利用鱔魚廢棄物水解液優化制備肉味香料的研究

楊 蘭,陳維新,郭利平

(廣東輕工職業技術學院,廣東廣州 510300)

利用鱔魚廢棄物水解液優化制備肉味香料的研究

楊 蘭,陳維新,郭利平

(廣東輕工職業技術學院,廣東廣州 510300)

探討了通過美拉德反應,利用鱔魚廢棄物水解液制備肉類調味香料的研究,確定了復合還原糖、VB1及酵母抽提物對產物肉味香氣品質的影響,并用響應面分析法進行優化,再對優化方案進行驗證。結果表明,當復合還原糖用量為 3.65%、VB1用量為 1.25%、酵母抽提物用量為 2.40%時,產物的風味最好。

鱔魚廢棄物,酶解,美拉德反應,響應面分析

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鱔魚廢棄物 購于廣州集貿市場,剁碎、混勻后冷凍保存,使用前解凍;Neutrase 0.8AU/g,丹麥NovoNordisk公司;Flavourzy me 1000MG 1.0LAPU/g,丹麥NovoNordisk公司;酵母抽提物 安琪酵母股份有限公司;其它試劑 均為國產分析純。

BP211D分析天平 德國 Satorius公司;數顯恒溫水浴鍋 上海儀表集團;pHS-3C型精密 pH計上海雷磁儀器廠;KDN-04A定氮儀 上海新嘉電子有限公司;高壓蒸汽滅菌鍋 上海申安醫療器械廠;高速冷凍離心機 湖南湘儀公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鱔魚廢棄物的酶解工藝 將鱔魚廢棄物解凍后,加入Neutrase 0.5%,50℃水解 4h后,加熱、滅酶,調 pH至 7.0,再加入 Flavorzyme 1.0%,繼續水解 4h后,滅酶,離心,過濾,取上清液,即為下一步Maillard反應的原料。

由于這兩種酶具有不同的酶解特性,其水解的互補性可以使得酶解液的水解度達 50.8%,水解液的苦味明顯減少。另外,實驗中還發現,在用Flavorzyme水解后,其腥味也有一定程度的下降,因此其水解液適于用作Maillard反應的原料。

1.2.2 美拉德反應合成肉味香料 取上述水解液100mL,調 pH至 7.5,加 L-Cys 1.5%,味精 3.0%,大蒜粉 2.0%,復合還原糖、VB1、酵母抽提物則按設計配比加入,攪拌均勻后置于 200mL玻璃瓶中,密封,于110℃反應 90min。

1.2.3 測定方法

1.2.3.1 氨態氮含量的測定 甲醛法[5]。

1.2.3.2 蛋白質含量的測定 微量凱氏定氮法[5]。

1.2.3.3 水解度 DH的測定 水解液中氨基態氮與總氮的百分比。

1.2.3.3 感官評定方法 采用簡單描述法[6],即由 10名感官評定員,用任意的詞匯對每個樣品的風味特性進行定性描述,要求盡量完整地描述出產品品質,然后對其肉味香氣進行十分制的評定打分,完成后,計算出平均分值作為評價結果。

2 結果與討論

2.1 單因素對產物肉味香氣的影響

2.1.1 復合還原糖用量對肉味香氣的影響 選擇葡萄糖∶木糖比例為 2∶1組成復合還原糖,以 1%～6%的比例加入,L-Cys 1.5%,味精 3.0%,大蒜粉 2.0%,進行Maillard反應,其反應結果如圖 1所示。

圖 1 復合還原糖用量對肉味香氣的影響

美拉德反應是還原糖與氨基酸之間的反應,因此,還原糖的用量將會影響到產物的風味、口感及色澤。在 1%～2.5%的范圍內,還原糖加入量較少,產物的肉類風味不夠明顯,當還原糖用量大于 4.5%時,產物較甜,且在較高溫度下易發生焦糖化反應,稍帶糊味,在 2.5%～4.5%的范圍內,產物的口感及風味、色澤較好。

2.1.2 VB1用量對肉味香氣的影響 VB1以 0～2.5%的比例加入,復合還原糖用量為 3%,L-Cys 1.5%,味精3.0%,大蒜粉 2.0%,其結果如圖 2所示。

圖 2 VB1用量對肉味香氣的影響

由圖可見,當 VB1用量在 0～1.00%時,隨著用量增加,產物的肉味香氣品質明顯提升,這是因為 VB1是一種重要的肉味前體化合物[6],分子內含有一個噻吩基等基團,受熱降解后產生噻吩及一系列含氮或含硫化合物,其中許多化合物含有肉類香味。另外, VB1熱降解中還會產生很多美拉德反應的中間物,如H2S、NH3等,同樣也有助于風味的增強,因此,加入適量的VB1對產物的風味有明顯加強的作用[6]。當其用量大于 1.5%后,產物的風味明顯下降,產物評分值迅速降低,具有較刺激的含硫味。

2.1.3 酵母抽提物用量對肉味香氣的影響 酵母抽提物以 0～5.0%的比例加入,復合還原糖用量為 3%, L-Cys 1.5%,味精 3.0%,大蒜粉 2.0%,其結果如圖 3所示。

圖 3 酵母抽提物用量對肉味香氣的影響

酵母抽提物的主要成分為多肽、氨基酸、呈味核苷酸等[7],可以為 Maillard反應提供很好的前體物質,由圖 3可知,2%的酵母抽提物對產物的風味影響最大,感官分析也表明該水解液中的苦味和魚腥味大大降低,起到了掩蓋不良氣味、提升產品口感的作用。

2.2 響應面優化Maillard反應配方

2.2.1 配方組成優化方案 根據單因素實驗所得結果,選取復合還原糖用量、VB1用量、酵母抽提物用量三個因素進行中心組合。設定三因素的取值范圍：復合還原糖用量 2.50%～4.50%,VB1用量 0.50%～1.50%,酵母抽提物用量 1.50%～3.50%,以肉味香氣評分為標準進行響應面分析,實驗結果如表 1所示。

表 1 配方優化的中心組合設計及實驗結果

2.2.2 配方組成對肉味香氣的影響 根據實驗結果建立的數學模型為：

香氣評分 =8.42+0.040A+0.26B-0.095C+ 0.013AB-0.012AC +0.013BC-0.16A2-0.28B2-0.53C2

式中：A為復合還原糖含量;B為 VB1含量;C為酵母抽提物含量。

對此模型進行方差分析及顯著性檢驗,結果如表2、表3所示。

表 2 肉味香氣評分二次多項模型方差分析

表 3 肉味香氣評分模型方程系數顯著性檢驗

由表 2可以看出,在α=0.01水平時,模型回歸顯著(P＜0.05),失擬項不顯著 (P＜0.05),且從表 3可知,B、B2、C2為顯著性影響因素,在各影響因素中, VB1(B)對香氣的影響最大,其次是酵母抽提物 (C)。

根據模型方程做響應面 (圖 4～圖 6),通過該組動態圖可評價諸因素之間對肉味香氣的影響作用,同時可確定各因素的最佳水平及組合。

圖 4 復合還原糖和酵母抽提物交互影響肉味香氣的曲面圖

圖 6 酵母抽提物和VB1交互影響肉味香氣的曲面圖

2.2.3 配方的優化及驗證 將香氣評分設定為最大值,軟件給出的最優配方為：復合還原糖用量3.64%,VB1用量 1.23%,酵母抽提物用量 2.42%,其理論肉味香氣評分為 8.48。為了實際操作的可行性及簡化工藝,將Maillard反應配方修正為：復合還原糖用量 3.65%,VB1用量 1.25%,酵母抽提物用量2.40%,根據修正后的最優配方進行實驗驗證,其肉味香氣評分為 8.40,無論是從口感還是肉味香氣和體態上來看,該反應物均為品質良好的熱反應香精產品。

3 結論

本文對鱔魚廢棄物進行蛋白酶水解后,以水解液為基料進行Maillard反應來制備肉類香料,并考察了復合還原糖、VB1、及酵母抽提物對產物風味的影響。主要結論如下：

3.1 利用 Neutrase及 Flavorzyme水解鱔魚廢棄物,其水解度可達 50.8%,且水解液苦味和腥味下降非常明顯,適于用作Maillard反應的基料。

3.2 通過單因素實驗得出Maillard反應過程中三因素的合適范圍：L-cys用量為 2.50%～4.50%,VB1用量為 0.50%～1.50%,酵母抽提物用量 1.50%～3.50%。

3.3 采用響應曲面設計優化了牛肉香精Maillard反應的配方組成。方差分析表明,VB1用量對肉味香氣的影響較顯著(P＜0.05)。軟件給出最優配方為：復合還原糖用量 3.64%,VB1用量 1.23%,酵母抽提物用量 2.42%,其理論肉味香氣評分為 8.48。驗證實驗中采用復合還原糖用量 3.65%、VB1用量 1.25%、酵母抽提物用量2.40%得到的其肉味香氣評分為 8.40,與理論最優配方基本一致,本研究的結果也為水產品廢棄物的再利用提供了新的思路和途徑。

[1]游海,甘果,高蔭榆,等 .鱔魚廢棄物蛋白水解液脫苦方法的研究[J].中國畜產與食品,1998,5(1)：2-4.

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[3]劉漢文,陳洪興,封功能,等 .低值魚酶解液生產肉類調味基料工藝的研究[J].食品科技,2007(8)：176-180.

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[6]岑泳延 .雞肉酶解的熱反應雞肉香精的研究[D].華南理工大學碩士論文,2003.

[7]李沛,王昌祿,劉政芳,等 .酵母抽提物及其在食品調味行業中的應用[J].中國調味品,2005,317(7)：10-12.

Preparation of m eat flavor synthesis byMaillard reaction from hydrolysates of eel fish byproduct

YANG Lan,CHENW ei-xin,GUO L i-ping
(GuangdongLight Industry College of Technology,Guangzhou 510300,China)

The p rep a ra tion of m ea t flavor synthes is byM a illa rd reac tion from hyd rolysa tes of ee l fish byp roduc twas s tud ied.The results showed tha t the p roduc t w ith high qua lity was m ade when the comp onent was comp osed by reduce suga r comp os ites3.65%,VB11.25%and yeas t extrac t2.40%.

ee l fish byp roduc t;hyd rolys is;M a illa rd reac tion;resp onse surface ana lys is

TS264.3

B

1002-0306(2010)03-0290-03

鱔魚為熱帶及暖溫帶魚類,分布于亞洲東南部。我國除西部高原外,全國各水域均產此魚,特別是珠江流域和長江流域,更是盛產黃鱔的地區。黃鱔肉嫩味鮮,營養價值甚高,因此深受人們的喜愛。而且近年來人工養殖鱔魚產量很大,加工性鱔魚肉制品了越來越多,導致鱔魚的廢棄物也在不斷增加。游海等[1]的研究結果表明：加工鱔魚剩下的頭、內臟等廢棄物約占總重的 30%,其中蛋白質含量為 13.7%,與鱔魚肉含量 18.4%相接近,是一種值得再利用的蛋白質新資源。同時水產品加工時的廢棄物變成高質產品,也是水產品加工業新的經濟增長點。熱反應型香精具有風味自然、安全性好、加工費用低等優點,在食品行業中備受青睞,近年來,也出現了利用低值魚類及其酶解產物制備各種香料的研究,如利用鰱魚制備醬類調味料[2]、利用低值雜魚制備肉類調味料[3]、利用鳙魚制備魚味香料[4]等,但對于利用廢棄物生產香料的研究還未見報道。考慮到鱔魚廢棄物的蛋白質含量較高,因此本研究利用蛋白酶及風味酶水解制得水解液后,再利用Maillard反應進行肉類調味料的制備,為加工利用水產品廢棄物提供理論依據、開拓新的思路,以期進一步提高其經濟價值和使用價值。

2009-04-15

楊蘭 (1974-),女,講師,研究方向：食品生物技術、食品檢測。