美拉德反應(yīng)改良牡蠣酶解液風(fēng)味

馬云標(biāo)

上海太太樂食品有限公司（上海 201812）

牡蠣是蠔汁、蠔油產(chǎn)品的核心原料，隨著蠔油產(chǎn)業(yè)和市場規(guī)模的飛速發(fā)展，其需求量也與日俱增。蠔油是利用牡蠣蒸、煮后的汁液進(jìn)行濃縮或直接用牡蠣肉酶解，加入其他原輔料制成的調(diào)味品。傳統(tǒng)的蠔汁是將牡蠣蒸煮后的汁液進(jìn)行濃縮，再加工成蠔油。通過酶解技術(shù)對牡蠣肉進(jìn)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(chǎn)品品質(zhì)，從而越來越受到關(guān)注[1-3]。但由于牡蠣屬于海產(chǎn)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(yīng)用帶來一定局限性。

美拉德反應(yīng)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(yīng)可用于改良藍(lán)蛤酶解液[5]、羅非魚熬煮液[6]風(fēng)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(yīng)溫度、反應(yīng)時間，優(yōu)化美拉德反應(yīng)條件，以改良牡蠣酶解液風(fēng)味，提升其感官接受度，為開發(fā)更高品質(zhì)、更好滋味的海鮮類調(diào)味品提供技術(shù)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(tǒng)蠔汁（均來自于市售食品級）。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-MS聯(lián)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(jī)（美善品）；TC 22E絞肉機(jī)（意大利Sirman）；MAG HS4加熱磁力攪拌器（德國IKA）；Julabo SE-6酶反應(yīng)發(fā)生器（北京優(yōu)萊博技術(shù)有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 牡蠣酶解濃縮液的制備

根據(jù)研究確定的優(yōu)化條件對牡蠣進(jìn)行酶解。挑選合格的新鮮牡蠣，去除外殼及雜質(zhì)，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(jī)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(yīng)5 h。反應(yīng)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(yīng)條件優(yōu)化

1.3.2.1 氨基酸和還原糖組合對美拉德反應(yīng)的影響

每100 g美拉德反應(yīng)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(yīng)30 min。用丙氨酸、甘氨酸、精氨酸、亮氨酸與葡萄糖、木糖、乳糖，進(jìn)行兩兩組合，制備美拉德反應(yīng)樣品，冷卻后進(jìn)行感官評估。

1.3.2.2 反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)的影響

在1.3.2.1確認(rèn)氨基酸和還原糖組合的基礎(chǔ)上，每100 g美拉德反應(yīng)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(yīng)30 min，冷卻后進(jìn)行感官評估。

1.3.2.3 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)的影響

在1.3.2.1確認(rèn)氨基酸和還原糖組合的基礎(chǔ)上，每100 g美拉德反應(yīng)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(rèn)的溫度條件下，反應(yīng)30，60，90和120 min，冷卻后進(jìn)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(jìn)行編號，挑選11名經(jīng)過培訓(xùn)的評價員參與感官評價，根據(jù)表1中的感官評分標(biāo)準(zhǔn)對樣品進(jìn)行打分，主要從香氣（50%）、滋味（50%）方向進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

采用HS-SPME-GC-MS法對樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測定。準(zhǔn)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(zhuǎn)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(jìn)樣口，解吸5 min。

氣相色譜條件：HP-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣He，流速1.0 mL/min；不分流模式進(jìn)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(zhì)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(zhì)量掃描范圍30~550（m/z）。確定揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)組成，按峰面積歸一化法計(jì)算各化學(xué)成分的相對含量。

1.3.5 與傳統(tǒng)蠔汁進(jìn)行理化指標(biāo)和風(fēng)味剖面檢驗(yàn)對比

1.3.5.1 理化指標(biāo)檢測

理化指標(biāo)按SB/T 11191——2017《蠔汁》規(guī)定的方法測定。

1.3.5.2 風(fēng)味剖面檢驗(yàn)

將經(jīng)過美拉德反應(yīng)改良風(fēng)味后的牡蠣酶解液與傳統(tǒng)蠔汁進(jìn)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(jìn)行風(fēng)味強(qiáng)度打分對比。

2 結(jié)果與分析

2.1 美拉德反應(yīng)條件的優(yōu)化

2.1.1 氨基酸和還原糖組合對美拉德反應(yīng)的影響

研究表明，甘氨酸、丙氨酸美拉德反應(yīng)后可生成焦糖甜香氣味，精氨酸、亮氨酸美拉德反應(yīng)后能產(chǎn)生烤蔗糖、烤干酪香氣[8-9]。牡蠣酶解液與傳統(tǒng)熬煮牡蠣汁（傳統(tǒng)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(yīng)后的香氣滋味可以修飾牡蠣酶解液風(fēng)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(jìn)行兩兩組合，制備牡蠣酶解液美拉德反應(yīng)樣品，進(jìn)行感官評分。圖1結(jié)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(yīng)速度大于六碳糖大于雙糖[10]，說明美拉德反應(yīng)速度越快，越有利風(fēng)味的形成，有利于改良牡蠣酶解液風(fēng)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(jìn)行美拉德反應(yīng)對牡蠣酶解液風(fēng)味改善效果最好。

圖1 氨基酸與還原糖組合對美拉德反應(yīng)的感官影響

2.1.2 反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)的影響

每100 g美拉德反應(yīng)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(yīng)30 min，冷卻后進(jìn)行感官評估。由圖2結(jié)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(yīng)的原理一致，反應(yīng)溫度升高，美拉德反應(yīng)加快，溫度升高會降低食品中營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸和糖類的營養(yǎng)價值，但溫度過低，反應(yīng)程度不夠，產(chǎn)生的香氣不夠濃郁[11]。綜合感官評分及生產(chǎn)能耗考慮，選擇100 ℃作為較優(yōu)的反應(yīng)溫度。

圖2 反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)的感官影響

2.1.3 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)的影響

每100 g美拉德反應(yīng)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(yīng)30，60，90和120 min，冷卻后進(jìn)行感官評估。圖3結(jié)果顯示，隨著反應(yīng)時間的延長，感官評分有改善上升的效果，這是因?yàn)榉磻?yīng)時間短，美拉德反應(yīng)不完全，中間體還沒有轉(zhuǎn)化成風(fēng)味化合物，香氣、滋味不理想。而反應(yīng)時間過長，則反應(yīng)液顏色較深且呈焦糊味，影響感官可接受度。由于反應(yīng)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(yōu)的反應(yīng)時間。

圖3 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)的感官影響

2.2 牡蠣酶解液美拉德反應(yīng)前后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化

運(yùn)用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行提取、測定，結(jié)果與譜庫數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(jì)算各揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量，結(jié)果見表2。

表2 牡蠣酶解液美拉德反應(yīng)前后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對含量

由表2結(jié)果可知，牡蠣酶解液通過美拉德反應(yīng)后，醛類、酸類、含硫類揮發(fā)性物質(zhì)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(zhì)由6.136%減少至5.314%，減少不明顯，但種類發(fā)生變化，說明此類物質(zhì)被消耗和轉(zhuǎn)化。其中，呈現(xiàn)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(zhì)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(yīng)后，酯類、吡嗪類、呋喃類、醇類、吡咯類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)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(huán)類化合物增加明顯，它們呈現(xiàn)烘烤、堅(jiān)果和肉香等，具有氣味閾值低的特點(diǎn)；呋喃類及其衍生物可貢獻(xiàn)出肉味、咖啡味和焦香味等香味；2-乙?；量﹦t具有堅(jiān)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(yīng)后增加的風(fēng)味物質(zhì)帶有香甜氣息及烤香風(fēng)味，對樣品整體風(fēng)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(qiáng)焦香味，提升海鮮的鮮甜氣味。

綜上所述，牡蠣酶解液經(jīng)過美拉德反應(yīng)后，風(fēng)味并不是受某一種物質(zhì)影響，各種化合物協(xié)同發(fā)揮作用，使其擁有獨(dú)特的蠔汁風(fēng)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(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量的增加，改善牡蠣酶解液的風(fēng)味。

2.3 美拉德反應(yīng)的牡蠣酶解液與傳統(tǒng)蠔汁的對比結(jié)果

2.3.1 理化指標(biāo)對比結(jié)果

將美拉德反應(yīng)前后的牡蠣酶解液與傳統(tǒng)蠔汁在pH、氯化物、總酸、氨基酸態(tài)氮、總氮、無鹽固形物、揮發(fā)性鹽基氮指標(biāo)進(jìn)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(yīng)后的牡蠣酶解液在氨基酸態(tài)氮、總氮高于傳統(tǒng)蠔汁，符合理論數(shù)據(jù)，同時總酸、揮發(fā)性鹽基氮含量降低，提升了產(chǎn)品的安全性空間。

表3 理化指標(biāo)對比

2.3.2 感官剖面對比結(jié)果

將牡蠣酶解液美拉德反應(yīng)后的樣品與傳統(tǒng)蠔汁進(jìn)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(jìn)行風(fēng)味強(qiáng)度打分對比。從圖4結(jié)果來看，美拉德反應(yīng)后的牡蠣酶解液相比與傳統(tǒng)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(fù)雜、綜合的滋味，差異不明顯。

圖4 美拉德反應(yīng)的牡蠣酶解液與傳統(tǒng)蠔汁的感官評分雷達(dá)圖

3 結(jié)論

以新鮮牡蠣制備的牡蠣酶解液為原料，利用美拉德反應(yīng)對其香氣、滋味進(jìn)行改良。通過單因素試驗(yàn)確定較優(yōu)的美拉德反應(yīng)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(yīng)條件為100 ℃，90 min。在此條件下，牡蠣酶解液經(jīng)美拉德反應(yīng)后，其醛類、酸類、含硫類揮發(fā)性物質(zhì)含量明顯減少，酯類、吡嗪類、呋喃類、醇類、吡咯類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量不同程度地增加，這些增加的風(fēng)味物質(zhì)帶有香甜氣息及烤香風(fēng)味，能修飾牡蠣酶解液的海腥氣，掩蓋苦味，增強(qiáng)焦香味，提升海鮮的鮮甜氣味。美拉德反應(yīng)改良的牡蠣酶解液與傳統(tǒng)蠔汁相比，總酸、揮發(fā)性鹽基氮含量降低，產(chǎn)品安全性更高，在海鮮味、肉味和焦糖香上有更優(yōu)的感官表現(xiàn)。