鸡肉酶解产物制备热反应型风味基料的研究

于亚辉，谢昭鹏，张帆，苏煌杰，方婷

(福建农林大学 食品科学学院，福州 350002)

在美拉德反应机理的基础上，将食品原料或两种及两种以上的风味前体物质在有控制的条件下进行加热处理而得到的产物称作热反应型风味基料[1]，其特点是能够较好地保持食品原有的天然风味，香气自然持久且品种多样，形成的调味料在国际上也被认为是天然香精香料的一种，并且因为符合食品工业健康营养的要求而备受青睐。我国鸡肉资源丰富，而鸡肉又具有蛋白质含量高、脂肪含量低、氨基酸种类齐全等特点[2]，因而利用分步酶解法对鸡肉进行酶解得到的活性肽和游离的氨基酸等风味前体物质为原料可以更好地制备热反应型风味基料[3，4]。

本实验以鸡肉酶解产物为原料，利用美拉德反应机理制备风味基料[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、反应时间、反应温度、反应pH等条件下对风味基料的影响，通过对热反应所得产物风味基料的感官评价[6,7]，并通过验证试验使用模糊数学感官评价的方法确定最优工艺条件[8-10]，为利用动物蛋白酶解物添加还原糖、各种氨基酸进行不同热反应型风味基料的生产提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器与设备

鸡胸肉：市售。

风味蛋白酶 (500LA-PU/g)、复合蛋白酶(1.5 AU/g)：丹麦诺维信酶制剂公司；动物蛋白酶(30万U/g)、木瓜蛋白酶(200万U/g)：南宁庞博生物工程有限公司；葡萄糖、甘氨酸、半胱氨酸：西格玛试剂公司；牛磺酸：潜江永安药业股份有限公司；磷酸盐缓冲液：自制。

AX523ZH奥豪斯精密电子天平；雷磁PHS-3C 型pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；切碎机 广东小熊电器有限公司；L-550台式低速离心机 长沙湘仪离心机有限公司；电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；电热恒温水浴锅 上海精宏实验设备有限公司；立式压力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公司。

1.2 方法

1.2.1 鸡肉酶解产物的制备

将鸡胸肉绞碎至肉糜，控制料液比为1∶3，采用分步加酶法：第一步，加入底物质量0.2%的木瓜蛋白酶和风味蛋白酶，调节初始pH为6.0，于55 ℃的恒温水浴锅中搅拌酶解2 h；第二步，加入底物质量0.2%的复合蛋白酶和动物蛋白酶，调节初始pH为6.5，于50 ℃的恒温水浴锅中搅拌酶解1.5 h，煮沸灭酶10 min，冷却后以5000 r/min离心15 min后取上清液即得酶解产物。

1.2.2 风味基料的制备

取25 mL鸡肉酶解产物，依次按比例加入葡萄糖、甘氨酸、半胱氨酸、牛磺酸搅拌均匀，并使用磷酸盐缓冲溶液调节至一定pH，装入反应瓶后置于立式压力蒸汽灭菌器中，在一定温度下进行反应。

1.2.3 单因素试验[8]

1.2.3.1 葡萄糖添加量对基料风味的影响

按表1的基本配方，在鸡肉酶解液中分别添加2.5%、3.5%、4.5%、5.5%、6.5%、7.5%的葡萄糖，并按照基本反应条件进行反应。

1.2.3.2 半胱氨酸添加量对基料风味的影响

按表1的基本配方，在鸡肉酶解液中分别添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%、0.18%的半胱氨酸，并按照基本反应条件进行反应。

1.2.3.3 甘氨酸添加量对基料风味的影响

按表1的基本配方，在鸡肉酶解液中分别添加0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%的甘氨酸，并按照基本反应条件进行反应。

1.2.3.4 牛磺酸添加量对基料风味的影响

按表1的基本配方，在鸡肉酶解液中分别添加0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%的牛磺酸，并按照基本反应条件进行反应。

1.2.3.5 反应pH对基料风味的影响

按表1的基本配方，调节反应液的pH为5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，并按照基本反应条件进行反应。

1.2.3.6 反应时间对基料风味的影响

按表1的基本配方，控制反应时间为35，45，55，65，75，85 min，并按照基本反应条件进行反应。

1.2.3.7 反应温度对基料风味的影响

按表1的基本配方，控制反应温度为70，80，90，100，110，120 ℃，并按照基本反应条件进行反应。

表1 制备风味基料基本配方及反应条件Table 1 Basic formula and reaction conditions for preparing flavor base

1.2.4 正交试验优化工艺条件

根据单因素试验结果，选择反应温度(A)、半胱氨酸添加量(B)、甘氨酸添加量(C)、牛磺酸添加量(D)4个因素进行正交优化，以感官评价为考虑依据，进行正交优化，因素及水平选取见表2。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

1.2.5 感官评价方法及评价标准

选取8名感官评价人员，对其进行香精及调味基料的色、香、味等相关知识培训，样品感官的预评价的练习等培训，之后对样品进行感官评价，每个样品重复2～3次，评价标准见表3，满分80分，最后取8名评价人员的平均分数为最终结果。

表3 风味基料评价标准Table 3 Evaluation standards of flavor base

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 葡萄糖添加量对基料风味的影响

随着葡萄糖添加量的增加，基料风味更丰富，肉香味逐渐浓郁，香甜味增加，颜色加深，但添加量过多时会出现焦糊味，影响基料风味。

图1 葡萄糖添加量对基料风味的影响Fig.1 Effect of the additive amount of glucose on the flavor of basic material

由图1可知，基料的综合评分较高，当葡萄糖添加量为5.5%时，效果最佳。

2.1.2 半胱氨酸添加量对基料风味的影响

图2 半胱氨酸添加量对基料风味的影响Fig.2 Effect of the additive amount of cysteine on the flavor of basic material

由图2可知，当半胱氨酸添加量达到0.09%时，基料的整体风味较佳，硫味等不愉快气味不显著，肉香味浓厚，随着半胱氨酸添加量的不断增加，硫味与酸味较重，影响整体风味，故半胱氨酸最佳添加量为0.09%。

2.1.3 甘氨酸添加量对基料风味的影响

图3 甘氨酸添加量对基料风味的影响Fig.3 Effect of the additive amount of glycine on the flavor of basic material

由图3可知，甘氨酸为甜味氨基酸，当甘氨酸添加量达到1.2%时，基料的整体风味较佳，香甜味浓郁，肉香丰富，其对基料色泽影响较小，故甘氨酸添加量为1.2%时最适。

2.1.4 牛磺酸添加量对基料风味的影响

加入牛磺酸后使得基料整体具有一股独特的甜香和焦香，并发现其可以协调半胱氨酸的硫味、酸味，减少半胱氨酸的使用量。

图4 牛磺酸添加量对基料风味的影响Fig.4 Effect of the additive amount of taurine on the flavor of basic material

由图4可知，当牛磺酸添加量达到1.2%时，基料的整体风味较佳，与半胱氨酸相协调的香甜及肉香味浓郁，故牛磺酸添加量为1.2%时最适。

2.1.5 反应pH对基料风味的影响

图5 反应pH对基料风味的影响Fig.5 Effect of reaction pH on the flavor of basic material

由图5可知，在弱酸性偏中性的范围内，基料风味较佳，在pH 5.5时硫味较重，说明在酸性环境中有助于含硫化合物的生成但对基料整体风味造成不利影响，随着pH增大硫味减轻，肉香味逐渐和谐、丰裕，在pH 6.5时达到最佳，故在pH 6.5时最适合此种配方下风味基料的生产。

2.1.6 反应时间对基料风味的影响

由图6可知，随着反应时间的延长，基料色泽加深，肉香味逐渐浓郁、丰富，但超过60 min后褐变程度迅速加快，焦糊味增加，稀释口感较差。在此种工艺条件下最佳反应时间为55 min，基料整体风味较佳。

图6 反应时间对基料风味的影响Fig.6 Effect of reaction time on the flavor of basic material

2.1.7 反应温度对基料风味的影响

图7 反应温度对基料风味的影响Fig.7 Effect of reaction temperature on the flavor of basic material

由图7可知，在温度较低时热反应速率较慢，反应不完全，香味物质产生较少，肉味不明显；随着温度的升高，反应速率逐渐加快，香味物质逐渐增多，肉香味明显、丰富，在此种工艺条件下在100 ℃时基料整体风味达到最佳；随着温度的再次升高，褐变开始变得严重，反应过于剧烈，产生焦糊等不愉快的味道，因而在此种工艺条件下最佳反应温度为100 ℃，基料整体风味最佳。

2.2 正交试验及数据处理

正交试验数据分析及结果见表4。

表4 正交试验结果Table 4 Orthogonal test results

续 表

结合表4中4个因素的极差R值分析可知RB>RA>RD>RC，所以各因素主次顺序为：B(半胱氨酸添加量)>A(反应温度)>D(牛磺酸添加量)>C(甘氨酸添加量)，以综合评分为依据的较优方案为A2B2C1D3，即：反应时间55 min、反应温度100 ℃、反应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%、食盐2.0%、味精1.0%，综合评分为70.7。

4个因素的方差分析表见表5。

表5 方差分析表Table 5 Analysis of variance

注：F0.05

2.3 模糊数学评价检验

对正交试验中得分在65分以上的3组试验：A2B2C1D3(第1组)、A1B2C2D2(第2组)、A2B3C1D2(第3组)进行重复试验，并采用模糊数学评价检验的方法对感官评价得出的结果进行验证及修正，使得最后结果更具有合理性。

2.3.1 模糊矩阵建立结果

评判对象集为U=(u1,u2,……,ui,……,un),其中U为因素集，ui为第i个因素，根据对风味基料的评价标准，选取4项指标组成因素集即U=(气味u1,色泽u2,整体协调性u3,逼真度u4)；评判因素为V=(v1,v2,……,vi,……,vn)，根据评价小组评定，确定风味基料的评语集为V=(喜欢v1,一般喜欢v2,不喜欢v3,讨厌v4)，感官评定表见表6；并确定因素集中指标相对应的权重向量为K=(0.38,0.19,0.19,0.24)。

表6 风味基料感官评定表Table 6 Sensory evaluation Table of flavor basic material

续 表

首先对每个样品的品质指标进行归一化处理，得到以下模糊矩阵：

其中，j=1,2,3为样品编号，i=1,2,3,4为样品的品质指标，ri1,ri2,ri3,ri4分别为第i个评价指标。选择8名感官评价人员与2名消费者共10人，对3组样品依照风味基料感官评定表对样品逐一进行评价，其对应的票数情况见表7。

表7 感官评定票数分布Table 7 Votes distribution of sensory evaluation

得到3组样品的模糊矩阵R11=V11/10……，如下：

2.3.2 模糊变换及评价结果

根据模糊矩阵变化原理：R=K×A，则3组样品的评价结果分别为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组样品的评价结果可知，第1组样品具有最高的隶属喜欢率，为30.9%，讨厌率最少，为4.3%，一般喜欢率为32.4%，仅次于第3组的35.7%，喜欢及一般喜欢率为63.3%，是3组样品中最高的。根据最大隶属原则认为第1组样品的综合感官最佳，且模糊数学结果与正交试验的结果相一致，工艺条件为：反应时间55 min、反应温度100 ℃、反应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%、食盐2.0%、味精1.0%。

3 结论

采用分步酶解方法，以鸡肉酶解液为反应基物，添加葡萄糖、半胱氨酸、甘氨酸、牛磺酸等产香前体物质进行热反应，在一定工艺条件下可以得到较为理想的风味基料。

通过单因素试验，对影响基料风味的多个因素进行研究，初步得到各因素的较适条件，并在此基础之上进行正交试验，得出对基料整体风味有较大影响的4个因素的主次关系是：半胱氨酸添加量>反应温度>牛磺酸添加量>甘氨酸添加量。最后通过模糊数学感官评价方法确定正交试验最优反应条件为：反应时间55 min、反应温度100 ℃、反应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%、食盐2.0%、味精1.0%，反应后得到的基料风味独特，肉香味突出、圆润，品质较高，为使用鸡肉酶解液制备风味基料提供了借鉴。