孫蓓，王龍剛

（1.江蘇徐州醫(yī)藥高等職業(yè)學(xué)校，江蘇徐州 221116；2.江蘇聯(lián)益生物科技有限公司，江蘇淮安 211799）

三文魚下腳料制備魚味香料的研究

孫蓓1，王龍剛2

（1.江蘇徐州醫(yī)藥高等職業(yè)學(xué)校，江蘇徐州 221116；2.江蘇聯(lián)益生物科技有限公司，江蘇淮安 211799）

以三文魚的加工下腳料為原料，經(jīng)酶解和美拉德反應(yīng)，制備香味濃郁的魚味香料。通過分析水解液中氨基酸組成，確定美拉德反應(yīng)中所需添加的氨基酸，單因素試驗和正交試驗確定美拉德反應(yīng)的基本配料和反應(yīng)條件。結(jié)果表明：水解液中含有18種氨基酸，半胱氨酸含量較少，制備魚味香料的最佳工藝為：添加4%葡萄糖、1.6%半胱氨酸、1%硫胺素以及1%酵母粉，調(diào)節(jié)pH至7.0，110℃反應(yīng)50min。

三文魚下腳料；魚味香料；酶解；美拉德反應(yīng)；氨基酸；正交試驗

三文魚學(xué)名鮭魚，又名撒蒙魚或薩門魚，是世界著名經(jīng)濟魚類之一。三文魚不僅富含不飽和脂肪酸，包含18種氨基酸（包括8種必需氨基酸）［1］，蛋白質(zhì)含量明顯高于其他魚類，還含有Ca，P，Mg等多種礦質(zhì)元素，被譽為“水中珍品”［2，3］。市場上的三文魚通常以新鮮或冷凍的切片方式出售，加工過程中產(chǎn)生大量的下腳料。三文魚油脂含量高、色澤重、腥味大，給三文魚下腳料的綜合利用帶來困難。

美拉德反應(yīng)主要是指還原糖與氨基酸、多肽之間的復(fù)雜反應(yīng)［4，5］，現(xiàn)一般將其分為初期、中期、終期三個階段［6－9］，是食品加工中各種風味及色澤的重要來源。由于該技術(shù)打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的范疇，所形成的香味逼真，是調(diào)配技術(shù)無法比擬的，且無論是反應(yīng)還是產(chǎn)物均可視為天然的，因此已受到越來越多的關(guān)注［10］。

本文以三文魚下腳料為原料，經(jīng)酶解和美拉德反應(yīng)，制得了魚香味濃郁的魚味香料，為三文魚下腳料的綜合利用提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

三文魚下腳料 青島廣浩金水產(chǎn)有限公司；風味蛋白酶（20000U/g） 廣西南寧龐博生物有限公司；葡萄糖、L-半胱氨酸、NaOH、HCl等（均為分析純）國藥試劑公司。

AUX-J20絞肉機 佛山市海迅電器有限公司；CP124C先行者精密電子天平 奧豪斯儀器（上海）有限公司；DK-8D型電熱恒溫水槽 上海森信實驗儀器有限公司；TDZ5-WS離心機 長沙湘智離心機儀器有限公司；K360凱式定氮儀 瑞士Buchi公司；全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 三文魚下腳料水解液的制備

將三文魚下腳料置于4℃冰箱中解凍12h，加入絞肉機中絞碎，按料水比1∶2加入蒸餾水混勻，根據(jù)風味蛋白酶的理論最適反應(yīng)條件［11］，用2mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7.0，50℃水浴鍋中保溫15min，加入風味蛋白酶水解一定時間，沸水浴滅酶10min，冷卻后于5000r/min離心15min，棄去上層脂肪及沉淀即為三文魚下腳料的水解液。

1.2.2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備

取50mL水解液于100mL三角瓶中，加入4%葡萄糖、1%半胱氨酸、1%硫胺素以及1%酵母粉，采用1mol/L HCl或NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，于高壓滅菌鍋中110℃反應(yīng)40min，迅速冷卻后進行感官評定。

1.2.3 單因素試驗

1.2.3.1 酶解時間的選擇

分別取酶解時間為1，2，3，4，6，8h的水解液按照1.2.2條件進行反應(yīng)，對不同酶解時間水解液所得產(chǎn)物進行感官評定。

1.2.3.2 葡萄糖用量的確定

在1.2.3.1結(jié)果的基礎(chǔ)上，改變葡萄糖用量分別為1%，2%，3%，4%，5%，其他條件同上，對所得產(chǎn)物進行感官評定。

1.2.3.3 還原糖與氨基酸比例的確定

在1.2.3.2結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)定還原糖與L-半胱氨酸比例分別為1∶1，2∶1，3∶1，4∶1，5∶1，其他條件同上，對所得產(chǎn)物進行感官評定。

1.2.3.4 溫度對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響

在1.2.3.3結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)定反應(yīng)溫度分別為95，100，105，110，115℃，其他條件同上，對所得產(chǎn)物進行感官評定。

1.2.3.5 pH對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響

在1.2.3.4結(jié)果的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值分別為4，5，6，7，8，其他條件同上，對所得產(chǎn)物進行感官評定。

1.2.3.6 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響

在1.2.3.5結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)定反應(yīng)時間分別為30，40，50，60，70min，其他條件同上，對所得產(chǎn)物進行感官評定。

1.2.4 正交試驗

在單因素實驗基礎(chǔ)上，按表1進行L9（33）正交試驗設(shè)計，進一步優(yōu)化美拉德反應(yīng)溫度、時間和pH值。對所得實驗結(jié)果進行極差分析，得出最佳工藝組合。

表1 L9（33）正交試驗因素水平表Table 1Factors and levels table of L9（33）orthogonal test

1.2.5 水解度的測定

采用甲醛滴定法測定水解液中游離氨基氮含量，凱式定氮儀測定總氮含量，根據(jù)下式計算蛋白質(zhì)水解度：

1.2.6 氨基酸測定方法

分別取酶解時間為2，3，4，6，8，10h的水解液，采用全自動氨基酸分析儀測定水解液中游離氨基酸的種類及含量。

1.2.7 感官評定方法［12］

采用評分法進行感官評定，選取10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的感官評定員，首先對其講解感官評定要求，把樣品編號后分別提供給評定員，分別對樣品的色澤、魚香味，及腥味進行品評，每次品評后，用清水漱口，等待1min后再品評下一個產(chǎn)品，感官評定期間不允許互相交流。根據(jù)表2的評定標準對每個樣品進行評分，記錄樣品的品評分數(shù)，最后得分取該樣品得分的平均值。感官評定標準見表2。

表2 感官評定標準Table 2Standard of sensory evaluation

1.2.8 數(shù)據(jù)處理方法

感官評定結(jié)果取平均值，采用Orgin 8.0作圖，正交設(shè)計助手Ⅱ設(shè)計正交試驗并進行極差分析，SAS軟件進行差異顯著性分析，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 水解液中氨基酸分析結(jié)果

不同時間水解液中氨基酸組成見表3。

表3 酶解過程中游離氨基酸組成Table 3Composition of free amino acids during hydrolysis process

由表3可知，水解液中共檢測出18種氨基酸，其中包括8種必需氨基酸，說明三文魚下腳料水解產(chǎn)物中氨基酸種類較為齊全。從氨基酸總量來看，隨著酶解時間的延長，水解液中氨基酸含量逐漸增加，當水解時間超過8h后，氨基酸總量無明顯變化，說明水解度在8h達到最大值。大多數(shù)氨基酸含量均隨著水解時間的延長而增加，但少數(shù)幾種如谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等在8h后出現(xiàn)了下降的趨勢，這可能跟酶解過程中類蛋白的合成有關(guān)。

比較18種氨基酸的含量可知，水解液中天冬氨酸和甘氨酸含量最高，在1h便達到1000μg/mL以上，其次為賴氨酸、纈氨酸、丙氨酸、亮氨酸，而半胱氨酸、脯氨酸和色氨酸的含量均較低。在美拉德反應(yīng)中，氨基酸的種類和含量對產(chǎn)物風味具有重要影響，如甲硫氨酸反應(yīng)可產(chǎn)生土豆味，脯氨酸和還原糖反應(yīng)生成烤面包味，酪氨酸可產(chǎn)生焦香味，而半胱氨酸在美拉德反應(yīng)中可生成肉香味的前體物質(zhì)，對肉類風味的形成至關(guān)重要［13］。而水解液中只含有較少的半胱氨酸，無法滿足美拉德反應(yīng)的需求，因此，在美拉德反應(yīng)過程中應(yīng)添加適量半胱氨酸，使產(chǎn)品的魚肉香味更加濃郁。

2.2 美拉德反應(yīng)基本配料的確定

2.2.1 酶解時間的確定

酶解時間不同，水解液中氨基酸和肽鏈的組成及含量均不同，所得美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風味也具有較大差異。由表3可知，當酶解時間超過8h時，水解液中氨基酸組成無顯著變化，因此，選擇酶解時間分別為1，2，3，4，6，8h來考察水解度對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響，實驗結(jié)果見圖1。

圖1 不同酶解時間感官評定結(jié)果Fig.1The sensory evaluation results of different digestion time

由圖1可知，隨著酶解時間的增加，水解液的水解度不斷增長，當超過4h時增長減慢，6h以后趨于平緩。而美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的感官評分在1～3h顯著增加，當酶解時間太短時，水解液中沒有生成足夠的氨基酸和肽鏈，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物呈淺褐色，魚香味較淡，有腥味；當水解時間為3h時，感官評分達到最大值，產(chǎn)物具有濃郁的魚香味，且腥味較淡；當超過3h時感官評分逐漸降低，且3～4h之間差異不顯著，說明并不是水解度越高產(chǎn)物風味越好，風味物質(zhì)的形成是水解液中氨基酸、多肽以及蛋白質(zhì)共同作用產(chǎn)生的。因此，選擇3h為最適的酶解時間。

2.2.2 還原糖用量的確定

還原糖的用量對美拉德反應(yīng)速度具有重要影響，一般來說，還原糖的增加會加速反應(yīng)進行，但過量的還原糖會導(dǎo)致一些不利于產(chǎn)品風味的物質(zhì)產(chǎn)生。

圖2 不同還原糖用量感官評定結(jié)果Fig.2The sensory evaluation results of different reducing sugar consumption

由圖2可知，隨著葡萄糖用量的增加，產(chǎn)物感官評分顯著提高，但當葡萄糖用量超過4%時，感官評分開始下降。原因可能是當還原糖加入較少時，小分子風味物質(zhì)隨著還原糖的增加不斷生成，超過一定水平，小分子風味物質(zhì)達到飽和，開始合成感官較差的大分子物質(zhì)，影響產(chǎn)品風味，甚至掩蓋了原有風味。因此，確定還原糖加入量為4%。

2.2.3 還原糖與氨基酸比例的確定

美拉德反應(yīng)主要是還原糖和氨基酸之間的反應(yīng)，因此，控制好兩者的比例對反應(yīng)產(chǎn)物的風味、色澤、口感都有重要作用。還原糖與氨基酸比例對美拉德反應(yīng)的影響結(jié)果見圖3。

圖3 不同還原糖與氨基酸比例感官評定結(jié)果Fig.3The sensory evaluation results of different proportion of reducing sugar and amino acids

當還原糖與氨基酸比例為5∶1時，產(chǎn)物呈褐色，魚香味不夠濃郁，略帶有腥味。隨著氨基酸的比例增加，L-半胱氨酸經(jīng)Strecker降解，首先產(chǎn)生巰基乙醛，再繼續(xù)分解產(chǎn)生乙醛和H2S，最后形成噻吩、噻唑等具有特征風味的含硫化合物［14］，魚香味變得濃郁。當還原糖與氨基酸比例達到5∶2時，感官評分達最大值，繼續(xù)增加氨基酸比例，過量生成了多余的H2S，產(chǎn)生硫臭味，影響整體風味，感官評分顯著降低，產(chǎn)品腥味加重，逐漸掩蓋了原有的魚香味。因此，選擇還原糖與氨基酸比例為5∶2。

2.3 反應(yīng)條件優(yōu)化

2.3.1 溫度對美拉德反應(yīng)的影響

溫度不僅影響美拉德反應(yīng)底物的活化能，還會影響反應(yīng)進行速度。每種風味物質(zhì)的產(chǎn)生都有自身特定的活化能，因此，不同的溫度導(dǎo)致產(chǎn)品風味的不同［15］，一般情況下，升高溫度有利于加快反應(yīng)速度［16］，但過高的溫度不僅會破壞產(chǎn)品的營養(yǎng)物質(zhì)，還會導(dǎo)致類黑精積累，影響產(chǎn)品色澤，甚至產(chǎn)生致癌物質(zhì)。

反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)的影響結(jié)果見圖4。

圖4 不同反應(yīng)溫度感官評定結(jié)果Fig.4The sensory evaluation results of different reaction temperatures

由圖4可知，隨著美拉德反應(yīng)溫度的升高，感官評分逐漸升高，魚香味濃郁，腥味減弱，105℃時達到最高值，但繼續(xù)升高溫度，感官評分開始下降，色澤開始變得渾濁，呈深褐色，并出現(xiàn)焦味。因此，選擇105℃為美拉德反應(yīng)最佳溫度。

2.3.2 初始pH對美拉德反應(yīng)的影響

Maillard反應(yīng)中的許多步驟是酸堿催化的反應(yīng)，因此，pH的改變不僅會影響美拉德反應(yīng)的反應(yīng)速率，還會改變其反應(yīng)方向和反應(yīng)產(chǎn)物的形成。一般來說，升高pH會使美拉德反應(yīng)速度加快［17］，但pH大于8時，反應(yīng)過快而難以控制［18］。

初始pH對美拉德反應(yīng)的影響結(jié)果見圖5。

圖5 不同反應(yīng)pH感官評定結(jié)果Fig.5The sensory evaluation results of different reaction pH

由圖5可知，pH的改變對產(chǎn)品風味具有顯著影響。當pH較低時，反應(yīng)速度較慢，感官評分較低，香味較弱，腥味較重，色澤較為渾濁；隨著pH的升高，魚香味逐漸濃郁，感官評分升高；當pH為6.0時，評分最高；當pH大于6.0時，感官評分開始下降；pH 6.0～7.0之間差異不顯著；但當pH升至8.0時，感官評分出現(xiàn)顯著下降，可能是反應(yīng)過快導(dǎo)致不利于產(chǎn)品風味的物質(zhì)生成。因此，選擇pH 6.0為最佳反應(yīng)pH。

2.3.3 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)的影響

時間主要是對Maillard反應(yīng)的動力學(xué)方面產(chǎn)生影響［19］。改變反應(yīng)時間能改變最終風味化合物的平衡，進而改變風味特征。反應(yīng)時間太短，產(chǎn)生的風味物質(zhì)較少，香氣不夠；反應(yīng)時間過長，容易產(chǎn)生過度的焦糖化反應(yīng)，產(chǎn)生苦味，使產(chǎn)品整體風味較差。

反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)的影響結(jié)果見圖6。

圖6 不同反應(yīng)時間感官評定結(jié)果Fig.6The sensory evaluation results of different reaction time

隨著美拉德反應(yīng)時間的延長，小分子風味化合物不斷合成，感官評分逐漸升高，反應(yīng)至50min時感官評分最高，魚香味最為濃郁，繼續(xù)延長反應(yīng)時間，開始產(chǎn)生一些不愉悅的風味，影響了產(chǎn)品的整體風味，感官評分出現(xiàn)顯著降低。因此，選擇50min為最佳反應(yīng)時間。

2.4 正交試驗結(jié)果

對美拉德反應(yīng)制備魚味香精的反應(yīng)溫度、pH、時間進行正交試驗優(yōu)化，實驗結(jié)果及極差分析結(jié)果見表4。

表4 美拉德反應(yīng)正交試驗結(jié)果Table 4Orthogonal test results of Maillard reaction

由表4可知，各因素對美拉德反應(yīng)的影響大小不同，其順序為B＞C＞A，即pH影響最大，其次為反應(yīng)時間和溫度，由k值可得美拉德反應(yīng)條件的最佳組合為A3B3C2，即溫度110℃，pH 7.0，反應(yīng)時間50min，恰為正交試驗中的實驗9。經(jīng)驗證試驗表明：在此條件下感官評分為8.7分，說明正交試驗所優(yōu)化出的結(jié)果符合實際。

3 結(jié)論

通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化美拉德反應(yīng)的基本配料和反應(yīng)條件，得出反應(yīng)最佳工藝為：添加4%葡萄糖、1.6%半胱氨酸鹽酸鹽、1%硫胺素以及1%酵母粉，調(diào)節(jié)pH至7.0，110℃反應(yīng)50min。在此條件下，所得魚味香料香味濃郁，且沒有原料所帶有的魚腥味，為三文魚下腳料的綜合利用提供了參考。

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Research on the Preparation of Fishy Spices with Salmon Scraps

SUN Bei1，WANG Long－gang2
（1.Jiangsu Xuzhou Pharmaceutical Higher Vocational School，Xuzhou 221116，China；2.Jiangsu Lianyi Biological Technology Co.，Ltd.，Huaian211799，China）

Aromatic-flavor fishy spices are prepared with salmon scraps with the method of enzymatic hydrolysis and Maillard reaction.The amino acids added in Maillard reaction is determined through the analysis of amino acids in hydrolyzate.Single-factor test and orthogonal test are applied to determine the basic ingredients and conditions of Maillard reaction.The results show that 18types of amino acids are detected in hydrolyzate，and there is less content of cysteine，the optimum reaction conditions are：glucose of 4%，cysteine of 1.6%，sulfate of 1%，yeast of 1%，pH of 7.0，temperature of 110℃，time of 50min.

salmon scraps；fishy spices；enzymatic hydrolysis；Maillard reaction；amino acids；orthogonal test

TS202.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.03.022

1000-9973（2017）03-0094-05

2016－09－07

孫蓓（1983－），女，碩士，研究方向：食品科學(xué)。