美拉德增香反應制備宣威火腿風味基料研究

劉 佳， 王 優(yōu)， 王桂英， 程志斌， 谷大海， 范江平， 葛長榮*， 廖國周*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，云南昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學云南省畜產(chǎn)品加工工程技術研究中心，云南昆明 650201；3.上海旺旺集團食品有限公司，上海 201103)

美拉德增香反應制備宣威火腿風味基料研究

劉 佳1，2， 王 優(yōu)3， 王桂英1，2， 程志斌2， 谷大海1，2， 范江平1，2， 葛長榮2*， 廖國周1，2*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，云南昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學云南省畜產(chǎn)品加工工程技術研究中心，云南昆明 650201；3.上海旺旺集團食品有限公司，上海 201103)

[目的]為宣威火腿高值化利用與開發(fā)提供科學依據(jù)。[方法]以云南宣威火腿邊角料為材料，用動物蛋白水解酶和風味蛋白酶復合酶解，制得最佳酶解液作為美拉德增香反應基液，研究了木糖、半胱氨酸鹽酸鹽、酵母抽提物的添加量和溫度、時間等單因素對美拉德增香反應效果的影響，并通過L16(45)正交試驗進行優(yōu)化。[結(jié)果]宣威火腿酶解液15 mL、木糖3.0%、半胱氨酸鹽酸鹽1.0%、酵母抽提物0.3%、火腿脂肪0.5%，在115 ℃下反應40 min，所得產(chǎn)品感官評分為68.33分。[結(jié)論]運用該條件下的美拉德增香反應制備的宣威火腿增香產(chǎn)品顏色為深紅棕色，具有濃郁的火腿香味，是一種健康的風味基料。

宣威火腿；邊角料；美拉德反應

宣威火腿是云南著名傳統(tǒng)腌臘肉制品，與如皋北腿、金華南腿并稱“華夏三大名腿”。宣威火腿色鮮肉嫩，咸淡皆宜，食而不膩，風味香甜[1-2]，經(jīng)近幾年的發(fā)展，年產(chǎn)量達萬余噸，產(chǎn)值達數(shù)億元，為地方經(jīng)濟作出較大的貢獻[3-5]。宣威火腿以烏金豬[6]為原料，將其后腿切割為琵琶形并洗凈，以鹽在皮、肉表面用力反復干擦搓揉，使之滲入肉里，腌制后自然發(fā)酵，經(jīng)半年可成熟，發(fā)酵過程復雜，涉及了化學、物理和生物化學的變化，此過程形成火腿獨特的風味[7]。但因火腿加工生產(chǎn)周期長，導致火腿價格高，銷量有限，且在收購加工中積累大量邊角料，造成資源浪費和環(huán)境污染。

筆者以宣威火腿邊角料為材料，對其進行復合酶解，所得酶解液為美拉德反應基液，研制一種風味基料。所得調(diào)味料與傳統(tǒng)調(diào)味料相比，具有經(jīng)濟環(huán)保、綠色安全、營養(yǎng)齊全、風味逼真等優(yōu)點，可用于方便食品的調(diào)味包、膨化休閑食品、菜肴、煲燙及醬鹵制品等。目前以宣威火腿為原料生產(chǎn)香精或風味調(diào)料的報道較少，充分利用宣威火腿邊角料制備風味別致、品質(zhì)優(yōu)良的風味調(diào)料，不僅最大限度地保留其營養(yǎng)與風味，而且符合現(xiàn)代餐飲和食品加工對調(diào)味料復合化、多元化的需求，同時提升宣威火腿產(chǎn)品附加值，適應當今快速、高效、便捷的現(xiàn)代化生活方式，能很好地將云南的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為商品和經(jīng)濟優(yōu)勢，對促進云南特色食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原材料。宣威火腿邊角料，云南省宣威市宣泰火腿食品有限公司提供。

1.1.2 主要試劑。動物水解蛋白酶、復合風味酶，南寧龐博生物工程有限公司；磷酸二氫鉀(KH2PO4)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4)，連云港友進食品添加劑技術開發(fā)有限公司；葡萄糖、木糖，上海源葉生物科技有限公司；半胱氨酸鹽酸鹽、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、精氨酸，Biosharp生物科技有限公司；酵母抽提物，河南千志商貿(mào)有限公司；硫胺素，上海博奧生物科技有限公司。以上均為食品級。

1.1.3 主要儀器。MJ-BL25c4組織搗碎機，廣東美的電器有限公司；JJ-1精密增力攪拌器，常州澳華儀器有限公司；DK-98-Ⅱ 電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；TGL-16C高速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；YXQ-LS-75SII高壓蒸汽滅菌鍋，上海博迅實業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酶解液的制備。以響應曲面優(yōu)化后的條件，采用復合風味蛋白酶和動物蛋白水解酶進行雙酶酶解，即取一定量絞碎后粒度均勻的宣威火腿邊角料，加入去離子水，控制料液比(g∶mL)1∶8，pH 7.38，溫度50.00 ℃，復合風味酶添加量0.37%，動物蛋白水解酶添加量0.41%，置于生物酶反應器中，接恒溫水浴，增力攪拌器不停攪拌。酶解反應4.14 h，完畢后，酶解液在100 ℃下加熱，滅酶20 min，后于5 000 r/min條件下離心15 min，取上清液儲存于冰箱備用。

最后，完善政府、企業(yè)、社會和個人多元投入機制，探索鼓勵企業(yè)、社會組織加大人才投入的政策措施，激發(fā)全社會重視科技創(chuàng)新、重視人才隊伍建設的投入氛圍，推動企業(yè)科技創(chuàng)新主體作用提升，提高金融資本對科技創(chuàng)新和科技人才發(fā)展的貢獻率，形成政府引導、企業(yè)主導、社會參與的多元化投入格局。

1.2.2 美拉德增香反應。按既定方案向燒杯中加入宣威火腿酶解液、還原糖、氨基酸等配料，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，用鋁箔封口，置于高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)。根據(jù)不同反應條件，控制反應溫度并維持特定時間，停止加熱，在流水中快速冷卻，密閉保存，待反應液溫度降至25 ℃時即可進行感官評分。

1.2.3 感官評分。采用評分檢驗法，以宣威火腿總體香味的可接受性結(jié)合其強度為綜合考核指標，由10名熟悉宣威火腿香味的感官評價員對產(chǎn)品進行評價。對同一考察小組內(nèi)的產(chǎn)品按照綜合考核指標進行排序，最佳的產(chǎn)品得分最高(為該小組的產(chǎn)品個數(shù))，依次類推到最差的產(chǎn)品評分為1，評分相同的產(chǎn)品得分取平均值。10名評價員的評分之和為該產(chǎn)品得分。

1.2.4 單因素試驗。按美拉德熱反應基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，半胱氨酸鹽酸鹽添加量1%，酵母抽提物添加量0.4%，硫胺素添加量0.4%，然后添加木糖0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%，在110 ℃、自然pH條件下，反應30 min，考察不同木糖添加量對美拉德反應的影響。按美拉德熱反應基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，酵母抽提物添加量0.4%，硫胺素添加量0.4%，然后添加半胱氨酸鹽酸鹽0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%，在110 ℃、自然pH條件下，反應30 min，考察半胱氨酸鹽酸鹽不同添加量對美拉德反應的影響。按美拉德熱反應基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，半胱氨酸鹽酸鹽添加量0.8%，硫胺素添加量0.4%，然后添加酵母抽提物0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%，加水至終濃度為10%，在110 ℃、自然pH條件下，反應30 min，考察酵母抽提物不同添加量對美拉德反應的影響。按美拉德熱反應基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，半胱氨酸鹽酸鹽添加量0.8%，酵母抽提物添加量0.3%，硫胺素添加量0.2%，設計溫度梯度為100、105、110、115、120、125、130 ℃，在自然pH條件下，反應30 min，考察不同反應溫度對美拉德反應的影響。按美拉德熱反應基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，半胱氨酸鹽酸鹽添加量0.8%，酵母抽提物添加量0.3%，硫胺素添加量0.2%，設計時間梯度為10、20、30、40、50、60、70 min，在溫度115 ℃，自然pH條件下，反應30 min，考察不同反應時間對美拉德反應的影響。均以感官評分為指標。1.2.5 正交試驗優(yōu)化美拉德反應工藝條件。在大量預試驗及單因素試驗的基礎上，為了得到更為合適的美拉德反應條件，根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以感官評分值為衡量指標，按照L16(45)正交表設計5因素4水平的正交試驗，因素及水平設計見表1。該試驗按美拉德熱反應配方，取宣威火腿酶解液15 mL，硫胺素添加量0.2%，木糖、半胱氨酸鹽酸鹽、酵母抽提物添加量按正交試驗方案進行，火腿脂肪添加量0.5%，在溫度115 ℃條件下，反應50 min，制得的樣品密閉保存一定時間待除去雜味后進行感官評價。

表1 美拉德反應工藝條件優(yōu)化L16(45)正交試驗因素水平設計

1.2.6 數(shù)據(jù)處理。正交試驗設計采用正交設計助手，數(shù)據(jù)分析用SPSS 19.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 還原糖的選擇及添加量的確定。糖是美拉德反應中不可或缺的一類物質(zhì)，反應的速度為五碳糖>己醛糖>己酮糖>雙糖[8-9]。常見糖的反應活性順序為D-木糖>L-阿拉伯糖>己糖(D-半乳糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-果糖)> 二糖(麥芽糖、乳糖、蔗糖)，核糖反應活性最高，且開環(huán)的核糖比環(huán)狀的核糖反應要快[10-11]，但核糖成本較木糖、葡萄糖高。綜合考慮，該試驗選用木糖、葡萄糖、核糖與宣威火腿酶解液進行美拉德反應，經(jīng)多次單獨和組合試驗，結(jié)合成本、感官評定結(jié)果，最終確定選木糖。由圖1可看出，隨木糖添加量增加，樣品感官評分值相應提高，當木糖添加量達3.0%時，宣威火腿風味強度和可接受性最高，此時美拉德反應液顏色為紅棕色，再增加木糖添加量，其反應顏色逐漸加深，可接受度開始下降；當木糖添加量為6.0%時，反應顏色為黑褐色，這是由于木糖添加量過多導致焦糖化反應加劇而掩蓋了火腿風味。故木糖較適添加量選3.0%。

圖1 不同木糖添加量對樣品感官評分的影響Fig.1 Effect of different xylose contents on score of sensory evaluation of samples

2.1.2 半胱氨酸鹽酸鹽最適添加量的確定。美拉德反應賦予食品獨特的香味，近年來常以動物蛋白水解物(HAP)和植物蛋白水解物(HVP)作為生產(chǎn)肉味調(diào)味基料的氨基酸的來源，再配以氨基酸、酵母抽提物、脂肪等物質(zhì)[12]，經(jīng)美拉德反應形成口感醇厚逼真、香氣濃郁圓潤的肉味調(diào)味基料。半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等作為硫的供體，是形成肉香不可缺少的[13]。因此，該試驗以宣威火腿酶解物作為美拉德反應氨基酸與肽的基礎來源，考察外加半胱氨酸鹽酸鹽對美拉德反應的影響。由圖2可看出，隨半胱氨酸鹽酸鹽添加量增加，樣品感官評分值相應提高，當添加量達0.8%時，宣威火腿風味強度和可接受性最高，此時美拉德反應液的顏色為紅棕色，再增加半胱氨酸鹽酸鹽的添加量，其反應顏色逐漸變?yōu)樯罴t棕色，可接受度稍有影響。故半胱氨酸鹽酸鹽較適添加量為0.8%。

圖2 不同半胱氨酸鹽酸鹽添加量對樣品感官評分的影響Fig.2 Effect of different cysteine hydrochloride contents on score of sensory evaluation of samples

2.1.3 酵母抽提物添加量的確定。酵母抽提物是國際流行的營養(yǎng)性鮮味劑和風味增強劑，故該試驗將其用于宣威火腿酶解物的美拉德反應中，可達到增強產(chǎn)品特征風味和鮮味的目的。由圖3可知，隨酵母抽提物添加量增加，樣品感官評分值相應提高，當添加量達到0.2%時，宣威火腿風味強度和可接受性最高，此時美拉德反應液的顏色為紅棕色；添加量為0.3%、0.4%時，感官評分值差距不大，故酵母抽提物較適添加量為0.3%。

圖3 不同酵母抽提物添加量對樣品感官評分的影響Fig.3 Effect of different yeast extract contents on score of sensory evaluation of samples

圖4 不同溫度對樣品感官評分的影響Fig.4 Effect of different temperature on score of sensory evaluation of samples

2.1.5 反應時間對美拉德熱反應的影響。由圖5可知，隨著反應時間的延長，感官評分值相應提高，產(chǎn)生的香氣物質(zhì)也較多；當反應時間延長到50 min時，感官評分值最高，產(chǎn)品顏色為紅棕色，這說明美拉德反應時間為50 min時，產(chǎn)品的接受度最好；當反應時間為70 min時，產(chǎn)品顏色加深，呈現(xiàn)黑褐色，火腿香味更多地呈現(xiàn)焦糖味。故較適的反應時間為50 min。

圖5 不同反應時間對樣品感官評分的影響Fig.5 Effect of different reaction time on score of sensory evaluation of samples

2.2 最佳美拉德反應條件的確定 由表2可得，美拉德反應的較優(yōu)組合為A3B3C3D3E2，對火腿香味影響的強弱因素排列依次為半胱氨酸鹽酸鹽添加量、反應溫度、木糖添加量、反應時間、酵母抽提物添加量。由以上分析得美拉德反應最優(yōu)的條件：宣威火腿酶解液15 mL、木糖添加量3.0%、半胱氨酸鹽酸鹽添加量1.0%、酵母抽提物添加量0.3%、火腿脂肪0.5%，在115 ℃下反應40 min。

表2 美拉德反應工藝條件優(yōu)化L16(45)正交試驗結(jié)果

Table 2 Results of L16(45)orthogonal experiment for optimization of Maillard reaction process conditions

試驗號TestNo．因素FactorsABCDE感官評分Scoreofsensoryevaluation∥分11111130．2321222254．3431333362．3341444438．9852123452．0162214358．8472341264．1282432150．0093134252．07103243168．77113312467．32123421344．23134142345．19144231456．21154324155．18164413261．43k146．4744．8854．4648．7051．05k256．2459．5451．4454．2157．99k358．1062．2455．1561．1452．65k454．5048．6654．2751．2753．63R11．6317．363．7112．446．95

2.3 驗證試驗 按該試驗得出的美拉德反應增香的最佳工藝條件制備的宣威火腿風味增香產(chǎn)品顏色為深紅棕色，具有濃郁的火腿香味，是一種健康的風味基料，感官評分為68.93分。

3 結(jié)論與討論

近幾年，國內(nèi)外對調(diào)味料研發(fā)的報道越來越多，在理論和技術上取得了一定的進展，但實際生產(chǎn)仍存在問題。調(diào)味料在實驗室中取得了較好效果，但存在操作復雜、設備要求高、生產(chǎn)成本高等問題，難以在生產(chǎn)上推廣應用。

該試驗利用云南宣威火腿邊角料為原料，酶解及美拉德增香反應操作相對簡單、設備要求不高、生產(chǎn)成本低，技術成熟即可用于生產(chǎn)中。試驗優(yōu)化得到的反應條件為宣威火腿酶解液15 mL、木糖添加量3.0%、半胱氨酸鹽酸鹽添加量1.0%、酵母抽提物添加量0.3%、火腿脂肪0.5%，在115 ℃下反應40 min。該條件下增香產(chǎn)品感官評分為68.93分，顏色為深紅棕色，具有濃郁的火腿香味，是一種健康的風味基料。參考文獻

[1] 王虎虎，劉登勇，徐幸蓮，等.我國傳統(tǒng)腌臘肉制品產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].肉類研究，2013，27(9):36-40.

[2] 郝正治.火腿大王浦在廷:商賈將軍的傳奇人生[N].云南日報，2012-11-30(10).

[3] 楊春珂.宣威火腿[J].養(yǎng)豬，2003(3):44-46.

[4] 楊合超.中國傳統(tǒng)名優(yōu)肉制品——宣威火腿[J].肉類研究，2006(6):20-21.

[5] 王盼盼.中國名產(chǎn)篇之九 宣威火腿[J].肉類研究，2009(9):1.

[6] 趙彥光，楊國明，葛長榮，等.不同雜交組合原料豬腿對宣威火腿品質(zhì)的影響[J].肉類研究，2011，25(7):1-4.

[7] 包媛媛，林奇，黃艾祥.傳統(tǒng)宣威火腿的加工工藝[J].肉類工業(yè)，2007(7):16-18.

[8] SCAMAN C，NAKAI S，AMINLARI M.Effect of pH,temperature and sodium bisulfite or cysteine on the level of Maillard-based conjugation of lysozyme with dextran,galactomannan and mannan[J].Food chemistry,2006,99(2):368-380.

[9] BENJAKUL S,LERTITTIKUL W,BAUER F.Antioxidant activity of Maillard reaction products from a porcine plasma protein-sugar model system[J].Food chemistry,2005,93(2):189-196.

[10] 魏冰.Maillard反應在肉味香精生產(chǎn)中的應用[J].北京輕工業(yè)學院學報，2000，18(3):21-25.

[11] JALBOUT A F,SHIPAR M A H,NAVARRO.Density functional computational studies on ribose and glycine Maillard reaction:Formation of the Amadori rearrangement products in aqueous solution[J].Food chemistry,2007,103(3):919-926.

[12] 劉通訊，吳肖,林勉.花生粕蛋白酶解液Maillard反應合成肉類香味料的研究[J].食品科學，2001，22(4):25-27.

[13] 姚正曉，劉慧娟，陳林，等.美拉德反應及其在食品工業(yè)中的應用[J].廣州城市職業(yè)學院學報，2012，6(1):47-51.

Study on Preparation of Xuanwei Ham Flavoring Base by Maillard Reaction

LIU Jia1,2,WANG You3,WANG Gui-ying1,2,GE Chang-rong2*, LIAO Guo-zhou1,2*et al

(1.College of Food Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201; 2.Yunnan Animal Products Processing Engineering and Technology Research Center,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201; 3.Shanghai Wangwang Group Food Co.Ltd.,Shanghai 201103)

[Objective] The aim was to provide a scientific basis for high value utilization and development of Xuanwei ham.[Method] The byproducts of Xuanwei ham in Yunnan were used as materials,the process optimization of flavourzyme and animal proteolytic enzyme hydrolysis was used to prepare the best enzymolisis liquid.The Xuanwei ham condiment was made of enzymolysis liquid.Effects of amount of xylose,cysteine hydrochloride,yeast extract,and temperature,time on Maillard reaction flavoring were investigated.The conditions for Maillard reaction were optimized by L16(45) orthogonal experiment.[Result] The optimum conditions were as follows:ham hydrolyzate 15 mL,xylose 3.0%,cysteine hydrochloride 1.0%,yeast extract 0.3%,the fat of ham 0.5%,reaction temperature 115 ℃,reaction time 40 min.Under such experimental conditions,the score of sensory evaluation of the products was 68.33.[Conclusion] The color of obtained ham is dark red-brown with rich fragrance,which is a kind of healthy flavoring base.

Xuanwei ham; Byproduct; Maillard reaction

云南省科技計劃項目重大科技專項(2016ZA008)；云南省科技計劃項目省院省?？萍己献鲗ｍ?2013IB010)。

劉佳(1990- )，女，云南昆明人，碩士研究生，研究方向：食品科學。*共同通訊作者：葛長榮，教授，博士，博士生導師，從事營養(yǎng)與食品安全研究；廖國周，副教授，博士，碩士生導師，從事食品加工與質(zhì)量控制研究。

2016-09-10

S 879.2

A

0517-6611(2016)35-0113-03