物

食品風(fēng)味的增強(qiáng)與改善一直是廣大食品研究人員和生產(chǎn)者關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)美拉德熱反應(yīng)增強(qiáng)食品風(fēng)味特性進(jìn)行了廣泛的研究。美拉德反應(yīng)(maillard reaction)又稱(chēng)為“非酶褐變反應(yīng)”［1］，它是加工食品的色澤、濃郁芳香和各種風(fēng)味的主要來(lái)源，特別存在于一些傳統(tǒng)的加工工藝過(guò)程，如肉類(lèi)食品的蒸煮、面包等食品的烘烤以及咖啡、可可豆的焙炒。多年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)美拉德熱反應(yīng)的研究大多偏重在增強(qiáng)食品香氣(如焦甜香、肉香)、鑒定特征香氣成分以及增強(qiáng)其誘人的美拉德褐色物質(zhì)。鮮有報(bào)道如何控制美拉德反應(yīng)程度，特別是通過(guò)添加天然多酚類(lèi)化合物如蘆丁，使其產(chǎn)生色淺、香氣和滋味濃郁的熱反應(yīng)風(fēng)味增強(qiáng)肽。但是，在生活和科技水平十分發(fā)達(dá)的今天，人們不僅追求食品的香氣和滋味，更崇尚自然，注重營(yíng)養(yǎng)，清淡淺色型的食品越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)。

大豆肽含有所有人體必需氨基酸及多種不同分子量片段的肽，能增進(jìn)食品風(fēng)味(包括提升鮮味、香味、醇厚味、后味)，是純天然的食品原料，可為食品帶來(lái)不同的風(fēng)味特征或增強(qiáng)其風(fēng)味。大豆肽無(wú)論在功能特性上，還是營(yíng)養(yǎng)學(xué)上都有其獨(dú)特之處，是應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的大豆深加工產(chǎn)品之一。研究大豆肽的美拉德反應(yīng)，開(kāi)發(fā)清蒸型美拉德反應(yīng)風(fēng)味增強(qiáng)肽，研究其在淺色型食品中的應(yīng)用，對(duì)于充分利用我國(guó)的大豆資源，拓展大豆肽在食品中的應(yīng)用，促進(jìn)人類(lèi)的健康具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆分離蛋白(蛋白質(zhì)含量為86.7%)，購(gòu)于上海滬峰生物科技有限公司;蘆丁購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;Alcalase 2.4 L，購(gòu)于諾維信酶制劑公司;其他試劑均為分析純。

UV－1600紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)公司;WSC測(cè)色色差計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，F(xiàn)innigan Trace GC/MS，F(xiàn)innigan;美國(guó)，高效液相色譜儀，Waters Co.，Milford，美國(guó)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 大豆肽的制備

大豆分離蛋白按1∶8(g∶mL)溶于水中，85℃預(yù)處理20 min，用 0.5mol/L NaOH 調(diào)節(jié) pH 值至 8.0，添加 0.5%Alcalase，60℃ 恒溫酶解 4 h 后，升溫至90℃滅酶10 min。酶解物9 000 g離心15 min，取上清液凍干備用。

1.2.2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備

大豆肽 0.1 g/mL，D－木糖 0.015 g/mL，L－半胱氨酸0.01 g/mL 溶于蒸餾水中，分別按 0.05%，0.1%，0.15%，0.2%，0.25%，0.3% 添加蘆丁，0.1mol/L NaOH 或0.1mol/L HCl調(diào)節(jié) pH 值至 7.0，120 ℃ 油浴攪拌反應(yīng)2 h。取出冰浴，猝滅反應(yīng)，供分析用。

1.2.3 色差測(cè)定

以水做空白對(duì)照，定量移取2mL MRPs用于測(cè)定L*，a*，b*值。3次測(cè)定取平均值。按如下公式計(jì)算相應(yīng)參數(shù)［2］:

1.2.4 感官評(píng)定

MRPs按0.15%添加到鮮湯溶液中，加熱到60℃，將樣品3位數(shù)編碼后根據(jù)肉香、焦甜香、咸味、鮮味、醇厚味、持續(xù)性以及整體接受性進(jìn)行感官評(píng)定，添加等量的糊精鮮湯作為空白溶液，打分標(biāo)準(zhǔn)為1～7分，空白溶液為3分。鮮湯溶液固形物(1.5%)的組成為:50%食鹽、7%糖、3%洋蔥粉、3%牛肉粉、1.5%味精、1.2% 焦糖、0.2% 白胡椒、0.2% 芹菜粉、33.9% 乳糖［3］。

挑選8名感官評(píng)定員，年齡為23～49歲，感官評(píng)定前對(duì)評(píng)定員進(jìn)行感官訓(xùn)練，焦甜香為麥芽糖水溶液的香氣，鮮味參照為4 mmol/L的谷氨酸單鈉溶液，咸味參照為12 mmol/L的NaCl溶液，肉香、醇厚感和持續(xù)性參照物為牛肉膏塊(Knorr，上海)10 g溶于1L沸水中。

1.2.5 分子量分布測(cè)定

樣品制備:樣品溶解于流動(dòng)相中，高速離心(10 000 g)10 min，用 0.45 μm 微孔過(guò)濾膜過(guò)濾后供進(jìn)樣。儀器:Waters 600高效液相色譜儀(Empower工作站)。色譜條件:色譜柱:UltrahydrogelTMLinear 300 mm ×7.8 mmid ×2;流動(dòng)相:0.1M NaNO3;流速:0.9mL/min;柱溫:45℃。分子量(u)校正曲線(xiàn)所用標(biāo)準(zhǔn)品:MW2 000 000;MW133800;MW7 100;MW2 500;MW180。分子量計(jì)算公式如下:

MW:分子量，u;T:洗脫時(shí)間，min。

1.2.6 揮發(fā)性成分分析

揮發(fā)性組分的固相微萃取(SPME):樣品中揮發(fā)性組分采用固相微萃取方法(SPME)進(jìn)行提取，具體的方法為:將3g MRPs加入15mL固相微萃取樣品瓶中，并加入 5μL 1，2－二氯苯標(biāo)準(zhǔn)溶液(50μg/mL)作內(nèi)標(biāo)定量。將樣品瓶置于50℃下水浴，采用100 μmDVB/CAR/PMDS萃取頭吸附30 min，然后至氣相進(jìn)樣口250℃下解吸15min。

氣相色譜條件:色譜毛細(xì)管柱為DB－wax柱(30 m×0.25 mm ×0.25 μm);起始溫度40℃，保持3min，然后以5℃/min的升溫速度升溫到80℃，再以10℃/min的升溫速度升溫到160℃，保留0.5m in，再以2℃/min的升溫速度升溫到175℃，然后以10℃/min的升溫速度升溫到230℃，保留7 min;載氣為He，流速 1.8mL/min;不分流。

質(zhì)譜條件:電離方式為EI，電子能量70 eV，燈絲發(fā)射電流為200 μA，離子源溫度為250℃，接口溫度250℃。掃描質(zhì)量范圍為33～450 m/z。

揮發(fā)性化合物鑒定:將樣品揮發(fā)性化合物氣相色譜(GC)譜圖中每個(gè)洗脫峰的質(zhì)譜，同時(shí)與WILEY library(l0.7 萬(wàn)種化合物，Hewlett－packard Co.) 和NIST library(32 萬(wàn)種化合物，Hewlert－packard Co.)2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中已知化合物的質(zhì)譜進(jìn)行匹配和比較，按相似度(SI)＞800(最大值為1 000)的原則作為該峰化合物的鑒定結(jié)果。相同氣質(zhì)條件下進(jìn)樣C6－C26的正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品2μL，用于計(jì)算Kovats指數(shù)，與文獻(xiàn)對(duì)照，對(duì)檢索到的化合物進(jìn)行定性比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 蘆丁對(duì)美拉德反應(yīng)色澤的影響

在Lab色差空間中，L*值越大說(shuō)明物體顏色越白;a*值若為正值表現(xiàn)為紅色，負(fù)值為綠色;b*值正值為黃色，負(fù)值為藍(lán)色;總色差ΔE表示與參照物水相比的色差值，值越小表明越接水的顏色;C*值為彩度(Chroma)，其值越大顏色越鮮艷;色調(diào)H 0～600表示色調(diào)由紅褐－紅－黃－橙色變化。不同蘆丁添加量對(duì)大豆肽美拉德體系顏色的影響如圖1所示，在0.15%添加量時(shí) MRPs的 a*，b*，ΔE，C*以及 H 均具有最小值，明暗度L*具有最大值，這表明在該添加量下MRPs的顏色最淺，與未加蘆丁的MRPs(PXC)相比具有顯著差異，此條件下的蘆丁具有明顯抑制該體系大豆肽美拉德反應(yīng)色澤的形成。發(fā)生這種現(xiàn)象可能是因?yàn)樘J丁屬于具有多羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類(lèi)化合物，其抑制顏色形成的機(jī)制［4］和兒茶素類(lèi)似，其黃酮母核結(jié)構(gòu)的不飽和C環(huán)能與糖類(lèi)物質(zhì)發(fā)生糖基化反應(yīng)，多酚類(lèi)結(jié)構(gòu)中不飽和鍵上的π電子與羰基化合物發(fā)生親電反應(yīng)，在美拉德反應(yīng)的初級(jí)階段捕獲乙二醛、丙酮醛以及3－脫氧酮等中間產(chǎn)物，抑制MRPs前體 Amido－imidazorene 的形成［5］，從而抑制美拉德反應(yīng)高級(jí)階段黑色物質(zhì)的形成。但隨著蘆丁添加量的進(jìn)一步增加，顏色呈現(xiàn)深黃色，且有大量的沉淀生成，推測(cè)可能原因是由于在大量蘆丁存在條件下，其多羥基基團(tuán)一方面發(fā)生一定程度的自動(dòng)氧化，另一方面與大量的活性中間產(chǎn)物不規(guī)則反應(yīng)，大量發(fā)色團(tuán)被包合形成多聚物，使產(chǎn)物呈現(xiàn)較深的色澤。

圖1 蘆丁對(duì)大豆肽美拉德反應(yīng)色澤的影響

2.2 感官評(píng)定

對(duì)色澤較淺(蘆丁添加量0.15%，PXCR)的樣品與未添加蘆丁的樣品(PXC)進(jìn)行了感官評(píng)定，如圖2所示，添加蘆丁的樣品焦甜香很突出，肉香明顯較PXC弱，鮮味、咸味、持續(xù)性和醇厚味無(wú)顯著差異，PXCR的整體接受性稍弱于PXC。可能是因?yàn)槿庀銓?duì)整個(gè)樣品的整體接受性起著重要作用，PXC肉香濃郁協(xié)調(diào)，超過(guò)了對(duì)焦甜香的喜好程度。就應(yīng)用而言，添加蘆丁的樣品適用于增強(qiáng)焦甜香的食品中，而PXC更適用于增強(qiáng)肉香的食品中。

圖2 大豆肽MRPs的風(fēng)味輪廓圖

2.3 分子量分布分析

蘆丁的添加對(duì)大豆肽美拉德體系的色澤和風(fēng)味均有顯著影響，Ogasawara報(bào)道［3］，美拉德產(chǎn)物的分子量對(duì)其呈味特性有一定的關(guān)系，因此對(duì)MRPs進(jìn)行了進(jìn)一步分析。揮發(fā)和非揮發(fā)化合物的總體分子量分布(圖3)表明，2個(gè)體系中低分子量(＜500 u)物質(zhì)占大多數(shù)，分別為PXC 76.21%，PXCR 76.86%。分子量500～1 000 u的化合物含量差異較大，PXC和PXCR分別為 17.49%和16.55%。Ogasawara報(bào)道［3］，1 000～5 000 u的美拉德肽具有風(fēng)味增強(qiáng)的作用，本實(shí)驗(yàn)2個(gè)體系中分子量1 000～5 000 u的化合物含量差異不顯著，分別為6.27%和6.54%，這可能也是感官評(píng)定醇厚味等滋味差別不顯著的原因之一。

圖3 PXC和PXCR的分子質(zhì)量分布圖

2.4 固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用(SPME-GC-MS)分析

對(duì)2種美拉德反應(yīng)體系的揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析，其總離子流色譜圖如圖4所示，經(jīng)檢索整理鑒定，PXC體系中有65種風(fēng)味物質(zhì)，PXCR中共有47種風(fēng)味化合物，總含量分別為 62.102 3μg/g和 63.864 2μg/g(表1)。其揮發(fā)性化合物主要為醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、呋喃類(lèi)、吡嗪類(lèi)、吡咯類(lèi)、噻吩、噻唑以及酸類(lèi)物質(zhì)。一般認(rèn)為烴類(lèi)、醇、酸、酯對(duì)肉香氣沒(méi)有貢獻(xiàn)，但它們中一些化合物是形成雜環(huán)化合物的重要中間體，因此它們對(duì)形成肉香具有不可忽視的基底作用。不含硫的呋喃型化合物不具有肉香特征，主要是甜香和堅(jiān)果香［6］。噻唑類(lèi)化合物是烤和炸肉類(lèi)風(fēng)味的重要組分，閾值很低，具有堅(jiān)果香［7］。在含有蘆丁的體系中，風(fēng)味化合物的種類(lèi)明顯減少主要是因?yàn)樘J丁捕獲了部分活性二羰基化合物等風(fēng)味前體物質(zhì)，對(duì)色澤產(chǎn)生抑制作用的同時(shí)，某些風(fēng)味化合物的形成也受到抑制，特別是提供肉香氣的含硫化合物［8］，如2－呋喃甲硫醇(RT 16.33 min)，具有較高的風(fēng)味稀釋因子，氣味品質(zhì)為肉香和芳香［9］，在PXC和PXCR體系中的含量分別為 10.187 2μg/g和6.118 0μg/g，這與感官評(píng)定中PXCR肉香味不足的結(jié)果完全一致。同時(shí)，作為貢獻(xiàn)焦香、甜香及果香的揮發(fā)性化合物糠醛(RT 16.80 min)在蘆丁的作用下含量發(fā)生顯著的變化［10］，在PXC和PXCR體系中的含量分別為0.378 7μg/g和0.963 5μg/g，這也進(jìn)一步印證了感官評(píng)定PXCR中焦甜香突出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖4 PXC和PXCR的揮發(fā)性成分分析總離子流色譜圖

表1 蘆丁添加前后揮發(fā)性成分絕對(duì)含量的比較

續(xù)表1

3 結(jié)論

一定量的蘆丁可以抑制大豆肽美拉德反應(yīng)色澤的形成，并對(duì)風(fēng)味輪廓產(chǎn)生較大的影響，比較分析找到了添加蘆丁制備色澤淺、風(fēng)味佳的大豆肽美拉德風(fēng)味肽的途徑，這對(duì)于開(kāi)發(fā)清蒸型風(fēng)味增強(qiáng)肽具有理論和實(shí)踐意義。

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Effect of Rutin on Color and Flavor of Maillard Reaction Products of Soybean Peptide

Huang Mei－gui1，Wang Jian2，Zhang Xiao－ming1，Liu Ping1，Song Shi－qing1，Xia Shu－qin1，Jia Cheng－sheng1
1(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)2(Harbin Product Quality Supervision and Inspection Institute，National Quality Supervision and Inspection Institute of Agricultural by－products，Haerbin 150036，China)

The effect of rutin on color and flavor of Maillard reaction products of soybean peptide was investigated.The effective addition of rutin for inhibiting color formation was 0.15%(w/w).Carmel－like aroma of Maillard reaction products(MRPs)derived from soybean peptide with rutin(PXCR)was significantly higher，and meaty aroma was weaker than control(PXC).Low molecular weight( ＜500 u)was 76.21%and 76.86%，respectively，in PXC and PXCR from the result of molecular weight distribution determined by HPLC.The result showed that kinds of volatile compounds by SPME－GC－MS were decreased from 65 to 47 after adding rutin.The content of sulfur compounds，such as 2－methyl－furanthiol，which greatly attributed to meaty aroma，was decreased from 10.1872μg/g to 6.118 0μg/g，indicating that rutin can be helpful to produce light－colored and carmel－like flavor enchancer Maillard peptides.

Maillard reaction，sensory evaluation，molecular weight distribution，volatile compounds

在讀博士(張曉鳴教授為通訊作者)。

* 國(guó)家自然科學(xué)基金(31071602)，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(SKLF－TS－200813)，科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金(10C26213200976)共同資助。

2010－07－07，改回日期:2010－09－07