美拉德反應對醬油品質的影響

◎ 張玉芳

（廈門古龍食品有限公司，福建 廈門 361100）

1 引言

1912年，法國生物化學家 Louis Camille Maillard在合成蛋白質的實驗過程中，無意發現了甘氨酸和葡萄糖在混合加熱時能夠形成褐色的物質。1953年，Hodge等人將這個反應正式命名為美拉德（Maillard）反應，又稱為非酶褐變反應[1]。食品中的蛋白質、氨基酸等氨基化合物與還原糖發生的美拉德反應，對食品的風味起到了重要的作用[2]。戚繁綜合前人研究認為，在食品加工過程中，含有羰基化合物的碳水化合物（如還原糖等）和氨基酸類化合物（如小分子氨基酸、肽類、蛋白質等），經加成、縮合、重排、聚合等反應可生成一系列揮發性風味物質及類黑精物質。因此，在食品加工過程中有時希望發生美拉德反應，它能賦予食品誘人的香味和色澤，如紅燒肉、面包等加工過程；有時又期望其不要發生，因為美拉德反應會使食品中的氨基酸和糖類等營養成分損失，人體必需氨基酸含量降低，如醬油加工過程。

《GB 2717—2018中華人民共和國食品安全國家標準 醬油》定義：醬油是指以大豆和/或脫脂大豆、小麥和/或小麥粉和/或麥麩為主要原料，經微生物發酵制成的具有特殊色、香、味的液體調味品[3]。醬油在中國具有廣闊的使用地域和悠久的食用歷史。如何判斷選購一款好的醬油，很多時候消費者只能從食品標簽標識入手，如標簽上的醬油質量等級、醬油氨基酸態氮含量等，因為醬油的氨基酸態氮含量的高低在某種意義上決定了醬油的品質。根據《GB/T 18186—2000釀造醬油》對醬油質量等級的規定，醬油氨基酸態氮含量越高質量等級越高（見表1）。

表1 釀造醬油質量等級指標表[4]

目前，市場上銷售的醬油多為紅褐色或棕褐色，醬油顏色的生成和深化一般發生在原料蒸煮、制曲、制醅制醪、發酵、殺菌及儲藏等過程，貫穿了醬油生產加工工藝的每個步驟。現代食品研究表明，醬油的色素成分主要包括類黑素、黑色素和焦糖色素這三類，分別對應醬油色澤生成的三種途徑：美拉德反應、酶促反應及焦糖化反應。其中類黑素是由原料中的還原糖和氨基酸發生美拉德褐變反應生成的[5]。

吳惠玲等認為美拉德反應是十分復雜的化學過程，反應產物的性質及結構除受氨基酸及糖種類、性質的影響，還受反應時的水分、pH值、反應的溫度和時間等因素影響[6]。醬油釀造成熟后需經調配、滅菌、灌裝、封口等一系列工藝加工過程，然后經出廠檢驗、貼標包裝后方可對消費者銷售。為了研究美拉德反應對于醬油氨基酸態氮和色值的影響，本文通過對醬油進行保溫實驗測試，研究不同溫度時間下醬油中的氨基酸態氮含量和色率變化，探討溫度、加熱時間兩個因素對美拉德反應的影響，揭示醬油加工過程中的調配和滅菌工藝過程產生的美拉德反應，對氨基酸態氮的含量和產品的色率的影響以及對產品質量穩定度的作用。

2 材料與方法

2.1 材料與設備

2.1.1 原料

古龍古法釀造醬油基料、海藻復合糖漿（含麥芽糖）、自煮糖色（白砂糖、水）、水、水果粉（金橘粉、檸檬粉）。

2.1.2 實驗材料與設備

酸度計：HANNA HI9024

磁力攪拌器：EcoStir

容量瓶、移液管和微量堿式滴定管：天玻

雙光束紫外分光光度計：TU-1901

電子秤：梅特勒ML203E-02

甲醛（分析純）：西隴科學股份有限公司

氫氧化鈉標準溶液：上海安譜實驗科技股份有限公司

2.2 實驗設計

將所有原材料在夾層鍋中混合后，開啟攪拌，緩慢攪拌均勻，確保糖漿、糖色完全溶解，然后進行回流混勻，再經瞬時滅菌器進行滅菌后即可進行灌裝。取配制好的瓶裝醬油，將醬油置于水浴鍋，設置不同溫度和時間，測定經過保溫后的氨基酸態氮含量及色率大小。

2.3 實驗步驟

2.3.1 氨基酸態氮測試方法（根據國家標準方法）

吸取5.0 mL試樣定容至100 mL，混勻后吸取20.0 mL置于燒杯中，加60 mL水，開動磁力攪拌器，用氫氧化鈉標準溶液[c（NaOH）=0.050 mol/L]滴定至pH酸度計指示pH為8.2，記下消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的毫升數。然后加入10.0 mL甲醛溶液，混勻。再用氫氧化鈉標準滴定溶液繼續滴定至pH為9.2，記下消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的毫升數。同時取80 mL水，先用氫氧化鈉標準溶液[c（NaOH）=0.050 mol/L]調節至pH為8.2，再加入10.0 mL甲醛溶液，用氫氧化鈉標準滴定溶液滴定至pH為9.2，做試劑空白試驗[7]。

2.3.2 色率測試方法

吸取1.0 mL試樣定容至100 mL容量瓶中，混勻后倒入1 cm比色皿中，在雙光束紫外分光光度計中用420 nm波長測定吸光度[8]。

3 結果與討論

3.1 結果

按照實驗設計要求進出測定，測定結果如表2。

表2 醬油氨基酸態氮、色值指標變化與溫度及持續時間之間的關系表

3.2 結果分析

通過圖1試驗可以得知，在溫度高于60 ℃條件下，隨保溫持續時間的延長，氨基酸態氮含量逐漸降低，色值逐漸升高。

圖1 醬油氨基酸態氮、色值指標變化與溫度及持續時間之間的關系圖

同樣保溫時間3 h，90 ℃條件下，兩個樣品的氨基酸態氮降低了0.14，色值分別提高了0.529 6、0.552 4；60 ℃條件下，兩個樣品的氨基酸態氮只降低了0.04，色值分別提高了0.137 3、0.111 7。從圖2結果可知，相同的時間，溫度越高，美拉德反應越劇烈，氨基酸態氮含量及色值的變化越明顯。

圖2 氨基酸態氮及色值變化和溫度的關系圖

4 結語

本次實驗表明，加熱溫度和該溫度下的持續時間在美拉德反應中對醬油氨基酸態氮和色值影響較為顯著，特別是持續高溫影響明顯，從而影響了整體品質。因此，在生產過程中，如果希望得到高的氨基酸態氮和淺色醬油，應具備能夠縮短加熱時間和加熱溫度的裝置。例如，配備能夠瞬時滅菌的滅菌器，在醬油后期配制時，通過攪拌、回流等措施，減少加熱步驟或降低加熱溫度和時間，使產品既達到調配混勻、減少微生物含量的目的，又能避免氨基酸態氮的損失和色值的增加，使產品滿足較高的質量要求。