加工工藝對(duì)雞酥松生產(chǎn)過(guò)程中美拉德反應(yīng)的影響

杜明睿， 楊培周,*， 陳新顏， 操麗麗， 吳 蕓， 姜紹通，朱星星， 單浩東

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院/安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工省級(jí)實(shí)驗(yàn)室， 安徽 合肥 230009；2.安徽昊東食品有限公司， 安徽 合肥 231533)

美拉德(Maillard)反應(yīng)是基于還原糖或羰基化合物和含游離氨基的化合物之間發(fā)生的一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)形成的一種非酶褐變反應(yīng)[1]。美拉德反應(yīng)生成的一系列還原酮、醛和雜環(huán)化合物直接影響食品色澤、風(fēng)味和品質(zhì)[2]。近年來(lái)，對(duì)美拉德反應(yīng)的研究主要基于模式美拉德反應(yīng)[3]及產(chǎn)物的抗氧化功能[4-6]，而對(duì)食品加工過(guò)程中發(fā)生的美拉德反應(yīng)研究較少。分析加工工藝對(duì)美拉德反應(yīng)的影響對(duì)于探究特征風(fēng)味形成機(jī)制以及提高產(chǎn)品品質(zhì)等都具有十分重要的作用[7]。

酥松產(chǎn)品是基于肉松加工工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)后生產(chǎn)的一種肉類(lèi)烘焙深加工產(chǎn)品[8]，雞酥松是以雞胸肉為原料，經(jīng)蒸煮和炒松等工藝形成的具有特定風(fēng)味的產(chǎn)品[9]。在雞酥松加工過(guò)程中，雞肉中的蛋白質(zhì)、脂肪和糖在高溫烹飪過(guò)程中發(fā)生美拉德反應(yīng)并形成特征性的香味、風(fēng)味和色澤。酥松加工過(guò)程中，炒松和蒸煮是關(guān)鍵工序，而外源補(bǔ)充糖是形成美拉德反應(yīng)的必需原料[10]。本文通過(guò)研究蒸煮時(shí)間、加糖量和炒松時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)各指標(biāo)的影響，并檢測(cè)成品部分質(zhì)量指標(biāo)，探究影響酥松加工過(guò)程美拉德形成機(jī)制，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雞酥松產(chǎn)品提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉、食用鹽、白砂糖、料酒、生姜、大蔥、茴香、醬油，均購(gòu)于安徽省合肥市包河區(qū)家樂(lè)福超市；氫氧化鈉、鹽酸、酚酞、亞硫酸氫鈉、3，5-二硝基水楊酸、結(jié)晶苯酚、酒石酸鉀鈉、考馬斯亮藍(lán)G-250、結(jié)晶牛血清蛋白和抗壞血酸等化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AUX-J20型多功能料理機(jī)，佛山海迅公司；JA2003型電子天平，上海良平公司；WK2102型電磁爐，廣東美的公司；CARY 5000型紫外分光光度計(jì)，美國(guó)安捷倫公司。

1.3 雞酥松生產(chǎn)工藝流程

雞酥松生產(chǎn)流程見(jiàn)圖1。

圖1 雞酥松生產(chǎn)流程Fig.1 Manufacturing flowchart of chicken crisp floss

雞酥松的具體制作步驟：1)將雞胸肉洗凈，用清水浸泡30 min，漂去血污，將雞胸肉切塊。2)將雞胸肉和用紗布包裹好的生姜、桂皮、八角一道放入鍋內(nèi)，加清水浸泡，旺火煮開(kāi)，撇去油沫。3)初煮除去油沫后，加入食鹽，旺火煮開(kāi)，文火加入醬油、料酒、白糖，煮一定時(shí)間，出鍋。4)將肉松坯放進(jìn)鍋內(nèi)，用文火焙炒，后期用微火精心焙炒，炒到一定程度時(shí)出鍋，反復(fù)搓揉肉松坯，然后再入鍋焙炒，反復(fù)幾次，直到雞肉呈蓬松的絮狀。

1.4 實(shí)驗(yàn)方案

選取蒸煮時(shí)間、加糖量、炒松時(shí)間設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)，以美拉德反應(yīng)程度為指標(biāo)，研究蒸煮時(shí)間、加糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和炒松時(shí)間對(duì)酥松脫水加工過(guò)程中美拉德反應(yīng)的影響；以雞胸肉為原料，輔料分別為ω(白糖)=4%、ω(食鹽)=2%、ρ(黃酒)=1.5 mL/g、ω(姜)=0.5%、ω(茴香)=0.1%、ω(大蔥)=2%。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇蒸煮時(shí)間、加糖量、炒松時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)影響程度較大的區(qū)間，設(shè)計(jì)并實(shí)施三因素三水平正交試驗(yàn)；檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量部分指標(biāo)。

1.5 指標(biāo)測(cè)定方法

水分含量檢測(cè)采用直接干燥法[11]；蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[12]；總糖含量測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸法[13]；灰分的測(cè)定采用高溫灼燒法[14]；顏色及褐度的測(cè)定分別采用色差法[15]和比色法[16]；OD280測(cè)定值表示280 nm波長(zhǎng)下的吸光度，反映蛋白質(zhì)含量變化[17]；OD360測(cè)定值表示粉紅色波長(zhǎng)360 nm下的吸光度，反映褐變顏色變化[18]；OD420表示紫色波長(zhǎng)420 nm下的吸光度，反映褐變顏色的深淺程度[19]。采用的對(duì)照組為炒松前的樣品。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1蒸煮時(shí)間對(duì)褐度的影響

考察蒸煮時(shí)間對(duì)褐變程度的影響，見(jiàn)圖2。

圖2 蒸煮時(shí)間對(duì)吸光度OD280、OD360和OD420的影響Fig.2 Effect of boiling time on OD280 , OD360 and OD420

由圖2可知，蒸煮后的吸光值在OD280高于原料，蒸煮時(shí)間40 min，吸光度最大，是對(duì)照的1.89倍，表明蒸煮后的雞肉中含有大量可溶性蛋白質(zhì)；此外在OD360和OD420下，蒸煮后的吸光度都顯著高于原料(p<0.05)，當(dāng)蒸煮40 min后，OD360和OD420下的吸光度分別是原來(lái)的2.87倍和2.57倍，表明一定時(shí)間的蒸煮有利于增加雞胸肉的褐度值。

2.1.2糖添加量對(duì)褐度的影響

考察糖添加量對(duì)褐度的影響，見(jiàn)圖3。

圖3 糖添加量對(duì)吸光度OD280，OD360和OD420的影響Fig.3 Effect of sugar contents on OD280,OD360 and OD420

由圖3可知，改變添加糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)置糖濃度梯度為0%、2%、4%、6%、8%和10%，測(cè)定OD280吸光度，結(jié)果表明，添加糖能夠提高OD280吸光度，表示補(bǔ)充適量的糖能夠增加雞肉可溶性蛋白質(zhì)的量，但在各濃度糖間(2%～10%)的吸光度差異不明顯；添加糖后，OD360和OD420下的吸光度都明顯增加(p<0.05)，且隨糖濃度增加，吸光度也同步增加，表明糖濃度的增加引起美拉德反應(yīng)提高雞肉的褐變程度。

2.1.3炒松時(shí)間對(duì)褐度的影響

考察炒松時(shí)間對(duì)雞肉褐變的影響，見(jiàn)圖4。

圖4 炒松時(shí)間對(duì)吸光度OD280，OD360和OD420的影響Fig.4 Effect of frying time on OD280, OD360 and OD420

由圖4可知，炒松時(shí)間顯著影響OD280吸光度，炒松15 min后的吸光度是對(duì)照組的1.8倍，可溶性蛋白含量最高，隨后逐漸下降，同時(shí)，炒松15 min后的OD360吸光度最大，隨后逐漸下降；OD420吸光度隨炒松時(shí)間的增加逐漸增加，說(shuō)明炒松時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)引起吸光度的增加，褐變程度隨炒松時(shí)間逐漸增加。表明過(guò)度延長(zhǎng)炒松時(shí)間引起酥松蛋白含量的下降，而褐變程度卻一直增加，可能原因是美拉德反應(yīng)利用了大量蛋白質(zhì)，另外蛋白質(zhì)自身發(fā)生裂解或參與其他生化反應(yīng)，導(dǎo)致酥松營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的下降。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合肉松的加工工藝，選擇蒸煮時(shí)間(30、40、50 min)，糖添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)(4%、6%、8%)，炒松時(shí)間(10、15、20 min)對(duì)美拉德反應(yīng)影響程度(褐度)上升階段設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)，見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果Tab.1 Results of orthogonal experimental design

由表1可知，各組合的總糖含量、蛋白含量、OD280、OD360和OD420存在一定的差異，其中組合2(蒸煮時(shí)間30 min、糖添加量6%、炒松時(shí)間15 min)的OD420值最高，而且其組合的總糖含量、蛋白含量、OD280和OD360仍處于較高水平。三種因素的蛋白質(zhì)含量方差分析表明，蛋白質(zhì)含量有著非常明顯的降低，各因素方差分析的結(jié)果表明蒸煮時(shí)間和糖添加量對(duì)蛋白質(zhì)含量影響不顯著，炒松時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)含量影響顯著。

2.3 水分含量、灰分含量及色差檢測(cè)結(jié)果

圖5 各組分的含水率和灰分含量分布Fig.5 Water content profiles of different combinations and ash content

對(duì)正交試驗(yàn)中各組合酥松的水分含量和灰分進(jìn)行測(cè)定，見(jiàn)圖5。由圖5可知，與雞肉原料相比，各實(shí)驗(yàn)組的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于15%，符合肉松國(guó)標(biāo)理化指標(biāo)水分不超過(guò)20%的要求，其中組合2的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.00%含量，屬于理想水分范圍；相對(duì)于對(duì)照原料，各實(shí)驗(yàn)組的灰分含量得到顯著提高，其中組合2的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.62%，屬于允許范圍內(nèi)，各實(shí)驗(yàn)組合間的差異不顯著(p>0.05)?；曳趾繙y(cè)定的是灰分與其原料的重量比，本研究中采用的對(duì)照為炒松前的材料，由于其含有大量水分導(dǎo)致灰分含量低；而受測(cè)的試驗(yàn)材料是炒松后材料，由于水分大量散失，干物質(zhì)保存下來(lái)，總重量下降，測(cè)定的灰分含量較高。

雞肉色差變化見(jiàn)表2，各組合L值變化沒(méi)有顯著性差異，表明檢測(cè)的各組合的雞肉與原料雞肉相比，其黑白顏色變化不明顯；a值的變化與炒松時(shí)間有關(guān)，a值增加表示紅色加深，b值降低說(shuō)明黃色加深；紅色和黃色加深表明處理后的雞肉的顏色出現(xiàn)變化，該變化與褐變形成的產(chǎn)物較為接近，因此，設(shè)置的加工工藝(蒸煮時(shí)間、總糖含量以及炒松時(shí)間)能夠有效促進(jìn)加工中的美拉德反應(yīng)，引起肉質(zhì)發(fā)生褐變。

表2 各雞肉組合的色差變化Tab.2 Color difference of each treated chicken combinations

L、a和b分別表示黑白、紅綠和黃藍(lán)的顏色程度。

3 討 論

影響雞酥松產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要工序是炒松工藝，加入的糖能與雞肉本身的蛋白質(zhì)及脂肪等在高溫條件下發(fā)生劇烈的美拉德反應(yīng)，本研究表明，雞肉在炒松過(guò)程中發(fā)生明顯的美拉德反應(yīng)。美拉德反應(yīng)受到炒松時(shí)間和補(bǔ)充糖含量的影響；在整個(gè)過(guò)程中，美拉德反應(yīng)的強(qiáng)度也存在差別，美拉德反應(yīng)隨炒松時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度逐漸增加，而酥松可溶性蛋白含量隨時(shí)間延長(zhǎng)，出現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)，說(shuō)明過(guò)度延長(zhǎng)炒松時(shí)間，引起酥松蛋白含量的降低，影響酥松的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，合理控制酥松生產(chǎn)工藝對(duì)于提高酥松品質(zhì)，降低能耗，提高效益以及維護(hù)消費(fèi)者健康等方面都有十分重要的作用。

美拉德反應(yīng)受到溫度、水分、pH值、鈣鹽、氧、糖氨基結(jié)構(gòu)以及酸式亞硫酸鹽等的影響[20]。在雞酥松加工過(guò)程中，補(bǔ)充適量的糖有利于調(diào)和口味，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并為美拉德反應(yīng)提供重要前體物質(zhì)[21]。此外，蒸煮過(guò)程中產(chǎn)生的脂肪裂解產(chǎn)物，少量多肽和氨基酸也參與美拉德反應(yīng)。根據(jù)本研究中蛋白質(zhì)含量變化，及褐變顏色深淺的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，結(jié)合肉類(lèi)加工過(guò)程中的美拉德反應(yīng)過(guò)程[22]，雞酥松加工中美拉德的反應(yīng)的機(jī)制如圖6所示。

美拉德反應(yīng)是糖、蛋白質(zhì)和脂肪等參與的一種非酶褐變現(xiàn)象，雖然反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生新的化合物，但是直觀表型是發(fā)生顏色改變，出現(xiàn)褐變現(xiàn)象，研究顏色變化更能直接反應(yīng)褐變過(guò)程和強(qiáng)度，本研究從分析蛋白質(zhì)含量變化，色差及與褐變相關(guān)的吸光度OD420等角度進(jìn)行分析，研究和探討了酥松加工過(guò)程中的美拉德反應(yīng)，但對(duì)于形成了哪些與褐變直接相關(guān)的新化合物還需要進(jìn)一步檢測(cè)和分析；此外，烘焙食品加工過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵工序是高溫處理，高溫引起的美拉德反應(yīng)雖然產(chǎn)生許多風(fēng)味物質(zhì)，也容易形成許多有毒有害的化合物。

4 結(jié) 論

圖6 雞酥松加工過(guò)程美拉德反應(yīng)機(jī)制Fig.6 Maillard reaction mechanism of chicken crisp floss processing

本文分析了加工工藝對(duì)雞酥松生產(chǎn)過(guò)程中美拉德反應(yīng)的影響，調(diào)控雞酥松的加工參數(shù)可以有效控制加工過(guò)程的美拉德反應(yīng)，并影響產(chǎn)品品質(zhì)。加工過(guò)程中適度的美拉德反應(yīng)有利于產(chǎn)品質(zhì)量，美拉德反應(yīng)過(guò)度容易引起糖分，脂肪和蛋白質(zhì)含量的下降，不利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)，炒松過(guò)度引起蛋白質(zhì)含量下降，從而導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，而對(duì)于炒松過(guò)程中經(jīng)各種反應(yīng)生成特定的化合物還未進(jìn)行分析，特別是過(guò)度高溫炒松對(duì)美拉德反應(yīng)，或者其他生化反應(yīng)生成新的有毒有害產(chǎn)物還需要進(jìn)一步分析探討。

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