雞肉酶解產(chǎn)物制備熱反應(yīng)型風(fēng)味基料的研究

于亞輝，謝昭鵬，張帆，蘇煌杰，方婷

(福建農(nóng)林大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，福州 350002)

在美拉德反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，將食品原料或兩種及兩種以上的風(fēng)味前體物質(zhì)在有控制的條件下進(jìn)行加熱處理而得到的產(chǎn)物稱作熱反應(yīng)型風(fēng)味基料[1]，其特點(diǎn)是能夠較好地保持食品原有的天然風(fēng)味，香氣自然持久且品種多樣，形成的調(diào)味料在國際上也被認(rèn)為是天然香精香料的一種，并且因?yàn)榉鲜称饭I(yè)健康營養(yǎng)的要求而備受青睞。我國雞肉資源豐富，而雞肉又具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、氨基酸種類齊全等特點(diǎn)[2]，因而利用分步酶解法對(duì)雞肉進(jìn)行酶解得到的活性肽和游離的氨基酸等風(fēng)味前體物質(zhì)為原料可以更好地制備熱反應(yīng)型風(fēng)味基料[3，4]。

本實(shí)驗(yàn)以雞肉酶解產(chǎn)物為原料，利用美拉德反應(yīng)機(jī)理制備風(fēng)味基料[5]，研究了葡萄糖添加量、?；撬崽砑恿?、半胱氨酸添加量、甘氨酸添加量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)pH等條件下對(duì)風(fēng)味基料的影響，通過對(duì)熱反應(yīng)所得產(chǎn)物風(fēng)味基料的感官評(píng)價(jià)[6,7]，并通過驗(yàn)證試驗(yàn)使用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)的方法確定最優(yōu)工藝條件[8-10]，為利用動(dòng)物蛋白酶解物添加還原糖、各種氨基酸進(jìn)行不同熱反應(yīng)型風(fēng)味基料的生產(chǎn)提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設(shè)備

雞胸肉：市售。

風(fēng)味蛋白酶 (500LA-PU/g)、復(fù)合蛋白酶(1.5 AU/g)：丹麥諾維信酶制劑公司；動(dòng)物蛋白酶(30萬U/g)、木瓜蛋白酶(200萬U/g)：南寧龐博生物工程有限公司；葡萄糖、甘氨酸、半胱氨酸：西格瑪試劑公司；?；撬幔簼摻腊菜帢I(yè)股份有限公司；磷酸鹽緩沖液：自制。

AX523ZH奧豪斯精密電子天平；雷磁PHS-3C 型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；切碎機(jī) 廣東小熊電器有限公司；L-550臺(tái)式低速離心機(jī) 長沙湘儀離心機(jī)有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 雞肉酶解產(chǎn)物的制備

將雞胸肉絞碎至肉糜，控制料液比為1∶3，采用分步加酶法：第一步，加入底物質(zhì)量0.2%的木瓜蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶，調(diào)節(jié)初始pH為6.0，于55 ℃的恒溫水浴鍋中攪拌酶解2 h；第二步，加入底物質(zhì)量0.2%的復(fù)合蛋白酶和動(dòng)物蛋白酶，調(diào)節(jié)初始pH為6.5，于50 ℃的恒溫水浴鍋中攪拌酶解1.5 h，煮沸滅酶10 min，冷卻后以5000 r/min離心15 min后取上清液即得酶解產(chǎn)物。

1.2.2 風(fēng)味基料的制備

取25 mL雞肉酶解產(chǎn)物，依次按比例加入葡萄糖、甘氨酸、半胱氨酸、牛磺酸攪拌均勻，并使用磷酸鹽緩沖溶液調(diào)節(jié)至一定pH，裝入反應(yīng)瓶后置于立式壓力蒸汽滅菌器中，在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3 單因素試驗(yàn)[8]

1.2.3.1 葡萄糖添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，在雞肉酶解液中分別添加2.5%、3.5%、4.5%、5.5%、6.5%、7.5%的葡萄糖，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3.2 半胱氨酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，在雞肉酶解液中分別添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%、0.18%的半胱氨酸，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3.3 甘氨酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，在雞肉酶解液中分別添加0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%的甘氨酸，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3.4 ?；撬崽砑恿繉?duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，在雞肉酶解液中分別添加0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%的牛磺酸，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3.5 反應(yīng)pH對(duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3.6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，控制反應(yīng)時(shí)間為35，45，55，65，75，85 min，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

1.2.3.7 反應(yīng)溫度對(duì)基料風(fēng)味的影響

按表1的基本配方，控制反應(yīng)溫度為70，80，90，100，110，120 ℃，并按照基本反應(yīng)條件進(jìn)行反應(yīng)。

表1 制備風(fēng)味基料基本配方及反應(yīng)條件Table 1 Basic formula and reaction conditions for preparing flavor base

1.2.4 正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝條件

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇反應(yīng)溫度(A)、半胱氨酸添加量(B)、甘氨酸添加量(C)、?；撬崽砑恿?D)4個(gè)因素進(jìn)行正交優(yōu)化，以感官評(píng)價(jià)為考慮依據(jù)，進(jìn)行正交優(yōu)化，因素及水平選取見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

1.2.5 感官評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

選取8名感官評(píng)價(jià)人員，對(duì)其進(jìn)行香精及調(diào)味基料的色、香、味等相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)，樣品感官的預(yù)評(píng)價(jià)的練習(xí)等培訓(xùn)，之后對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，每個(gè)樣品重復(fù)2～3次，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3，滿分80分，最后取8名評(píng)價(jià)人員的平均分?jǐn)?shù)為最終結(jié)果。

表3 風(fēng)味基料評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Evaluation standards of flavor base

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 葡萄糖添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響

隨著葡萄糖添加量的增加，基料風(fēng)味更豐富，肉香味逐漸濃郁，香甜味增加，顏色加深，但添加量過多時(shí)會(huì)出現(xiàn)焦糊味，影響基料風(fēng)味。

圖1 葡萄糖添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.1 Effect of the additive amount of glucose on the flavor of basic material

由圖1可知，基料的綜合評(píng)分較高，當(dāng)葡萄糖添加量為5.5%時(shí)，效果最佳。

2.1.2 半胱氨酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響

圖2 半胱氨酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.2 Effect of the additive amount of cysteine on the flavor of basic material

由圖2可知，當(dāng)半胱氨酸添加量達(dá)到0.09%時(shí)，基料的整體風(fēng)味較佳，硫味等不愉快氣味不顯著，肉香味濃厚，隨著半胱氨酸添加量的不斷增加，硫味與酸味較重，影響整體風(fēng)味，故半胱氨酸最佳添加量為0.09%。

2.1.3 甘氨酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響

圖3 甘氨酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.3 Effect of the additive amount of glycine on the flavor of basic material

由圖3可知，甘氨酸為甜味氨基酸，當(dāng)甘氨酸添加量達(dá)到1.2%時(shí)，基料的整體風(fēng)味較佳，香甜味濃郁，肉香豐富，其對(duì)基料色澤影響較小，故甘氨酸添加量為1.2%時(shí)最適。

2.1.4 ?；撬崽砑恿繉?duì)基料風(fēng)味的影響

加入?；撬岷笫沟没险w具有一股獨(dú)特的甜香和焦香，并發(fā)現(xiàn)其可以協(xié)調(diào)半胱氨酸的硫味、酸味，減少半胱氨酸的使用量。

圖4 牛磺酸添加量對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.4 Effect of the additive amount of taurine on the flavor of basic material

由圖4可知，當(dāng)?；撬崽砑恿窟_(dá)到1.2%時(shí)，基料的整體風(fēng)味較佳，與半胱氨酸相協(xié)調(diào)的香甜及肉香味濃郁，故牛磺酸添加量為1.2%時(shí)最適。

2.1.5 反應(yīng)pH對(duì)基料風(fēng)味的影響

圖5 反應(yīng)pH對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.5 Effect of reaction pH on the flavor of basic material

由圖5可知，在弱酸性偏中性的范圍內(nèi)，基料風(fēng)味較佳，在pH 5.5時(shí)硫味較重，說明在酸性環(huán)境中有助于含硫化合物的生成但對(duì)基料整體風(fēng)味造成不利影響，隨著pH增大硫味減輕，肉香味逐漸和諧、豐裕，在pH 6.5時(shí)達(dá)到最佳，故在pH 6.5時(shí)最適合此種配方下風(fēng)味基料的生產(chǎn)。

2.1.6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)基料風(fēng)味的影響

由圖6可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，基料色澤加深，肉香味逐漸濃郁、豐富，但超過60 min后褐變程度迅速加快，焦糊味增加，稀釋口感較差。在此種工藝條件下最佳反應(yīng)時(shí)間為55 min，基料整體風(fēng)味較佳。

圖6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.6 Effect of reaction time on the flavor of basic material

2.1.7 反應(yīng)溫度對(duì)基料風(fēng)味的影響

圖7 反應(yīng)溫度對(duì)基料風(fēng)味的影響Fig.7 Effect of reaction temperature on the flavor of basic material

由圖7可知，在溫度較低時(shí)熱反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)不完全，香味物質(zhì)產(chǎn)生較少，肉味不明顯；隨著溫度的升高，反應(yīng)速率逐漸加快，香味物質(zhì)逐漸增多，肉香味明顯、豐富，在此種工藝條件下在100 ℃時(shí)基料整體風(fēng)味達(dá)到最佳；隨著溫度的再次升高，褐變開始變得嚴(yán)重，反應(yīng)過于劇烈，產(chǎn)生焦糊等不愉快的味道，因而在此種工藝條件下最佳反應(yīng)溫度為100 ℃，基料整體風(fēng)味最佳。

2.2 正交試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理

正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Orthogonal test results

續(xù) 表

結(jié)合表4中4個(gè)因素的極差R值分析可知RB>RA>RD>RC，所以各因素主次順序?yàn)椋築(半胱氨酸添加量)>A(反應(yīng)溫度)>D(?；撬崽砑恿?>C(甘氨酸添加量)，以綜合評(píng)分為依據(jù)的較優(yōu)方案為A2B2C1D3，即：反應(yīng)時(shí)間55 min、反應(yīng)溫度100 ℃、反應(yīng)pH 6.5、葡萄糖添加量5.5%、半胱氨酸添加量0.09%、甘氨酸添加量1.0%、?；撬崽砑恿?.0%、食鹽2.0%、味精1.0%，綜合評(píng)分為70.7。

4個(gè)因素的方差分析表見表5。

表5 方差分析表Table 5 Analysis of variance

注：F0.05

2.3 模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)檢驗(yàn)

對(duì)正交試驗(yàn)中得分在65分以上的3組試驗(yàn)：A2B2C1D3(第1組)、A1B2C2D2(第2組)、A2B3C1D2(第3組)進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，并采用模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)檢驗(yàn)的方法對(duì)感官評(píng)價(jià)得出的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證及修正，使得最后結(jié)果更具有合理性。

2.3.1 模糊矩陣建立結(jié)果

評(píng)判對(duì)象集為U=(u1,u2,……,ui,……,un),其中U為因素集，ui為第i個(gè)因素，根據(jù)對(duì)風(fēng)味基料的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選取4項(xiàng)指標(biāo)組成因素集即U=(氣味u1,色澤u2,整體協(xié)調(diào)性u(píng)3,逼真度u4)；評(píng)判因素為V=(v1,v2,……,vi,……,vn)，根據(jù)評(píng)價(jià)小組評(píng)定，確定風(fēng)味基料的評(píng)語集為V=(喜歡v1,一般喜歡v2,不喜歡v3,討厭v4)，感官評(píng)定表見表6；并確定因素集中指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重向量為K=(0.38,0.19,0.19,0.24)。

表6 風(fēng)味基料感官評(píng)定表Table 6 Sensory evaluation Table of flavor basic material

續(xù) 表

首先對(duì)每個(gè)樣品的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到以下模糊矩陣：

其中，j=1,2,3為樣品編號(hào)，i=1,2,3,4為樣品的品質(zhì)指標(biāo)，ri1,ri2,ri3,ri4分別為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。選擇8名感官評(píng)價(jià)人員與2名消費(fèi)者共10人，對(duì)3組樣品依照風(fēng)味基料感官評(píng)定表對(duì)樣品逐一進(jìn)行評(píng)價(jià)，其對(duì)應(yīng)的票數(shù)情況見表7。

表7 感官評(píng)定票數(shù)分布Table 7 Votes distribution of sensory evaluation

得到3組樣品的模糊矩陣R11=V11/10……，如下：

2.3.2 模糊變換及評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)模糊矩陣變化原理：R=K×A，則3組樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果分別為R1=K×A1=(0.38,0.19,0.19,0.24)×A1=(0.309,0.324,0.324,0.043)；R2=K×A2=(0.38,0.19,0.19,0.24)×A2=(0.152,0.319,0.386,0.143)；R3=K×A3=(0.38,0.19,0.19,0.24)×A3=(0.076,0.357,0.448,0.119)。

由3組樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，第1組樣品具有最高的隸屬喜歡率，為30.9%，討厭率最少，為4.3%，一般喜歡率為32.4%，僅次于第3組的35.7%，喜歡及一般喜歡率為63.3%，是3組樣品中最高的。根據(jù)最大隸屬原則認(rèn)為第1組樣品的綜合感官最佳，且模糊數(shù)學(xué)結(jié)果與正交試驗(yàn)的結(jié)果相一致，工藝條件為：反應(yīng)時(shí)間55 min、反應(yīng)溫度100 ℃、反應(yīng)pH 6.5、葡萄糖添加量5.5%、半胱氨酸添加量0.09%、甘氨酸添加量1.0%、牛磺酸添加量2.0%、食鹽2.0%、味精1.0%。

3 結(jié)論

采用分步酶解方法，以雞肉酶解液為反應(yīng)基物，添加葡萄糖、半胱氨酸、甘氨酸、?；撬岬犬a(chǎn)香前體物質(zhì)進(jìn)行熱反應(yīng)，在一定工藝條件下可以得到較為理想的風(fēng)味基料。

通過單因素試驗(yàn)，對(duì)影響基料風(fēng)味的多個(gè)因素進(jìn)行研究，初步得到各因素的較適條件，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行正交試驗(yàn)，得出對(duì)基料整體風(fēng)味有較大影響的4個(gè)因素的主次關(guān)系是：半胱氨酸添加量>反應(yīng)溫度>?；撬崽砑恿?甘氨酸添加量。最后通過模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)方法確定正交試驗(yàn)最優(yōu)反應(yīng)條件為：反應(yīng)時(shí)間55 min、反應(yīng)溫度100 ℃、反應(yīng)pH 6.5、葡萄糖添加量5.5%、半胱氨酸添加量0.09%、甘氨酸添加量1.0%、牛磺酸添加量2.0%、食鹽2.0%、味精1.0%，反應(yīng)后得到的基料風(fēng)味獨(dú)特，肉香味突出、圓潤，品質(zhì)較高，為使用雞肉酶解液制備風(fēng)味基料提供了借鑒。