牦牛肉热反应香精制备工艺优化及挥发性成分分析_余淼.pdf

266 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY添加剂与调味品2023年 第48卷 第04期收稿日期：2022-11-11 *通信作者 基金项目：西南民族大学横向项目课题(290230024901)。作者简介：余淼(1986)，女，河南商丘人，硕士，中级畜牧师，研究方向为动物营养与饲料学。余 淼1，王 泽2，陈炼红2，郭楠楠1，吕继蓉1，杨尚霖3*(1.成都大帝汉克生物科技有限公司，四川 成都 611100；2.西南民族大学食品科学与技术学院，四川 成都 610041；3.阿坝职业学院，四川 阿坝 623200)摘要：为提高牦牛肉副产品利用率和附加值，开发新型牦牛肉香精，文章以牦牛碎肉为原料，以水解度为指标，通过单因素试验和正交试验探究牦牛肉最佳酶解工艺，以褐变程度和感官评价为指标，通过单因素试验和正交试验探究美拉德反应体系最佳反应条件，通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(Solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS)检测牦牛肉香精挥发性风味物质。结果表明：牦牛肉最佳酶解工艺为酶配比1:2(风味蛋白酶:碱性蛋白酶)，酶解时间1.5 h，pH8，酶解温度55，酶添加量0.7%；美拉德反应最佳条件为时间30 min，温度120，葡萄糖添加量5%；牦牛肉香精检测出挥发性物质共51种，其中烃类物种13种、醇类物质9种、醛类物质14种、酮类物质4种、醚类物质2种、酯类物质1种、杂环类物质8种，其中关键风味成分包括十四烷醛、十六醛、十八醛、异戊醛、壬醛、苯甲醛、2-乙基呋喃和2-戊基呋喃。该研究为进一步开发牦牛肉香精提供理论依据。关键词：牦牛肉香精；酶解反应；美拉德反应；挥发性成分中图分类号：TS 202.3 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2023)04-0266-08Preparation Process Optimization and Volatile Component Analysis of Yak Heat Reaction EssenceYU Miao1,WANG Ze2,CHEN Lianhong2,GUO Nannan1,LYU Jirong1,YANG Shanglin3*(1.Chengdu Dadi Hanke Biotechnology Co.Ltd.,Chengdu 611100,China;2.College of Food Science and Technology,South West Minzu University,Chengdu 610041,China;3.Aba Vocational College,Aba 623200,China)Abstract:In order to improve the utilization rate and added value of yak byproducts and develop a new yak meat flavor,this experiment used yak minate as raw material,hydrolysis degree as index,through single factor test and orthogonal test to explore the optimal enzymatic hydrolysis process of yak.Browning degree and sensory evaluation as index,through single factor test and orthogonal test to explore the best reaction conditions of Maillard reaction system.The technique solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry(SPME-GC-MS)was used to determine the volatile flavor compounds of yak essence.The results showed that the optimal enzymolysis process of yak meat was enzymolysis 牦牛肉热反应香精制备工艺优化及挥发性成分分析DOI:10.13684/ki.spkj.2023.04.032 267 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY添加剂与调味品2023年 第48卷 第04期0 引言热反应香精通常以肉蛋白酶解物、其他氨基酸和还原糖等为主要原料，通过以美拉德反应为主体的热反应制备而成1。蛋白质的水解方法主要包括：酸水解法、碱水解法和酶解法，其中酶解法条件温和、能够较好保留营养成分、反应易控制，广泛用于天然香精的生产中2。蛋白酶能够使肉蛋白分解为小肽和游离氨基酸，不同的酶解条件能够显著影响蛋白质的水解，得到不同组成的游离氨基酸、小分子肽等风味前体物3，进而对美拉德产物风味产生影响。已有研究表明4多酶复合酶解较单酶更加彻底高效，刘斯汝等5采用风味蛋白酶和碱性蛋白酶进行牛肉酶解工艺优化，得到水解度较高的酶解液，为此本试验选择风味蛋白酶和碱性蛋白酶酶解牦牛肉。美拉德反应是羰基与氨基经缩合、聚合反应生成类黑色素的反应，是产生肉香味的最重要途径之一6。在反应过程中，氨基酸进行Strecker降解，产生醛类、羰基类和硫化氢等化合物，还原糖会发生焦糖化反应生成醛类，继续反应生成醇类、烃类、羰基化合物和呋喃衍生物7，进而产生香精的关键风味物质8。牦牛是中国青藏高原特有的家畜资源9。已有研究表明牦牛肉氨基酸种类丰富，必需氨基酸和非必需氨基酸含量均高于各地黄牛且比例适宜10，具有较高的营养价值。目前，牦牛肉产品结构单一，加工水平不高11，基本以风干肉干为主，牦牛骨、牦牛血和碎肉残渣等众多副产品未被合理开发利用，造成资源浪费和经济效益低下，为此开发牦牛肉香精能够有效提高牦牛副产品附加值，推动牦牛产品综合有效发展。截至目前，未见对牦牛肉制备热反应香精的相关报道。本试验以牦牛肉为原料，通过单因素和正交试验探究最佳酶解工艺和美拉德反应条件，采用SPME-GC-MS技术对牦牛肉香精挥发性风味物质进行分析。该研究为牦牛肉香精实际生产提供技术支撑和理论依据。1 材料与方法1.1 材料与设备牦牛肉：市售；碱性蛋白酶、风味蛋白酶、无水柠檬酸、葡萄糖：河南万邦化工科技有限公司；甲醛溶液：成都市科龙化工试剂厂；考马斯亮蓝G-250：德国赛国生物科技公司。HH-6S数显恒温水浴锅：国华仪器制造有限公司；PHS-3C pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；V-100紫外分光光度计：上海美普达公司；TG16-WS低温高速离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；Trace DSQ型GC-MS联用仪(配Triplus自动进样器)：美国Thermo公司；DB-WAX毛细管柱(30 m250 m，0.25 m)：美国Agilent公司；50/30 m DVB/CAR/PDMS萃取头：美国Supelco公司。1.2 方法1.2.1 牦牛香精的制备 牦牛肉切成大小为3 cm3左右的小块，搅成肉糜。将肉糜与水按料液比1:1混合，加入称量好的蛋白酶，在一定温度的水浴锅中进行水浴，酶解完成后，将温度升至100，灭酶10 min，冷却备用。1.2.2 酶解反应的单因素试验 取30 g牦牛肉肉糜于干净的烧杯中，以1:1料液比加入蒸馏水，混合均匀，分别对复配蛋白酶比例、蛋白酶添加量、酶解温度、酶解时间、酶解pH值进行单因素试验分析，以酶解液水解度为指标，将每个因素的最优参数固定为下一组单因素试验条件。1.2.2.1 复配蛋白酶比例 固定反应温度为60，时间为1 h，pH值为7.5，复配蛋白酶添加总量为0.6%，考察风味蛋白酶:碱性蛋白酶复配比例(1:1、1:2、1:3、2:1、3:1)对酶解液水解度的影响。time of 1.5 h,enzyme ratio of 1:2(flavor protease:alkaline protease),pH8,enzymolysis temperature of 55 and enzyme dosage of 0.7%.The optimum conditions of Maillard reaction were 30 min,120 and 5%glucose.A total of 51 volatile substances were detected,including 13 hydrocarbons,9 alcohols,14 aldehydes,4 ketones,2 ethers,1 ester and 8 heterocyclic substances.The key flavor components included tetradecaldehydes,cetaceans,octadecaldehydes,isovaleric aldehyde,nonaldehyde,benzaldehyde,2-ethylfuran and 2-pentylfuran.This study provides theoretical basis for further development of yak meat essence.Key words:yak meat essence;enzymatic hydrolysis reaction;Maillard reaction;volatile component 268 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY添加剂与调味品2023年 第48卷 第04期1.2.2.2 蛋白酶添加量 固定风味蛋白酶:碱性蛋白酶复配比例为1:2，固定反应温度为60，时间为1 h，pH值为7.5，考察复配蛋白酶添加总量(0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%)对酶解液水解度的影响。1.2.2.3 酶解温度 固定风味蛋白酶:碱性蛋白酶复配比例为1:2，复配蛋白酶添加总量为0.7%，时间为1 h，pH值为7.5，考察酶解温度(40、45、50、55、60)对酶解液水解度的影响。1.2.2.4 酶解pH值 固定风味蛋白酶:碱性蛋白酶复配比例为1:2，复配蛋白酶添加总量为0.7%，酶解温度60，酶解时间为1 h，考察酶解pH值(6、7、8、9、10)对酶解液水解度的影响。1.2.2.5 酶解时间 固定风味蛋白酶:碱性蛋白酶复配比例为1:2，复配蛋白酶添加总量为0.7%，酶解温度60，pH值为8，考察酶解时间(1、1.5、2、2.5、3 h)对酶解液水解度的影响。1.2.3 酶解反应的正交试验 在单因素试验的基础上，以酶解液水解度为指标，选取酶添加量、酶解温度和酶解pH值为因素，进行L9(33)正交试验。表1 酶解反应正交试验因素水平表水平因素酶添加量/%A酶解温度/B酶解pH值 C10.545720.650830.75591.2.4 水解度的测定方法 水解度(%)=(水解后生成的氨基氮的量/样品中总氮含量)10012。样品中总氮含量采用考马斯亮蓝法进行测定；水解后氨基氮的量参照GB 5009.2352016，采用甲醛滴定法进行测定。1.2.5 美拉德反应的单因素试验 取20 mL灭酶酶解液于锥形瓶中，调节pH值为7.0，以褐变程度和感官评价为综合指标，分别对葡萄糖添加量、美拉德反应温度和反应时间进行单因素试验分析。1.2.5.1 葡萄糖添加量 固定反应温度为120，反应时间为30 min，考察葡萄糖添加量(1%、2%、3%、4%、5%)对褐变程度和感官评价的影响。1.2.5.2 美拉德反应温度 固定葡萄糖添加量为5%，反应时间