摘要：以制備鱟試劑產(chǎn)生的廢料血漿為原料，經(jīng)鹽酸水解后，水解液進(jìn)行美拉德反應(yīng)，通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法（SPME-GC-MS）測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)物中的揮發(fā)性成分，分析了其呈香機(jī)理。結(jié)果表明，鱟血水解液在pH為8.0，100 ℃加熱2 h，其美拉德反應(yīng)的褐變程度最強(qiáng)，確定了39種揮發(fā)性成分，主要包括烴類5.13%、酮類1.47%、酸類2.64%、醛類14.08%、酯類1.24%、酚類0.84%、醇類4.33%及含氮化合物0.26%。該結(jié)果可為開發(fā)苯甲醛、食品香精及卷煙改良劑等方面提供參考。

關(guān)鍵詞：鱟血；水解液；美拉德反應(yīng)；揮發(fā)性成分

中圖分類號(hào)：TS202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）06-1471-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.049

Abstract： The waste blood of horseshoe crab， as the by-product of limulus reagent， was hydrolyzed by hydrochloric acid. The volatile components in Maillard reaction products of hydrolysate were detected with SPME-GC-MS. Its aroma mechanisms was studied. The results showed that the highest browning degree reached at pH 8 after incubating hydrolysate under 100 ℃ for 2 h. 39 compositions including 5.13% hydrocarbons，1.47% ketones，2.64% acids，14.08% aldehydes，1.24% esters，0.84% phenols，4.33% alcohols and 0.26% nitrogenous compound were identified in this hydrolysate. It will provide a reference for developing benzaldehyde， food flavor and cigarette ameliorant.

Key words： horseshoe crab′s blood； hydrolysate； Maillard reaction； volatile component

鱟（Limulus）亦稱馬蹄蟹，屬肢口綱劍尾目海生節(jié)肢動(dòng)物，分為美洲鱟、東方鱟、巨鱟和圓尾鱟，常見于亞洲和北美東海岸，中國(guó)主要分布于廣東、廣西、福建沿海海域[1]。目前其血液廣泛用于細(xì)菌內(nèi)毒素和真菌葡聚糖檢測(cè)，同時(shí)也導(dǎo)致大量鱟血廢料浪費(fèi)，為提高該海洋資源的綜合利用率，近年已有開展鱟血液中的微量元素及活性蛋白的集中研究[2-5]，但美拉德反應(yīng)尚未見報(bào)道。

美拉德反應(yīng)（Maillard reaction）屬非酶促褐變反應(yīng)，是氨基化合物（氨基酸、肽及蛋白質(zhì)）與羰基化合物（糖類）發(fā)生的復(fù)雜反應(yīng)，是加工食品色澤和各種風(fēng)味的主要來源，也是目前食品化學(xué)、食品工藝學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、香料化學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[6]，本試驗(yàn)采用SPME-GC-MS法測(cè)定了鱟試劑生產(chǎn)廢血水解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的揮發(fā)性成分，并分析研究了其呈香機(jī)理，初步探討了其應(yīng)用領(lǐng)域，為開發(fā)利用鱟試劑的廢血提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱟血，由湛江博康海洋生物有限公司提供；所用試劑均為分析純。

1.2 主要儀器

QP-2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司）；DK-98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）；真空抽濾裝置（北京京輝凱業(yè)科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 主要工藝流程 鱟血→鹽酸水解→調(diào)節(jié)pH→美拉德反應(yīng)→固相微萃取法富集揮發(fā)性成分→氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS）檢測(cè)。

1.3.2 鱟血水解液的制備 取鱟試劑產(chǎn)生的廢料血漿50 mL，用10倍體積3 mol/L的鹽酸沸水回流4 h。

1.3.3 褐變程度的測(cè)定 美拉德反應(yīng)產(chǎn)生一類物質(zhì)稱為類黑精，隨著美拉德反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，顏色也越深，測(cè)定OD420 nm，以表示美拉德反應(yīng)的褐變程度[7，8]。

1.3.4 pH對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響 取10 mL的鱟血水解液6份，靜置至室溫后，用6 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，于100 ℃水浴加熱2 h，抽濾后，按“1.3.3”測(cè)定褐變程度。

1.3.5 溫度對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響 取10 mL的鱟血水解液6份，靜置至室溫后，用6 mol/L NaOH溶液滴定至pH為8.0，于50、60、70、80、90、100 ℃水浴加熱2 h，抽濾后，按“1.3.3”測(cè)定褐變程度。

1.3.6 時(shí)間對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響 取10 mL的鱟血水解液6份，靜置至室溫后，用6 mol/L NaOH滴定至pH為8.0，在100℃條件下，分別水浴0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，抽濾后，按“1.3.3”測(cè)定褐變程度。

1.3.7 產(chǎn)物的香氣評(píng)價(jià)[9] 反應(yīng)產(chǎn)物放置1 d后，將聞香紙浸入樣品1～2 cm，在離聞香紙2～3 cm處，吸聞3次，每次2～3 s，并用文字描述香氣特征。

1.3.8 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性成分分析 取樣品5 mL于20 mL 頂空密封樣品瓶中，55 ℃水溶，以固相微萃取纖維PDMS（使用前于250 ℃老化2 h）萃取40 min，200 ℃下3 min進(jìn)樣。GC/MS條件：柱溫0～4 min為40℃，4～44 min以5 ℃/min升溫至240 ℃，44～49 min保持240 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流，He流速1 mL/min；離子源電壓70 eV。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響

pH對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響見圖1。由圖1可知，當(dāng)pH<8.0時(shí)，隨著pH增大，褐變程度增強(qiáng)，在pH 8.0時(shí)吸光度最大，當(dāng)pH>8.0時(shí)，隨pH值升高，褐變程度減弱，故最佳pH確定為8.0。

2.2 溫度對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響

溫度對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響見圖2。由圖2可知，在一定溫度范圍內(nèi)，褐變程度隨著溫度升高而增強(qiáng)，考慮實(shí)際操作，確定最佳反應(yīng)溫度為100 ℃。

2.3 時(shí)間對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響

時(shí)間對(duì)鱟血水解液美拉德反應(yīng)的影響見圖3。由圖3可知，隨時(shí)間延長(zhǎng)，美拉德反應(yīng)的褐變程度先增大后穩(wěn)定，2 h后，褐變程度變化不大，故選擇最佳反應(yīng)時(shí)間為2 h。

2.4 反應(yīng)產(chǎn)物分析

感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)鱟血水解液的苦杏仁香味醇厚濃郁，果香味淡薄，但香味持久，愉悅感較強(qiáng)。鱟血水解液美拉德反應(yīng)體系經(jīng)GC-MS鑒定出的揮發(fā)性成分見表1。

用固相微萃取法富集鱟血水解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的揮發(fā)性成分，經(jīng)GC-MS鑒定出39種化合物，包括烴、酮、酸、醛、酯、酚、醇及含氮化合物等8大類。其中，烴類12種、酮類6種、酸類7種、醛類4種、酯類3種、酚類2種、醇類3種及含氮化合物2種，含量分別為5.13%、1.47%、2.64%、14.08%、1.24%、0.84%、4.33%、0.26%。

在上述成分中，醛類含量最高，其中苯甲醛占13.22%，是鱟血水解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的特征香氣成分，具苦杏仁味。該化合物在自然界中以苷形態(tài)存在，是天然苦杏仁油的主要成分，存在于核桃油、橙花油、廣藿香油、肉桂油等精油里面，是世界第二大香料，廣泛用于食品、飲料、煙草以及化妝品等行業(yè)，該化合物也是許多藥物的起始原料[10-12]。據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)苯甲醛的需求量將以每年約7%速率遞增，因此，通過鱟血水解液的美拉德反應(yīng)獲得苯甲醛可滿足相關(guān)產(chǎn)業(yè)需求[13]。此外，還有其他微量的醛類，其中丙酮醛具焦糖樣甜味，作為香料，可用于食品及食品添加劑[14]。壬醛是一種天然香料，其本身具有玫瑰香氣，還極微量用于食用香精[15]。這些產(chǎn)物大部分是通過Strecker降解，α-氨基酸與α-二羰基化合物反應(yīng)，失去CO2降解為少一個(gè)碳的醛類，各種不同特殊醛類（亦稱Strecker醛類）是造成產(chǎn)物醇厚而不刺激的苦杏仁味的主要原因。烴類化合物具有較高的芳香閾值，一般不具有風(fēng)味活性。酸類和酚類都可作為抗菌劑，增強(qiáng)了反應(yīng)產(chǎn)物的安全性。酮類、酯類主要由多不飽和脂肪酸的熱氧化或降解、氨基酸降解產(chǎn)生，對(duì)香味的形成起到了修飾的作用[16]，酮類物質(zhì)中的苯乙酮具有山楂水果清香，其產(chǎn)物香氣更具滲透性，可以起到矯正雜質(zhì)氣味作用，此反應(yīng)產(chǎn)物中少量的含氮類本是有一定刺激味，但因此而掩蓋。醇類物質(zhì)中的柏木腦具有愉快而持久的柏木香味，增加了反應(yīng)產(chǎn)物誘人的嗅香。

根據(jù)鱟血水解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)性成分及呈香分析表明，鱟血水解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有潛在的應(yīng)用前景，如開發(fā)苦杏仁香味的食品香精。另外，由于用美拉德產(chǎn)物包埋可提高保留率，在卷煙燃吸時(shí)釋放降低煙氣毒害[17，18]，因此該產(chǎn)物對(duì)卷煙具有減害增香效果，可開發(fā)為卷煙改良劑。

3 結(jié)論

采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)出水解液美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的揮發(fā)性成分包括：烴類、酮類、酸類、醛類、酯類、酚類、醇類及含氮類等，形成了鱟血水解液美拉德反應(yīng)后醇厚濃郁的苦杏仁香味，該結(jié)果可為挖掘鱟血在苯甲醛、食品香精及卷煙改良劑等方面的開發(fā)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李兆英，萬維濤.鱟素的研究及開發(fā)利用[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011，16（5）：189-191.

[2] 劉慧明，丁 航，汪亞君，等.鱟血中微量元素含量分析[J].廣東微量元素科學(xué)，2007，14（8）：37-39.

[3] 謝海偉，代建國(guó)，郭 勇.海洋遠(yuǎn)古生物鱟體內(nèi)活性物質(zhì)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（24）：6512-6515.

[4] 張海濤，祝其鋒.鱟血細(xì)胞多肽對(duì)不同腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的影響[J]. 中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用醫(yī)藥雜志，2001，18（3）：208-209.

[5] 李 俊，韋世秀.鱟血中超氧化歧化酶的提取及部分性質(zhì)的研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2011，22（4）：842-844.

[6] JENNIFER AM. Application of the Maillard reaction in the food industry[J]. Food Chemistry， 1998， 62（4）： 431-439.

[7] CALLIGARIS S， MANZOCCO L， ANESE M， et al. Effect of heat treatment on the antioxidant and pro-oxidant activity of milk[J]. International Dairy Journal， 2004， 14（5）： 421-427.

[8] 張凌燕，李 倩，尹 姿，等. 3種氨基酸和葡萄糖美拉德產(chǎn)物的物理化學(xué)特性[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2008，8（3）：12-22.

[9] 孫寒潮，劉通訊.脂肪對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性香氣成分的影響研究[J].食品工業(yè)科技，2007，28（9）：87-90.

[10] 李幸苗.拉米夫定的藥理與臨床[J].中國(guó)藥師，2004，6（2）：111-113.

[11] KOSZALKAGW， BURNSC L. Enzyme-mediated enantioselective preparation of pure enantiomers of the antiviral agent 2c， 3c-dideoxy-5-fluoro-3c-thiacytidine （FTC） and related compounds[J]. Journal of Organic Chemistry，1992，57（21）： 5563-5565.

[12] STORER R， CLEMENS I， LAMONT B， et al. The resolution and absolute stereochemistry of the enantiomers of cis- 1-[2-（hydroxymethyl）-1， 3-oxathio-lan-5-yl]cytosine（BCH189）： Equipotent anti-HIV agents[J]. Nucleosides Nucleotides， 1993， 12（2）：225-236.

[13] 張 昕，吳偉偉，黃啟權(quán)，等.苯甲醇液相氧化制苯甲醛催化劑的研究進(jìn)展[J].石油化工，2010，39（2）：215-223.

[14] 張精安，陳育平.丙酮醛的合成研究[J].精細(xì)化工，2000，17（9）：507-510.

[15] 劉苗苗，謝曉蕓.芥酸甲酯氧化裂解制得壬醛的探究[J].化工時(shí)刊，2012，26（4）：19-22.

[16] 彭 芳.黃酮類化合物的生物學(xué)作用[J].大理醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1998，7（4）：52-54.

[17] 杜佳喆.玉米蛋白水解產(chǎn)物美拉德反應(yīng)制香精的研究[D]. 濟(jì)南：山東輕工業(yè)學(xué)院，2006.

[18] 谷風(fēng)林.酪蛋白美拉德產(chǎn)物的制備、性質(zhì)、及在煙草中的應(yīng)用研究[D].江蘇無錫：江南大學(xué)，2010.