美拉德反應改良牡蠣酶解液風味

馬云標

上海太太樂食品有限公司（上海 201812）

牡蠣是蠔汁、蠔油產品的核心原料，隨著蠔油產業和市場規模的飛速發展，其需求量也與日俱增。蠔油是利用牡蠣蒸、煮后的汁液進行濃縮或直接用牡蠣肉酶解，加入其他原輔料制成的調味品。傳統的蠔汁是將牡蠣蒸煮后的汁液進行濃縮，再加工成蠔油。通過酶解技術對牡蠣肉進行酶解，再加工成蠔油，牡蠣的綜合利用率更高，同時能提升產品品質，從而越來越受到關注[1-3]。但由于牡蠣屬于海產品本身帶有腥味，同時由于酶解液中苦味肽的存在，其酶解液帶有海腥氣、后苦味，感官接受度不夠廣泛，對其應用帶來一定局限性。

美拉德反應是由Hodge[4]在1953年正式提出，對食品的色、香、味等特征的形成有重要影響。研究表明，美拉德反應可用于改良藍蛤酶解液[5]、羅非魚熬煮液[6]風味，減弱豆粕水解液苦味氨基酸[7]。為此，以牡蠣酶解液為原料，通過研究氨基酸和還原糖組合、反應溫度、反應時間，優化美拉德反應條件，以改良牡蠣酶解液風味，提升其感官接受度，為開發更高品質、更好滋味的海鮮類調味品提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料

牡蠣、胰蛋白酶、谷氨酰胺酶、食鹽、味精、葡萄糖、乳糖、木糖、丙氨酸、甘氨酸、精氨酸、亮氨酸、傳統蠔汁（均來自于市售食品級）。

1.2 儀器與設備

GC-MS聯用儀（美國Agilent公司）；MS204S分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；TM6料理機（美善品）；TC 22E絞肉機（意大利Sirman）；MAG HS4加熱磁力攪拌器（德國IKA）；Julabo SE-6酶反應發生器（北京優萊博技術有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 牡蠣酶解濃縮液的制備

根據研究確定的優化條件對牡蠣進行酶解。挑選合格的新鮮牡蠣，去除外殼及雜質，牡蠣肉洗凈后放入絞肉中攪碎。取適量絞碎的牡蠣肉，加入部分水，置于料理機中粉碎10 min，投入圓形酶解罐中，加入一定量胰蛋白酶、谷氨酰胺酶，控制在50 ℃下，反應5 h。反應完后，取上述已酶解的肉液加入少量水，加熱至100 ℃，30 min，滅酶、過濾。在濾液中添加適量食用鹽、水，加熱至105 ℃，保持5 h，冷卻后即得Brix 30的牡蠣酶解液。

1.3.2 美拉德反應條件優化

1.3.2.1 氨基酸和還原糖組合對美拉德反應的影響

每100 g美拉德反應底物中，1%氨基酸、2%還原糖、95%牡蠣酶解液、2%味精，自然pH，在100 ℃條件下反應30 min。用丙氨酸、甘氨酸、精氨酸、亮氨酸與葡萄糖、木糖、乳糖，進行兩兩組合，制備美拉德反應樣品，冷卻后進行感官評估。

1.3.2.2 反應溫度對美拉德反應的影響

在1.3.2.1確認氨基酸和還原糖組合的基礎上，每100 g美拉德反應物中，1%氨基酸、2%還原糖、95%牡蠣酶解液、2%味精，自然pH。在80，90，100和110℃不同溫度下，反應30 min，冷卻后進行感官評估。

1.3.2.3 反應時間對美拉德反應的影響

在1.3.2.1確認氨基酸和還原糖組合的基礎上，每100 g美拉德反應物中，1%氨基酸、2%還原糖、95%牡蠣酶解液、2%味精，自然pH。在1.3.2.2確認的溫度條件下，反應30，60，90和120 min，冷卻后進行感官評估。

1.3.3 感官評估

將需要評估的樣品稀釋2倍，并進行編號，挑選11名經過培訓的評價員參與感官評價，根據表1中的感官評分標準對樣品進行打分，主要從香氣（50%）、滋味（50%）方向進行評分，每個評定方向100分，感官總分為兩個方向的平均分共100分，感官評分越高則表明可接受程度越高。

表1 感官評分標準

1.3.4 揮發性風味物質分析

采用HS-SPME-GC-MS法對樣品中的揮發性風味物質進行測定。準確稱取0.5 g樣品，用去離子水定容到50 mL，取4 mL樣品于20 mL頂空瓶中，加入磁轉子，迅速用聚四氟乙烯隔墊密封，在60 ℃磁力攪拌加熱平衡20 min后，用已老化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭頂空吸附30 min，將萃取頭插入進樣口，解吸5 min。

氣相色譜條件：HP-5MS毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；載氣He，流速1.0 mL/min；不分流模式進樣；程序升溫：柱初溫35℃，保持2 min，以3 ℃/min升至120 ℃，保持1 min，以6 ℃/min升至250 ℃，保持6 min。

質譜條件：電子電離源，電子能量70 eV；接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；質量掃描范圍30~550（m/z）。確定揮發性物質的化學組成，按峰面積歸一化法計算各化學成分的相對含量。

1.3.5 與傳統蠔汁進行理化指標和風味剖面檢驗對比

1.3.5.1 理化指標檢測

理化指標按SB/T 11191——2017《蠔汁》規定的方法測定。

1.3.5.2 風味剖面檢驗

將經過美拉德反應改良風味后的牡蠣酶解液與傳統蠔汁進行剖面對比分析。從蠔香氣、焦糖香、肉味、鮮味、咸味、甜味、海鮮味7個維度，各維度10分，進行風味強度打分對比。

2 結果與分析

2.1 美拉德反應條件的優化

2.1.1 氨基酸和還原糖組合對美拉德反應的影響

研究表明，甘氨酸、丙氨酸美拉德反應后可生成焦糖甜香氣味，精氨酸、亮氨酸美拉德反應后能產生烤蔗糖、烤干酪香氣[8-9]。牡蠣酶解液與傳統熬煮牡蠣汁（傳統蠔汁）相比，缺乏焦糖類的甜香氣，滋味上海鮮的海腥味重，同時后味會有苦味。而這些氨基酸美拉德反應后的香氣滋味可以修飾牡蠣酶解液風味的不足。又從常見且有代表性的還原糖篩選出乳糖（雙糖）、葡萄糖（六碳糖）、木糖（五碳糖），將丙氨酸、甘氨酸、精氨酸、亮氨酸，與葡萄糖、木糖、乳糖進行兩兩組合，制備牡蠣酶解液美拉德反應樣品，進行感官評分。圖1結果顯示，木糖無論與哪種氨基酸組合（E2、E5、E8、E11），感官評分都比葡萄糖組合（E3，E6，E9和E12）高，葡萄糖組合的感官評分比乳糖組合（E1，E4，E7和E10）的高。由于五碳糖的美拉德反應速度大于六碳糖大于雙糖[10]，說明美拉德反應速度越快，越有利風味的形成，有利于改良牡蠣酶解液風味。從圖1感官評分可以得出，以精氨酸和木糖的組合（E8）的感官評分最高，即以E8組合進行美拉德反應對牡蠣酶解液風味改善效果最好。

圖1 氨基酸與還原糖組合對美拉德反應的感官影響

2.1.2 反應溫度對美拉德反應的影響

每100 g美拉德反應物中，1%精氨酸、2%木糖、95%牡蠣酶解液、2%味精，自然pH，在80，90，100和110 ℃不同溫度下，反應30 min，冷卻后進行感官評估。由圖2結果可知，隨著溫度的增加，感官評分逐漸增高，80 ℃至100 ℃感官改善效果明顯，100 ℃與110 ℃的感官評分差異縮小。這與美拉德反應的原理一致，反應溫度升高，美拉德反應加快，溫度升高會降低食品中營養物質氨基酸和糖類的營養價值，但溫度過低，反應程度不夠，產生的香氣不夠濃郁[11]。綜合感官評分及生產能耗考慮，選擇100 ℃作為較優的反應溫度。

圖2 反應溫度對美拉德反應的感官影響

2.1.3 反應時間對美拉德反應的影響

每100 g美拉德反應物中，1%精氨酸、2%木糖、95%牡蠣酶解液、2%味精，自然pH，在100 ℃溫度條件下，反應30，60，90和120 min，冷卻后進行感官評估。圖3結果顯示，隨著反應時間的延長，感官評分有改善上升的效果，這是因為反應時間短，美拉德反應不完全，中間體還沒有轉化成風味化合物，香氣、滋味不理想。而反應時間過長，則反應液顏色較深且呈焦糊味，影響感官可接受度。由于反應時間90 min時感官評分與120 min的感官評分相近，綜合考慮，選擇90 min為較優的反應時間。

圖3 反應時間對美拉德反應的感官影響

2.2 牡蠣酶解液美拉德反應前后揮發性風味物質變化

運用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術對揮發性風味成分進行提取、測定，結果與譜庫數據庫進行對比檢索，選取匹配度大于80（最大值為100）的化合物，按峰面積歸一化法計算各揮發性物質的相對含量，結果見表2。

表2 牡蠣酶解液美拉德反應前后揮發性風味物質的相對含量

由表2結果可知，牡蠣酶解液通過美拉德反應后，醛類、酸類、含硫類揮發性物質分別由21.536%，36.587%，0.769%減少至10.040%，19.622%，0.276%，含量減少明顯，而酮類物質由6.136%減少至5.314%，減少不明顯，但種類發生變化，說明此類物質被消耗和轉化。其中，呈現海鮮的腥臭味，也是牡蠣酶解液海腥氣的主要來源的含硫類化合物二甲基二硫醚和3-甲硫基丙醛含量顯著減少；而乙酸、丙酸、丁酸等酸類物質的減少，可以減輕口感的刺激性，改善口感，提升愉悅度。

牡蠣酶解液通過美拉德反應后，酯類、吡嗪類、呋喃類、醇類、吡咯類揮發性風味物質分別由0.313%，2.000%，2.880%，16.301%，0.805%增加至0.735%，11.749%，6.797%，34.847%，9.341%，增加明顯。其中，2, 5-二甲基吡嗪、2, 6-二甲基吡嗪、2, 3, 5-三甲基吡嗪等吡嗪雜環類化合物增加明顯，它們呈現烘烤、堅果和肉香等，具有氣味閾值低的特點；呋喃類及其衍生物可貢獻出肉味、咖啡味和焦香味等香味；2-乙酰基吡咯則具有堅果、甘草、烤面包等愉悅香氣；糠醇含量增加顯著，其有焦香氣味。這些美拉德反應后增加的風味物質帶有香甜氣息及烤香風味，對樣品整體風味有明顯改善，能修飾牡蠣酶解液的海腥香氣，掩蓋苦味，增強焦香味，提升海鮮的鮮甜氣味。

綜上所述，牡蠣酶解液經過美拉德反應后，風味并不是受某一種物質影響，各種化合物協同發揮作用，使其擁有獨特的蠔汁風味，特別是含硫類化合物二甲基二硫醚和3-甲硫基丙醛含量的減少，酯類、吡嗪類、呋喃類、醇類、吡咯類揮發性風味物質含量的增加，改善牡蠣酶解液的風味。

2.3 美拉德反應的牡蠣酶解液與傳統蠔汁的對比結果

2.3.1 理化指標對比結果

將美拉德反應前后的牡蠣酶解液與傳統蠔汁在pH、氯化物、總酸、氨基酸態氮、總氮、無鹽固形物、揮發性鹽基氮指標進行對比。從表3可以看出，由于外源味精、氨基酸的加入，美拉德反應后的牡蠣酶解液在氨基酸態氮、總氮高于傳統蠔汁，符合理論數據，同時總酸、揮發性鹽基氮含量降低，提升了產品的安全性空間。

表3 理化指標對比

2.3.2 感官剖面對比結果

將牡蠣酶解液美拉德反應后的樣品與傳統蠔汁進行剖面對比分析，從蠔香氣、焦糖香、肉味、鮮味、咸味、甜味、海鮮味7個維度，各維度10分，進行風味強度打分對比。從圖4結果來看，美拉德反應后的牡蠣酶解液相比與傳統蠔汁，在海鮮味、肉味、焦糖香有較為明顯的感官提升，在鮮味、甜味、咸度上由于其復雜、綜合的滋味，差異不明顯。

圖4 美拉德反應的牡蠣酶解液與傳統蠔汁的感官評分雷達圖

3 結論

以新鮮牡蠣制備的牡蠣酶解液為原料，利用美拉德反應對其香氣、滋味進行改良。通過單因素試驗確定較優的美拉德反應條件：木糖和精氨酸組合，95%牡蠣酶解液、2%木糖、2%味精、1%精氨酸，最佳反應條件為100 ℃，90 min。在此條件下，牡蠣酶解液經美拉德反應后，其醛類、酸類、含硫類揮發性物質含量明顯減少，酯類、吡嗪類、呋喃類、醇類、吡咯類揮發性風味物質含量不同程度地增加，這些增加的風味物質帶有香甜氣息及烤香風味，能修飾牡蠣酶解液的海腥氣，掩蓋苦味，增強焦香味，提升海鮮的鮮甜氣味。美拉德反應改良的牡蠣酶解液與傳統蠔汁相比，總酸、揮發性鹽基氮含量降低，產品安全性更高，在海鮮味、肉味和焦糖香上有更優的感官表現。