雞肉酶解產(chǎn)物制備熱反應(yīng)型風味基料的研究

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)機理的基礎(chǔ)上，將食品原料或兩種及兩種以上的風味前體物質(zhì)在有控制的條件下進行加熱處理而得到的產(chǎn)物稱作熱反應(yīng)型風味基料[1]，其特點是能夠較好地保持食品原有的天然風味，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為是天然香精香料的一種，并且因為符合食品工業(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[2]，因而利用分步酶解法對雞肉進行酶解得到的活性肽和游離的氨基酸等風味前體物質(zhì)為原料可以更好地制備熱反應(yīng)型風味基料[3，4]。

本實驗以雞肉酶解產(chǎn)物為原料，利用美拉德反應(yīng)機理制備風味基料[5]，研究了葡萄糖添加量、牛磺酸添加量、半胱氨酸添加量、甘氨酸添加量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)pH等條件下對風味基料的影響，通過對熱反應(yīng)所得產(chǎn)物風味基料的感官評價[6,7]，并通過驗證試驗使用模糊數(shù)學(xué)感官評價的方法確定最優(yōu)工藝條件[8-10]，為利用動物蛋白酶解物添加還原糖、各種氨基酸進行不同熱反應(yīng)型風味基料的生產(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；牛磺酸：潛江永安藥業(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 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；切碎機 廣東小熊電器有限公司；L-550臺式低速離心機 長沙湘儀離心機有限公司；電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(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，在一定溫度下進行反應(yīng)。

1.2.3 單因素試驗[8]

1.2.3.1 葡萄糖添加量對基料風味的影響

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)條件進行反應(yīng)。

1.2.3.2 半胱氨酸添加量對基料風味的影響

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)條件進行反應(yīng)。

1.2.3.3 甘氨酸添加量對基料風味的影響

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)條件進行反應(yīng)。

1.2.3.4 牛磺酸添加量對基料風味的影響

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)條件進行反應(yīng)。

1.2.3.5 反應(yīng)pH對基料風味的影響

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)條件進行反應(yīng)。

1.2.3.6 反應(yīng)時間對基料風味的影響

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

1.2.3.7 反應(yīng)溫度對基料風味的影響

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)條件進行反應(yīng)。

表1 制備風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 正交試驗優(yōu)化工藝條件

根據(jù)單因素試驗結(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)、牛磺酸添加量(D)4個因素進行正交優(yōu)化，以感官評價為考慮依據(jù)，進行正交優(yōu)化，因素及水平選取見表2。

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

1.2.5 感官評價方法及評價標準

選取8名感官評價人員，對其進行香精及調(diào)味基料的色、香、味等相關(guān)知識培訓(xùn)，樣品感官的預(yù)評價的練習(xí)等培訓(xùn)，之后對樣品進行感官評價，每個樣品重復(fù)2～3次，評價標準見表3，滿分80分，最后取8名評價人員的平均分數(shù)為最終結(jié)果。

表3 風味基料評價標準Table 3 Evaluation standards of flavor base

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 葡萄糖添加量對基料風味的影響

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

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

由圖1可知，基料的綜合評分較高，當葡萄糖添加量為5.5%時，效果最佳。

2.1.2 半胱氨酸添加量對基料風味的影響

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

由圖2可知，當半胱氨酸添加量達到0.09%時，基料的整體風味較佳，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，影響整體風味，故半胱氨酸最佳添加量為0.09%。

2.1.3 甘氨酸添加量對基料風味的影響

圖3 甘氨酸添加量對基料風味的影響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，當甘氨酸添加量達到1.2%時，基料的整體風味較佳，香甜味濃郁，肉香豐富，其對基料色澤影響較小，故甘氨酸添加量為1.2%時最適。

2.1.4 牛磺酸添加量對基料風味的影響

加入牛磺酸后使得基料整體具有一股獨特的甜香和焦香，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 牛磺酸添加量對基料風味的影響Fig.4 Effect of the additive amount of taurine on the flavor of basic material

由圖4可知，當牛磺酸添加量達到1.2%時，基料的整體風味較佳，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%時最適。

2.1.5 反應(yīng)pH對基料風味的影響

圖5 反應(yīng)pH對基料風味的影響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)，基料風味較佳，在pH 5.5時硫味較重，說明在酸性環(huán)境中有助于含硫化合物的生成但對基料整體風味造成不利影響，隨著pH增大硫味減輕，肉香味逐漸和諧、豐裕，在pH 6.5時達到最佳，故在pH 6.5時最適合此種配方下風味基料的生產(chǎn)。

2.1.6 反應(yīng)時間對基料風味的影響

由圖6可知，隨著反應(yīng)時間的延長，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)時間為55 min，基料整體風味較佳。

圖6 反應(yīng)時間對基料風味的影響Fig.6 Effect of reaction time on the flavor of basic material

2.1.7 反應(yīng)溫度對基料風味的影響

圖7 反應(yīng)溫度對基料風味的影響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 ℃時基料整體風味達到最佳；隨著溫度的再次升高，褐變開始變得嚴重，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 ℃，基料整體風味最佳。

2.2 正交試驗及數(shù)據(jù)處理

正交試驗數(shù)據(jù)分析及結(jié)果見表4。

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

續(xù) 表

結(jié)合表4中4個因素的極差R值分析可知RB>RA>RD>RC，所以各因素主次順序為：B(半胱氨酸添加量)>A(反應(yīng)溫度)>D(牛磺酸添加量)>C(甘氨酸添加量)，以綜合評分為依據(jù)的較優(yōu)方案為A2B2C1D3，即：反應(yīng)時間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%，綜合評分為70.7。

4個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)評價檢驗

對正交試驗中得分在65分以上的3組試驗：A2B2C1D3(第1組)、A1B2C2D2(第2組)、A2B3C1D2(第3組)進行重復(fù)試驗，并采用模糊數(shù)學(xué)評價檢驗的方法對感官評價得出的結(jié)果進行驗證及修正，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

評判對象集為U=(u1,u2,……,ui,……,un),其中U為因素集，ui為第i個因素，根據(jù)對風味基料的評價標準，選取4項指標組成因素集即U=(氣味u1,色澤u2,整體協(xié)調(diào)性u3,逼真度u4)；評判因素為V=(v1,v2,……,vi,……,vn)，根據(jù)評價小組評定，確定風味基料的評語集為V=(喜歡v1,一般喜歡v2,不喜歡v3,討厭v4)，感官評定表見表6；并確定因素集中指標相對應(yīng)的權(quán)重向量為K=(0.38,0.19,0.19,0.24)。

表6 風味基料感官評定表Table 6 Sensory evaluation Table of flavor basic material

續(xù) 表

首先對每個樣品的品質(zhì)指標進行歸一化處理，得到以下模糊矩陣：

其中，j=1,2,3為樣品編號，i=1,2,3,4為樣品的品質(zhì)指標，ri1,ri2,ri3,ri4分別為第i個評價指標。選擇8名感官評價人員與2名消費者共10人，對3組樣品依照風味基料感官評定表對樣品逐一進行評價，其對應(yīng)的票數(shù)情況見表7。

表7 感官評定票數(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 模糊變換及評價結(jié)果

根據(jù)模糊矩陣變化原理：R=K×A，則3組樣品的評價結(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組樣品的評價結(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)果與正交試驗的結(jié)果相一致，工藝條件為：反應(yīng)時間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、牛磺酸等產(chǎn)香前體物質(zhì)進行熱反應(yīng)，在一定工藝條件下可以得到較為理想的風味基料。

通過單因素試驗，對影響基料風味的多個因素進行研究，初步得到各因素的較適條件，并在此基礎(chǔ)之上進行正交試驗，得出對基料整體風味有較大影響的4個因素的主次關(guān)系是：半胱氨酸添加量>反應(yīng)溫度>牛磺酸添加量>甘氨酸添加量。最后通過模糊數(shù)學(xué)感官評價方法確定正交試驗最優(yōu)反應(yīng)條件為：反應(yīng)時間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)后得到的基料風味獨特，肉香味突出、圓潤，品質(zhì)較高，為使用雞肉酶解液制備風味基料提供了借鑒。