天然牛肉調(diào)味基料的增稠工藝優(yōu)化

樊曉盼，施煜，劉一鳴，韓蕓，楊謹(jǐn)喻，馬儷珍，3，*

（1.天津農(nóng)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院，天津 300384；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；3.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300384）

肉味調(diào)味基料是以肉類和魚類等動(dòng)物蛋白為原料，采用酶法水解技術(shù)獲得具有呈味特性的氮基酸和短肽類水解物，再添加氨基酸和還原糖通過(guò)美拉德反應(yīng)制成具有肉類風(fēng)味的調(diào)味基料，是近年來(lái)天然調(diào)味品行業(yè)的一大發(fā)展趨勢(shì)[1-3]。經(jīng)由美拉德反應(yīng)制得的肉類風(fēng)味調(diào)味基料，無(wú)論從原料還是從工藝，均可被視為天然產(chǎn)品。陳軍等[4]以羅非魚下腳料為原料，酶解之后在酶解液中添加木糖和葡萄糖，110 ℃，pH 7 條件下反應(yīng)1.5 h 制得鮮香味濃郁的調(diào)味基料。蔡鳳英等[5]用復(fù)合風(fēng)味蛋白酶制備出雞肉蛋白水解液，添加半胱氨酸、木糖，1 200 W 微波加熱4 min 即可得到風(fēng)味最佳的雞肉調(diào)味基料。

為提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，便于產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通，實(shí)際生產(chǎn)中往往需要添加增稠劑制成膏狀調(diào)味基料。在食品添加劑中增稠劑通常采用黃原膠、羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC）、瓜爾豆膠、魔芋膠、槐豆膠、亞麻籽膠等物質(zhì)[6]。黃原膠是一種性能優(yōu)越的親水性膠體，具有增稠、懸浮、乳化和穩(wěn)定等功能。唐敏敏等[7]研究了黃原膠對(duì)綠豆淀粉糊化和流變特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃原膠添加可以有效提高黃原膠+綠豆淀粉混合體系的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。李瓊等[8]在燒杯中加入所需原料（豬骨素的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、10%的呋喃酮、增稠劑、乳化劑等）攪拌20 min。充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚣纯芍瞥扇馕断憔a(chǎn)品，評(píng)價(jià)肉味香精的香氣。對(duì)于膠體對(duì)肉味香精的影響得出結(jié)論；3 種膠體的增稠效果為CMC＞黃原膠＞瓜爾豆膠。孫麗鳳[9]在蝦味香精的制備及其品質(zhì)穩(wěn)定性的研究中，以美拉德反應(yīng)液為基液，添加食品級(jí)原料如食鹽、白砂糖、味精和呈味核苷酸二鈉；增稠用原料有麥芽糊精、變性淀粉、黃原膠；以單因素試驗(yàn)與最佳調(diào)配配方的確定；美拉德反應(yīng)配方：葡萄糖3.0 %、木糖1.0 %、甘氨酸0.5 %、精氨酸0.25%；反應(yīng)條件為 100g 酶解液、自然 pH 值、100 ℃、30min。按照美拉德反應(yīng)液的質(zhì)量添加鹽16%、糖10%、味精10%、呈味核苷酸二鈉0.08%。

本文以冷凍牛骨肉末為原料，經(jīng)熱-壓浸提、酶解之后進(jìn)行美拉德反應(yīng)制成牛肉調(diào)味基料，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)研究淀粉、CMC、瓜爾豆膠和麥芽糊精的添加量對(duì)產(chǎn)品黏度的影響，從而為實(shí)際生產(chǎn)天然膏體牛肉調(diào)味基料提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍牛骨肉末：天津掛月食品有限公司提供；風(fēng)味蛋白酶（500 LAPU/g）、蛋白酶（1.5 AU/g）：丹麥諾維信公司；淀粉、CMC、瓜爾豆膠、麥芽糊精、山梨酸鉀：天津市紅旗農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；薩科THM-17（木糖葡萄球菌+戊糖片球菌）：意大利薩科菌種有限公司；L-半胱氨酸、丙氨酸：冀州市華陽(yáng)華工有限公司；葡萄糖、木糖：山東西王糖業(yè)有限公司。上述材料均為食品級(jí)。

1.2 主要儀器和設(shè)備

YP10002 電子天平：上海越平科學(xué)儀器有限公司；PB-10 酸度計(jì)：德國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；FA-25 勻漿機(jī)：上海弗洛克液體機(jī)械制造有限公司；R/S+型流變儀：美國(guó)Brookfield 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 牛肉調(diào)味基料（beef flavor，BF）的制備

熱壓浸提：稱取牛骨肉末，按照牛骨肉末∶水=1∶4（質(zhì)量比）的比例添加蒸餾水，攪拌均勻后，在壓力0.1 MPa、浸提溫度120 ℃、浸提時(shí)間4 h 條件下對(duì)牛骨肉末中的蛋白質(zhì)進(jìn)行提取。

酶解：取上述浸提液，根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，采用雙酶同步水解方式（同時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%的風(fēng)味蛋白酶和0.03%的復(fù)合蛋白酶）進(jìn)行酶解，酶解溫度50 ℃，pH 7 條件下酶解 4.5 h，沸水浴滅酶 20 min 后立即冷卻備用。

美拉德熱反應(yīng)：在上述酶解液中添加1.2%木糖、1.2%葡萄糖、0.9%半胱氨酸、0.45%甘氨酸、0.45%丙氨酸、1.8%維生素B（1均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），110 ℃條件下進(jìn)行美拉德反應(yīng)60 min[10-11]。

1.3.3 牛肉調(diào)味基料增稠工藝的研究

1.3.3.1 單因素試驗(yàn)

以2.3.2 制成的液體牛肉調(diào)味基料為底物，添加15%食鹽、4%白砂糖，研究淀粉、CMC、瓜爾豆膠、麥芽糊精添加量對(duì)其增稠效果的影響。CMC 0.9%、瓜爾豆膠0.9%、麥芽糊精0.9%條件下，淀粉添加量分別為0%、4%、8%、12%和16%；淀粉12%、瓜爾豆膠0.9%、麥芽糊精0.9%條件下，CMC 添加量分別為0%、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%；淀粉12%、CMC 0.9%、麥芽糊精0.9 %條件下，瓜爾豆膠添加量分別為0 %、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%；淀粉12%、CMC 0.9%、瓜爾豆膠0.9 %條件下，麥芽糊精添加量分別為0 %、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%。

1.3.3.2 正交試驗(yàn)

在2.3.3.1 單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以黏度值為響應(yīng)值進(jìn)行增稠工藝正交優(yōu)化試驗(yàn)，確定增稠劑的最適添加種類和添加比例。其因素水平及編碼見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素水平及編碼Table 1 Level of test factors

續(xù)表1 試驗(yàn)因素水平及編碼Continue table 1 Level of test factors

1.4 黏度的測(cè)定

采用R/S+型流變儀，選擇50 mm，1°的錐轉(zhuǎn)子（CC40）流變測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)定流變特性。測(cè)定：剪切率從0 s 增加到240 s，再?gòu)?40 s 減小到0 s，完成一次循環(huán)，測(cè)定產(chǎn)品黏度隨剪切率的變化[12]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003 計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，采用Sigmaplot 10.0 對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行繪圖來(lái)分析不同組之間的變化趨勢(shì)；應(yīng)用Statistix 8.1 對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，試驗(yàn)重復(fù)2 次，所有數(shù)據(jù)平行3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 BF增稠工藝的單因素試驗(yàn)

2.1.1 淀粉添加量對(duì)BF 黏度的影響

淀粉添加量對(duì)BF 黏度的影響見(jiàn)圖1。

圖1 淀粉添加量對(duì)BF 黏度的影響Fig.1 Effect of starch addition on viscosity of BF

淀粉添加量對(duì)BF 黏度的影響如圖1所示，從圖中可看出淀粉添加量為4%時(shí)，黏度值始終低于其他組，且當(dāng)運(yùn)行至120 s 時(shí)黏度值約為718.2 MPa·s，淀粉添加量為8%時(shí)，120 s 時(shí)的黏度值約為1 123.1 MPa·s，淀粉添加量為 12 %時(shí)，120 s 時(shí)的黏度值約為975.8 MPa·s，淀粉添加量為 16%時(shí)，120 s 時(shí)的黏度值約為865.6 MPa·s，綜上，淀粉添加量確定為8%。

2.1.2 CMC 添加量對(duì)BF 黏度的影響

CMC 添加量對(duì)BF 黏度的影響見(jiàn)圖2。

圖2 CMC 添加量對(duì)BF 黏度的影響Fig.2 Effect of CMC addition on viscosity of BF

CMC 添加量對(duì)BF 黏度的影響如圖2所示，從圖中可看出，隨著CMC 添加比例的增加，BF 的黏度值呈上升趨勢(shì)。當(dāng)CMC 添加量為1.2%時(shí)，黏度較高，導(dǎo)致運(yùn)行至120 s 時(shí)攪拌不動(dòng)，黏度值無(wú)法讀出。CMC添加量為0.6 %和0.9 %時(shí)，120 s 時(shí)的黏度值分別為764.5 MPa·s 和 897.4 MPa·s，二者之間差異不顯著，考慮經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題，本試驗(yàn)確定CMC 的添加量為0.6%。

2.1.3 瓜爾豆膠添加量對(duì)BF 黏度的影響

瓜兒豆膠添加量對(duì)BF 黏度的影響見(jiàn)圖3。

瓜爾豆膠添加量對(duì)BF 黏度的影響如圖3所示，從圖中可看出，瓜爾豆膠添加量越高，樣品的黏度值越高。當(dāng)瓜爾豆膠添加量為0.3%時(shí)，120 s 時(shí)的黏度值約為612.7 MPa·s，與不添加瓜爾豆膠的樣品（542.6 MPa·s）差異不明顯。瓜爾豆膠添加量為0.6%和0.9%時(shí)，運(yùn)行至120 s 時(shí)的黏度值分別為878.1 MPa·s和897.4 MPa·s，二者之間無(wú)明顯差異，而當(dāng)瓜爾豆膠添加量為1.2%時(shí)，黏度值則達(dá)到1 346.3 MPa·s，綜合感官描述和成本問(wèn)題，瓜爾豆膠的添加量確定為0.6%。

2.1.4 麥芽糊精添加量對(duì)BF 黏度的影響

麥芽糊精添加量對(duì)BF 黏度的影響見(jiàn)圖4。

麥芽糊精添加量對(duì)BF 黏度的影響如圖4所示，從圖中可看出，5 組之間黏度值無(wú)明顯差異，說(shuō)明麥芽糊精的添加量對(duì)黏度值的影響不大，當(dāng)麥芽糊精添加量為0.3%時(shí)，120 s 時(shí)的黏度值可達(dá)到1 211 MPa·s，感官上已滿足需求，因此，麥芽糊精的添加量確定為0.3%。

圖3 瓜爾豆膠添加量對(duì)BF 黏度的影響Fig.3 Effect of guar gum addition on viscosity of BF

圖4 麥芽糊精添加量對(duì)BF 黏度的影響Fig.4 Effect of maltodextrin addition on viscosity of BF

2.2 正交優(yōu)化試驗(yàn)

正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

由表2可知，各因素對(duì)增稠效果的影響主次順序?yàn)椋篊MC＞瓜爾豆膠＞麥芽糊精＞淀粉；正交試驗(yàn)中黏度值最高的試驗(yàn)組為第3 組，即淀粉添加量為7%、CMC添加量為0.7%、瓜爾豆膠添加量為0.7%和麥芽糊精添加量為0.4%，在表中可見(jiàn)，正交試驗(yàn)中第3 組和第5 組的黏度值差異不大，因考慮經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題，驗(yàn)證試驗(yàn)選用正交試驗(yàn)的最適優(yōu)化添加量配方為A2B2C3D1；即淀粉8%、CMC 0.6%、瓜爾豆膠0.7%和麥芽糊精0.3%。對(duì)于正交試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)與理論組樣品在黏度效果上差異不大，黏度值為795.2 MPa·s和806.8 MPa·s，故最適優(yōu)化添加量配方選取A2B2C3D1；即淀粉8%、CMC 0.6%、瓜爾豆膠0.7%和麥芽糊精0.3%。

表2 正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析Table 2 Analysis of orthogonal optimization test results

3 結(jié)論

本試驗(yàn)利用牛骨肉末加工為牛肉調(diào)味基料，研究不同種類的增稠劑（淀粉、CMC、瓜爾豆膠和麥芽糊精）對(duì)其黏度的影響，通過(guò)L9（34）正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明各因素對(duì)牛肉調(diào)味基料增稠效果的影響主次順序?yàn)椋篊MC＞瓜爾豆膠＞麥芽糊精＞淀粉，確定增稠劑的最適添加比例為：淀粉8%、CMC 0.6%、瓜爾豆膠0.7%和麥芽糊精0.3%。