美拉德反應(yīng)對(duì)醬油品質(zhì)的影響

◎ 張玉芳

（廈門古龍食品有限公司，福建 廈門 361100）

1 引言

1912年，法國(guó)生物化學(xué)家 Louis Camille Maillard在合成蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)意發(fā)現(xiàn)了甘氨酸和葡萄糖在混合加熱時(shí)能夠形成褐色的物質(zhì)。1953年，Hodge等人將這個(gè)反應(yīng)正式命名為美拉德（Maillard）反應(yīng)，又稱為非酶褐變反應(yīng)[1]。食品中的蛋白質(zhì)、氨基酸等氨基化合物與還原糖發(fā)生的美拉德反應(yīng)，對(duì)食品的風(fēng)味起到了重要的作用[2]。戚繁綜合前人研究認(rèn)為，在食品加工過(guò)程中，含有羰基化合物的碳水化合物（如還原糖等）和氨基酸類化合物（如小分子氨基酸、肽類、蛋白質(zhì)等），經(jīng)加成、縮合、重排、聚合等反應(yīng)可生成一系列揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及類黑精物質(zhì)。因此，在食品加工過(guò)程中有時(shí)希望發(fā)生美拉德反應(yīng)，它能賦予食品誘人的香味和色澤，如紅燒肉、面包等加工過(guò)程；有時(shí)又期望其不要發(fā)生，因?yàn)槊览路磻?yīng)會(huì)使食品中的氨基酸和糖類等營(yíng)養(yǎng)成分損失，人體必需氨基酸含量降低，如醬油加工過(guò)程。

《GB 2717—2018中華人民共和國(guó)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 醬油》定義：醬油是指以大豆和/或脫脂大豆、小麥和/或小麥粉和/或麥麩為主要原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制成的具有特殊色、香、味的液體調(diào)味品[3]。醬油在中國(guó)具有廣闊的使用地域和悠久的食用歷史。如何判斷選購(gòu)一款好的醬油，很多時(shí)候消費(fèi)者只能從食品標(biāo)簽標(biāo)識(shí)入手，如標(biāo)簽上的醬油質(zhì)量等級(jí)、醬油氨基酸態(tài)氮含量等，因?yàn)獒u油的氨基酸態(tài)氮含量的高低在某種意義上決定了醬油的品質(zhì)。根據(jù)《GB/T 18186—2000釀造醬油》對(duì)醬油質(zhì)量等級(jí)的規(guī)定，醬油氨基酸態(tài)氮含量越高質(zhì)量等級(jí)越高（見(jiàn)表1）。

表1 釀造醬油質(zhì)量等級(jí)指標(biāo)表[4]

目前，市場(chǎng)上銷售的醬油多為紅褐色或棕褐色，醬油顏色的生成和深化一般發(fā)生在原料蒸煮、制曲、制醅制醪、發(fā)酵、殺菌及儲(chǔ)藏等過(guò)程，貫穿了醬油生產(chǎn)加工工藝的每個(gè)步驟。現(xiàn)代食品研究表明，醬油的色素成分主要包括類黑素、黑色素和焦糖色素這三類，分別對(duì)應(yīng)醬油色澤生成的三種途徑：美拉德反應(yīng)、酶促反應(yīng)及焦糖化反應(yīng)。其中類黑素是由原料中的還原糖和氨基酸發(fā)生美拉德褐變反應(yīng)生成的[5]。

吳惠玲等認(rèn)為美拉德反應(yīng)是十分復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)除受氨基酸及糖種類、性質(zhì)的影響，還受反應(yīng)時(shí)的水分、pH值、反應(yīng)的溫度和時(shí)間等因素影響[6]。醬油釀造成熟后需經(jīng)調(diào)配、滅菌、灌裝、封口等一系列工藝加工過(guò)程，然后經(jīng)出廠檢驗(yàn)、貼標(biāo)包裝后方可對(duì)消費(fèi)者銷售。為了研究美拉德反應(yīng)對(duì)于醬油氨基酸態(tài)氮和色值的影響，本文通過(guò)對(duì)醬油進(jìn)行保溫實(shí)驗(yàn)測(cè)試，研究不同溫度時(shí)間下醬油中的氨基酸態(tài)氮含量和色率變化，探討溫度、加熱時(shí)間兩個(gè)因素對(duì)美拉德反應(yīng)的影響，揭示醬油加工過(guò)程中的調(diào)配和滅菌工藝過(guò)程產(chǎn)生的美拉德反應(yīng)，對(duì)氨基酸態(tài)氮的含量和產(chǎn)品的色率的影響以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定度的作用。

2 材料與方法

2.1 材料與設(shè)備

2.1.1 原料

古龍古法釀造醬油基料、海藻復(fù)合糖漿（含麥芽糖）、自煮糖色（白砂糖、水）、水、水果粉（金橘粉、檸檬粉）。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

酸度計(jì)：HANNA HI9024

磁力攪拌器：EcoStir

容量瓶、移液管和微量堿式滴定管：天玻

雙光束紫外分光光度計(jì)：TU-1901

電子秤：梅特勒ML203E-02

甲醛（分析純）：西隴科學(xué)股份有限公司

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將所有原材料在夾層鍋中混合后，開啟攪拌，緩慢攪拌均勻，確保糖漿、糖色完全溶解，然后進(jìn)行回流混勻，再經(jīng)瞬時(shí)滅菌器進(jìn)行滅菌后即可進(jìn)行灌裝。取配制好的瓶裝醬油，將醬油置于水浴鍋，設(shè)置不同溫度和時(shí)間，測(cè)定經(jīng)過(guò)保溫后的氨基酸態(tài)氮含量及色率大小。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

2.3.1 氨基酸態(tài)氮測(cè)試方法（根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法）

吸取5.0 mL試樣定容至100 mL，混勻后吸取20.0 mL置于燒杯中，加60 mL水，開動(dòng)磁力攪拌器，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c（NaOH）=0.050 mol/L]滴定至pH酸度計(jì)指示pH為8.2，記下消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù)。然后加入10.0 mL甲醛溶液，混勻。再用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液繼續(xù)滴定至pH為9.2，記下消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù)。同時(shí)取80 mL水，先用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c（NaOH）=0.050 mol/L]調(diào)節(jié)至pH為8.2，再加入10.0 mL甲醛溶液，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至pH為9.2，做試劑空白試驗(yàn)[7]。

2.3.2 色率測(cè)試方法

吸取1.0 mL試樣定容至100 mL容量瓶中，混勻后倒入1 cm比色皿中，在雙光束紫外分光光度計(jì)中用420 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度[8]。

3 結(jié)果與討論

3.1 結(jié)果

按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求進(jìn)出測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表2。

表2 醬油氨基酸態(tài)氮、色值指標(biāo)變化與溫度及持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系表

3.2 結(jié)果分析

通過(guò)圖1試驗(yàn)可以得知，在溫度高于60 ℃條件下，隨保溫持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)，氨基酸態(tài)氮含量逐漸降低，色值逐漸升高。

圖1 醬油氨基酸態(tài)氮、色值指標(biāo)變化與溫度及持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系圖

同樣保溫時(shí)間3 h，90 ℃條件下，兩個(gè)樣品的氨基酸態(tài)氮降低了0.14，色值分別提高了0.529 6、0.552 4；60 ℃條件下，兩個(gè)樣品的氨基酸態(tài)氮只降低了0.04，色值分別提高了0.137 3、0.111 7。從圖2結(jié)果可知，相同的時(shí)間，溫度越高，美拉德反應(yīng)越劇烈，氨基酸態(tài)氮含量及色值的變化越明顯。

圖2 氨基酸態(tài)氮及色值變化和溫度的關(guān)系圖

4 結(jié)語(yǔ)

本次實(shí)驗(yàn)表明，加熱溫度和該溫度下的持續(xù)時(shí)間在美拉德反應(yīng)中對(duì)醬油氨基酸態(tài)氮和色值影響較為顯著，特別是持續(xù)高溫影響明顯，從而影響了整體品質(zhì)。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，如果希望得到高的氨基酸態(tài)氮和淺色醬油，應(yīng)具備能夠縮短加熱時(shí)間和加熱溫度的裝置。例如，配備能夠瞬時(shí)滅菌的滅菌器，在醬油后期配制時(shí)，通過(guò)攪拌、回流等措施，減少加熱步驟或降低加熱溫度和時(shí)間，使產(chǎn)品既達(dá)到調(diào)配混勻、減少微生物含量的目的，又能避免氨基酸態(tài)氮的損失和色值的增加，使產(chǎn)品滿足較高的質(zhì)量要求。