美拉德反應(yīng)制備雞肉風(fēng)味基料工藝優(yōu)化及呈味特性分析

侯鈺柯，蔣宇飛，康明麗，李凌云，韓敏義,*，徐幸蓮

1(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科技學(xué)院，江蘇 南京，210095)2(農(nóng)業(yè)部肉品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇省肉類生產(chǎn)與 加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京，210095)3(溫氏食品集團(tuán)股份有限公司，廣東 云浮，527400) 4(河北科技大學(xué) 食品與生物學(xué)院，河北 石家莊，050018)

一般傳統(tǒng)雞湯熬制通過(guò)熱反應(yīng)使雞肉風(fēng)味物質(zhì)轉(zhuǎn)移至水中，并將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，所熬制的雞湯風(fēng)味鮮美[1]，但是這種方式消耗大量能量，成本較高。一些餐飲業(yè)使用雞肉風(fēng)味基料替代雞湯經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間熬制產(chǎn)生的雞肉香味，但是多數(shù)雞湯風(fēng)味模擬性較差，可能是因?yàn)槠髽I(yè)為了降低成本使用了植物蛋白風(fēng)味基料[2]，與雞肉風(fēng)味相似度不高。

研究發(fā)現(xiàn)，雞骨架作為雞肉分割生產(chǎn)的副產(chǎn)物，蛋白質(zhì)和呈味氨基酸含量高于雞肉，有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有作為風(fēng)味基料的潛力[3]。利用雞骨架酶解產(chǎn)物進(jìn)行美拉德反應(yīng)制備雞肉風(fēng)味基料，可以使雞肉本身的風(fēng)味物質(zhì)得到表達(dá)，同時(shí)對(duì)低附加值產(chǎn)品雞骨架進(jìn)行利用，降低了生產(chǎn)成本。于亞輝等[4]以雞肉酶解液為反應(yīng)基底，探究制備風(fēng)味基料的最優(yōu)條件，得到的產(chǎn)物色澤均勻、肉香味突出；曾曉房[3]以雞骨架酶解液為原料，優(yōu)化了制備雞肉風(fēng)味基料的條件，研究了酶解肽在反應(yīng)中的降解、酶解程度以及肽段組分對(duì)肽降解的影響及其內(nèi)在關(guān)系。工業(yè)生產(chǎn)通過(guò)酶解和美拉德反應(yīng)制備風(fēng)味基料的研究大都是探究反應(yīng)的最佳條件，對(duì)美拉德反應(yīng)前后的呈味特性分析少見(jiàn)報(bào)道。

因此，本研究對(duì)雞骨架進(jìn)行酶解，以酶解液為原料，探究pH、溫度和時(shí)間對(duì)褐變程度、低分子香味中間體生成量和感官評(píng)價(jià)的影響，通過(guò)Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化反應(yīng)條件。對(duì)反應(yīng)前后的滋味、氣味、游離氨基酸和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量進(jìn)行分析，以期利用雞骨架制備風(fēng)味基料，為雞肉分割副產(chǎn)物的綜合利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃羽肉雞雞骨架取自新興縣溫氏佳豐食品有限公司雞肉分割生產(chǎn)線，肉雞品種為818肉雜雞，日齡52 d左右，母雞，取樣時(shí)間為宰后1～2 h。

風(fēng)味蛋白酶(酶活力30 000 U/g)，金克隆生物技術(shù)有限公司；NaOH等試劑均為分析純，上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 儀器

HWS-26 電熱恒溫水浴鍋，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；MS304TS/02電子天平、S2-Food Kit型pH計(jì)，瑞士梅特勒托利多公司；Allegar-64R 型低溫離心機(jī)，美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司；PD500高速均質(zhì)機(jī)，普律瑪儀器有限公司；DH-9240A烘箱，上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；INFINITE 200 PRO酶標(biāo)儀，瑞士帝肯公司；LC-20AT 高效液相色譜儀，島津公司；LDZH-200KBS立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；FlavourSpec?氣相離子遷移譜儀，德國(guó)GAS公司；SA-402B 電子舌，日本INSENT公司；PEN3便攜式電子鼻，德國(guó)埃爾森斯檢測(cè)公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 酶解液的制備

參考張恒[5]的方法并做適當(dāng)修改。將雞骨架洗凈、瀝干、絞碎成雞骨泥，加入一定量的去離子水調(diào)節(jié)蛋白濃度為5%(蛋白質(zhì)濃度用凱氏定氮法測(cè)量)，用勻漿機(jī)勻漿(10 000 r/min, 20 s×3)，經(jīng)加熱預(yù)處理10 min，加入風(fēng)味蛋白酶7 000 U/g，調(diào)節(jié)pH為7，置于恒溫水浴(50 ℃)中酶解4 h，酶解結(jié)束后沸水浴10 min滅酶，此時(shí)具有最高的水解度和氮回收率，分別達(dá)到33.54%和96.20%。冷卻后離心(3 580×g，10 min)，上清液即為酶解液。

1.3.2 雞骨架美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(Maillard reaction products, MRPs)的制備

參考曾曉房[3]的方法并做適當(dāng)修改，取50 g雞骨架酶解液，加入水解植物蛋白10 g(游離氨基酸含量為2 932.5 mg/g)，葡萄糖1.5 g，木糖1.5 g，半胱氨酸鹽酸鹽0.6 g，甘氨酸0.4 g，丙氨酸0.4 g，維生素B10.75 g，雞脂2 g，酵母抽提物0.12 g，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH，使其在一定的溫度和時(shí)間進(jìn)行美拉德反應(yīng)。

1.3.3 反應(yīng)工藝的選擇

固定反應(yīng)原料，控制時(shí)間60 min，溫度110 ℃，調(diào)節(jié)pH分別為4、5、6、7、8，優(yōu)化美拉德反應(yīng)的最佳pH值；固定反應(yīng)原料，并將pH值調(diào)節(jié)最佳，將溫度調(diào)節(jié)為80、90、100、110、120 ℃，反應(yīng)60 min，優(yōu)化最佳反應(yīng)溫度；固定反應(yīng)原料，將pH和溫度調(diào)為最佳，調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間為15、30、45、60和75 min，優(yōu)化最佳反應(yīng)時(shí)間。

1.3.4 褐變程度的測(cè)定

參考CHEN等[6]的方法并做適當(dāng)修改，將雞骨架MRPs稀釋20倍，以水為參比，測(cè)定其在420 nm處的吸光值，吸光值表示褐變程度。

1.3.5 低分子香味中間體含量的測(cè)定

美拉德反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生低分子香味中間體，一般用280 nm的吸光度值表示[7]，吸光度越大，產(chǎn)生的香味物質(zhì)越多。將MRPs稀釋80倍，測(cè)定其在280 nm處的吸光度。

1.3.6 Friedman排序檢驗(yàn)法

將MRPs稀釋10倍，置于常溫(27 ℃)下放置30 min，以避免因?yàn)闇囟纫鸬脑u(píng)估差異。樣品以5個(gè)編號(hào)隨機(jī)編碼，呈現(xiàn)給10個(gè)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)員，評(píng)價(jià)過(guò)程中禁止評(píng)價(jià)員互相討論。感官評(píng)價(jià)方法參考Friedman排序檢驗(yàn)法[8]，根據(jù)樣品的風(fēng)味和可接受程度對(duì)樣品進(jìn)行排序，用Kramer檢定法對(duì)樣品的顯著性差異進(jìn)行分析。

1.3.7 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)

響應(yīng)面設(shè)計(jì)中因素及水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素及水平Table 1 Factors and levels of response surface method

1.3.8 模糊感官評(píng)價(jià)

參考高娟等[9]的方法并做適當(dāng)修改。

1.3.8.1 建立因素集和評(píng)語(yǔ)集

因素集是感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的集合。本試驗(yàn)因素集U={u1，u2，u3，u4}={肉香味，烤香味，硫味，糊味}；評(píng)語(yǔ)集是感官評(píng)價(jià)員對(duì)因素集反饋信息的集合，本試驗(yàn)以極優(yōu)、優(yōu)、良、中、差和極差為評(píng)語(yǔ)等級(jí)，評(píng)語(yǔ)集V={V1，V2，V3，V4，V5，V6}={極優(yōu)，優(yōu)，良，中，差，極差}，其中V1=5分、V2=4分、V3=3分、V4=2分、V5=1分、V6=0分。

1.3.8.2 建立感官評(píng)價(jià)因素權(quán)重集

通過(guò)用戶調(diào)查法確定雞骨架MRPs評(píng)價(jià)過(guò)程中肉香味、烤香味、硫味和糊味4個(gè)因素所占的權(quán)重。對(duì)4個(gè)因素在整體質(zhì)量因素的權(quán)重進(jìn)行打分，總分為10分，評(píng)價(jià)員認(rèn)為肉香味、烤香味和硫味占的比重越大，評(píng)分越高，糊味占的比重越大，評(píng)分越低。根據(jù)10名評(píng)價(jià)員的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行處理后即可得到因素集的模糊權(quán)重向量α=(α1,α2,α3,α4)=(0.39, 0.34, 0.14, 0.13)，其中α1+α2+α3+α4=1。

1.3.8.3 模糊矩陣及模糊變換

統(tǒng)計(jì)各因素中每個(gè)等級(jí)票數(shù)占總票數(shù)的比例可得到Cij(i=1, 2, 3,…m；j=1, 2, 3, …n)，根據(jù)投票結(jié)果可以得出從α到V的關(guān)系矩陣Rk。其中，k為樣品編號(hào)，B為k號(hào)樣品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，即Bk=α×Rk。最后各個(gè)評(píng)價(jià)的等級(jí)值乘等級(jí)分值后進(jìn)行加和，得出模糊評(píng)價(jià)等級(jí)值Y，Y=B×V。

1.3.9 電子舌測(cè)定

參考石月等[10]的方法。準(zhǔn)確移取30 mL樣品于燒杯中，按照1∶4體積比加入蒸餾水，以8 000×g離心10 min后通過(guò)0.45 μm濾膜抽濾至澄清，取40 mL樣品放于電子舌專用杯中進(jìn)行檢測(cè)，采樣時(shí)間為120 s，每組樣品重復(fù)4次。運(yùn)用系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析。

1.3.10 電子鼻測(cè)定

參考GAO等[11]的方法并做適當(dāng)修改，室溫下吸取1 mL樣品置于20 mL頂空瓶中，在室溫下放置20 min進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品測(cè)3個(gè)平行。

1.3.11 氨基酸含量的測(cè)定

取10 μL樣品放置于離心管中，氮吹儀45 ℃下吹干，加入10 μL干燥劑，氮?dú)饬鞔蹈?，加入衍生?0 μL密閉衍生30 min，氮?dú)饬飨麓蹈?，加入稀釋?00 μL，上機(jī)測(cè)定。

1.3.12 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

參考胡洋健等[12]的方法。采用氣相-離子遷移譜(GC-ion mobility spectroscopy, GC-IMS)對(duì)酶解液和MRPs進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)。分別取100 μL放入頂空進(jìn)樣瓶，80 ℃孵化10 min，每個(gè)樣品運(yùn)行時(shí)間30 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)，用SPSS Statistics 25軟件進(jìn)行單因素方差分析和獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，如果ANOVA效應(yīng)顯著，用Duncan’s方法進(jìn)行多重比較，顯著水平設(shè)為P<0.05；響應(yīng)曲面試驗(yàn)用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，用Origin 2018軟件繪圖；利用R軟件結(jié)合FactoMineR[13]和factoextra[14]程序包對(duì)電子鼻測(cè)定結(jié)果進(jìn)行主成分分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 pH對(duì)美拉德反應(yīng)的影響

由圖1可知，隨著pH的增加，420 nm處的吸光值逐漸增大，表明褐變程度逐漸升高，280 nm處的吸光值在pH 4～8先升高后降低，在pH為6時(shí)有最大值0.66，反映出低分子香味中間體生成量先增加后減小。pH對(duì)美拉德反應(yīng)的風(fēng)味物質(zhì)具有很重要的影響[15]，在pH過(guò)低時(shí)，肽段的氨基和氨基酸發(fā)生質(zhì)子化，阻礙了羰胺縮合反應(yīng)，使得一些特征風(fēng)味減少[16]，pH較高時(shí)反應(yīng)速度加快[17]，但是褐變嚴(yán)重且生成不具有香味的大分子物質(zhì)，故pH為6時(shí)低分子香味中間體生成量最高。

圖1 不同pH對(duì)MRPs褐變程度和中間產(chǎn)物生成量的影響Fig.1 Effect of different pH on the browning degree of MRPs and the amount of intermediate products注：不同字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

根據(jù)Friedman排序檢驗(yàn)法對(duì)不同pH的樣品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，不同pH條件下的秩和見(jiàn)表2，秩次從大到小表示品質(zhì)從優(yōu)到劣，樣品進(jìn)行顯著性分析，查表3得J=10(評(píng)價(jià)員數(shù))，P=5(樣品數(shù))的臨界值，上段用于確定樣品間是否有顯著性差異，若有顯著性差異，通過(guò)下段對(duì)樣品的顯著性差異進(jìn)行分組。在5%顯著性水平上，由Rimin=20>17=RE，Rimax=40<43=RC可知，各樣品在該水平上有顯著性差異，通過(guò)下段將樣品分組：<23的為一組，>37的為一組，位于23～37的為一組，因此，將5個(gè)樣品分為3組：ABD、C和E組，由此可知，C組(pH 6)整體風(fēng)味最好，E組(pH 8)整體風(fēng)味最差。低pH造成的還原環(huán)境促進(jìn)H2S的釋放從而形成多硫化物[18]，pH過(guò)高時(shí)，產(chǎn)生較多的NH3，在這2個(gè)條件下，均不能產(chǎn)生較好的風(fēng)味。通過(guò)秩和比較RC=43>RB=37>RD=30，選擇pH 6為反應(yīng)的最佳pH。

2.1.2 溫度對(duì)美拉德反應(yīng)的影響

如圖2所示，隨著溫度的升高，褐變程度增加(P<0.05)，美拉德反應(yīng)在第3階段產(chǎn)生的類黑精類物質(zhì)增多，反應(yīng)體系顏色加深。低分子香味中間體的生成量隨著溫度增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)(P<0.05)，在100 ℃時(shí)280 nm處吸光值達(dá)到0.63，低分子香味中間體積累量最多，溫度較高時(shí)一些糖類物質(zhì)遭到破壞，蛋白肽發(fā)生熱降解，產(chǎn)生過(guò)多雜味物質(zhì)，同時(shí)伴隨有焦糊味[9]，這可能是溫度升高低分子香味中間體生成量減少的原因之一。TAN等[19]提出不同的溫度會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)沿不同的支路進(jìn)行，故溫度不同時(shí)褐變程度和低分子香味中間體生成量有較大的區(qū)別。

由表4可知，在5%顯著性水平上，由Rimin=21>13=RE，Rimax=40<45=RC可知，各樣品在該水平上有顯著性差異，通過(guò)下段將樣品分為3組，AE、BD和C組，由此可知，C組(100 ℃)整體風(fēng)味最好，肉香濃郁，B組(90 ℃)和D組(110 ℃)次之，A組(80 ℃)和E組(120 ℃)整體風(fēng)味最差。溫度較低時(shí)蛋白質(zhì)與糖反應(yīng)不充分，游離氨基不會(huì)馬上暴露出來(lái)，肉香味沒(méi)有被完全釋放出來(lái)，溫度較高時(shí)有較大的焦糊味等不愉快的氣味。故選擇100 ℃作為反應(yīng)溫度。

2.1.3 時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)的影響

如圖3所示，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，MRPs褐變程度顯著增大(P<0.05)，類黑精物質(zhì)的生成量也不斷增加。在15～60 min，低分子香味中間體生成量不斷增加(P<0.05)，而后隨著時(shí)間延長(zhǎng)而減小，在60 min時(shí)有最高的低分子香味中間體生成量。

表4 不同溫度下樣品的秩和Table 4 Rank sum of samples at different temperatures

圖3 不同時(shí)間對(duì)MRPs褐變程度和中間產(chǎn)物生成量的影響Fig.3 Effect of different time on the browning degree of MRPs and the production of intermediates

由表5可知，在5%顯著性水平上，由Rimin=21>20=RE，Rimax=40<42=RD可知，各樣品在該水平上有顯著性差異，通過(guò)下段將樣品分為3組，ABC、D和E組，由此可知，D組(60 min)整體風(fēng)味最好，ABC組次之，E組整體風(fēng)味最差，原因可能是時(shí)間太短，美拉德反應(yīng)不充分，產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)較少，時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生較重糊味和硫味，掩蓋肉香味和烤香味。選擇60 min作為后續(xù)反應(yīng)時(shí)間。

表5 不同反應(yīng)時(shí)間樣品的秩和Table 5 Rank sum of samples at different time

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及最佳工藝驗(yàn)證

2.2.1 回歸模型的建立和方差分析

響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表6所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評(píng)價(jià)對(duì)pH(A)、溫度(B)、時(shí)間(C)的二次響應(yīng)曲面回歸方程如下：

Y=86.19-4.05A-6.94B-1.82C+0.085AB-1.91AC-0.84BC-7.63A2-8.39B2-7.63C2

表6 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 6 Design and experimental results of response surface methodology(RSM)

表7 感官評(píng)價(jià)結(jié)果方差分析Table 7 Analysis of variance of sensory evaluation results

圖4能比較直觀地表示出當(dāng)固定1個(gè)因素為中心點(diǎn)水平時(shí)，其他各因素交互作用對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響，當(dāng)固定1個(gè)因素，隨著另一因素水平的升高，響應(yīng)值均是先增大后減小，在中間出現(xiàn)最大值，與單因素試驗(yàn)結(jié)果一致。

圖4 感官評(píng)價(jià)模型中各因素交互響應(yīng)面圖Fig.4 The interactive response surface of various factors in the sensory evaluation model

2.2.2 工藝優(yōu)化與結(jié)果驗(yàn)證

結(jié)合響應(yīng)曲面進(jìn)行優(yōu)化分析，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到美拉德反應(yīng)的最優(yōu)工藝為pH 5.71，59.12 min，107.03 ℃，在此條件下感官評(píng)分的預(yù)測(cè)值為82.49。為方便操作，將其修正為pH 5.7，60 min，105 ℃，得出感官評(píng)分為82.66，與預(yù)測(cè)值接近，表明預(yù)測(cè)值與實(shí)際值擬合較好，模型可行。

2.3 美拉德反應(yīng)對(duì)酶解液滋味輪廓的影響

電子舌可以反映不同樣品的滋味特性差異，一般認(rèn)為酸味值>-13，咸味值>-6，甜味、鮮味和澀味>0時(shí)，認(rèn)為有該味道[20]。由圖5可知美拉德反應(yīng)前后有一定的滋味差異。其中酸味、咸味和豐富度顯著增加(P<0.05)，苦味、鮮味、甜味降低(P<0.05)，這可能是由于美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了大量的呈味物質(zhì)。鮮味降低可能是因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程中pH值逐漸降低呈現(xiàn)酸性，導(dǎo)致谷氨酸無(wú)法生成谷氨酸鹽[21]。反應(yīng)后酸味響應(yīng)值增加，酸味對(duì)苦味有一定的掩蓋作用[10]，苦味響應(yīng)值降低，表明美拉德反應(yīng)對(duì)苦味有一定的削弱作用，能在一定程度改善酶解液的風(fēng)味，這可能與氨基酸中精氨酸(Arg)和組氨酸(His)含量減少有關(guān)，陳曉[22]對(duì)雞肝蛋白酶解物進(jìn)行美拉德反應(yīng)后也得到了相似的結(jié)果。由以上結(jié)果可知，美拉德反應(yīng)可以改善酶解液的苦味，增加咸味，豐富產(chǎn)物的風(fēng)味。這與高娟等[9]對(duì)羊肚菌美拉德反應(yīng)前后的滋味分析結(jié)果一致。

圖5 酶解液和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物電子舌響應(yīng)值的雷達(dá)圖Fig.5 Radar diagram of electronic tongue response values of enzymatic hydrolysate and Maillard reaction liquid注：MJY、MRPs分別表示酶解液和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(下同)

2.4 美拉德反應(yīng)對(duì)酶解液氣味輪廓的影響

電子鼻作為一種新型智能感官技術(shù)，可以對(duì)不同樣品的香氣進(jìn)行分析，能減少人感官評(píng)價(jià)所帶來(lái)的誤差，重復(fù)性好[23]。其有10個(gè)不同的傳感器，由每個(gè)傳感器的響應(yīng)值繪制雷達(dá)圖和主成分分析(principal component analysis，PCA)圖(圖6)。主成分1和主成分2的貢獻(xiàn)率分別為63.3%和25%，貢獻(xiàn)率之和達(dá)到88.3%，能解釋大部分處理給酶解液和MRPs帶來(lái)的變化，表明該評(píng)估方法有一定的可行性。經(jīng)過(guò)美拉德反應(yīng)后，極大地增加了W2W和W1W兩個(gè)傳感器的響應(yīng)值，這2個(gè)傳感器分別對(duì)有機(jī)硫化物和硫化物靈敏。有研究[24-25]對(duì)肉中的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)含硫化合物是肉香的主要化合物，對(duì)肉制品的風(fēng)味起關(guān)鍵作用。其呈味閾值低，朱照華[26]提出含硫化合物主要通過(guò)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生，本試驗(yàn)中反應(yīng)后的有機(jī)硫化物和硫化物都比反應(yīng)前增加了100%，顯著增加了肉香味。W3S、W5C、W6S傳感器分別對(duì)長(zhǎng)鏈烷烴、短鏈烷烴芳香成分、氫化物有選擇性，反應(yīng)前后這幾個(gè)傳感器的響應(yīng)值變化不大。W2S、W1S、W5S傳感器分別對(duì)醇和醛酮類、甲基類和氮氧化合物敏感，經(jīng)過(guò)美拉德反應(yīng)這幾個(gè)傳感器的響應(yīng)值略有升高。W3C(對(duì)芳香成分敏感，氨類)、W1C(對(duì)芳香成分敏感，苯類)2個(gè)傳感器的響應(yīng)值略有降低。總體來(lái)說(shuō)，美拉德反應(yīng)可以產(chǎn)生更多的含硫化合物，同時(shí)使氨類等不愉快的氣味減弱，整體風(fēng)味得到改善。

a-雷達(dá)圖；b-PCA圖圖6 酶解液和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物電子鼻響應(yīng)值的 雷達(dá)圖和PCA圖Fig.6 Radar and PCA of electronic nose response values of enzymatic hydrolysate and Maillard reaction liquid

2.5 美拉德反應(yīng)對(duì)酶解液游離氨基酸含量的影響

酶解液和美拉德反應(yīng)前的氨基酸含量如表8所示，大多數(shù)氨基酸在美拉德反應(yīng)后含量減少，其中酪氨酸、賴氨酸和異亮氨酸減少比例最高，分別達(dá)到71.81%、56.66%和55.79%，表明這3種氨基酸是參與美拉德反應(yīng)的主要氨基酸，童彥等[17]分析了魚(yú)蛋白水解液美拉德反應(yīng)前后的氨基酸組成變化，發(fā)現(xiàn)酪氨酸、賴氨酸和精氨酸是反應(yīng)的主要氨基酸，與本研究結(jié)果相近。反應(yīng)后甘氨酸、絲氨酸和半胱氨酸含量大幅增加，其中甘氨酸和絲氨酸為甜味氨基酸，可提供清香甜味，減弱苦味，從食物中去除不愉快的氣味[27]；半胱氨酸屬于含硫氨基酸，對(duì)肉香味的形成有重要作用。

表8 美拉德反應(yīng)前后氨基酸含量Table 8 Amino acid content before and after Maillard reaction

2.6 美拉德反應(yīng)對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

本研究中酶解液和MRPs共檢測(cè)出80余種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，根據(jù)NIST質(zhì)譜庫(kù)，共鑒別出29種物質(zhì)，其中包括8種醇類物質(zhì)、6種醛類物質(zhì)、7種酮類物質(zhì)、3種烯類物質(zhì)、3種酯類物質(zhì)和2種吡嗪類物質(zhì)，多數(shù)物質(zhì)同時(shí)具有單體和二聚體。酶解液和MRPs揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的指紋圖譜見(jiàn)圖7，顏色越深代表含量越高。

圖7 酶解液和MRPs的指紋圖譜Fig.7 Fingerprint of enzymolysis solution and Maillard reaction solution

表9列舉出了反應(yīng)前后相對(duì)含量較高或存在較大差異的物質(zhì)及其相對(duì)含量。在已鑒別出類別的物質(zhì)中，醇類、醛類和酮類對(duì)水解液和MRPs貢獻(xiàn)較大，且水解液中這3類物質(zhì)的含量顯著高于MRPs(P<0.05)，水解液中醛類物質(zhì)含量最高，達(dá)到22.73%，MRPs中醇類物質(zhì)含量最高，達(dá)到15.15%，其中反應(yīng)后1-己醇和乙醇的含量顯著高于反應(yīng)前，1-己醇具有的水果芬芳香氣和乙醇具有的酒香味，這種物質(zhì)改善了酶解液的風(fēng)味。與醇類、醛類和酮類相比，一些揮發(fā)性化合物(例如烯類、酯類和吡嗪類)對(duì)整體香氣貢獻(xiàn)程度較少，水解液中烯類物質(zhì)含量顯著高于MRPs(P<0.05)，經(jīng)過(guò)美拉德反應(yīng)后酯類和吡嗪類物質(zhì)含量顯著增加(P<0.05)，吡嗪類屬于雜環(huán)化合物，具有氣味閾值低的特點(diǎn)，對(duì)整體風(fēng)味的改善也具有重要的作用[6]。除此之外，由于NIST數(shù)據(jù)庫(kù)的有限性，還含有29種未被定性的物質(zhì)，它們的含量有較大差別，也是反應(yīng)后風(fēng)味改變的原因。

表9 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量Table 9 Relative contents of volatile flavor substances

續(xù)表9

3 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)曲面優(yōu)化試驗(yàn)得到美拉德反應(yīng)的最優(yōu)條件為pH 5.7，時(shí)間60 min，溫度105 ℃。在此條件下制備的MRPs與反應(yīng)前相比，削弱了酶解液的苦味，增加了咸味，豐富了整體風(fēng)味，游離氨基酸總量大幅增加，其中酪氨酸、賴氨酸和異亮氨酸含量減少最多，說(shuō)明這幾種氨基酸是參與美拉德反應(yīng)的主要氨基酸。由GC-IMS分析可知，經(jīng)過(guò)美拉德反應(yīng)，醇類、醛類、酮類和烯類物質(zhì)含量減少，而酯類、吡嗪類和一些未被定性出來(lái)的物質(zhì)含量增加。本研究為制備出肉味逼真的風(fēng)味基料提供理論參考。