炒制溫度對醬油游離氨基酸變化規(guī)律的影響

楊昭，梁瑞進(jìn)，姚玉靜，黃佳佳

(廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院 食品學(xué)院，廣州 510520)

醬油味道鮮美，營養(yǎng)價值高，是我國傳統(tǒng)的調(diào)味品，已成為烹飪中常用的調(diào)味佐料[1]。炒制菜肴中常添加醬油以增添其鮮味和色澤，將醬油單獨炒制后作為調(diào)味佐料或調(diào)料汁也較為普遍。通常炒制的溫度大于100 ℃，中心溫度達(dá)100 ℃的煎制烹飪可導(dǎo)致富含蛋白質(zhì)和氨基酸的魚塊中有少量丙烯酰胺產(chǎn)生[2]。丙烯酰胺是熱加工過程中美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的潛在有害物質(zhì)[3]。氨基酸和糖是美拉德反應(yīng)的重要底物。醬油中富含游離氨基酸、還原糖和蔗糖，通過炒制處理，必然會發(fā)生美拉德反應(yīng)。3種不同氨基酸(賴氨酸、脯氨酸、谷氨酸)與蔗糖的模擬體系，在熱處理后丙烯酰胺的產(chǎn)生量均隨溫度的升高顯著增加[4]。因此，研究炒制處理過程中游離氨基酸的變化規(guī)律，對于了解醬油炒制過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生有重要的意義。同時，游離氨基酸作為醬油中重要的呈味物質(zhì)，探究其變化規(guī)律，對于了解炒制處理后醬油滋味的變化有一定的意義。本研究以醬油為原料，研究100，160，220 ℃ 3種常用炒制溫度對醬油游離氨基酸變化規(guī)律的影響，以期為了解醬油在炒制過程中滋味的變化和有害物質(zhì)的產(chǎn)生提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試劑與原料

氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma-Aldrich公司；醬油(氨基酸態(tài)氮≥1.3 g/dL)、大豆油：購于華潤萬家生活超市(廣州)有限公司龍洞店。

1.2 主要設(shè)備與儀器

C21-RK2106 多功能電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；L8900全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 炒制處理

炒鍋中放入20 g大豆油，將炒鍋放于電磁爐上加熱，電磁爐設(shè)置的條件分別為：100 ℃/300 W、160 ℃/1000 W和220 ℃/1800 W。油溫加熱20 s后，稱量約100 g醬油置于炒鍋中，炒制2 min，期間不停翻炒。煎制結(jié)束后，將醬油取出，稱取重量，在25 ℃室溫條件下冷卻后，置于-18 ℃凍存?zhèn)溆谩Ｃ總€溫度做3個平行。

1.3.2 游離氨基酸濃度測定

采用全自動氨基酸分析儀，按照GB 5009.124—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測定》的方法，測定醬油中游離氨基酸的濃度[5]，并分析游離氨基酸的呈味特性和呈味強(qiáng)度值(taste activity value，TAV)[6]。

1.3.3 游離氨基酸變化量和變化率

參考Kim等[7]的營養(yǎng)素變化計算方法略有調(diào)整。游離氨基酸變化量為炒制前醬油中的游離氨基酸總量和炒制后醬油中的游離氨基酸總量之差。游離氨基酸炒制前后變化率為游離氨基酸變化量與炒制前醬油中的游離氨基酸總量之比，并依據(jù)游離氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 炒制溫度對醬油重量的影響

表1 炒制前后醬油重量變化Table 1 Weight changes of soy sauce before and after frying

隨著炒制溫度的升高，醬油中水分蒸發(fā)速度的加劇和揮發(fā)性成分生成速度的加快，都會影響炒制前后醬油重量的變化。由表1可知，隨著炒制溫度的升高，醬油的重量損失量和損失率均增大。炒制溫度為220 ℃時，醬油重量損失率最大，接近重量的一半，為47.43%。炒制溫度為100 ℃時醬油重量損失率最小，為5.00%。炒制溫度為160 ℃時醬油重量損失率為30.28%。

2.2 炒制溫度對醬油中游離氨基酸濃度的影響

炒制處理的高溫，會造成醬油中水分蒸發(fā)、蛋白質(zhì)降解，這兩種反應(yīng)會致使炒制后醬油中游離氨基酸濃度增加。同時，游離氨基酸參加美拉德等化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生縮合聚集或生成揮發(fā)性成分，會致使炒制后醬油中游離氨基酸濃度降低。不同炒制溫度必然會對醬油中游離氨基酸濃度產(chǎn)生影響，見表2。

表2 炒制溫度對醬油中游離氨基酸濃度的影響Table 2 Effect of frying temperature on free amino acids concentration in soy sauce

由表2可知，經(jīng)過不同炒制溫度處理，醬油中的游離氨基酸種類沒有發(fā)生變化，但濃度有較大的變化。炒制溫度為100 ℃的醬油，游離氨基酸總含量為10.141 g/100 g，稍低于未處理醬油的10.373 g/100 g。炒制溫度為220 ℃和160 ℃的醬油中游離氨基酸總含量分別為15.390，12.919 g/100 g，均高于炒制溫度為100 ℃的醬油和未處理醬油。

2.3 炒制溫度對醬油中呈味氨基酸濃度的影響

醬油中的游離氨基酸和小分子肽是其鮮味的主要來源。通常將氨基酸的滋味分為鮮味(天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸)、甜味(甘氨酸、組氨酸、絲氨酸、丙氨酸、脯氨酸、蘇氨酸)、苦味(精氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、亮氨酸)和無味(丙氨酸、酪氨酸)。無味氨基酸通常被認(rèn)為是芳香族氨基酸[8]。

圖1 炒制溫度對醬油中呈味氨基酸濃度的影響Fig.1 Effect of frying temperature on flavor amino acids concentration in soy sauce

由圖1可知，未處理醬油中鮮味氨基酸濃度為8.655 g/100 g。100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中鮮味氨基酸的濃度分別為8.475，10.595，12.765 g/100 g。表明隨著炒制溫度的升高，醬油中的鮮味氨基酸濃度逐漸增加。炒制溫度為100 ℃醬油的鮮味氨基酸濃度略低于未處理醬油，而炒制溫度為160 ℃和220 ℃醬油的鮮味氨基酸濃度明顯高于未處理醬油。不同溫度炒制處理前后，醬油中鮮味氨基酸的濃度遠(yuǎn)高于甜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸。

2.4 炒制溫度對醬油中游離氨基酸TAV的影響

氨基酸TAV是評價游離氨基酸呈味性能的重要指標(biāo)。氨基酸的含量與其閾值之比為氨基酸TAV。當(dāng)TAV>1 時，表明該游離氨基酸對醬油滋味有重要貢獻(xiàn)，并且數(shù)值越大，貢獻(xiàn)越大。當(dāng)TAV<1時，表明該游離氨基酸對醬油的滋味貢獻(xiàn)小。

表3 炒制溫度對醬油中游離氨基酸TAV的影響Table 3 Effect of frying temperature on TAV of free amino acids in soy sauce

由表3可知，未處理和100 ℃炒制處理醬油中TAV>1的游離氨基酸均有9種，分別是谷氨酸、丙氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、天冬氨酸和組氨酸。160 ℃和220 ℃炒制處理醬油中TAV>1的游離氨基酸均有12種，分別是谷氨酸、丙氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸和絲氨酸。谷氨酸呈現(xiàn)強(qiáng)烈的鮮味，是醬油中主要的鮮味物質(zhì)，其TAV在炒制前后醬油中均最大。未處理、100，160，220 ℃炒制處理醬油中谷氨酸的TAV分別為277.17，271.50，338.33，408.33。谷氨酸的TAV遠(yuǎn)高于其他氨基酸的TAV，表明炒制前后的醬油呈現(xiàn)強(qiáng)烈的鮮味。

2.5 炒制溫度對醬油中游離氨基酸變化規(guī)律的影響

醬油經(jīng)過高溫處理，發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，致使其中的游離氨基酸濃度發(fā)生變化。但這種變化是否有規(guī)律，從氨基酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)來剖析其變化規(guī)律顯得尤為必要。

圖2 炒制溫度對醬油中游離氨基酸變化率的影響Fig.2 Effect of frying temperature on the change rates of free amino acids in soy sauce

由圖2可知，100 ℃炒制處理后，醬油中除了酪氨酸的變化率為正值外，其余15種游離氨基酸的變化率均為負(fù)值。表明100 ℃炒制處理后醬油中有15種游離氨基酸含量增多，1種游離氨基酸含量減少。160 ℃炒制處理后，醬油中亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、精氨酸、賴氨酸、纈氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、蘇氨酸的變化率均為負(fù)值，酪氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、組氨酸的變化率均為正值。表明160 ℃炒制處理后醬油中有12種游離氨基酸含量增多，4種游離氨基酸含量減少。220 ℃炒制處理后，醬油中亮氨酸、丙氨酸、精氨酸、賴氨酸、纈氨酸、脯氨酸、絲氨酸、甘氨酸、蘇氨酸的變化率均為負(fù)值，酪氨酸、組氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸的變化率均為正值。表明220 ℃炒制處理后醬油中有9種游離氨基酸含量增多，6種游離氨基酸含量減少。100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中只有酪氨酸的變化率均為正值，表明酪氨酸在炒制處理后含量均減少。100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中賴氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、精氨酸的變化率均為負(fù)值，表明這9種游離氨基酸在炒制后均增多。100，160，220 ℃炒制處理后，游離氨基酸含量增多的數(shù)量分別是15，12，9種，游離氨基酸含量減少的數(shù)量分別是1，4，6種。

表4 炒制溫度對醬油中游離氨基酸類別的影響Table 4 Effect of frying temperature on the categories of free amino acids in soy sauce

注：纈氨酸、賴氨酸、精氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、谷氨酸為脂肪族氨基酸；苯丙氨酸、酪氨酸為芳香族氨基酸；脯氨酸、組氨酸為雜環(huán)氨基酸[10]；賴氨酸、組氨酸、天冬氨酸、精氨酸、谷氨酸為極性氨基酸；脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸為非極性氨基酸。天冬氨酸、谷氨酸為酸性氨基酸；賴氨酸、精氨酸、組氨酸為堿性氨基酸。苯丙氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、酪氨酸、亮氨酸、蛋氨酸為疏水性氨基酸；賴氨酸、精氨酸、谷氨酸、組氨酸、天冬氨酸、脯氨酸為親水性氨基酸。

由表4可知，經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中游離氨基酸總量的變化量分別為-134.99，-30.23，38.78 g，變化率分別為-13.12%、-2.94%和3.74%。表明100，160 ℃炒制處理后醬油中游離氨基酸總量均增多，220 ℃炒制處理后醬油中游離氨基酸總量減少。必需氨基酸的組成和含量對醬油的營養(yǎng)價值有重要意義。炒制前后的醬油中均含有7種必需氨基酸蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、纈氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸。經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中必需氨基酸總量的變化量分別為-9.77，-2.05，-1.99 g，變化率分別為-8.51%、-1.79%和-1.72%。表明100，160，220 ℃炒制處理后醬油中必需氨基酸總量均增多。

從氨基酸的呈味特性分析，經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中鮮味氨基酸總量的變化量分別為-119.56，-21.97，43.86 g，變化率分別為-13.93%、-2.56%和5.07%；甜味氨基酸總量的變化量分別為-10.19，-7.28，-4.66 g，變化率分別為-11.82%、-8.44%和-5.36%；苦味氨基酸總量的變化量分別為-4.30，-0.53，-1.00 g，變化率分別為-5.74%、-0.71%和-1.33%。表明100，160，220 ℃炒制處理后醬油中甜味氨基酸和苦味氨基酸總量均減少，而鮮味氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，220 ℃炒制處理后鮮味氨基酸總量減少。

從氨基酸的R基化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中脂肪族氨基酸總量的變化量分別為-123.86，-22.50，42.85 g，變化率分別為-13.27%、-2.41%和4.55%；芳香族氨基酸總量的變化量分別為-0.94，-0.45，0.58 g，變化率分別為-10.12%、-4.91%和6.25%；雜環(huán)氨基酸總量的變化量分別為-2.31，-3.01，-1.67 g，變化率分別為-13.16%、-17.18%和-9.47%。表明100，160，220 ℃炒制處理后醬油中雜環(huán)氨基酸總量均增多，而脂肪族和芳香族氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，但在220 ℃炒制處理后其總量均減少。

從氨基酸的極性與非極性分析，經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中極性氨基酸總量的變化量分別為-119.94，-21.96，44.04 g，變化率分別為-13.92%、-2.55%和5.07%；非極性氨基酸總量的變化量分別為-7.16，-4.01，-2.28 g，變化率分別為-7.29%、-4.08%和-2.30%。表明100，160，220 ℃炒制處理后醬油中非極性氨基酸總量均增多，而極性氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，但在220 ℃炒制處理后其總量均減少。

從氨基酸的酸堿性分析，經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中酸性氨基酸總量的變化量分別為-117.35，-21.69，44.49 g，變化率分別為-13.99%、-2.59%和5.26%；堿性氨基酸總量的變化量分別為-2.59，-0.28，-0.45 g，變化率分別為-11.11%、-1.19%和-1.93%。表明100，160，220 ℃炒制處理后醬油中堿性氨基酸總量均增多，而酸性氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，但在220 ℃炒制處理后其總量均減少。

從氨基酸的疏水與親水性分析，經(jīng)過100，160，220 ℃炒制處理后，醬油中疏水性氨基酸總量的變化量分別為-5.14，-0.93，-0.37 g，變化率分別為-6.20%、-1.12%和-0.44%；親水性氨基酸總量的變化量分別為-121.97，-25.04，42.13 g，變化率分別為-13.90%、-2.85%和4.76%。表明100，160，220 ℃炒制處理后醬油中疏水性氨基酸總量均增多，而親水性氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，但在220 ℃炒制處理后其總量均減少。

3 結(jié)論

隨著炒制溫度的升高，醬油的重量損失量和損失率均增大，醬油中的鮮味氨基酸濃度逐漸增加。未處理和100 ℃炒制處理醬油中TAV>1的游離氨基酸均有9種，而160 ℃和220 ℃炒制處理醬油中TAV>1的游離氨基酸均有12種。未處理、100，160，220 ℃炒制處理醬油中谷氨酸的TAV分別為277.17，271.50，338.33，408.33。100，160，220 ℃炒制處理后，分別有15，12，9種游離氨基酸含量增多，1，4，6種游離氨基酸含量減少。100，160 ℃炒制處理后醬油中游離氨基酸總量均增多，220 ℃炒制處理后醬油中游離氨基酸總量減少。100，160，220 ℃炒制處理后醬油中必需氨基酸總量均增多。100，160，220 ℃炒制處理后醬油中甜味氨基酸和苦味氨基酸總量均減少，而鮮味氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，220 ℃炒制處理后鮮味氨基酸總量減少。100，160，220 ℃炒制處理后醬油中雜環(huán)氨基酸、非極性氨基酸、堿性氨基酸和疏水性氨基酸總量均增多，而脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、極性氨基酸、酸性氨基酸和親水性氨基酸總量在100，160 ℃炒制處理后均增多，但在220 ℃炒制處理后其總量均減少。