反應(yīng)溫度對以香莢蘭為原料的美拉德產(chǎn)物分布及卷煙加香的影響

劉紹華　曲利利　白家峰　馬擴彥　胡亞杰　許春平

摘要：【目的】研究不同反應(yīng)溫度對以香莢蘭為原料的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響，以期開發(fā)一種新型的煙用香料。【方法】以香莢蘭為原料，采用氣相色譜—質(zhì)譜（GC-MS）分析檢測香莢蘭發(fā)酵液在不同溫度（90、100、110和120 ℃）下美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的揮發(fā)性成分，并進行主成分分析，對比不同溫度美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在卷煙加香中的效果?！窘Y(jié)果】優(yōu)化的香莢蘭發(fā)酵條件為：pH 7，發(fā)酵時間24 h，酵母添加量為總料液的5%;共鑒定出106種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性成分，主要包括醇類、酸類、烯類、酯類、醛類、酮類、酚類和雜環(huán)類等;其中美拉德反應(yīng)溫度為100 ℃時，產(chǎn)物揮發(fā)性成分的種類最多，為83種，揮發(fā)性成分總量較高，為1035.20 ?g/g;而美拉德反應(yīng)溫度為110 ℃時，產(chǎn)物揮發(fā)性成分的種類（59種）最少，但總量（1084.07 ?g/g）最高;雜環(huán)化合物中的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物2，3-二氫苯并呋喃、2-正戊基呋喃、吲哚、吡啶和2-甲基吡啶為美拉德反應(yīng)的標(biāo)志物，可賦予卷煙烤甜香和烘焙香;主成分分析可知，鑒定出的揮發(fā)性成分可分為3個主成分，第一、第二和第三主成分的貢獻率分別為44.175%、35.528%和20.297%，分別反映46種、24種和10種指標(biāo)信息。美拉德反應(yīng)溫度90與100 ℃樣品的主成分差異較小，但二者與美拉德反應(yīng)溫度110和120 ℃樣品的主成分間差異明顯;將100 ℃時的香莢蘭發(fā)酵液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在空白卷煙中加香，可增加香氣飽滿度，改善煙氣細膩柔和度，明顯提高卷煙舒適性，加香效果最佳，評吸得分最高（93分）?！窘Y(jié)論】100 ℃是香莢蘭美拉德反應(yīng)的最佳溫度，可制備具有豐富香味物質(zhì)的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞： 香莢蘭;發(fā)酵;美拉德反應(yīng);主成分分析;卷煙加香

中圖分類號： S572.09.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2020）01-0183-11

Abstract：【Objective】The effect of temperature on the Maillard reaction products was investigated， and a new tobacco flavor was developed. 【Method】In this study， vanilla was used as raw materials by Maillard reaction using vanilla fermentation broth of different temperature gradients （90， 100， 110 and 120 ℃）， the volatile components of Maillard reaction products were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）， principal component analysis was conducted and cigarette flavoring of different Maillard reaction products at various temperatures was analyzed by sensory evaluation. 【Result】The optimized fermentation conditions were：pH 7， fermentation time 24 h， and yeast addition was 5% of the total materials. A total of 106 volatile components of Maillard reaction products were identified， which mainly included alcohols， acids， olefins， esters， aldehydes， ketones， phenols， and heterocyclics. When the Maillard reaction temperature was 100℃， the type of volatile flavor components was the most （83 kinds）， and the total volatile compound content was also high， and up to1035.20 ?g/g. However， when the Maillard reaction temperature was 110 ℃， the type of volatile components was the least（59 kinds），and the total volatile compound content was the highest（1084.07 ?g/g）. Maillard reaction products in heterocyclic compounds 2，3-dihydrobenzofuran， 2-n-pentylfuran， indole， pyridine and 2-methylpyridine were the markers of Maillard reaction， which could give cigarettes sweet and baked aroma. Principal component analysis showed that the identified volatile components could be divided into three main components， and the contribution rates of PC1， PC2 and PC3 were 44.175%， 35.528% and 20.297%， respectively， reflecting 46， 24 and 10 indexes information. There was only small difference on the main components of the samples produced by the Maillard reaction at 90 and 100 ℃， however， there was large difference among the main components of the samples by the Maillard reaction at 110 and 120 ℃. When vanilla Maillard reaction sample prepared at 100 ℃ was used for cigarette flavoring on blank cigarette control， the aroma fullness was increased， the delicate softness of the smoke was improved， the comfort of the cigarette was greatly improved， and the effect of cigarette flavoring was best and the evaluation score was the highest（93）. 【Conclusion】100 ℃ is the optimal temperature for vanilla Maillard reaction， it can prepare a flavor with rich aroma and Maillard reaction characterization.

Key words： vanilla; fermentation; Maillard reaction; principal component analysis; cigarette flavoring

Foundation item： Joint Project of National Natural Science Foundation of China（U1604176）; China Tobacco Guangxi Cooperation Project（20171011）

0 引言

【研究意義】美拉德反應(yīng)又稱非酶棕色化反應(yīng)，是一種普遍的非酶褐變現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用于食品、煙草等多個領(lǐng)域，可使食品加工過程中產(chǎn)生誘人色澤和各種芳香風(fēng)味，也是目前制備香精的主要工藝。影響美拉德反應(yīng)的因素很多，包括反應(yīng)溫度、時間、pH、不同反應(yīng)物的摩爾比、反應(yīng)系的水含量等（吳惠玲等，2010;Stanic-Vucinic et al.，2013;Jung et al.，2014）。有研究表明，美拉德反應(yīng)對煙草香味和風(fēng)格形成起重要作用，是煙草特征香味形成的主要來源之一，產(chǎn)生的香味物質(zhì)閾值相對較低，香氣質(zhì)好，刺激性較小，對煙草香氣的貢獻率較大（孫鳳玲等，2005;駱莉等，2012）。因此，研究利用美拉德反應(yīng)制備煙用香料，對于卷煙加香具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】近年來，已有不少關(guān)于利用微生物發(fā)酵技術(shù)、美拉德反應(yīng)等對天然植物提取物進行煙用香料制備的研究報道，不僅能明顯改善煙氣質(zhì)量，還可有效提高原料利用率（朱智志等，2008;劉紹華等，2013）。呂品等（2009）從自然陳化的白肋煙煙葉中提取產(chǎn)香菌用于咖啡發(fā)酵，得到的香料用于卷煙加香后，能降低卷煙的干燥感和刺激性，增大香氣量，柔和煙氣;谷風(fēng)林（2010）將酪蛋白—葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物添加至煙草膨脹梗絲中，不僅可以明顯提高煙草香氣，還能提高膨脹梗絲的使用價值;劉珊和劉洋（2010）研究表明，小麥水解蛋白美拉德反應(yīng)產(chǎn)物對卷煙具有良好的增香效果，使煙氣增濃柔順，提高細膩度與透發(fā)性;黃龍等（2011）利用番茄汁美拉德反應(yīng)制備煙用香料，加料試驗表明卷煙的感官質(zhì)量得到明顯改善，烤甜香增加，且煙香透發(fā)性增強;李成斌等（2012）利用產(chǎn)香酵母發(fā)酵葡萄，產(chǎn)出的香料中苯乙醇含量明顯升高，該香料添加到卷煙中能降低余味、柔和煙香，顯著改善煙氣質(zhì)量;馬海昌（2013）通過外加酶法制備煙梗水提取液，采用生物發(fā)酵產(chǎn)香結(jié)合美拉德反應(yīng)生產(chǎn)的煙用香料能豐富卷煙香味，減輕不利風(fēng)味;楊金初等（2017）以甘薯、南瓜和土豆水提取物為美拉德反應(yīng)原料制備了3種天然香料，應(yīng)用于卷煙加香后可突出卷煙的烤甜香韻和烘焙香;徐達等（2019）制備了3種酒尾介質(zhì)的煙用美拉德反應(yīng)香料，應(yīng)用于卷煙后可降低卷煙刺激性，提升卷煙感官質(zhì)量?！颈狙芯壳腥朦c】雖然已有較多天然植物進行美拉德反應(yīng)制備煙用香料的研究，但以香莢蘭為原料采用發(fā)酵技術(shù)結(jié)合美拉德反應(yīng)的研究尚無報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】將香莢蘭發(fā)酵液進行不同溫度梯度的美拉德反應(yīng)，選用氣相色譜—質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對香莢蘭不同溫度的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進行定性分析和主成分分析，評價不同溫度美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在卷煙加香中的作用，為香莢蘭香料的利用和卷煙加香提供一種新途徑。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

香莢蘭購自馬達加斯加，2017年產(chǎn)，系蘭科香莢蘭屬，將干燥的香莢蘭粉碎過300目篩備用。主要試劑：產(chǎn)香酵母、1，2-丙二醇、1 moL/L硫酸、二氯甲烷、無水乙醇（分析純，天津市富宇精細化工有限公司）和0.8211 mg/mL乙酸苯乙酯（色譜純，美國Sigma-Aldrich公司）。主要儀器設(shè)備：DGX-9143電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海?，攲嶒炘O(shè)備有限公司）、Q-100A3高速多功能粉碎機（上海冰都電器有限公司）、RLGOL Ultra-3400紫外分光光度計[梅特勒—托利多儀器（上海）有限公司]、同時蒸餾萃取裝置（鄭州市中原科技玻璃儀器廠）、TGL-16M離心機（上海盧湘儀離心機儀器有限公司）和Agilent GC6890- MS5973N型氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫科技有限公司）。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 釀酒高活性酵母活化 將10 g釀酒高活性酵母放入100 mL錐形瓶中，加入50 mL 35～40 ℃無菌水浸泡15～20 min，水溫降至32 ℃活化2 h備用。

1. 2. 2 樣品發(fā)酵處理及條件優(yōu)化 將香莢蘭粉末以料液比1∶10加入100 mL水，置于水浴鍋中沸水滅菌30 min，之后降至35 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2. 1 pH對氨基酸和還原糖的影響 固定發(fā)酵時間24 h、發(fā)酵溫度35 ℃、酵母添加量為總料液的5%，考察發(fā)酵體系pH（5、6、7和8）對發(fā)酵液氨基酸和還原糖含量的影響。

1. 2. 2. 2 發(fā)酵時間對氨基酸和還原糖的影響 固定發(fā)酵溫度35 ℃、酵母添加量為總料液的5%、發(fā)酵體系pH為7，考察發(fā)酵時間（12、24、36和48 h）對發(fā)酵液氨基酸和還原糖含量的影響。

1. 2. 2. 3 酵母添加量對氨基酸和還原糖的影響

固定發(fā)酵時間24 h、發(fā)酵溫度35 ℃、發(fā)酵體系pH為7，考察酵母添加量（4%、5%、6%和7%）對發(fā)酵液氨基酸和還原糖含量的影響。

1. 2. 3 還原糖和氨基酸測定 采用DNS法測定水溶性還原糖（李環(huán)等，2013），測得還原糖數(shù)據(jù)制備標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.0537x+0.1236（R2=0.9935）;采用茚三酮法測定水溶性氨基酸（郭興鳳，2000），測得氨基酸數(shù)據(jù)制備標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.1921x-0.1521（R2=0.9928）。根據(jù)公式計算氨基酸或還原糖含量：

m=c×V×n/m0

式中，m為氨基酸或還原糖含量（mg/g），c為氨基酸或還原糖質(zhì)量濃度（mg/mL），V為氨基酸或還原糖體積（mL），n為稀釋倍數(shù)，m0為樣品質(zhì)量（g）。

1. 2. 4 以香莢蘭為原料進行美拉德反應(yīng) 150 mL發(fā)酵液樣品中加入10%氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系pH為7，然后將未發(fā)酵香莢蘭溶液和香莢蘭發(fā)酵液分別置于90、100、110和120 ℃的油浴中反應(yīng)3 h，得到不同的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。

1. 2. 5 揮發(fā)性成分提取 在同時蒸餾萃取裝置的平底燒瓶中加入美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，再加入100 mL蒸餾水，搖勻，于電子調(diào)溫電熱套中加熱，在裝置的另一端蒸餾瓶中加入50 mL二氯甲烷，于60 ℃水浴鍋中加熱。觀察加熱過程，當(dāng)二氯甲烷與水出現(xiàn)分層時開始計時，2.5 h后萃取結(jié)束，待冷卻后，在二氯甲烷萃取液中加入10 g無水硫酸鈉和1 mL乙酸苯乙酯（0.8211 mg/mL），靜置過夜。在35～40 ℃水浴鍋中濃縮樣品至1 mL左右，轉(zhuǎn)入1.5 mL樣品瓶中，在2～4 ℃下密封保存，用于GC-MS進行定量分析（宋瑜冰等，2007;朱忠等，2008;楊靖等，2016）。

1. 2. 6 揮發(fā)性成分GC-MS分析

1. 2. 6. 1 GC條件 HP-5MS色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）;載氣為氦氣;載氣流量3 mL/min;進樣口溫度280 ℃;分流比10∶1;進樣量1 μL;升溫程序：起始溫度50 ℃，以4 ℃/min升至280 ℃。

1. 2. 6. 2 MS條件 離子源為EI源;四極桿溫度150 ℃;接口溫度270 ℃;電子能量70 eV。

1. 2. 6. 3 揮發(fā)性成分定性和定量分析 利用Nist11譜庫檢索質(zhì)譜圖中各色譜峰，同時進行人工解析，對化學(xué)成分進行定性分析（匹配度>80）。采用內(nèi)標(biāo)法（內(nèi)標(biāo)物0.8211 mg/mL乙酸苯乙酯）對成分進行定量。揮發(fā)性成分含量（?g/g）=內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量×揮發(fā)性物質(zhì)峰面積×1000/內(nèi)標(biāo)物峰面積（許春平等，2017）

1. 2. 7 主成分分析 計算相關(guān)系數(shù)矩陣、主成分特征值和累積貢獻率。根據(jù)進行不同溫度美拉德反應(yīng)的香莢蘭發(fā)酵液中相關(guān)成分的含量標(biāo)準(zhǔn)化值與特征根、特征向量，計算出各主成分值，并以此繪制散點圖。

1. 2. 8 感官評價 待加香評吸的卷煙來自廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司的空白卷煙，將美拉德反應(yīng)制備的煙用香料進行濃縮，按照0.2%比例用香精注射機添加到空白卷煙中，在溫度（22±2）℃、相對濕度（60±5）%的恒溫恒濕箱中平衡24 h后進行感官評吸。取僅加等量乙醇的空白煙作對照。廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司的評吸小組根據(jù)GB/T 5606.4—2005《卷煙感官技術(shù)要求》（表1）對卷煙的光澤、香氣、協(xié)調(diào)性、刺激性、余味和雜氣等進行感官評價打分，評吸得分以6項指標(biāo)總分為準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 香莢蘭發(fā)酵液的發(fā)酵條件優(yōu)化結(jié)果

2. 1. 1 pH對氨基酸和還原糖含量的影響 由圖1可知，不同pH對香莢蘭發(fā)酵液的氨基酸和還原糖含量有明顯影響。當(dāng)pH小于7時，隨著pH的上升，發(fā)酵液的還原糖和氨基酸含量逐漸增加，當(dāng)pH為7時，氨基酸和還原糖含量均達最大值;之后pH繼續(xù)上升，發(fā)酵液的氨基酸和還原糖含量逐漸下降。因此，發(fā)酵的最佳pH為7。

2. 1. 2 發(fā)酵時間對氨基酸和還原糖含量的影響 從圖2可看出，不同發(fā)酵時間對香莢蘭發(fā)酵液的氨基酸和還原糖含量有明顯影響。當(dāng)發(fā)酵時間為12～24 h時，發(fā)酵液的氨基酸和還原糖含量逐漸增加，在24 h時達最大值;當(dāng)發(fā)酵時間為24～48 h時，發(fā)酵液的氨基酸和還原糖含量逐漸下降。因此，選擇24 h為最佳發(fā)酵時間。

2. 1. 3 酵母添加量對氨基酸和還原糖含量的影響

由圖3可知，隨著酵母添加量的增加，香莢蘭發(fā)酵液的氨基酸含量呈先增后減的變化趨勢，而還原糖含量呈先增后減再增的變化趨勢。當(dāng)酵母添加量小于5%時，隨著酵母添加量的增加，發(fā)酵液的還原糖和氨基酸含量也不斷增加，當(dāng)酵母添加量為5%時，氨基酸和還原糖含量達最大值。因此，酵母添加量的最佳水平為5%。

2. 2 香莢蘭發(fā)酵液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性成分的GC-MS分析結(jié)果

對香莢蘭發(fā)酵液在不同溫度（90、100、110和120 ℃）下的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性成分進行GC-MS分析。由表2可知，鑒定出的揮發(fā)性成分主要包括醇類、酸類、烯類、酯類、醛類、酮類、酚類和雜環(huán)類等成分。90、100、110和120 ℃下美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中鑒定出的揮發(fā)性成分種類分別有62、83、59和68種，對應(yīng)的揮發(fā)性成分總量分別為953.48、1035.20、1084.07和745.51 ?g/g。

由圖4和圖5可看出，在90、100、110和120 ℃下，未發(fā)酵和發(fā)酵后的香莢蘭美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的揮發(fā)性成分含量與種類變化趨勢基本一致，在100 ℃時揮發(fā)性成分種類最多，含量較高，發(fā)酵后香莢蘭美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性成分的含量和種類均明顯增加。

2. 3 香莢蘭發(fā)酵液美拉德反應(yīng)的特征香氣成分含量變化趨勢分析結(jié)果

由表2可知，2，3-二氫苯并呋喃、2-正戊基呋喃、吲哚、吡啶和2-甲基吡啶均為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。從圖6可看出，上述5種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物隨反應(yīng)溫度的變化趨勢與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量（2，3-二氫苯并呋喃、2-正戊基呋喃、吲哚、吡啶、2-甲基吡啶和2-乙?；量┖恐停┑淖兓厔莼疽恢拢?0～100 ℃時呈上升趨勢，反應(yīng)溫度為100 ℃時含量達最大值，在110～120 ℃時呈下降趨勢;因此，以上5種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物可作為該美拉德反應(yīng)的標(biāo)志物，其中呋喃類（2，3-二氫苯并呋喃和2-正戊基呋喃）可賦予卷煙烤甜香，吡啶類（吡啶和2-甲基吡啶）可賦予卷煙烘焙香（楊金初等，2017）。

呋喃是反應(yīng)底物中的糖類物質(zhì)降解為醛類或酮類，并與氨基化合物發(fā)生結(jié)合反應(yīng)形成。在溫度較低的條件下，如反應(yīng)溫度為90 ℃時，可能未達到糖熱降解溫度，所以沒有呋喃（2，3-二氫苯并呋喃）的生成或呋喃（2-正戊基呋喃）生成含量較低（表2）;而在100 ℃時，產(chǎn)物中檢測到2，3-二氫苯并呋喃和2-正戊基呋喃含量，可能由于較高溫度引起糖降解（van Lancker et al.，2012;Liu et al.，2015），且在此溫度下2，3-二氫苯并呋喃和2-正戊基呋喃含量最高;至110和120 ℃時，這兩種產(chǎn)物含量又有所下降，可能是過高的溫度抑制產(chǎn)物合成。含氮基團揮發(fā)性化合物如吡啶、2-甲基吡啶和吲哚是由底物半胱氨酸和羰基化合物的熱降解產(chǎn)物合成（Yaylayan and Keyhani，2001;毛多斌等，2010）。當(dāng)反應(yīng)溫度較低時（90 ℃），可能未達到半胱氨酸和羰基化合物的熱降解溫度，故沒有上述含氮基團揮發(fā)性化合物生成;但在100 ℃時，較高溫度導(dǎo)致半胱氨酸和羰基化合物熱降解，降解產(chǎn)物合成上述含氮基團并達最高值;至110和120 ℃時，由于溫度的升高可能抑制上述含氮基團揮發(fā)性化合物的合成。

2. 4 主成分分析結(jié)果

利用SPSS 21.0因子分析模塊中的降維分析（李小勝和陳珍珍，2001），采用主成分分析不同溫度美拉德反應(yīng)后的發(fā)酵液中106種揮發(fā)性成分。由表3可知，2-正戊基呋喃、糠醛、甲基庚烯酮、4-甲基愈創(chuàng)木酚、吲哚、吡啶、2-甲基吡啶等46種物質(zhì)在第一主成分（PC1）中有較高矩陣（載荷的絕對值>0.800），說明PC1反映以上46種指標(biāo)信息;糠醇、苯乙醛、2，3-二氫苯并呋喃、二氫獼猴桃內(nèi)酯等24種物質(zhì)在第二主成分（PC2）中有較高矩陣（載荷的絕對值>0.800），說明PC2反映以上24種指標(biāo)信息;胡椒醛、異香草醛等10種物質(zhì)在第三主成分（PC3）中有較高矩陣（載荷的絕對值>0.800），說明PC3反映以上10種指標(biāo)信息。前3個主成分的累積貢獻率達100.000%（表4），說明鑒定出的106種揮發(fā)性成分可分別用PC1、PC2和PC3進行主成分分析。

根據(jù)表2和表3計算出4個美拉德溫度處理樣品中的PC1、PC2和PC3值，然后以PC1為X坐標(biāo)，PC2為Z坐標(biāo)，PC3為Y坐標(biāo)繪制散點圖（圖7）。由圖7可知，4個樣品根據(jù)距離遠近分為3個區(qū)域，其中美拉德反應(yīng)溫度90與100 ℃的樣品距離較近，表明其主成分差異較小，二者與美拉德反應(yīng)溫度110和120 ℃的樣品距離較遠，表明90、100 ℃樣品與110、120 ℃樣品間的主成分差異明顯。

圖8中的106種揮發(fā)性成分對應(yīng)于表3中的揮發(fā)性成分，以PC1為X坐標(biāo)、PC2為Z坐標(biāo)、PC3為Y坐標(biāo)繪制散點圖。綜合圖8、圖7和表3可知，美拉德反應(yīng)溫度90 ℃的揮發(fā)性成分主成分集中在PC1的正半軸和PC2、PC3的負半軸，對其特征香氣影響較大的揮發(fā)性成分主要包括4-甲基愈創(chuàng)木酚和己醛等;美拉德反應(yīng)溫度100 ℃的揮發(fā)性成分主成分集中在PC1的正半軸和PC2、PC3的負半軸，對其特征香氣影響較大的揮發(fā)性成分主要包括2-正戊基呋喃、2-甲基吡啶和椰子醛等;美拉德反應(yīng)溫度110 ℃的揮發(fā)性成分主成分集中在PC1、PC2的負半軸和PC3的正半軸，對其特征香氣影響較大的揮發(fā)性成分主要包括糠醛和硬脂酸甲酯等;美拉德反應(yīng)溫度120 ℃的揮發(fā)性成分主成分集中在PC1的負半軸、PC2的正半軸和PC3的負半軸，對其特征香氣影響較大的揮發(fā)性成分主要包括香蘭素和亞麻酸甲酯等。

2. 5 加香效果

由表5可知，將100 ℃時香莢蘭發(fā)酵液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在空白卷煙中加香，可增加香氣飽滿度，改善煙氣細膩柔和度，明顯提高卷煙舒適性，加香效果最佳，評吸分?jǐn)?shù)最高（93分）。該評吸結(jié)果與100 ℃是制備具有豐富香味物質(zhì)和美拉德反應(yīng)特征香氣成分的最佳溫度的結(jié)論相一致。

3 討論

酵母發(fā)酵過程中，酵母可分泌各種酶，特別是蛋白酶和淀粉酶，使原料中的蛋白質(zhì)降解為多肽和氨基酸，多糖降解為還原糖（陳敏和吳昊，2011;趙謀明等，2015），氨基酸和還原糖的種類及含量均會對美拉德反應(yīng)產(chǎn)生影響，因此選擇最優(yōu)的發(fā)酵條件，對于美拉德反應(yīng)具有重要意義。本研究優(yōu)化得到香莢蘭發(fā)酵液的發(fā)酵條件為：pH 7，發(fā)酵時間24 h，酵母添加量為總料液的5%。

本研究以香莢蘭為原料，對其發(fā)酵液進行不同溫度（90、100、110和120 ℃）下的美拉德反應(yīng)，其中100 ℃的樣品揮發(fā)性成分種類最多，為83種，揮發(fā)性成分總量較高，為1035.20 ?g/g;將100 ℃時的香莢蘭發(fā)酵液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在空白卷煙中加香，可增加香氣飽滿度，改善煙氣細膩柔和度，明顯提高卷煙舒適性，加香效果最佳。Eric等（2014）以向日葵和D-木糖制備美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，結(jié)果表明在120 ℃下形成的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有更濃的肉樣風(fēng)味，口感和連續(xù)性味道較好;Liu等（2015）以雞肉和木糖制備美拉德反應(yīng)模型，結(jié)果表明較高的溫度（>100 ℃）可顯著增加美拉德反應(yīng)模型中的肉味香氣;田懷香等（2016）研究得出木糖與谷氨酸制備煙用香精的最佳美拉德反應(yīng)溫度為111 ℃。上述研究得出的最佳美拉德反應(yīng)溫度與本研究得出100 ℃是制備具有豐富香味物質(zhì)和美拉德反應(yīng)特征香氣成分的最佳溫度結(jié)果不同，可能與提取物的糖源種類、氨源種類、糖氨比、反應(yīng)溶劑、pH及反應(yīng)時間存在差異有關(guān)（吳惠玲等，2010;何保江等，2015，2016）。徐達等（2016）利用白玄參提取物制備煙用美拉德反應(yīng)香料，鑒定出21種揮發(fā)性致香物質(zhì)，其中吡咯、呋喃和吡嗪等雜環(huán)類美拉德特征香味成分有15種;楊金初等（2017）以甘薯、南瓜和土豆水提取物進行美拉德反應(yīng)制備煙用香料，研究得出甘薯和南瓜致香成分主要為呋喃類、吡喃類和環(huán)戊烯酮類，土豆的致香成分主要為吡嗪類、吡咯類和吡啶類。本研究得出以吡啶類和呋喃類為特征香氣成分的結(jié)果與上述研究結(jié)果相一致。本研究結(jié)果還表明，與未發(fā)酵的香莢蘭溶液相比，發(fā)酵后香莢蘭美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性成分的含量和種類均有明顯增加，與林曉姿等（2013）研究得出乳酸發(fā)酵增加部分香味物質(zhì)種類和含量、牟燦燦等（2018）研究發(fā)現(xiàn)增香酵母不僅能賦予醬油某些特有的風(fēng)味成分，還能提高醬油中某些風(fēng)味成分相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)的結(jié)論相一致。這可能是使用活性酵母對香莢蘭進行發(fā)酵，可產(chǎn)生新的香味成分。

本研究以香莢蘭自身的氨基酸和還原糖進行美拉德反應(yīng)，通過GC-MS分析得出香莢蘭美拉德反應(yīng)的最佳溫度，分析出對美拉德反應(yīng)特征香氣影響較大的揮發(fā)性成分，研究內(nèi)容與形式較傳統(tǒng)方法更新穎，研究結(jié)果也更具系統(tǒng)性和科學(xué)性，可為香莢蘭香料的深入研究提供參考依據(jù)和新思路，為卷煙加香開辟新途徑。但本研究僅分析了反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響，并未對反應(yīng)pH和反應(yīng)時間進行系統(tǒng)研究，因此在后續(xù)研究中，將深入探究反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，同時開展對其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化力分析。

4 結(jié)論

100 ℃是香莢蘭美拉德反應(yīng)的最佳溫度，可制備具有豐富香味物質(zhì)的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）