牛肉香精制備工藝的研究

趙中勝，鐔雪瑩，查恩輝，岳喜慶

（1.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110161；2.遼寧大學食品科學與工程系，遼寧 沈陽 110036；3.遼寧醫學院食品科學與工程學院，遼寧 錦州 121001）

肉味香精是一種以肉類風味為主[1]，采用肉類蛋白水解物和還原糖等為原料通過美拉德反應生產的肉類風味物。美拉德反應分為三個階段[2]進行，最終形成類黑色素。它能賦予熟肉特征香氣，又能一定程度上破壞食品營養價值，影響產品外觀[3]，因此要控制好反應溫度、時間、pH 等因素[4-6]。采用酸法水解肉類蛋白水解率較高，但水解程度難以控制，水解后的酸液對環境污染大[7-8]。堿法水解水解率低、專一性差，容易產生尿素，部分氨基酸會脫氨而造成氨基酸破壞，尤其是胱氨酸和半胱氨酸容易損失[9]。酶法水解通過控制酶解過程中底物濃度、pH、溫度、反應時間等影響酶解的因素[10]，副反應少、不破壞氨基酸、水解程度容易控制，在營養成分的保留上，具有不可比擬的優點[11-12]。本研究以牛肉蛋白等為基料生產的肉味香精，口感純正、后味足，迎合了消費者崇尚天然的消費潮流，發展前景樂觀。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮牛肉：市購；木瓜蛋白酶食品級（1 000 000 U/g）、風味蛋白酶食品級（130 000 U/g）：天津諾奧科技發展有限公司；葡萄糖、D-木糖、L-半胱氨酸、硫胺素：天津市博迪化工有限公司。

1.2 儀器與設備

高速組織搗碎機：上海精科實業有限公司；TDL-5-A 型高速離心機：上海安亭科學儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 酶解液的制備

取適量牛肉，去除脂肪[13]，置于高速組織搗碎機10 000 r/min 處理1 min。稱取肉糜100 g，移入三角瓶中，加入一定量的蒸餾水，用1 mol/L 氫氧化鈉和鹽酸調節pH，在一定溫度下加入適量蛋白酶（木瓜蛋白酶：風味蛋白酶=1∶1），攪拌均勻，酶解后升溫到90 ℃滅酶15 min。在4 000 r/min 下離心分離20 min，收集上清液（蛋白水解液：HAP）分析測定。

1.3.2 酶解工藝條件優化試驗

根據預試驗結果，酶解反應時間、反應溫度、初始pH 以及酶添加量4 個因素對水解度的影響較為顯著，因此選擇L9（34）正交試驗，對4 個因素進行正交優化。因素及水平選取如表1 所示。

表1 蛋白酶水解條件正交實驗的因素水平表L9（34）Table 1 The factors and level

1.3.3 氨基氮含量測定

甲醛電位滴定法[14]。

1.3.4 水解液的游離氨基酸組成分析

利用日立L-8800 型氨基酸分析儀。

1.3.5 Maillard 反應制備牛肉味香精

蛋白水解液→加入還原糖、氨基酸和水→調pH→Maillard 反應→真空冷凍干燥→香精

1.3.6 Maillard 反應工藝條件優化試驗

根據預試驗的結果，反應時間、溫度、初始pH 以及HAP 添加量4 個因素對香精風味的影響較為顯著，因此選擇L9（34）正交試驗，對4 個因素進行正交優化。因素及水平選取如表2 所示。

表2 美拉德反應條件正交試驗的因素水平表L9（34）Table 2 The factors and level

1.3.7 香味評價的方法[15]

采用感官評分法進行香味評價。感官評分法是指按預先設定的評價標準，對試樣的特性和嗜好程度以數字標度進行評定，然后換算成得分的一種評價方法。本試驗采用1～9（9 級）尺度，依次代表非常厭惡、很厭惡、一般厭惡、有些厭惡、既不厭惡也不喜歡、有些喜歡、一般喜歡、很喜歡、非常喜歡。

2 結果與分析

2.1 酶解工藝條件優化試驗

本試驗對酶解反應時間、反應溫度、初始pH 以及酶添加量4 個參數進行正交優化，結果見表3。

表3 蛋白酶水解正交試驗結果Table 3 Results of the orthogonal test of enzymolysis

從表3 可知，各因素對牛肉酶解效應影響由大到小依次為：A＞C＞B＞D，即pH＞加酶量＞酶解溫度＞反應時間。

挑取每個因素K 值最大的水平組合作為優方案，由表3 可知，優方案為A3C3B3D2，即pH7.0、加酶量為0.7%、反應溫度65 ℃、反應時間3 h。進行驗證試驗，氨基酸含量為0.420 g/100 mL，含量最高。

2.2 水解液的游離氨基酸組成分析

利用日立L-8800 型氨基酸分析儀對牛肉蛋白水解液進行游離氨基酸組成分析，其結果見圖1。

圖1 氨基酸分析圖Fig.1 Beef protein hydrolysates of Amino Acid Analysis

由圖1 可知，酶解產物中含量較豐富的幾種游離氨基酸為谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸，這是牛肉酶解產物鮮的重要原因；酶解產物中富含必需氨基酸：賴氨酸、色氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸，酶解液中的含硫氨基酸尤其是半胱氨酸的比例很小，而含硫氨酸對于肉香風味的生成非常重要，因此在美拉德反應體系中加入半胱氨酸是非常必要的。

2.3 正交試驗設計優化美拉德反應條件

在單因素試驗基礎上，進一步采用L9（34）正交試驗進行優化，采用香味評價的方法對不同的反應產物進行評價，以得到較佳的美拉德反應的條件。正交試驗結果見表4。

表4 美拉德反應正交試驗結果Table 4 Results of the orthogonal test of Maillard reaction

對正交試驗結果進行極差分析可知，極差大小順序為RC＞RD＞RB＞RA，所以各因素主次順序為：C（pH）＞D（HAP添加量）＞B（時間）＞A（溫度）。由K 值可知，優方案為C3D3B3A2，即pH7.0、HAP 添加量60%、時間115 min、溫度105 ℃，在此條件下可得到香氣較強且協調的肉味香精。

3 結論

1）牛肉水解最佳工藝參數為：pH7.0、加酶量0.7%、反應溫度65 ℃、反應時間3 h。進行驗證試驗，氨基酸含量為0.420 g/100 mL。

2）美拉德反應底物配料最佳配比為：牛肉酶解物添加量為60 g；葡萄糖添加量為34 g、木糖添加量為3.4 g；L-半胱氨酸17g；硫胺素添加量為5.6 g。

3）美拉德反應的最佳條件為：pH7.0、HAP 添加量60 %、時間115 min、溫度105 ℃，在優化條件下得到的牛肉香精，肉香濃郁，烤肉味特征香氣明顯，留香時間久。

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