熱反應型羊肉味調味基料制備工藝優化

劉金凱，高 遠，王振宇，艾啟俊，張德權，*（1.北京農學院食品科學與工程學院，北京1006；.中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工重點實驗室，北京100193）

熱反應型羊肉味調味基料制備工藝優化

劉金凱1，2，高 遠2，王振宇2，艾啟俊1，*，張德權2，*
（1.北京農學院食品科學與工程學院，北京102206；2.中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工重點實驗室，北京100193）

以還原糖和氨基酸為主要原料，經熱反應制得了風味較好的羊肉味調味基料，并以此為樣品建立羊肉味調味基料感官評價回歸方程，通過對反應溫度、反應時間、反應起始pH等因素進行單因素實驗，并通過正交實驗優化制備熱反應型羊肉味調味基料的最佳原料配比及反應條件，制得了風味特征明顯的羊肉味調味基料。實驗結果表明，熱反應的最優工藝條件是：溫度110℃，起始pH6.0，時間75min；產生良好肉香味的熱反應配方是：羊骨素酶解液100g，半胱氨酸0.9g，甘氨酸0.9g，丙氨酸1.8g，脯氨酸0.9g，木糖2.4g，葡萄糖1.2g，VB11.8g。該配方下所得熱反應型羊肉味調味基料香味柔和肉味強烈。

熱反應，羊肉味調味基料，工藝優化

肉香味是人類飲食中的重要風味，數千年來，人類的飲食文明積累了豐富的肉制品加工經驗，而肉香風味調味料的加工，卻是近十幾年才發展起來的新工藝[1]。我國的肉味調味料生產工藝經歷了第一代的“非肉源”肉味調味料和第二代的“肉源”肉味調味料，到現在已經發展到了第三代的“味料同源”肉味調味料[2]。近年來，科研人員通過熱反應制備出包括羊肉調味料在內的多種肉味調味料[3-6]，但所用原料多為同源肉類，對畜禽骨副產物的開發利用較少[7-8]。我國是羊肉生產和消費大國，羊骨副產物每年超過80萬t。以羊骨為原料生產熱反應型調味料，不但解決羊骨副產物利用難、開發產品附加值低的問題，而且也是“味料同源”制造理念的核心體現[9]。為此，有必要優化羊骨為原料的熱反應型羊肉味調味基料的制備工藝，建立感官評價方法，為改善羊肉味調味料風味和羊骨副產物的高值利用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

根據李桂星[10]方法，購買新鮮羊棒骨，在破碎度為1.5cm，壓力為0.2MPa，溫度為130℃，料液比為1∶2.5，時間為2h的條件下，熱-壓抽提得到羊骨素，用風味蛋白酶酶解制備的羊骨素，得到羊骨素酶解液（水解度為22.8%）；實驗所用風味蛋白酶 為分析級，購于北京索萊寶科技有限公司；半胱氨酸（Cys）、丙氨酸（Ala）、甘氨酸（Gly）、絲氨酸（Ser）、脯氨酸（Pro）、葡萄糖（Glucose）、木糖（Xylose）、VB1均為食品級 購于北京鴻瑞嘉盛有限公司。

PG-150強力破骨機 廊坊市頂天輕工機械有限公司；SHA-B水浴恒溫振蕩器 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；Neofuge 15R臺式高速冷凍離心機 上海力申科學儀器有限公司；LS-50HD立式壓力蒸汽滅菌器 江陰濱江醫療設備有限公司；ML204/02電子天平 上海梅特勒-托利多有限公司；F-50A pH計 北京屹源電子儀器科技公司。

表1 正交實驗因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2 實驗方法

1.2.1 羊肉味調味基料制備 通過實驗室前期研究[10]及預實驗初步確定各原料的種類及添加量，以獲得的風味較好的羊肉味調味基料為起始樣品。在500mL的三角瓶中依次加入羊骨素酶解液（自制）100g、半胱氨酸（Cys）1.8g、丙氨酸（Ala）1.8g、甘氨酸（Gly）1.8g、絲氨酸（Ser）1.8g、脯氨酸（Pro）1.8g、葡萄糖（Glucose）1.2g、木糖（Xylose）2.4g、VB11.8g等原料，并充分攪拌，使其混合均勻。用2mol/L的NaOH和HCl調節至指定實驗pH，用棉塞塞緊三角燒瓶后放入蒸汽滅菌器中加熱達指定實驗溫度，在此溫度下維持指定實驗時間，停止加熱。待其冷至室溫后，取出備用。

1.2.2 羊肉味調味基料感官評價標準確定 樣品的感官評價采取描述性感官分析方法進行評定，通過對具有專業背景的感官評價員進行有針對性的訓練得到7名優秀感官評價員。

以預實驗獲得的具有不同強度羊肉類調味料香味及異味的熱反應型羊肉調味基料為樣品（樣本數43個），對肉香味、烤香味、羊肉特征味、焦糊味、硫磺味等5個指標進行感官評價，按照各指標的感官強度打分，采用0～10分制，各分值含義分別為：0=不存在、2=剛好識別、4=弱、6=中等、8=強、10=很強[11]。對感官評價得分進行回歸分析，建立回歸方程，綜合考慮肉香味、烤香味、羊肉特征味、焦糊味、硫磺味等5個指標對樣品感官得分的貢獻。

1.2.3 羊肉味調味基料感官評價標準品確定 選取預實驗所獲得的熱反應型羊肉調味基料，以優秀感官評價員的感官評價得分平均值為其標準分，選取包含全部5種風味指標且標準差最小者，作為感官評價的標準樣品，以減少感官評價員感官差異對評分結果的影響。

1.2.4 熱反應型羊肉味調味基料制備單因素實驗 通過單因素實驗考察反應溫度、反應時間和反應起始pH對熱反應型羊肉味調味基料風味的影響。單因素實驗中，選取100、105、110、115、120℃等5個熱反應溫度進行單因素實驗，反應時間為90min，反應起始pH5.5，研究反應溫度對樣品感官評價得分的影響；選取30、60、90、120、150min等5個熱反應時間進行單因素實驗，反應溫度為110℃，反應起始pH5.5，研究反應時間對樣品感官評價得分的影響；用2mol/L的NaOH和HCl調節pH，選取5.0、6.0、7.0、8.0等4個反應pH進行單因素實驗，反應時間為90min，反應溫度110℃，研究反應pH對樣品感官評價得分的影響。

1.2.5 熱反應型羊肉味調味基料制備正交實驗 根據單因素實驗結果，以L27（313）正交實驗表安排實驗（見表1），其中羊骨素酶解液的添加量固定為100g，通過對不同條件下各處理的感官評價得分進行回歸分析得出最佳反應工藝和配方。

1.3 數據統計分析

感官得分數據用SAS 8.2統計軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 熱反應型羊肉味調味基料感官評價回歸方程

以預實驗獲得的43個熱反應型羊肉調味基料樣品的感官評價結果建立含有全部自變量的全模型，模型的F值為74.48，其對應的p值遠遠小于0.01，模型擬合效果較好，得到了熱反應型羊肉味調味基料5種風味指標與感官得分y之間的線性關系，其感官評價回歸方程為：

y（感官得分）=0.796+0.639肉香味+0.422烤香味+0.117羊肉特征味-0.126焦糊味-0.182硫磺味（R2=0.91）

2.2 熱反應型羊肉味調味基料標準品確立

通過篩選得到一個包含全部5種風味指標且標準差最小者的樣品，樣品工藝條件及添加原料的種類、添加量為反應溫度120℃、反應時間90min、反應pH7.0、羊骨素酶解液（自制）100g、半胱氨酸（Cys）1.8g、丙氨酸（Ala）1.8g、甘氨酸（Gly）1.8g、絲氨酸（Ser）1.8g、脯氨酸（Pro）1.8g、葡萄糖（Glucose）2.4g、木糖（Xylose）2.4g、VB13.6g。以此樣品作為感官評價員評判其他調味基料風味的標準樣品，提高評價準確性。七位感官評價員對該樣品各項感官評價指標的均值、標準差和標準分見表2。

表2 標準樣品的感官評價標準分Table 2 The sense score of standard sample

2.3 熱反應型羊肉味調味基料制備單因素實驗

2.3.1 反應溫度的影響 熱反應包含很多反應過程，每個反應過程對溫度的敏感性不同，因此熱反應的反應路線很大程度上取決于熱反應的溫度，美拉德反應在溫度相差10℃的條件下褐變速度相差3～5倍[12]。在溫度為100～110℃時，反應產物的感官評價得分上升趨勢明顯（p＜0.05），這是因為溫度較低時熱反應不充分，但隨著溫度上升，樣品中的肉香味和烤香味等有益風味明顯增強。在110～120℃時，熱反應產物的肉香味和烤香味逐漸減弱，而焦糊味隨著溫度升高越來越重。因此，選取110℃為最佳的熱反應溫度。

圖1 反應溫度對樣品感官評價得分的影響Fig.1 Effect of temperature on the sense score of mutton flavor seasoning

2.4 正交實驗分析

根據單因素實驗結果，設計L2（7313）正交實驗表，確定各影響因素的水平（見表1），不同條件下各處理的感官評價得分見表3。

由極差分析可以看出，11個因素對感官評價權重影響的主次關系為：木糖＞脯氨酸＞VB1＞葡萄糖＞半胱氨酸＞溫度＞甘氨酸＞丙氨酸＞絲氨酸＞pH＞時間。

實驗結果表明，還原糖對感官得分影響較大，由于葡萄糖和木糖反應性好、價廉易得，通常被用來作為美拉德反應的原料，因此，實驗中使用的還原糖為木糖與葡萄糖。反應中木糖對感官評價得分的影響大于葡萄糖，主要是由于單糖中五碳糖的反應性比六碳糖強，且五碳糖的褐變速度大約是六碳糖的10倍[12]，木糖作為五碳糖在反應中更加劇烈，因此對反應的感官得分影響也較大。甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸對感官評價得分影響較小，主要是由于羊骨素經酶解后生成多種游離氨基酸，同樣可以作為前提物質參與美拉德反應。脯氨酸與半胱氨酸對感官評價得分影響較大，主要是由于脯氨酸作為添加氨基酸中唯一的亞氨基酸，其結構的不同可能導致添加過量時產生更多的不愉快氣味，而半胱氨酸作為重要硫源，其對風味也有較大影響。根據其他學者的研究結果顯示[16-20]，反應體系中的含硫氨基酸對形成肉香味是不可缺少的因素，實驗中除添加作為硫源的半光氨酸外，還添加了硫胺素。硫胺素的熱降解產物為呋喃、噻唑等含硫雜環化合物，這些雜環化合物是肉香氣揮發性成分的重要組成部分[21]，因此，實驗中的硫胺素添加對熱反應型羊肉味調味基料的感官評價得分起到重要作用。

根據表4的方差分析結果可以看出，樣品間的F＞F0.0（126，156），樣品的差異對感官得分影響是極顯著差異的，而感官評價員間的F＜F0.0（16，156），評價員間的感官得分沒有顯著性差異。因此，此次評價是科學有效的，感官得分不同的原因是樣品風味自身的不同造成的。

由極差分析確定熱反應型羊肉味調味料的最優配方為A2B3C2D2E3F2G1H2I1J2K2，即羊骨素酶解液100g、溫度110℃、時間75min、pH6.0、L-半胱氨酸0.9g、甘氨酸0.9g、丙氨酸1.8g、脯氨酸0.9g、木糖2.4g、葡萄糖

2.3.2 反應時間的影響 在相同的反應溫度和反應pH條件下，反應時間為90min的熱反應產物與反應時間為30min和150min的熱反應產物感官得分均具有顯著差異（p＜0.05）。反應時間不足60min時，熱反應不完全，不能形成足夠的風味物質，反應產物的肉香味很弱；反應時間大于120min時，熱反應過度，容易發生過度焦糖化反應，使熱反應產物產生苦味和焦味。選擇90min作為最佳的熱反應時間。

圖2 反應時間對樣品感官評價得分的影響Fig.2 Effect of time on the sense score of mutton flavor seasoning

2.3.3 反應起始pH的影響 在相同反應溫度和反應時間條件下，不同的反應起始pH對熱反應產物的風味存在影響[13-15]。在起始pH5.0的條件下，氨基的反轉使Maillard反應的中間產物變得不活潑，從而得不到大量的芳香類物質。隨著pH升高，氨基酸呈陰離子態，此時氨基酸的反應性加強，而Maillard反應速度加快，當pH6.0時，產生大量的芳香類物質，感官得分取得最大值。隨著pH繼續升高，當pH達到7.0以上時，由于焦糖化反應加快，可能產生NH3等很多令人不愉快的風味。因此，選擇pH6.0為最佳反應起始pH。1.2g、VB11.8g，以該配方反應制得的羊肉味調味料感官得分為6.45，明顯優于正交實驗中感官評價得分最高的16號樣品。

圖3 反應起始pH對樣品感官得分的影響Fig.3 Effect of pH on the sense score of mutton flavor seasoning

表3 正交實驗結果Table 3 Results of orthogonal experiment

表4 正交實驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experimental results

3 結論

熱反應主要受反應前體物種類與濃度及反應時間、反應溫度、起始pH等反應參數的影響。羊骨素經水解后可以作為良好的氨基酸供體，并與氨基酸、還原糖等進行熱反應。以單因素實驗和正交實驗優化得到的最佳工藝為羊骨素酶解液100g、反應溫度110℃、反應時間75min、起始pH6.0、L-半胱氨酸0.9g、甘氨酸0.9g、丙氨酸1.8g、脯氨酸0.9g、木糖2.4g、葡萄糖1.2g、VB11.8g。該配方下所得熱反應型羊肉味調味基料香味柔和肉味強烈。

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Optimization of the processing of thermal reaction seasoning with mutton flavor

LIU Jin-kai1，2，GAO Yuan2，WANG Zhen-yu2，AI Qi-jun1，*，ZHANG De-quan2，*
（1.Department of Food Science and Engineering，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206，China；2.Institute of Agro-Products Processing Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Key Laboratory of Agro-Product Processing，Ministry of Agriculture，Beijing 100193，China）

In this study，mutton flavor seasoning was prepared by thermal reaction using reducing sugar and amino acids.Sensory evaluation regression equation of mutton flavoring seasoning was established.Reaction temperature，time and initial pH value were analyzed in single factor experiment，and the suitable ratio of raw material and reaction condition were optimized by orthogonal test.The results showed that the optimal process of the thermal reaction was 110℃，75min and initial pH6.0.The best composition of raw materials were sheep bone extract hydrolysates 100g，cysteine 0.9g，glycine 0.9g，alanine 1.8g，proline 0.9g，xylose 2.4g，glucose 1.2g，Vitamin B11.8g.The mutton flavor seasoning will have a excellent aroma.

thermal reaction；mutton flavor seasoning；process optimization

TS264.3

B

1002-0306（2014）12-0249-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.046

2013－10－18 *通訊聯系人

劉金凱（1987-），男，碩士研究生，主要從事畜產品加工與安全控制理論及技術方面的研究。

科研院所技術開發研究專項（2012EG134236）；國家現代肉羊產業技術體系（CARS-39）。