基于木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體的紅燒調味汁的制備研究

范麗，唐琪，宋詩清，肖作兵，馮濤

(上海應用技術大學 香料香精技術與工程學院，上海 201418)

基于木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體的紅燒調味汁的制備研究

范麗，唐琪，宋詩清*，肖作兵，馮濤

(上海應用技術大學 香料香精技術與工程學院，上海 201418)

為開發新型的調味調色效果更好的紅燒調味汁，利用木糖-L-半胱氨酸的美拉德反應中間體為基液，木糖、乙基麥芽酚等為輔料，制備紅燒調味汁。采用單因素和正交試驗確定反應液的最佳配方，再通過正交試驗確定調味汁的最佳配方。表明調味汁各種配料的最適添加量分別為：Maillard反應液82.803%，木糖16.561%，蛋氨酸0.013%，紅曲紅0.066%，焦糖色0.099%，三聚磷酸鈉0.331%，乙基麥芽酚0.026%，黃原膠0.099%。采用該配方制備的紅燒調味汁色澤鮮亮，溶液均一，做出的紅燒肉色、香、味俱佳。根據ASLT(accelerated shelf-life testing)法推測出紅燒調味汁在室溫(25 ℃)條件下的貨架期為115～119天。

紅燒肉；美拉德反應中間體；調味汁；貨架期

紅燒肉是中華美食中的一道經典名菜，其肥而不膩、綿甜味甘，深受百姓喜愛。其中標明為“本幫”的上海紅燒肉最能體現出紅燒肉濃油赤醬的特點，肥而不膩、酥而不爛、甜而不粘、濃而不咸[1]。本文旨在研究針對上海本幫紅燒肉咸甜風味的一款紅燒調味汁復合調味料。

復合調味料是以多種呈味物質按特定的配方設計進行工業化規模生產的新型調味品，具有方便、營養、針對性強等特點，可直接用于家庭或餐飲的烹調[2]。液體復合調味料易于滅菌、 衛生安全，不僅彌補了粉狀復合調味料的不足, 而且融合了多種基礎調味料的風味和營養，滋味鮮美、 醇厚、 香氣濃郁，更能賦予菜肴亮麗的色澤。所以，液體復合調味料將成為復合調味品的發展方向，具有廣闊的市場前景[3]。

本研究以木糖-L-半胱氨酸的美拉德反應液為基液，添加木糖等呈色、呈味物質，通過單因素試驗和正交試驗確定最佳調味汁配方，制備出反應型紅燒調味汁。研究通過木糖來代替大部分的白砂糖：一方面，木糖在美拉德反應中有較高的反應活性；另一方面，木糖可以活化人體腸道內的雙歧桿菌并促進其生長，并且與食物的配伍性好，還具備膳食纖維的部分生理功能[4]，食品中添加少量木糖，便能體現出很好的保健效果。

另外，為準確預測紅燒調味汁的貨架期，本研究采用加速預測貨架期法(ASLT， accelerated shelf-life testing)[5]，通過檢測調味汁在貯藏過程中pH值和可溶性固形物含量的變化，利用Arrhenius 方程建立pH和可溶性固形物含量(糖含量)隨貯藏溫度和時間變化的動力學模型，推導其在常溫下的貯存時間，為完善紅燒調味汁產品的品質預測提供支持。

1 實驗部分

1.1 儀器與原料

1.1.1 儀器設備

紫外分光光度計(UV6000PC型) 上海元析儀器有限公司；美的電磁爐以及專用湯鍋 廣東省佛山市美的生活電器有限公司；雙圈牌YP1200型電子天平 上海精科天平儀器廠；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、油浴鍋 鞏義市予華儀器有限責任公司；FE20型實驗室pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司；WTY-4 型手持糖度計 上海天壘儀器儀表有限公司；恒溫恒濕培養箱 常州海博儀器設備有限公司。

1.1.2 實驗原料

DNS試劑(實驗室自制)、1%木糖標準溶液(自制)、木糖 山東濟南圣泉唐和唐生物科技有限公司；L-半胱氨酸(食用級)、蛋氨酸(食用級) 河北中泰宏潤化工有限公司；焦糖色 上海愛普食品工業有限公司；紅曲紅(醬鹵專用) 廣東天益生物科技有限公司；星湖牌乙基麥芽酚(焦香型) 廣東肇慶香料廠有限公司；黃原膠 淄博海瀾化工有限公司；三聚磷酸鈉 友進食品添加劑技術開發有限公司；塔牌花雕酒 浙江塔牌紹興酒有限公司；海天草菇老抽；元寶牌食用油、大料、八角茴香、蔥、姜、紅燒專用五花肉；海藻精制加碘鹽。

1.2 實驗方法

1.2.1 DNS試劑法測定Maillard反應中間體木糖殘留量

參考Ricardo Teixeira等[6]的方法，制備DNS試劑，并計算出木糖標準曲線以及回歸方程和回歸系數。準確吸取0.1 mL樣品，用去離子水稀釋至10 mL(100倍)，以去離子水做空白對照，在540 nm下測定吸光值A540 nm，代入回歸方程中計算可得木糖含量[7]。

1.2.2 Maillard反應液280 nm處吸光度的測定

準確吸取0.1 mL樣品，用去離子水稀釋至30 mL(300倍)，以去離子水做空白對照，在280 nm處下測定吸光值A280 nm。

1.2.3 紅燒調味汁的調配制備

1.2.3.1 木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體的制備

稱取一定物質的量之比的木糖和L-半胱氨酸，加水至50 g，配制成水溶液，在一定溫度下反應一段時間，即得木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體。

1.2.3.2 紅燒調味汁的調配

稱取一定量的木糖、蛋氨酸、三聚磷酸鈉、焦糖色、黃原膠、紅曲紅色素、乙基麥芽酚混合均勻，加入25 g Maillard反應中間體，攪拌均質成穩定均一的溶液，即得紅燒調味汁。

1.2.4 紅燒肉的烹飪方法

取500 g五花肉塊，洗凈，稱取10 g蔥、10 g姜、15 g食用油、50 g黃酒、12.5 g老抽、5 g桂皮、5 g八角、0.5 g鹽、125 g調配好的紅燒調味汁，將這些原材料放置備用。

具體操作：一是煸炒工序：凈鍋置于電磁爐上，調功率至1300 W，放油，油稍熱時，放入蔥、姜煸炒約1 min后加五花肉，翻炒至肉塊由紅變白、肥肉出油，加黃酒、老抽和調味汁翻炒4 min，上色，出香氣；二是小火燜焅工序：加入八角、桂皮和適量溫水后，將功率降至800 W，小火慢燉約30 min；三是大火收汁工序：向鍋中加入稱量好的鹽，調功率至1600 W，快速翻炒肉塊，湯汁濃稠即可。

1.2.5 木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體配方試驗

1.2.5.1 單因素試驗

配方試驗設計以反應溫度、反應時間以及糖氨比(木糖和L-半胱氨酸的物質的量之比)為試驗因素，通過預實驗，分別設反應溫度為50，60，70，80，90 ℃，反應時間為30，45，60，75，90 min，糖氨比為10∶1，10∶1.5，10∶2，10∶2.5，10∶3各5個試驗水平，以中間體木糖殘留量為評價指標，利用 SAS 9.1.3軟件對試驗結果進行方差分析和多重比較(LSD法)，結合280 nm下的吸光度值綜合評判，以此研究各因素對木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體的影響，并選取正交試驗的因素水平。

1.2.5.2 正交試驗設計

采用四因素三水平L9(34)正交試驗表進行試驗設計，見表1。將Maillard反應中間體制備出的調味汁應用到紅燒肉的烹飪中，以紅燒肉的感官評分為評價指標，運用極差法和方差法對數據結果進行處理分析。

表1 低溫Maillard反應液正交試驗因素水平表

1.2.6 紅燒調味汁配方試驗

通過預實驗，確定正交試驗因素的試驗水平，各因素的水平見表2。以紅燒肉的感官評分為評價指標，運用極差法對數據結果進行處理分析，確定最優配方。

表2 調味汁正交試驗因素水平表

1.2.7 調味汁的感官評價

紅燒調味汁的綜合評價標準，參考方杰[8]的評價指標和方法，由10位香料專業研究生組成調味汁評價小組，用十分制法對產品的口感、色澤、風味等進行全面評價，評價指標見表3。

表3 調味汁感官質量評定標準

注：所需評價員10人(年齡22～25歲)。

1.2.8 紅燒肉感官評分標準

參考紀有華等[9]對紅燒肉烹飪工藝的研究，從口感、味道、香氣、色澤四個方面制定紅燒肉的評分標準，見表4。

表4 紅燒肉的感官評分標準

注：所需評價員5人(年齡22～25歲)。

1.2.9 調味汁保溫加速試驗

根據ASLT法建議儲存條件[10]，將150份樣品分裝于250 mL消毒PET瓶中，經密封后，將樣品分別置于相對濕度為65%、溫度為35，45 ℃的恒溫恒濕培養箱中，以pH值和可溶性固形物含量(含糖量)為評價指標，每隔48 h取樣，對每次取出的樣品進行pH值和可溶性固形物含量指標的測定，重復測3次，求平均值。應用Arrhenius相關模型及熱力學理論和統計學原理，預測紅燒調味汁的貨架期。

1.2.9.1 可溶性固形物含量測定

用膠頭滴管吸取待測樣液，滴1滴到 WTY-4 型手持糖度計中，進行可溶性固形物含量的測定，讀數并記錄下測定值。

1.2.9.2 pH 值測定

將待測樣品適量裝在燒杯中，利用PHS-2C型精密酸度計對其進行pH值測定。

2 結果與分析

2.1 木糖標準曲線的繪制

圖1 木糖標準曲線

由圖1可知，木糖標準曲線的回歸方程為y=1.03554x+0.02108，R2= 0.99809，R2是趨勢線擬合程度的指標，它的數值大小可以反映趨勢線的估計值與對應的實際數據之間的擬合程度，擬合程度越高，趨勢線的可靠性就越高。此標準曲線R2值達到0.99以上，可靠性極高。

2.1.1 溫度對Maillard反應中間體木糖殘留量的影響

研究顯示：溫度對于Maillard反應影響顯著，反應速率和反應路線以及糖的活性均受反應溫度的影響[11]。不同反應溫度對木糖殘留量和280 nm處吸光度值的影響見圖2。

圖2 不同反應溫度對木糖殘留量和280 nm處吸光度值的影響

注：圖中不同小寫字母代表差異顯著(α=0.05)，相同小寫字母代表差異不顯著(α=0.05)。

方差分析結果表明反應溫度對美拉德反應液木糖殘留量呈現顯著性影響。多重比較的結果顯示50 ℃和70 ℃結果差異不顯著，而60，70，80，90 ℃結果差異顯著，其他水平間的差異顯著。90 ℃的反應液木糖殘留量最低，參與反應最徹底，但由于90 ℃的反應液L-半胱氨酸的輕微硫臭味較明顯，所以舍棄90 ℃。觀察反應液在280 nm處的吸光度，發現280 nm處的吸光度和木糖殘留量之間沒有必然的聯系，這由Maillard反應及其反應產物的復雜性決定。

60 ℃和70 ℃的反應液在280 nm處的吸光度較大，遠高于其他溫度水平。文獻表明280 nm處紫外光吸收值可以指示美拉德反應產物中的低分子量香味中間體 (其中部分是香味物質)，A280 nm越大代表生成的香味物質越多[12]。可知60 ℃和70 ℃生成的低分子量香味中間體較多，適合應用在紅燒肉的烹飪過程中，故綜合考慮，選取70 ℃為最佳反應溫度。

2.1.2 反應時間對木糖殘留量的影響

圖3 不同反應時間對木糖殘留量和280 nm處吸光度值的影響

注：圖中不同小寫字母代表差異顯著(α=0.05)，相同小寫字母代表差異不顯著(α=0.05)。

反應時間對Maillard反應產物的感官性能(色澤和風味)影響較大。時間過短，反應不徹底，許多中小分子中間體尚未生成；時間過長，積累丙烯酰胺等致癌物質[13]。不同反應時間對木糖殘留量和280 nm處吸光度值的影響見圖3。

方差分析結果表明反應時間對美拉德反應液木糖殘留量呈現顯著性影響。多重比較的結果顯示5個時間水平的結果差異顯著。75 min時反應液的木糖殘留量最低，參與反應最徹底。觀察反應液在280 nm處的吸光度，可知60 min在280 nm處的吸光度最大，生成的低分子量香味中間體較多，其他時間水平間的吸光度相差不大，都較低。根據時間最少原則，選取60 min為最佳反應時間。

2.1.3 Maillard反應液糖氨比單因素水平的確定

木糖和L-半胱氨酸的比例，既影響Maillard反應液的反應程度、香味物質的生成，又影響著調味汁在后期紅燒肉烹飪中的進一步反應。不同糖氨比對木糖殘留量和280 nm處吸光度的影響見圖4。

圖4 不同糖氨比對木糖殘留量和280 nm處吸光度的影響

注：圖中不同小寫字母代表差異顯著(α=0.05)，相同小寫字母代表差異不顯著(α=0.05)。

方差分析結果表明5種不同的糖氨比例對Maillard反應液的木糖殘留量有顯著影響。多重比較的結果顯示各水平間的差異顯著。糖氨比為10∶1時的反應液木糖殘留量最低，反應最徹底，其他糖氨比時的殘留量較高。由于實驗過程中發現糖氨比10∶2.5和10∶3的反應液在靜置一段時間后會變渾濁，影響調味汁的流動性和均一性，所以舍棄；對比反應液在280 nm處的吸光度，可知糖氨比為10∶1.5的反應液在280 nm處的吸光度最大，生成的低分子量香味中間體較多，適合應用在紅燒肉的烹飪過程中，故綜合考慮，選取10∶1.5為最佳糖氨比值。

2.1.4 木糖-L-半胱氨酸低溫Maillard反應液的正交試驗設計

表5 Maillard反應中間體的正交試驗結果與分析

由表5可知，正交試驗的極差值(R值)越大，該因素的影響作用越大。在這3個因素中，R溫度的值較大，R時間和R糖氨比的值相當，R糖氨比>R時間。因此，影響Maillard反應液的主要因素是反應溫度，3個因素的主次影響順序是A>C>B，即反應溫度>糖氨比>反應時間。 經顯著性檢驗分析，反應溫度對實驗結果有顯著影響，F值越大產生的影響越大，主次影響順序與極差分析一致。綜合感官評價的結果，選取A3B3C2組合為木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體的最佳反應條件，即反應溫度80 ℃、反應時間90 min、糖氨比10∶1.5。

2.2 紅燒調味汁的正交試驗設計

由表6可知，各因素的主次順序為F>D>G>C>E>B>A，即影響調味汁在紅燒肉烹飪中的應用的主要因素是乙基麥芽酚、焦糖色和黃原膠的添加量，其次為三聚磷酸鈉和紅曲紅的添加量，根據極差分析所得各因素的最優水平，綜合感官評價得分，確定最佳調味汁配方為F1D2G1C2E2B2A1，即乙基麥芽酚0.008 g、焦糖色0.03 g、黃原膠0.03 g、紅曲紅0.02 g、三聚磷酸鈉0.1 g、蛋氨酸0.004 g、木糖5 g。

表6 配方正交試驗結果與分析

由10名評價員對由上述最佳配方制備出的紅燒調味汁進行感官評分，發現各項指標優異，具有以下特征：組織形態均一，無沉淀，不分層；粘稠度適中，透明的半流體，無顆粒感；滋味甜鮮適口，無異味；顏色為紅亮的棕褐色，色澤均勻。

2.3 調味汁貨架期預測

對保溫加速試驗結果，采用Origin 7.5軟件做圖并進行擬合分析，結果見圖5。

圖5 35 ℃和45 ℃樣品pH值和可溶性固形物含量指標的變化

對所測數據按0級反應，進行線性回歸分析，得到35 ℃和45 ℃時pH值和可溶性固形物含量變化的動力學模型，見表7(x為貯藏時間)。

表7 不同溫度下pH值和可溶性固形物含量隨貯藏時間變化的回歸方程

回歸數據表明兩種溫度下回歸方程的相關系數均大于0.9，表明回歸方程具有很高的擬合精度。對比可知，隨著溫度的升高，pH值和可溶性固形物含量隨著溫度的升高，變化的速率增大，實驗得到了有效的加速。

Arrhenius方程中用常用溫度系數Q10來表示食品品質劣化速率對溫度的敏感性,并定義為公式(1)：

(1)

式中：KT和KT+10分別表示TK和(T+10)K時的反應速率常數。

如果溫差不是10 K, 而是任意兩個溫度T0，T，且T0>T，那么此時Q10可以表示成公式(2)：

(2)

由表7可知，溫度越高其反應速率常數k值越大，那么45 ℃時調味汁的pH和可溶性固形物的下降速度較35 ℃時快。由兩個試驗溫度(35 ℃和45 ℃)對應的反應速率常數K值，利用Arrhenius關系積分算式(1)得出紅燒調味汁以pH值和可溶性固形物含量為參考指標的Q10分別為1.648和1.596，這與文獻報道瓶裝罐藏產品的Q10在1.1～4一致[14]。再根據公式(2)得出，以pH值和可溶性固形物含量為參考指標，25 ℃室溫條件下紅燒調味汁的貨架期分別為119天和115天，推測得出紅燒調味汁在室溫(25 ℃)時的保質期為115～119天。

3 結論

木糖-L-半胱氨酸Maillard反應中間體的最佳反應條件，即反應溫度80 ℃、反應時間90 min、糖氨比10∶1.5。其中主要影響因素為反應溫度，3個因素的主次影響順序是反應溫度>糖氨比>反應時間。紅燒調味汁的最佳配方為Maillard反應中間體添加量82.803%，木糖16.561%，蛋氨酸0.013%，紅曲紅0.066%，焦糖色0.099%，三聚磷酸鈉0.331%，乙基麥芽酚0.026%，黃原膠0.099%。該配方制備出的紅燒調味汁色澤鮮亮、無異味，為均一穩定的液體。調味汁做出的紅燒肉香氣撲鼻，味道醇厚鮮美，口感軟糯。根據ASLT法推測出紅燒調味汁在室溫(25 ℃)條件下的貨架期為115～119天。此貨架期為調味汁在沒有添加任何防腐劑條件下的保質期，如若添加合適的防腐劑，相信會有更長久的保質期，商品價值更高。

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Study on the Preparation of Braised Sauce Based on the Intermediates of Xylose and L-cysteine Maillard Reaction

FAN Li, TANG Qi, SONG Shi-qing*, XIAO Zuo-bing, FENG Tao

(School of Perfume and Flavor Technology and Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China)

In order to develop a novel kind of braised sauce, the intermediate of xylose and L-cysteine Maillard reaction is used as the base solution, and methionine, ethyl maltol, etc. are used as the auxiliary materials. The optimum formula of braised sauce is determined by single factor and orthogonal test. The results show that the optimum formula is Maillard reaction solution of 82.803%, xylose of 16.561%, methionine of 0.013%, monasucs red of 0.066%, caramel of 0.099%, sodium tripolyphosphate of 0.331%, ethyl maltol of 0.026%, xanthan gum of 0.099%. Under such conditions, the braised sauce is of bright color, uniform solution, perfect color, aroma and taste. According to the method of ASLT(accelerated shelf-life testing), the shelf life of braised sauce is about 115～119 days.

braised pork; Maillard reaction intermediates; sauce; shelf life

2016-07-16 *通訊作者

國家自然科學基金青年基金項目(31201415)；上海香料香精工程技術研究中心項目資助(12DZ2251400)

范麗(1994-)，女，碩士，研究方向：食品風味化學；

宋詩清(1982-)，女，副教授，博士，研究方向：食品風味化學。

TS202.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.01.015

1000-9973(2017)01-0065-07