常壓和真空濃縮對雞湯中游離氨基酸的影響

吳 佳 夏楊毅 晏夢溪 張國星

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400715)

雞湯滋味鮮美、營養(yǎng)豐富、且食療功效顯著，因此深受大眾喜愛。國內(nèi)外對雞湯的研究主要集中在雞湯中的營養(yǎng)[1]、風(fēng)味[2]、貯藏[3]以及食療功能[4]等方面。相關(guān)研究表明不同品種[5]、性別[6]、部位[7]的雞，不同的煮制器皿[8]、時間[9]、壓力[10]等工藝條件以及預(yù)炒、醋泡[11]、酶解[12]等前處理的差異對雞湯中的營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的組成和含量都有顯著的影響；同時不同的灌裝方式[13]、殺菌條件[14]、貯藏溫度[15]也影響著雞湯的品質(zhì)及貨架期。濃縮是一種食品加工工藝，而中國對雞湯的濃縮研究較少，劉超楠[16]研究了常壓和真空濃縮雞湯理化指標(biāo)的差異，張穎等[17]研究了不同濃縮方式對雞湯中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，而對濃縮過程中相關(guān)物質(zhì)變化的研究未見報道。

濃縮可以除去物料中部分水分，減少產(chǎn)品體積與重量，降低貯運費用，還有助于提高食品濃度、降低水分活度，延長貨架期[18]。工業(yè)上一般采用常壓和真空濃縮，常壓和真空濃縮都屬加熱蒸發(fā)過程，在熱的作用下，雞湯中的物質(zhì)會發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)。雞湯中的氨基酸是雞湯營養(yǎng)和風(fēng)味的重要貢獻者，在濃縮過程中氨基酸可來自蛋白質(zhì)、多肽的降解，又可同還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)形成醛類、酮類、醇類和酯類等揮發(fā)性物質(zhì)，還可以和脂類氧化產(chǎn)物反應(yīng)，形成特有風(fēng)味物質(zhì)[19]。因此，試驗基于傳統(tǒng)雞湯，通過常壓和真空濃縮，分析濃縮方式和濃縮比對游離氨基酸的影響，為系統(tǒng)探討濃縮雞湯的風(fēng)味品質(zhì)特性提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

青腳麻雞雞胸肉：12月齡，湖南省湘佳牧業(yè)股份有限公司；

鹽酸、三氯乙酸、EDTA、無水硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、甲基紅指示劑、亞甲基藍指示劑、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、檸檬酸三鈉、無水碳酸鈉、磺基水楊酸：分析純，成都市科龍化工試劑廠；

牛血清蛋白：生化試劑，上海伯奧生物科技有限公司；

氯化鈉：分析純，重慶川東化工(集團)有限公司；

電磁爐：PIB0Z型，奔騰電器(上海)有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE-52A型，上海亞榮生化儀器廠；

半自動凱氏定氮儀：SKD-200型，上海沛歐分析儀器有限公司；

紫外分光光度計：UV-2450型，日本島津公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-S6型，常州普天儀器制造有限公司；

快速混勻器：SZ-1型，常州普天儀器制造有限公司；

磁力攪拌器：85-2C型，常州普天儀器制造有限公司；

全自動氨基酸分析儀：L-8900型，日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

(1) 傳統(tǒng)雞湯制備：原料肉清洗干凈，切成 3 cm×3 cm×3 cm 的雞塊，沸水煮 2 min，冷水沖淋后瀝干，稱重。按照液料比 2∶1(質(zhì)量比)，大火煮制30 min后文火慢熬3 h，期間保持料液比不變、并除去表層浮沫；雞湯冷至室溫后用200目絹布過濾，作為傳統(tǒng)雞湯對照組和雞湯濃縮原料備用。

(2) 濃縮雞湯制備：以傳統(tǒng)雞湯為原料，進行常壓微沸熬煮、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(真空度：0.1 MPa左右、溫度：55 ℃、轉(zhuǎn)速：80 r/min)真空濃縮，分別制備1∶2，1∶3，1∶4，1∶5，1∶6(體積比)的常壓和真空濃縮雞湯。

指標(biāo)測定前取定量濃縮雞湯，按濃縮比用常溫純水邊稀釋邊攪拌，備用。

1.2.2 指標(biāo)測定

(1) 粗蛋白：參照GB 5009.5—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法，使用凱氏定氮儀進行測量。修改如下：取10 g(精確至 0.001 g)樣品、0.1 g 硫酸銅、3 g 硫酸鉀及 10 mL 硫酸于150 mL的錐形瓶后，輕搖混勻，并在瓶口放一小漏斗，將瓶以 45°傾斜固定在有小孔的石棉網(wǎng)上。先小火炭化完全樣品，直至停止產(chǎn)生泡沫后加大火力，同時使瓶內(nèi)液體呈微沸狀態(tài)，待液體呈藍綠色并澄清透明，繼續(xù)再加熱 0.5～1.0 h。取下放冷，用40 mL蒸餾水分3次將炭化后的液體小心洗入試管托。取1個三角瓶，滴入1～2 滴混合指示液[1 g/L甲基紅乙醇溶液和1 g/L亞甲基藍乙醇溶液2∶1(體積比)臨用現(xiàn)混]，并將其置于冷凝管下端。自動蒸餾6 min后，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定吸收液至灰色。同時做試劑空白的對照試驗。其中，按式(1)計算粗蛋白含量。

(1)

式中：

X——粗蛋白含量，g/100 g；

V——試液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；

v——試劑空白消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；

c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol/L；

0.014 0——1.0 mL鹽酸[c(HCl) =1.000 mol/L]標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，g；

m——試樣的質(zhì)量，g。

(2) 低聚肽：參考賀習(xí)耀等[8]的方法，修改如下，微量雙縮脲試劑：稱取17.3 g檸檬酸三鈉和10 g無水碳酸鈉溶解于溫水中，稱取0.173 g硫酸銅(CuSO4·5H2O)溶解于10 mL 水中，2種溶液合并用水稀釋至100 mL(可長期保存)。制作標(biāo)準(zhǔn)曲線：取5只試管，分別加入0.0，0.3，0.6，0.9，1.2 mL 的1.0 mg/mL牛血清白蛋白溶液，補水到1.5 mL，加入6%氫氧化鈉溶液1.5 mL混勻，再加微量雙縮脲試劑0.15 mL，混勻后室溫(20～25 ℃)保溫15 min，于330 nm 波長下測定吸光值。吸光度與低聚肽濃度(mg/mL)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.553 4x+0.007 8，R2=0.999 2。

取10 mL雞湯加入等體積4.0 g/100 mL TCA溶液，取上清液按照制作標(biāo)準(zhǔn)曲線方法測定。

(3) 還原糖：參照GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測定》中的直接滴定法，通過堿性酒石酸銅溶液消耗樣品體積計算還原糖含量。按式(2)計算還原糖含量。

(2)

式中：

Y——還原糖含量，g/100 g；

M——試樣質(zhì)量，g；

F——系數(shù)，0.8；

m——標(biāo)定時體積與加入樣品后消耗的還原糖標(biāo)準(zhǔn)溶液體積之差相當(dāng)于某種還原糖的質(zhì)量，mg；

10——樣液體積，mL；

250——定容體積，mL。

(4) 游離氨基酸：吸取1 mL樣品、12%磺基水楊酸溶液1 mL于5 mL塑料離心管中，震蕩搖勻。冰箱靜置12 h后于13 000 r/min離心2 min，用0.22 μm濾膜過濾上機分析。

每個樣品分析周期為53 min，分離柱：ID 4.6 mm×60 mm，洗脫液流速0.4 mL/min，柱溫700 ℃，柱壓11.627 MPa；反應(yīng)柱：茚三酮及茚三酮緩沖液流速0.35 mL/min，柱溫135 ℃，柱壓1.078 MPa。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 試驗數(shù)據(jù)分析整理采用Microsoft Excel 2010；方差分析和顯著性檢驗采用SPSS19.0；圖像處理采用OriginPro 8.1。每個試驗均做3組平行，試驗數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 常壓和真空濃縮對雞湯粗蛋白含量的影響

由圖1可知，濃縮雞湯粗蛋白含量隨著濃縮比的增大而逐漸減少，常壓、真空濃縮比分別達到1∶3，1∶5(體積比)時顯著低于未濃縮雞湯(P<0.05)；同一濃縮比條件下，真空濃縮雞湯的粗蛋白含量顯著低于常壓濃縮雞湯(P<0.05)。因為常壓和真空濃縮都是持續(xù)加熱的蒸發(fā)過程，會導(dǎo)致蛋白質(zhì)不斷水解，以及水解產(chǎn)物氧化分解生成揮發(fā)性的雜環(huán)化合物[20]；而真空抽吸會不斷將生成的揮發(fā)性物質(zhì)移除反應(yīng)體系，因而大大促進了該反應(yīng)的進行，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性的含氮化合物進一步減少，進而在長時間的熱作用下含氮物質(zhì)顯著降低(P<0.05)。王靜[21]分析紅棗汁真空濃縮后揮發(fā)性物質(zhì)損失嚴(yán)重是由于揮發(fā)性物質(zhì)進入了蒸餾液中，與本試驗真空濃縮導(dǎo)致含氮物質(zhì)進一步減少的原因相似。

小寫字母不同表示同一濃縮方式不同濃縮比之間差異顯著(P<0.05)；大寫字母不同表示同一濃縮比不同濃縮方式之間差異顯著(P<0.05)

2.2 常壓和真空濃縮對雞湯低聚肽含量的影響

低聚肽是蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物之一，加熱作用下會進一步水解、環(huán)化及參與美拉德反應(yīng)[22]。圖2表明，隨著濃縮比的增大，常壓和真空濃縮雞湯的低聚肽含量逐漸減少(P<0.05)；常壓濃縮雞湯的低聚肽含量顯著低于真空濃縮雞湯(P<0.05)。原因可能是雞湯常壓和真空濃縮過程中蛋白質(zhì)降解成低聚肽的量低于低聚肽在熱作用下參與降解、環(huán)化及參與美拉德反應(yīng)消耗的量，但長時間高溫作用的常壓濃縮更能促進蛋白質(zhì)降解成分子量小、美拉德反應(yīng)活性強的低聚肽[23]，進而加大了美拉德反應(yīng)的程度、低聚肽的消耗。

2.3 常壓和真空濃縮對雞湯還原糖含量的影響

還原糖與氨基酸進行美拉德反應(yīng)，生成醛類、酯類、呋喃類等風(fēng)味化合物，對雞湯的滋味和香氣具有重要貢獻[24]。從圖3可知，隨著濃縮比的不斷增大，常壓和真空濃縮雞湯的還原糖含量逐漸減少(P<0.05)；濃縮比>1∶2(體積比)時，真空濃縮雞湯還原糖含量顯著低于常壓濃縮雞湯(P<0.05)。因為常壓和真空濃縮的持續(xù)加熱作用導(dǎo)致雞湯中的還原糖不斷參與美拉德反應(yīng)[25]；雖然真空濃縮時的溫度沒有常壓濃縮時高，但真空濃縮會不斷抽提出還原糖和氨基酸生成的揮發(fā)性風(fēng)味化合物，進而又大大促進了美拉德反應(yīng)，使其反應(yīng)程度大于常壓濃縮，而這些風(fēng)味物質(zhì)的損失會影響雞湯的滋味、口感[26]。

小寫字母不同表示同一濃縮方式不同濃縮比之間差異顯著(P<0.05)；大寫字母不同表示同一濃縮比不同濃縮方式之間差異顯著(P<0.05)

小寫字母不同表示同一濃縮方式不同濃縮比之間差異顯著(P<0.05)；大寫字母不同表示同一濃縮比不同濃縮方式之間差異顯著(P<0.05)

2.4 常壓和真空濃縮對雞湯游離氨基酸的影響

游離氨基酸的含量和組成不僅對雞湯的營養(yǎng)價值有影響，還對雞湯的呈味、滋味起著舉足輕重的作用。從表1可知，在濃縮雞湯中檢測出了Asp、Ser、Glu、Gly、Ala、Pro、Cys、Met、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Lys、Thr共計17種氨基酸，因Ser水解時與酸反應(yīng)損失，未能檢測出，與周濤[27]、張艷[28]研究結(jié)果一致。其中Lys含量最高，可達17.87 mg/100 mL，其次是Glu、Gly、Ala、Pro，而Asp 和Ser含量最低。

蒸發(fā)濃縮對雞湯的游離氨基酸總量(TAA)、必需氨基酸總量(EAA)、風(fēng)味氨基酸總量(FAA)及苦味氨基酸總量(BAA)有顯著的影響(P<0.05)。從表1可知，隨著濃縮比的增大，常壓和真空濃縮雞湯的TAA、EAA、FAA、BAA均呈先顯著增加后顯著降低的趨勢(P<0.05)，常壓濃縮雞湯的TAA、EAA、FAA、BAA在濃縮比為1∶2(體積比)時達到峰值，分別為43.44，22.45，17.62，24.73 mg/100 mL，真空濃縮雞湯的TAA、EAA、FAA、BAA在濃縮比1∶3(體積比)時達到峰值，分別為24.89，12.72，10.41，13.97 mg/100 mL。Cys、Met本身不呈味，但是會與還原糖反應(yīng)生成含硫化合物，使雞湯具有特定的肉香味[29]，且在加熱作用下會形成噻唑、噻吩等各種香味化合物[30]。Cys、Met的含量隨著濃縮比的增大變化趨勢與TAA一致，常壓在濃縮比1∶2和1∶3(體積比)時、真空在濃縮比在1∶3和1∶4(體積比)時含量最高。同一濃縮比條件下，在濃縮比<1∶6(體積比)時，常壓濃縮雞湯的TAA、EAA、FAA、BAA均顯著高于真空濃縮雞湯(P<0.05)。

表1 常壓和真空濃縮對雞湯游離氨基酸的影響?Table 1 Effect of atmospheric and vacuum concentration on the free Amino acid of chicken soup mg/100 mL

雞湯濃縮過程中氨基酸含量的變化涉及到蛋白質(zhì)、多肽的水解以及美拉德等多種復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。同一濃縮方式下，氨基酸含量先增加后減少的原因可能是隨著濃縮比的增大，雞湯在濃縮初期時受熱的時間越長，蛋白質(zhì)、低聚肽水解越充分、徹底[31]，有利于氨基酸的富集；但隨著進一步濃縮，水解反應(yīng)底物的逐漸減少、生成物的不斷增加，導(dǎo)致蛋白質(zhì)、多肽水解成氨基酸的速率降低[32]，而長時間的加熱會促進氨基酸參與美拉德反應(yīng)[33]，因此氨基酸含量達到峰值后又下降。同一濃縮比下，常壓濃縮雞湯的氨基酸含量均大于真空，主要是常壓的高溫和長時間的熱作用，大大促進了蛋白質(zhì)、多肽的水解；而真空抽吸出美拉德反應(yīng)生成的揮發(fā)性物質(zhì)會進一步促進美拉德反應(yīng)，使其反應(yīng)程度大于常壓，加劇氨基酸的消耗[32]。這恰好又解釋了蛋白質(zhì)、低聚肽和還原糖的變化趨勢。

3 結(jié)論

同一濃縮方式，濃縮比越高，雞湯粗蛋白、低聚肽、還原糖含量越低；常壓濃縮雞湯在濃縮比1∶2和1∶3(體積比)、真空濃縮雞湯的在濃縮比1∶3和1∶4(體積比)時，各種游離氨基酸含量高于其他濃縮比。同一濃縮比條件下，常壓濃縮的長時間高溫作用促進蛋白質(zhì)、低聚肽的熱反應(yīng)，有利于氨基酸的富集，風(fēng)味氨基酸含量較高的同時苦味氨基酸含量也較高；真空濃縮的抽提作用會促進還原糖參與美拉德反應(yīng)，苦味氨基酸含量較低的同時風(fēng)味氨基酸含量也較低，且易造成揮發(fā)性風(fēng)味化合物的損失。蒸發(fā)濃縮的條件和比例不僅影響著雞湯蛋白質(zhì)、多肽分解成氨基酸的速率，又影響著氨基酸參與美拉德反應(yīng)的速率，進而影響著雞湯的滋味和口感。進一步研究合適的蒸發(fā)濃縮條件和比例以及其他的濃縮方式下雞湯氨基酸的變化對提升雞湯的風(fēng)味品質(zhì)具有重要的意義。