肉味香精加工技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展

周安玲，賈西靈，魯懷強(qiáng)

（臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 臨夏 731100）

食用香精是食品工業(yè)中必不可少的食品添加劑，對(duì)加工產(chǎn)品的風(fēng)味起著重要作用，已成為國(guó)內(nèi)外食品工業(yè)競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。食用香精通常分為甜味香精和咸味香精。甜味香精開(kāi)發(fā)較早，技術(shù)較成熟，主要應(yīng)用于糖果、餅干、糕點(diǎn)、飲料及冰激凌等甜品加工中。咸味香精是由香料化合物、熱反應(yīng)香料、香辛料（或其提取物）等物質(zhì)中的一種或多種與其他食品添加劑或食用載體組成的混合物，主要用于咸味食品的加工[1]。其中以肉類風(fēng)味為主的肉味香精（包括雞肉香精、豬肉香精、牛肉香精及海鮮香精等[2]）被廣泛應(yīng)用于肉制品、罐頭食品、方便食品、調(diào)味料和調(diào)味品、速凍食品、休閑食品及餐飲配料等食品行業(yè)中[3]。我國(guó)肉味香精研發(fā)起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距，主要是在香氣質(zhì)量和穩(wěn)定性方面[4]。肉味香精的質(zhì)量和技術(shù)含量將直接影響食品的口感、香氣與品質(zhì)，已成為食品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，對(duì)肉類香精的研究也成為相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的重點(diǎn)。

隨著我國(guó)科技水平的進(jìn)步與發(fā)展，各行各業(yè)紛紛進(jìn)行了技術(shù)革新，食品工業(yè)也隨之蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)代高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用既能提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，又能提高產(chǎn)品品質(zhì)，促進(jìn)新產(chǎn)品研發(fā)，已成為食品工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。目前，生物技術(shù)、輻照技術(shù)、微波技術(shù)及擠壓膨化技術(shù)等已在食品工業(yè)中得到應(yīng)用[5]。酶技術(shù)、微膠囊技術(shù)、熱反應(yīng)技術(shù)及超臨界萃取技術(shù)等在肉味香精的生產(chǎn)加工中也得到了廣泛的應(yīng)用[3]。高新技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的研究與開(kāi)發(fā)將是影響肉味香精持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。

1 酶技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

應(yīng)用酶解技術(shù)生產(chǎn)肉味香精已成為一種常用的關(guān)鍵技術(shù)[6]。酶具有專一性和高效催化功能，它能分解動(dòng)植物中的蛋白質(zhì)，生成肽類和氨基酸等物質(zhì)，形成多種具有肉味的風(fēng)味前體物質(zhì)。酶解技術(shù)具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)溫度低、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)物安全營(yíng)養(yǎng)、工藝過(guò)程易控制，便于工業(yè)化操作等優(yōu)點(diǎn)[7]?？捎糜谏a(chǎn)肉味香精的酶有很多，如胰蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、脂肪酶、糜蛋白酶、復(fù)合蛋白酶、胃蛋白酶、堿性蛋白酶、纖維素酶、淀粉酶及果膠酶等。多位研究者應(yīng)用不同酶酶解不同原料制備出各具特色的肉味香精[8-15]（見(jiàn)表1），相關(guān)研究還對(duì)酶解工藝進(jìn)行了優(yōu)化[16-20]（見(jiàn)表2）。結(jié)果表明，酶解效果與酶解底物、酶解條件有關(guān)。因此，需要針對(duì)不同的原料選擇合適的酶和適宜的工藝條件。可采用多種酶協(xié)同作用，并著重考察反應(yīng)溫度、時(shí)間、pH及底物濃度等因素對(duì)酶解效果的影響[21]，才能生成功能特性較好的酶解產(chǎn)物。

表1 采用不同酶處理不同原料制備肉味香精對(duì)比Table 1 Comparison of meat flavor prepared by different enzymes and different raw materials

表2 酶解技術(shù)制備肉味香精工藝優(yōu)化對(duì)比Table 2 Optimization and comparison of enzymatic hydrolysis technology to prepare meat flavor

2 熱反應(yīng)技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

熱反應(yīng)技術(shù)是指風(fēng)味前體物質(zhì)在適宜條件下通過(guò)加熱而產(chǎn)生風(fēng)味化合物的技術(shù)，通常是指美拉德反應(yīng)（Maillard reaction）。該過(guò)程非常復(fù)雜，會(huì)發(fā)生糖、硫胺素、肽和氨基酸及脂類物質(zhì)等降解反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的肉類風(fēng)味物質(zhì)。常與發(fā)酵技術(shù)、酶解技術(shù)聯(lián)合使用，是制備天然肉味香精的重要技術(shù)。

美拉德反應(yīng)屬非酶褐變[22]，是形成肉類風(fēng)味物質(zhì)最重要的途徑之一，也是熱反應(yīng)中最重要的反應(yīng)[23]。制備肉味香精的主要方法是用前體物質(zhì)與葡萄糖、氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，形成褐色產(chǎn)物，再添加其他香精進(jìn)行調(diào)和得到目標(biāo)肉味香精[24]。此類香精熱穩(wěn)定性好，具有持久逼真的肉香風(fēng)味，還具有一定的抗氧化活性，深受市場(chǎng)歡迎。研究發(fā)現(xiàn)，美拉德反應(yīng)可產(chǎn)生多種熟肉的特征香氣和風(fēng)味，使肉幾乎沒(méi)有血腥味。其形成的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括呋喃、呋喃酮類、醛類、酸類、噻吩類、噻唑類、吡嗪類及含硫化合物等。反應(yīng)能產(chǎn)生具有抗氧化活性功能的類黑精物，還能產(chǎn)生具有神經(jīng)毒素的致癌物質(zhì)丙烯酰胺[25]。反應(yīng)產(chǎn)物的種類及含量與反應(yīng)溫度、時(shí)間、pH、水分活度及反應(yīng)前體物質(zhì)等條件直接相關(guān)[26]。美拉德反應(yīng)與人類健康密切相關(guān)，因此控制好美拉德反應(yīng)工藝是生產(chǎn)肉味香精的關(guān)鍵技術(shù)。

目前通過(guò)熱反應(yīng)技術(shù)生產(chǎn)肉味香精的研究報(bào)道有很多。耿予歡等[27]通過(guò)研究不同條件對(duì)熱反應(yīng)產(chǎn)物的影響，優(yōu)化了熱反應(yīng)方法制備鵝肉香精的配方，研制出具有逼真燒鵝香味的鵝肉香精。安廣杰等[28]通過(guò)優(yōu)化美拉德反應(yīng)條件，確定了制備優(yōu)良雞肉味香精的工藝參數(shù)。劉芝君等[29]通過(guò)研究川味煙熏臘肉酶解液的美拉德反應(yīng)工藝，制備出具有較強(qiáng)抗氧化性的臘肉香精。王文等[30]通過(guò)研究美拉德反應(yīng)工藝，制備出色香味俱佳的牛肉味香精。柳倩[31]以豬脂、豬血等為原料，應(yīng)用酶解技術(shù)和熱反應(yīng)技術(shù)研制出香味突出的烤香型天然熱反應(yīng)豬肉香精。孫夢(mèng)[32]選用7種不同氨基酸進(jìn)行美拉德反應(yīng)后，模擬出天然牛肉風(fēng)味，該香精營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，滋味更佳。

3 現(xiàn)代干燥技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

通常肉味香精經(jīng)過(guò)熱反應(yīng)工藝后呈液體狀或糊狀，為了方便后續(xù)加工、使用、貯藏和運(yùn)輸，需要將其干燥制成粉狀或粒狀產(chǎn)品。應(yīng)用干燥濃縮技術(shù)可以去除物料中的大部分水分，且處理后肉味香精的香味豐富濃郁，口感更真實(shí)。若采用多效干燥設(shè)備還可更加快速地實(shí)現(xiàn)干燥脫水的目的。一般常用的干燥技術(shù)有以下幾種。

3.1 真空干燥技術(shù)

真空干燥是在真空負(fù)壓條件下，升高溫度達(dá)到物料的沸點(diǎn)或降低溫度達(dá)到物料的熔點(diǎn)，從而除去水分，達(dá)到干燥的目的。隨著真空干燥技術(shù)的不斷發(fā)展和各領(lǐng)域機(jī)械設(shè)備的不斷更新，真空干燥設(shè)備的種類也越來(lái)越多，如真空帶式干燥機(jī)、雙錐回轉(zhuǎn)式真空干燥機(jī)、真空盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)、真空耙式干燥機(jī)、低溫帶式真空干燥機(jī)及連續(xù)式真空干燥機(jī)等[33]。其優(yōu)點(diǎn)是干燥過(guò)程中可隔絕空氣，從而防止物料氧化，保護(hù)物料原有的特性。缺點(diǎn)是通常為間歇式生產(chǎn)，干燥周期相對(duì)較長(zhǎng)。對(duì)于高附加值香精產(chǎn)品，還可采用真空冷凍干燥技術(shù)[34]，能最大限度地保護(hù)物料的色澤、香味及熱敏性成分。

3.2 噴霧干燥技術(shù)

噴霧干燥是將稀物料霧化后，直接與熱風(fēng)接觸，迅速蒸發(fā)水分而得到干燥產(chǎn)品。此方法無(wú)需蒸發(fā)和粉碎等工序，可直接將物料干燥成粉狀或粒狀產(chǎn)品。肉味香精的生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的是壓力式噴霧干燥。其優(yōu)點(diǎn)是傳熱快，時(shí)間短，產(chǎn)品品質(zhì)好，顆粒均勻，溶解度好。其缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜，霧化器等裝置價(jià)格較高，生產(chǎn)過(guò)程中易堵塞和掛壁。

3.3 微波干燥技術(shù)

微波干燥是一種比較新穎的干燥方法，它的熱傳導(dǎo)方向和水分的擴(kuò)散方向一致，可以同時(shí)對(duì)內(nèi)外物料進(jìn)行加熱和干燥，具有干燥速度快、干燥均勻、清潔節(jié)能、易自動(dòng)化控制、能連續(xù)生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但干燥過(guò)程會(huì)持續(xù)發(fā)生美拉德反應(yīng)，干燥物料通常需要粉碎處理。Lotfy等[35]應(yīng)用微波干燥技術(shù)對(duì)蘑菇蛋白酶解液進(jìn)行干燥，研制出仿牛肉調(diào)味料。

4 超臨界萃取技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

超臨界流體萃?。⊿upercritical fluid extraction）技術(shù)以超臨界流體為萃取劑，利用溫度和壓力對(duì)超臨界流體溶解度的影響，將沸點(diǎn)、極性和分子量不同的成分提取出來(lái)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，如提取動(dòng)物油（魚(yú)油、肝油等）、植物油（葵花油、大豆油、花卉精油、棕櫚籽油等）、植物色素及啤酒花有效成分等。在食用香精中，可用于提取天然香辛料的精油。

在食品工業(yè)中，二氧化碳（CO2）是最常用的萃取劑，它不可燃，無(wú)味、無(wú)臭、安全無(wú)毒，且價(jià)格低，可回收利用，能降低生產(chǎn)成本。因此，特別適用于揮發(fā)性和熱敏性物質(zhì)的提取。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取相比，其在提取過(guò)程中不使用有機(jī)溶液，可以防止對(duì)人體的毒害和對(duì)環(huán)境的污染，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著人們對(duì)食品及其配料的安全性、天然性意識(shí)的提高，超臨界萃取技術(shù)在肉味香精方面的研究應(yīng)用將越來(lái)越深入。

5 微膠囊技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

微膠囊（Microcapsule）技術(shù)是利用天然或合成高分子薄膜材料包裹固體、液體、氣體等敏感物料，形成直徑在10微米至數(shù)千微米的小膠囊，具有良好密封性能的技術(shù)。在食品加工、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工藝改進(jìn)、品質(zhì)提升等方面均發(fā)揮著重要的作用。在食品工業(yè)中主要應(yīng)用于新型包裝材料、功能性食品、膳食補(bǔ)充劑、保健品和食品添加劑（如色素、抗氧化劑、香精、香料）等行業(yè)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，大部分的香精生產(chǎn)應(yīng)用了微膠囊技術(shù)。

微膠囊香精具有以下優(yōu)點(diǎn)：①膠囊壁能保護(hù)敏感物料，隔絕灰塵、雜質(zhì)和有害物質(zhì)，還能防止物料氧化，延長(zhǎng)產(chǎn)品儲(chǔ)存期；②提高香精溶解度和穩(wěn)定性，避免開(kāi)封后有效香氣物質(zhì)的揮發(fā)和氧化，實(shí)現(xiàn)香精的緩釋作用；③改善物料的物理性能，改變物料劑型，提高物料的流動(dòng)性、分散性及可塑性，便于香精加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏。

可用于微膠囊的壁材有很多，如植物膠、動(dòng)物蛋白、變性淀粉、碳水化合物等。隨著食品微膠囊技術(shù)的不斷發(fā)展，更多高性能的新材料將被開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于微膠囊產(chǎn)品中，使其包埋性、乳化性和成膜性更優(yōu)。陶緣[36]通過(guò)超聲波技術(shù)和添加β-環(huán)糊精，改善了微膠囊壁材的形態(tài)并提高了粒徑的均勻性，研制出一種冷藏穩(wěn)定性和保型性較好的微膠囊豬肉香精。新材料的應(yīng)用將極大地促進(jìn)微膠囊技術(shù)在肉味香精行業(yè)的推廣和發(fā)展。

6 現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

現(xiàn)代儀器分析方法主要有：原子光譜法、紫外分光光度法、氣相色譜法、液相色譜法、紅外吸收光譜法、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用及核磁共振波譜法等。與傳統(tǒng)的分析方法相比，現(xiàn)代儀器分析技術(shù)將大大提高產(chǎn)品中組分分離和鑒定能力，對(duì)于香氣閾值極低的香精產(chǎn)品，也能進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析。隨著現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的不斷應(yīng)用，人們對(duì)肉味香精中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究，并逐漸深入到其產(chǎn)生機(jī)理的研究。目前已發(fā)現(xiàn)鑒定出1 000多種肉類風(fēng)味物質(zhì)，主要有酯類、醇類、醛類、烴類、醚類、芳香族及含硫化合物等[37]。喬凱娜等[38]應(yīng)用固相微萃取-氣相-質(zhì)譜（SPME-GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，分析了豬肉香精中的各種揮發(fā)性成分。張玉玉等[39]應(yīng)用SPME-GC-MS技術(shù)分析對(duì)比了水煮雞肉和雞肉香精的揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)雞肉香精具有特殊的揮發(fā)性成分，且種類更多。張喆等[40]應(yīng)用固相微萃取-全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜（SPME-GC×GC-TOFMS）等技術(shù)聯(lián)用快速準(zhǔn)確地鑒定出肉味香精的香氣成分。

電子舌和電子鼻是應(yīng)用仿生學(xué)、傳感器和計(jì)算機(jī)等技術(shù)組合成的較先進(jìn)的新型分析儀器。其測(cè)量探頭上分布有多種味覺(jué)和嗅覺(jué)電極傳感器，具有靈敏度高，檢測(cè)速度快、重復(fù)性好等特點(diǎn)。這些新型人工智能分析儀器已在食品領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。肖嵐等[41]應(yīng)用電子鼻技術(shù)對(duì)不同物理性狀、香型及生產(chǎn)批次的肉味香精進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)電子鼻能辨識(shí)出不同批次生產(chǎn)的同一種香精，可將其應(yīng)用于肉味香精的品質(zhì)控制中。徐欣如等[42]采用氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜（GCO-MS）聯(lián)用技術(shù)，對(duì)牛肉香精揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了鑒定和溯源。高新儀器及檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)，必將為肉味香精香氣及風(fēng)味的分析鑒定提供更方便、快速、準(zhǔn)確的方法。

7 其他高新技術(shù)在肉味香精中的應(yīng)用

肉味香精產(chǎn)品在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)遇到多種問(wèn)題，主要包括：產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)豐富易滋生微生物，出現(xiàn)脹袋、脹罐現(xiàn)象；粉狀產(chǎn)品易受潮，出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象；高油脂香精易出現(xiàn)氧化酸敗現(xiàn)象等。要解決這些問(wèn)題需要綜合食品微生物、食品化工、機(jī)械設(shè)備等多方面的高新技術(shù)。

應(yīng)用納米技術(shù)制備的肉味香精具有分散性好、添加量小、比表面積大、吸附力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能快速滲透入溶劑分子或香精載體中，使用效果和應(yīng)用前景較好。應(yīng)用防腐技術(shù)在肉味香精中適量添加抗氧化劑（特丁基對(duì)苯二酚、丁基羥基茴香醚、茶多酚、竹葉抽提物、VE等）可有效防止香精的氧化變質(zhì)現(xiàn)象。擠壓膨化技術(shù)可將肉味香精生產(chǎn)中的熱反應(yīng)和干燥工藝簡(jiǎn)化為一步完成，可提高生產(chǎn)效率和連續(xù)性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

8 展望

肉味香精作為食品工業(yè)的新興朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域正逐步擴(kuò)大，行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好。該行業(yè)的快速發(fā)展離不開(kāi)現(xiàn)代高新科技的支持和消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)肉味產(chǎn)品的需求。未來(lái)，肉味香精的發(fā)展方向仍將集中在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展上。在新技術(shù)方面，有必要加強(qiáng)肉味香精工業(yè)中風(fēng)味駐留技術(shù)、減鹽增鮮技術(shù)和生物產(chǎn)香技術(shù)的研究與應(yīng)用。在開(kāi)發(fā)新領(lǐng)域中，要加強(qiáng)肉味香精在自熱食品、軟罐頭菜肴、特殊醫(yī)療醫(yī)食品中的研發(fā)與應(yīng)用。此外，天然食用香精提取、開(kāi)發(fā)與利用技術(shù)和農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物的回收利用也是肉味香精發(fā)展的重要方向。當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)日新月異，肉味香精行業(yè)將會(huì)不斷注入新力量，使其發(fā)展得更快、更健康、更安全。