天然牛肉调味基料的增稠工艺优化

樊晓盼，施煜，刘一鸣，韩芸，杨谨喻，马俪珍，3，*

（1.天津农学院工程技术学院，天津 300384；2.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；3.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384）

肉味调味基料是以肉类和鱼类等动物蛋白为原料，采用酶法水解技术获得具有呈味特性的氮基酸和短肽类水解物，再添加氨基酸和还原糖通过美拉德反应制成具有肉类风味的调味基料，是近年来天然调味品行业的一大发展趋势[1-3]。经由美拉德反应制得的肉类风味调味基料，无论从原料还是从工艺，均可被视为天然产品。陈军等[4]以罗非鱼下脚料为原料，酶解之后在酶解液中添加木糖和葡萄糖，110 ℃，pH 7 条件下反应1.5 h 制得鲜香味浓郁的调味基料。蔡凤英等[5]用复合风味蛋白酶制备出鸡肉蛋白水解液，添加半胱氨酸、木糖，1 200 W 微波加热4 min 即可得到风味最佳的鸡肉调味基料。

为提高产品稳定性，便于产品在市场上流通，实际生产中往往需要添加增稠剂制成膏状调味基料。在食品添加剂中增稠剂通常采用黄原胶、羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose，CMC）、瓜尔豆胶、魔芋胶、槐豆胶、亚麻籽胶等物质[6]。黄原胶是一种性能优越的亲水性胶体，具有增稠、悬浮、乳化和稳定等功能。唐敏敏等[7]研究了黄原胶对绿豆淀粉糊化和流变特性的影响，结果发现黄原胶添加可以有效提高黄原胶+绿豆淀粉混合体系的流动性和稳定性。李琼等[8]在烧杯中加入所需原料（猪骨素的美拉德反应产物、10%的呋喃酮、增稠剂、乳化剂等）搅拌20 min。充分搅拌混合均匀即可制成肉味香精产品，评价肉味香精的香气。对于胶体对肉味香精的影响得出结论；3 种胶体的增稠效果为CMC＞黄原胶＞瓜尔豆胶。孙丽凤[9]在虾味香精的制备及其品质稳定性的研究中，以美拉德反应液为基液，添加食品级原料如食盐、白砂糖、味精和呈味核苷酸二钠；增稠用原料有麦芽糊精、变性淀粉、黄原胶；以单因素试验与最佳调配配方的确定；美拉德反应配方：葡萄糖3.0 %、木糖1.0 %、甘氨酸0.5 %、精氨酸0.25%；反应条件为 100g 酶解液、自然 pH 值、100 ℃、30min。按照美拉德反应液的质量添加盐16%、糖10%、味精10%、呈味核苷酸二钠0.08%。

本文以冷冻牛骨肉末为原料，经热-压浸提、酶解之后进行美拉德反应制成牛肉调味基料，通过单因素和正交试验研究淀粉、CMC、瓜尔豆胶和麦芽糊精的添加量对产品黏度的影响，从而为实际生产天然膏体牛肉调味基料提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻牛骨肉末：天津挂月食品有限公司提供；风味蛋白酶（500 LAPU/g）、蛋白酶（1.5 AU/g）：丹麦诺维信公司；淀粉、CMC、瓜尔豆胶、麦芽糊精、山梨酸钾：天津市红旗农贸市场；萨科THM-17（木糖葡萄球菌+戊糖片球菌）：意大利萨科菌种有限公司；L-半胱氨酸、丙氨酸：冀州市华阳华工有限公司；葡萄糖、木糖：山东西王糖业有限公司。上述材料均为食品级。

1.2 主要仪器和设备

YP10002 电子天平：上海越平科学仪器有限公司；PB-10 酸度计：德国赛多利斯科学仪器有限公司；FA-25 匀浆机：上海弗洛克液体机械制造有限公司；R/S+型流变仪：美国Brookfield 公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 牛肉调味基料（beef flavor，BF）的制备

热压浸提：称取牛骨肉末，按照牛骨肉末∶水=1∶4（质量比）的比例添加蒸馏水，搅拌均匀后，在压力0.1 MPa、浸提温度120 ℃、浸提时间4 h 条件下对牛骨肉末中的蛋白质进行提取。

酶解：取上述浸提液，根据前期试验结果，采用双酶同步水解方式（同时加入质量分数为0.06%的风味蛋白酶和0.03%的复合蛋白酶）进行酶解，酶解温度50 ℃，pH 7 条件下酶解 4.5 h，沸水浴灭酶 20 min 后立即冷却备用。

美拉德热反应：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%维生素B（1均为质量分数），110 ℃条件下进行美拉德反应60 min[10-11]。

1.3.3 牛肉调味基料增稠工艺的研究

1.3.3.1 单因素试验

以2.3.2 制成的液体牛肉调味基料为底物，添加15%食盐、4%白砂糖，研究淀粉、CMC、瓜尔豆胶、麦芽糊精添加量对其增稠效果的影响。CMC 0.9%、瓜尔豆胶0.9%、麦芽糊精0.9%条件下，淀粉添加量分别为0%、4%、8%、12%和16%；淀粉12%、瓜尔豆胶0.9%、麦芽糊精0.9%条件下，CMC 添加量分别为0%、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%；淀粉12%、CMC 0.9%、麦芽糊精0.9 %条件下，瓜尔豆胶添加量分别为0 %、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%；淀粉12%、CMC 0.9%、瓜尔豆胶0.9 %条件下，麦芽糊精添加量分别为0 %、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%。

1.3.3.2 正交试验

在2.3.3.1 单因素试验的基础上，以黏度值为响应值进行增稠工艺正交优化试验，确定增稠剂的最适添加种类和添加比例。其因素水平及编码见表1。

表1 试验因素水平及编码Table 1 Level of test factors

续表1 试验因素水平及编码Continue table 1 Level of test factors

1.4 黏度的测定

采用R/S+型流变仪，选择50 mm，1°的锥转子（CC40）流变测量系统，测定流变特性。测定：剪切率从0 s 增加到240 s，再从240 s 减小到0 s，完成一次循环，测定产品黏度随剪切率的变化[12]。

1.5 数据统计分析

数据采用Microsoft Excel 2003 计算各个指标的平均值和标准差，采用Sigmaplot 10.0 对测定数据结果进行绘图来分析不同组之间的变化趋势；应用Statistix 8.1 对数据结果进行显著性分析，试验重复2 次，所有数据平行3 次。

2 结果与分析

2.1 BF增稠工艺的单因素试验

2.1.1 淀粉添加量对BF 黏度的影响

淀粉添加量对BF 黏度的影响见图1。

图1 淀粉添加量对BF 黏度的影响Fig.1 Effect of starch addition on viscosity of BF

淀粉添加量对BF 黏度的影响如图1所示，从图中可看出淀粉添加量为4%时，黏度值始终低于其他组，且当运行至120 s 时黏度值约为718.2 MPa·s，淀粉添加量为8%时，120 s 时的黏度值约为1 123.1 MPa·s，淀粉添加量为 12 %时，120 s 时的黏度值约为975.8 MPa·s，淀粉添加量为 16%时，120 s 时的黏度值约为865.6 MPa·s，综上，淀粉添加量确定为8%。

2.1.2 CMC 添加量对BF 黏度的影响

CMC 添加量对BF 黏度的影响见图2。

图2 CMC 添加量对BF 黏度的影响Fig.2 Effect of CMC addition on viscosity of BF

CMC 添加量对BF 黏度的影响如图2所示，从图中可看出，随着CMC 添加比例的增加，BF 的黏度值呈上升趋势。当CMC 添加量为1.2%时，黏度较高，导致运行至120 s 时搅拌不动，黏度值无法读出。CMC添加量为0.6 %和0.9 %时，120 s 时的黏度值分别为764.5 MPa·s 和 897.4 MPa·s，二者之间差异不显著，考虑经济成本问题，本试验确定CMC 的添加量为0.6%。

2.1.3 瓜尔豆胶添加量对BF 黏度的影响

瓜儿豆胶添加量对BF 黏度的影响见图3。

瓜尔豆胶添加量对BF 黏度的影响如图3所示，从图中可看出，瓜尔豆胶添加量越高，样品的黏度值越高。当瓜尔豆胶添加量为0.3%时，120 s 时的黏度值约为612.7 MPa·s，与不添加瓜尔豆胶的样品（542.6 MPa·s）差异不明显。瓜尔豆胶添加量为0.6%和0.9%时，运行至120 s 时的黏度值分别为878.1 MPa·s和897.4 MPa·s，二者之间无明显差异，而当瓜尔豆胶添加量为1.2%时，黏度值则达到1 346.3 MPa·s，综合感官描述和成本问题，瓜尔豆胶的添加量确定为0.6%。

2.1.4 麦芽糊精添加量对BF 黏度的影响

麦芽糊精添加量对BF 黏度的影响见图4。

麦芽糊精添加量对BF 黏度的影响如图4所示，从图中可看出，5 组之间黏度值无明显差异，说明麦芽糊精的添加量对黏度值的影响不大，当麦芽糊精添加量为0.3%时，120 s 时的黏度值可达到1 211 MPa·s，感官上已满足需求，因此，麦芽糊精的添加量确定为0.3%。

图3 瓜尔豆胶添加量对BF 黏度的影响Fig.3 Effect of guar gum addition on viscosity of BF

图4 麦芽糊精添加量对BF 黏度的影响Fig.4 Effect of maltodextrin addition on viscosity of BF

2.2 正交优化试验

正交优化试验结果如表2所示。

由表2可知，各因素对增稠效果的影响主次顺序为：CMC＞瓜尔豆胶＞麦芽糊精＞淀粉；正交试验中黏度值最高的试验组为第3 组，即淀粉添加量为7%、CMC添加量为0.7%、瓜尔豆胶添加量为0.7%和麦芽糊精添加量为0.4%，在表中可见，正交试验中第3 组和第5 组的黏度值差异不大，因考虑经济成本问题，验证试验选用正交试验的最适优化添加量配方为A2B2C3D1；即淀粉8%、CMC 0.6%、瓜尔豆胶0.7%和麦芽糊精0.3%。对于正交试验进行验证性试验结果发现与理论组样品在黏度效果上差异不大，黏度值为795.2 MPa·s和806.8 MPa·s，故最适优化添加量配方选取A2B2C3D1；即淀粉8%、CMC 0.6%、瓜尔豆胶0.7%和麦芽糊精0.3%。

表2 正交优化试验结果分析Table 2 Analysis of orthogonal optimization test results

3 结论

本试验利用牛骨肉末加工为牛肉调味基料，研究不同种类的增稠剂（淀粉、CMC、瓜尔豆胶和麦芽糊精）对其黏度的影响，通过L9（34）正交优化试验结果表明各因素对牛肉调味基料增稠效果的影响主次顺序为：CMC＞瓜尔豆胶＞麦芽糊精＞淀粉，确定增稠剂的最适添加比例为：淀粉8%、CMC 0.6%、瓜尔豆胶0.7%和麦芽糊精0.3%。