谷胱甘肽對(duì)無機(jī)鹽的增味特性研究

畢繼才，林澤原，張永生，劉春香，崔震昆，張令文，張浩*

(1.河南科技學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.河南科技學(xué)院 新科學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

目前，人們對(duì)食物的需求不再是單一的酸、甜、苦、咸、鮮5種基本味，“安全、營養(yǎng)、美味、功能”被認(rèn)為是現(xiàn)代食品的四大基本要素[1,2]。人們對(duì)協(xié)調(diào)、圓潤(rùn)、平衡味感的追求，促使kokumi味應(yīng)運(yùn)而生。kokumi味是本身不具備味道或呈味較淡,但添加少量即可增強(qiáng)酸、甜、苦、咸、鮮5味的濃厚感的肽類物質(zhì)[3]，它主要代表食物的濃厚感、持續(xù)感和復(fù)雜感[4,5],具有kokumi風(fēng)味特性的物質(zhì)單獨(dú)溶于水時(shí)基本上沒有味道，但添加少量的kokumi物質(zhì)可以顯著降低呈味物質(zhì)的閾值[6,7]。

無機(jī)鹽廣泛存在于食物中，且對(duì)食物的風(fēng)味有很大影響，其中NaCl及鈣、鎂、鉀等離子對(duì)滋味影響尤為顯著。食物咸味的味感主要由以NaCl為代表的中性鹽呈現(xiàn)，并且除NaCl以外，其他中性鹽的咸味均不夠純正[8]。另外，對(duì)于呈單純苦味的物質(zhì)大眾的接受度并不高，一旦把苦味和酸、甜、咸等其他味感物質(zhì)適當(dāng)調(diào)配，便能起到豐富食品風(fēng)味的特殊作用，從而增加可接受度[9,10]。因此，本實(shí)驗(yàn)選取具有咸味的NaCl，具有苦、澀兩種基本味的CaCl2以及具有咸、澀兩種基本味的KCl進(jìn)行增味特性研究。采用滋味稀釋分析(taste dilution analysis，TDA)法，按照Frank等的方法[11,12]，取呈味肽和無機(jī)鹽，在一定比例下用超純水進(jìn)行逐步稀釋，按濃度由高到低的順序進(jìn)行描述性感官評(píng)定，當(dāng)某個(gè)稀釋倍數(shù)的溶液與空白超純水之間的滋味差異剛剛能被識(shí)別出來時(shí)記錄稀釋倍數(shù)，稀釋值為各評(píng)定員評(píng)定結(jié)果的平均值，評(píng)定結(jié)果的誤差應(yīng)低于或等于某一個(gè)稀釋水平[13]。旨在探究增味度、溫度、pH對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的增味特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀、無水氯化鈣、檸檬酸：分析純，天津市德恩化學(xué)試劑有限公司；無水碳酸鈉：分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；L-谷胱甘肽(98%)：北京索萊寶公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

PHS-2F 精密酸度計(jì) 上海雷磁儀器廠；TopPette可調(diào)移液槍 大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器(北京)有限公司；FA124 萬分之一電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；HZF-A50 百分之一電子天平 福州華志科學(xué)儀器有限公司；DK-S24 恒溫水浴鍋 上海精其儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 無機(jī)鹽及谷胱甘肽閾值的確定

在室溫下進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定無機(jī)鹽NaCl、CaCl2、KCl、kokumi的閾值，所謂閾值是指人可以感受到的特定的滋味的最小濃度，參考Wang等[14]的方法用超純水配制NaCl溶液0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 g/L；配制CaCl2溶液0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 g/L；配制KCl溶液0.8，1.0，1.2，1.4，1.6 g/L；配制谷胱甘肽溶液0.20，0.25，0.30，0.35，0.40 g/L；然后進(jìn)行描述性感官評(píng)定，見表1。

表1 無機(jī)鹽及谷胱甘肽基本滋味評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The evaluation standard for basic taste of inorganic salt and glutathione

感官評(píng)定小組由食品和烹飪兩個(gè)專業(yè)的8名成員(5女3男)組成，其平均年齡控制在23～26歲之間，為達(dá)到小組成員對(duì)咸味、苦味、澀味、濃厚感、滿口感和綿長(zhǎng)感的味覺認(rèn)知具有一致性的目的，以方便更好地熟悉感官評(píng)定的指標(biāo)對(duì)小組成員進(jìn)行10周的感官訓(xùn)練[15]。此外，為保證此次感官評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度以及高效性，感官評(píng)定全程均采用嘬食技術(shù)(即液體物質(zhì)在口中旋轉(zhuǎn)識(shí)別味道而不下咽)，且每?jī)纱螛悠愤M(jìn)行評(píng)定均需用清水漱口[16,17]。

統(tǒng)計(jì)描述性感官評(píng)定結(jié)果可知，NaCl的閾值為0.6 g/L，CaCl2的閾值為1.0 g/L，KCl的閾值為1.2 g/L，谷胱甘肽的閾值為0.25 g/L。

1.2.2 谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系增味感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立

根據(jù)無機(jī)鹽和谷胱甘肽本身及其混合體系的味道按排序法，采用百分制由上述感官評(píng)定小組對(duì)谷胱甘肽、谷胱甘肽+NaCl體系、谷胱甘肽+CaCl2體系、谷胱甘肽+KCl體系中的滋味進(jìn)行描述性分析，并且對(duì)其酸味、咸味、苦味、澀味、綿長(zhǎng)感和滿口感進(jìn)行評(píng)分，然后對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析[18]，見表2。

表2 谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系滋味感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation standard of the taste of glutathione and inorganic salt system

1.2.3 增味度的定義

增味度為兩種或兩種以上的調(diào)味劑混合之后，在一定條件下保持其中一種或幾種調(diào)味劑濃度不變的情況下，對(duì)其他一種或幾種調(diào)味劑的質(zhì)量以及強(qiáng)度達(dá)到最佳增味效果時(shí)的稀釋倍數(shù)，記為TD。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 不同稀釋倍數(shù)對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的增味影響

在25 ℃室溫、無機(jī)鹽濃度不變的情況下，用移液槍取0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液、0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液、0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液每種溶液5組各10 mL于容量瓶中，依次稀釋10，15，20，25，30倍，每個(gè)稀釋倍數(shù)3組平行實(shí)驗(yàn)(見表3)，最后分別對(duì)其進(jìn)行描述性感官評(píng)定，以谷胱甘肽濃度為橫坐標(biāo)，以TD值為縱坐標(biāo)，繪制圖表并分析增味效果規(guī)律。

表3 不同稀釋倍數(shù)的體系中各物質(zhì)的添加量或濃度Table 3 The additive amount or content of each substance in different dilution-multiple systems

注：A表示0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液；B表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液；C表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液。

1.2.4.2 不同溫度對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的增味特性的影響

當(dāng)有3種及以上的化合物在比閾值濃度低的情況下混合，其體系的敏感度會(huì)增強(qiáng)即閾值會(huì)相互減弱為原來閾值的1/n，所以實(shí)驗(yàn)采用檸檬酸，小蘇打調(diào)節(jié)超純水的pH，體系中物質(zhì)的閾值均降低為原來的1/3[19]。

在上一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果的TD值基礎(chǔ)上，用pH 7.0的超純水做溶劑，使各體系溶液的溫度保持在25，30，35，40，45 ℃，每個(gè)溫度3組平行實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行描述性感官評(píng)價(jià)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析[20]，取增味效果最優(yōu)的一組。

1.2.4.3 不同pH對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的增味特性的影響

對(duì)溫度為40 ℃、TD值20的0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液，溫度為40 ℃、TD值15的0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液，溫度為45 ℃、TD值15的0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液，分別溶解于通過檸檬酸、小蘇打調(diào)節(jié)的pH 6.0，6.5，7.0，7.5，8.0的超純水溶劑中，每個(gè)pH 3組平行實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行描述性感官評(píng)價(jià)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，取增味效果最優(yōu)的一組。

1.2.5 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，比較谷胱甘肽濃度、pH、溫度對(duì)無機(jī)鹽增味效果的影響，根據(jù)上述感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)略微改動(dòng)，感官評(píng)定人員由8人(5女3男)組成，按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行描述性感官評(píng)定，取8個(gè)評(píng)分的平均值作為最終結(jié)果，確定最優(yōu)配比方案。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同稀釋倍數(shù)的谷胱甘肽對(duì)無機(jī)鹽的增味影響及感官評(píng)價(jià)

表4 不同稀釋倍數(shù)的谷胱甘肽對(duì)無機(jī)鹽 增味影響的感官評(píng)定結(jié)果Table 4 The sensory evaluation results of the effect of glutathione with different dilution multiples on the taste enhancement effect of inorganic salt

注：A表示0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液，A1、A2、A3為感官評(píng)定結(jié)果；B表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液，B1、B2、B3為感官評(píng)定結(jié)果；C表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液，C1、C2、C3為感官評(píng)定結(jié)果。

然后求出最適TD值時(shí)的谷胱甘肽濃度，由表4計(jì)算出平均值，折線圖見圖1。

圖1 不同稀釋倍數(shù)的谷胱甘肽對(duì)無機(jī)鹽的影響Fig.1 Effect of glutathione with different dilution multiples on inorganic salt

由圖1可知，0.0125 g/L的谷胱甘肽對(duì)0.6 g/L NaCl的增味效果較好，0.0170 g/L的谷胱甘肽對(duì)1.0 g/L CaCl2的增味效果較好，0.0170 g/L的谷胱甘肽對(duì)1.0 g/L KCl的增味效果較好。

2.2 不同溫度對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的影響及感官評(píng)價(jià)

圖2 不同溫度對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的影響Fig.2 Effect of different temperatures on glutathione and inorganic salt systems

由圖2可知，在pH 7.0的情況下，對(duì)于稀釋倍數(shù)為20倍的0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液體系，40 ℃時(shí)的增味效果評(píng)分最高，45 ℃的增味效果評(píng)分低于40 ℃但高于其他溫度；對(duì)于稀釋倍數(shù)為15倍的0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液體系，35 ℃時(shí)的增味效果評(píng)分最高，40 ℃的增味效果評(píng)分和35 ℃接近；對(duì)于稀釋倍數(shù)為15倍的0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液，45 ℃時(shí)的增味效果評(píng)分最高，35 ℃的增味效果評(píng)分低于45 ℃但高于其他溫度。

2.3 pH對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的影響及的感官評(píng)價(jià)

圖3 pH對(duì)谷胱甘肽與無機(jī)鹽體系的影響Fig.3 Effect of pH on glutathione and inorganic salt systems

由圖3可知，TD值20、溫度為40 ℃的0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液體系中pH 7.0時(shí)的感官評(píng)分最高，pH 6.5與pH 7.5的感官評(píng)分相近；TD值15、溫度為40 ℃的0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液體系中pH 6.5時(shí)的感官評(píng)分最高；TD值15、溫度為45 ℃的0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液體系中pH 7.0時(shí)的感官評(píng)分最高。

2.4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

采用L9(33)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，谷胱甘肽對(duì)氯化鈉的增味特性影響的正交實(shí)驗(yàn)因素水平表和結(jié)果見表5和表6。

表5 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 5 The factors and levels of orthogonal experiment

表6 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析Table 6 The results analysis of orthogonal experiment

續(xù) 表

由表6可知，谷胱甘肽的TD值、溫度、pH影響無機(jī)鹽NaCl增味效果的因素主次排列順序?yàn)锽>A>C，同時(shí)表明谷胱甘肽對(duì)NaCl的增味特性最優(yōu)配比方案為A2B2C2，即谷胱甘肽與NaCl體系在溫度為40 ℃、pH為7.0時(shí)增味效果最佳，此時(shí)增味度為20。

采用L9(33)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，谷胱甘肽對(duì)氯化鈣的增味特性影響的正交實(shí)驗(yàn)因素水平表和結(jié)果見表7和表8。

表7 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 7 The factors and levels of orthogonal experiment

表8 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析Table 8 The results analysis of orthogonal experiment

由表8可知，谷胱甘肽的TD值、溫度、pH影響無機(jī)鹽CaCl2增味效果的因素主次排列順序?yàn)锽>A>C，同時(shí)表明谷胱甘肽對(duì)CaCl2的增味特性最優(yōu)配比方案為A2B2C2，即谷胱甘肽與CaCl2體系在溫度為40 ℃、pH為6.5時(shí)增味效果最佳，此時(shí)增味度為15。

采用L9(33)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，谷胱甘肽對(duì)氯化鉀的增味特性影響的正交實(shí)驗(yàn)因素水平表和結(jié)果見表9和表10。

表9 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 9 The factors and levels of orthogonal experiment

表10 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析Table 10 The results analysis of orthogonal experiment

由表10可知，谷胱甘肽的TD值、溫度、pH影響無機(jī)鹽KCl增味效果的因素主次排列順序?yàn)锽>A>C，同時(shí)表表明谷胱甘肽對(duì)KCl的增味特性最優(yōu)配比方案為A2B2C2，即谷胱甘肽與KCl體系在溫度為45 ℃、pH為7.0時(shí)增味效果最佳，此時(shí)增味度為15。

3 結(jié)論

綜上所述，由單因素及正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：谷胱甘肽與NaCl體系在溫度為40 ℃、pH 7.0時(shí)的增味效果最佳，增味度為20；谷胱甘肽與CaCl2體系在溫度為40 ℃、pH 6.5時(shí)的增味效果最佳，增味度為15；谷胱甘肽與KCl體系在溫度為45 ℃、pH 7.0時(shí)的增味效果最佳，增味度為15。此時(shí)，谷胱甘肽和無機(jī)鹽溶液體系的滋味最為豐富，kokumi味最為持久和濃郁，增味效果最好。