于靜洋， 周 燁， 張曉鳴， 夏書芹

（江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122）

隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展和消費(fèi)者需求的日益提升，如何使食品安全、美味與健康并存已成為食品科學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。 因此，食品風(fēng)味特性的增強(qiáng)與改善對(duì)現(xiàn)代食品與餐飲業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 基于美拉德反應(yīng)開發(fā)不同風(fēng)味的調(diào)味品核心基料是改善食品風(fēng)味品質(zhì)的有效措施。 借助該反應(yīng)不僅可以通過加熱形成各類揮發(fā)性風(fēng)味化合物增強(qiáng)食品的香氣，而且也會(huì)產(chǎn)生非揮發(fā)性的呈味物質(zhì)如美拉德肽等顯著增強(qiáng)食品的鮮味、醇厚味和持續(xù)性[1]。 然而，美拉德反應(yīng)錯(cuò)綜復(fù)雜，所形成的風(fēng)味也迥然不同，因此，實(shí)現(xiàn)調(diào)味品核心基料風(fēng)味的定向調(diào)控對(duì)促進(jìn)食品工業(yè)的發(fā)展具有指導(dǎo)價(jià)值。

相比于氨基酸-還原糖模型體系， 引入肽所構(gòu)建的美拉德反應(yīng)體系在多種風(fēng)味的形成方面更具優(yōu)勢(shì)。 考慮到安全性和經(jīng)濟(jì)成本的問題，人們逐漸由以動(dòng)物蛋白肽作為反應(yīng)原料轉(zhuǎn)向價(jià)格低廉、質(zhì)量穩(wěn)定的植物蛋白肽[1-2]。 木糖由于其反應(yīng)活性高且價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，常作為碳源進(jìn)行美拉德反應(yīng)，賦予多肽良好的風(fēng)味特性；半胱氨酸的添加則有助于提升大豆肽-木糖體系產(chǎn)物的肉香味[3]。 除了體系的基質(zhì)外， 溫度和時(shí)間是影響美拉德反應(yīng)過程的直接因素，其變化會(huì)促使反應(yīng)沿不同途徑進(jìn)行，通過影響中間體的形成速率和積累量，使得產(chǎn)物的風(fēng)味和滋味產(chǎn)生差異[4-5]。 通常反應(yīng)速度會(huì)隨反應(yīng)溫度升高而加快，溫度每升高10 ℃，反應(yīng)速度增加3～5 倍。 但過高的反應(yīng)溫度可能會(huì)形成一些潛在的危害因子，因此通?？刂圃?80 ℃以下，以100～150 ℃較為適宜。 目前，部分學(xué)者以植物蛋白酶解物為原料，在美拉德反應(yīng)強(qiáng)化多肽風(fēng)味方面進(jìn)行了系列研究。He 等以菜籽肽為原料，與木糖在80～140 ℃、pH 7.4 條件下加熱2 h， 制得了不同風(fēng)味特性的菜籽肽風(fēng)味增強(qiáng)劑[6]。 玉米蛋白質(zhì)因其水溶性差、氣味特殊限制了其在食品工業(yè)中的應(yīng)用，作者所在課題組前期研究發(fā)現(xiàn)玉米肽的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物醇厚味比較突出[7-9]。但迄今為止，以玉米蛋白質(zhì)為原料，通過美拉德反應(yīng)調(diào)控兼具肉香味和醇厚味的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的研究還未見報(bào)道。

作者基于玉米肽-木糖-半胱氨酸體系，重點(diǎn)考察了反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味特性的調(diào)控作用；以相對(duì)分子質(zhì)量分布、游離氨基酸組成以及揮發(fā)性化合物為指標(biāo)，考察了反應(yīng)條件對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物化學(xué)組成的影響。 在此基礎(chǔ)上，基于偏最小二乘回歸對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味成分和感官特性之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，明確影響各感官指標(biāo)的相關(guān)貢獻(xiàn)成分，為不同風(fēng)味特性玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的定向制備奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米蛋白質(zhì)、復(fù)合蛋白酶：安徽強(qiáng)旺調(diào)味食品有限公司產(chǎn)品；木糖、半胱氨酸（均為食品級(jí)）：上海源葉生物科技有限公司產(chǎn)品；三氯乙酸、乙腈、甲醇等（均為色譜級(jí)）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；C6～C24 的正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品：Sigma 試劑公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

DF-101SZ 型集熱式磁力加熱攪拌器：科瑞儀器有限公司產(chǎn)品；5810R 型冷凍離心機(jī)：德國(guó)Eppendorf 公司產(chǎn)品；KDN-103F 型自動(dòng)定氮儀：上海纖檢儀器有限公司產(chǎn)品；TSQ 氣質(zhì)聯(lián)用儀：美國(guó)賽默飛世爾科技公司產(chǎn)品；Waters 1525EF 高效液相色譜儀：美國(guó)沃特世公司產(chǎn)品；安捷倫1100 氨基酸自動(dòng)分析儀：美國(guó)安捷倫公司產(chǎn)品。

1.3 研究方法

1.3.1 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備 稱取適量玉米蛋白粉，加去離子水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的分散懸浮液。 于58 ℃、pH 8 條件下采用3000 U/g 的復(fù)合蛋白酶酶解3 h，滅酶10 min 后迅速冷卻。4000 r/min冷卻離心20 min，取上清液得到玉米肽[9]。 按照一定比例稱取玉米肽、木糖和半胱氨酸，混合均勻后調(diào)節(jié)pH 至7.4， 在不同溫度下反應(yīng)120 min， 或者在120 ℃下反應(yīng)不同時(shí)間，迅速冷卻終止反應(yīng)，得到玉米肽-木糖-半胱氨酸美拉德反應(yīng)產(chǎn)物[10]。

1.3.2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的感官評(píng)定 按照美拉德反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%和食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的比例配制待測(cè)溶液，等量食鹽水為空白對(duì)照，所有樣品于60 ℃水浴中保溫。 邀請(qǐng)15 位經(jīng)驗(yàn)豐富的感官評(píng)定員，對(duì)樣品的醇厚味、肉香味、焦香味、持續(xù)性、整體可接受性和異味6 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分（0～7 分），分值越高效果越強(qiáng)。 重復(fù)3 次取平均值計(jì)算最終得分[11]。

1.3.3 相對(duì)分子質(zhì)量分布的測(cè)定 稱取100 mg 樣品于10 mL 容量瓶中，流動(dòng)相定容，于10000 r/min離心15 min，微孔過濾后進(jìn)樣[12]。 采用GPC 軟件處理數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算樣品的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布。 色譜條件：色譜柱TSKgel 2000SWXL（300 mm×7.8 mm），流動(dòng)相V（乙腈）∶V（水）∶V（三氟乙酸）=40∶60∶0.1，UV 檢測(cè)波長(zhǎng)220 nm， 流量0.5 mL/min，柱溫30 ℃。

1.3.4 游離氨基酸的測(cè)定 取液體樣品3 mL，用三氯乙酸（10 g/dL）稀釋3 倍后于室溫下超聲20 min，以10000 r/min 離心10 min。取400 μL 上清液進(jìn)樣檢測(cè)。色譜條件：色譜柱ODS Hypersil（250 mm×4.6 mm×5 μm），柱溫40 ℃；流動(dòng)相：A 相為0.6 mmol/L乙酸鈉，B 相為0.15 mmol/L 醋酸鈉、甲醇、乙腈（體積比1∶2∶2）；流量為1.0 mL/min[13]。

1.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味成分分析 稱3.0 g 樣品于15 mL 氣質(zhì)瓶中，加入2 μL 1，2-二氯苯甲醇內(nèi)標(biāo)溶液（0.056 μg/mL），混勻后迅速密封。采用75 μm CAR/PDMS 萃取頭于50 ℃下萃取30 min，250 ℃解吸3 min。 氣相色譜條件：毛細(xì)管色譜柱為DB-WAX；載氣He，流量1.8 mL/min，不分流；程序升溫初始柱溫40 ℃，保持3 min，5 ℃/min 升溫至90 ℃，再以10 ℃/min 的速率升至230 ℃，保持7 min；檢測(cè)口溫度250 ℃。質(zhì)譜條件：EI 電離源，電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃，接口溫度250 ℃；燈絲發(fā)射電流35 μA， 檢測(cè)器電壓1000 V， 掃描范圍m/z 35～450[13]。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析 采用Unscramber version 9.7 進(jìn)行偏最小二乘回歸（PLSR）分析，其中PLS2 用于多個(gè)因變量與多個(gè)自變量之間的相關(guān)性分析，PLS1 用于多個(gè)自變量對(duì)一個(gè)因變量的顯著性影響分析。 使用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度和時(shí)間下美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味特性的差異

感官評(píng)定是食品風(fēng)味分析中最真實(shí)且直接的方法。 采用感官評(píng)定對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味特性進(jìn)行分析，可以對(duì)其整體風(fēng)味和各指標(biāo)的差異做出直觀的判斷。 不同反應(yīng)溫度和時(shí)間下美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的感官評(píng)定結(jié)果如圖1 所示。 溫度過低及時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不完全，這使得體系中會(huì)形成明顯的生糧食味，100、110 ℃以及60 min 條件下所產(chǎn)生的異味主要來源于此， 除異味以外其他指標(biāo)評(píng)分均不高，導(dǎo)致整體可接受性較差。 隨著反應(yīng)溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)， 玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的肉香味、醇厚味、持續(xù)性和焦香味均不斷增強(qiáng)。 這是因?yàn)樵S多風(fēng)味物質(zhì)需要一定溫度與時(shí)間反應(yīng)生成，當(dāng)其累積達(dá)到一定量才能形成特定的風(fēng)味輪廓。 有研究表明，美拉德反應(yīng)過程中形成的含硫化合物，如噻吩和噻唑類化合物對(duì)肉香味的形成具有重要貢獻(xiàn)[14]。醇厚味是指樣品中的濃厚感和復(fù)雜感，與味道的持久性相關(guān)。 當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到120 ℃、 時(shí)間延長(zhǎng)至120 min 及以上時(shí)， 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的肉香味和醇厚味明顯增強(qiáng)。 焦香味則來源于呋喃和呋喃酮等風(fēng)味物質(zhì)，主要是由高溫促進(jìn)焦糖化反應(yīng)及碳水化合物的降解反應(yīng)所形成[15]。 但溫度過高或者反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)又會(huì)導(dǎo)致焦糊味和苦味的產(chǎn)生， 溫度超過140℃或者反應(yīng)超過150 min 的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物正是由于受此不良異味的影響，導(dǎo)致整體接受性較差。 有研究發(fā)現(xiàn)， 豬骨蛋白質(zhì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)40～60 min 時(shí)風(fēng)味最好，時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生明顯的糊味和硫臭味[16]。 因此合理控制反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)于玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的感官特性非常關(guān)鍵，感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示， 于120 ℃溫度下反應(yīng)120 min 可以制備風(fēng)味特性良好的玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。

圖1 溫度與時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物感官特性的影響Fig. 1 Effect of temperature and time on the sensory characteristics of Maillard reaction products

2.2 美拉德反應(yīng)過程中相對(duì)分子質(zhì)量分布的變化

感官評(píng)定法雖然直接、真實(shí)且靈敏，但無法解釋食品風(fēng)味的化學(xué)本質(zhì)，結(jié)合分子感官技術(shù)一起分析，才能更準(zhǔn)確地對(duì)食品風(fēng)味進(jìn)行全面解析。 采用液相色譜對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量分布進(jìn)行分析，能明晰美拉德反應(yīng)過程中肽的降解或交聯(lián)規(guī)律，更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)終產(chǎn)物的風(fēng)味特性。 不同反應(yīng)溫度和時(shí)間下美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量分布結(jié)果如表1 所示。由表可知， 玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 的組分隨反應(yīng)溫度升高，相對(duì)含量顯著增加， 隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)由95.73%逐漸增加至96.65%，說明升高反應(yīng)溫度和延長(zhǎng)時(shí)間均能加速肽的降解，釋放出更多相對(duì)分子質(zhì)量較小的肽和游離氨基酸。當(dāng)反應(yīng)溫度從100 ℃上升至140 ℃時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000 組分的相對(duì)含量減少了1.35%，說明該相對(duì)分子質(zhì)量范圍的肽發(fā)生了降解，或相互交聯(lián)形成更大相對(duì)分子質(zhì)量產(chǎn)物，導(dǎo)致此肽段比例略微下降。 120 min 之前相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000 組分相對(duì)含量不斷下降， 之后趨于穩(wěn)定，說明在該時(shí)間點(diǎn)前，相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000的肽段反應(yīng)活性較強(qiáng)， 超過120 min 之后達(dá)到了降解與交聯(lián)的動(dòng)態(tài)平衡。 相對(duì)分子質(zhì)量＞5000 的組分相對(duì)含量隨著溫度的升高與時(shí)間的延長(zhǎng)，變化趨勢(shì)較為一致，均呈現(xiàn)略微下降的趨勢(shì)，但總體變化幅度僅有0.27%和0.26%， 可能是由于小分子肽段的交聯(lián)與大分子肽段的降解反應(yīng)達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，使得該組分變化不大。

表1 不同反應(yīng)溫度與時(shí)間下美拉德反應(yīng)產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量分布的變化Table 1 Changes of relative molecular weight distribution of Maillard reaction products under different reaction temperature and time

綜上可知，所有樣品中相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 的組分所占比例最大，其次是相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000 和相對(duì)分子質(zhì)量＞5000 的組分， 說明在此美拉德反應(yīng)體系中降解反應(yīng)占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。 這與牛肉酶解物-木糖美拉德反應(yīng)體系的研究結(jié)果相一致[17]，即隨反應(yīng)溫度的升高，肽相對(duì)分子質(zhì)量分布向小肽方向轉(zhuǎn)移。Su 等研究也表明多肽在美拉德反應(yīng)中同時(shí)存在聚合和降解兩種反應(yīng)[18]。 肽在美拉德反應(yīng)過程中存在兩種轉(zhuǎn)化方式，一是直接參與美拉德反應(yīng)生成風(fēng)味物質(zhì)，即肽交聯(lián)作用；而另外一種途徑則是通過熱降解產(chǎn)生一些小分子物質(zhì)，這些小分子物質(zhì)再參與美拉德反應(yīng)形成風(fēng)味物質(zhì)，即肽降解作用。

2.3 美拉德反應(yīng)參數(shù)對(duì)游離氨基酸組成的影響

相比于相對(duì)分子質(zhì)量分布，游離氨基酸含量及組成更能顯著影響美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的滋味感官特性[19]。 對(duì)不同溫度和時(shí)間下的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行游離氨基酸分析，結(jié)果如圖2 所示。 由圖可知，美拉德反應(yīng)體系中游離氨基酸的質(zhì)量濃度隨著反應(yīng)溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)， 有著較為一致的變化趨勢(shì)。 半胱氨酸作為底物參與反應(yīng)，其變化幅度最大，從100 ℃的0.75 mg/mL 降至140 ℃的0.08 mg/mL，表明溫度升高會(huì)加快半胱氨酸的消耗速率，提高其利用率。 這與曹長(zhǎng)春等研究的反應(yīng)溫度對(duì)“半胱氨酸-木糖”體系的影響[20]結(jié)論相一致。 說明反應(yīng)溫度是影響底物活性的重要因素之一，高溫條件使得非質(zhì)子化半胱氨酸質(zhì)量濃度增加，利于反應(yīng)發(fā)生[21]。而隨著時(shí)間從60 min 延長(zhǎng)至180 min， 半胱氨酸質(zhì)量濃度逐漸下降，由于半胱氨酸對(duì)低分子肽之間交聯(lián)的抑制和對(duì)高分子肽降解的促進(jìn)作用[10]，導(dǎo)致其他游離氨基酸的質(zhì)量濃度隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增多，這與相對(duì)分子質(zhì)量分布隨時(shí)間延長(zhǎng)的變化情況相呼應(yīng)。

圖2 溫度與時(shí)間對(duì)體系中游離氨基酸組成與質(zhì)量濃度的影響Fig. 2 Effect of temperature and time on the composition and mass concentration of free amino acids

Ser、Ala、Thr、Gly、Pro、Lys 等屬于甜味氨基酸。Ile、His、Phe、Leu、Val、Arg、Met、Tyr 由于其疏水性較大，呈苦味[22]。而高濃度的Glu 和親水性氨基酸殘基會(huì)形成具有鮮味口感的肽[23]，因此Asp 和Glu 屬鮮味氨基酸。 如圖可知，隨著溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，甜味氨基酸與苦味氨基酸質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)先升高后略微降低的趨勢(shì)， 分別于120 ℃和120 min 時(shí)達(dá)到最高。 隨著反應(yīng)溫度的升高，鮮味氨基酸質(zhì)量濃度逐漸上升，于140 ℃時(shí)達(dá)到了0.187 mg/mL。 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間從60 min 延長(zhǎng)至120 min 時(shí)，鮮味氨基酸質(zhì)量濃度上升幅度較大，之后則趨于平緩。 游離氨基酸的組成、含量與比例，對(duì)食品滋味有重要的影響， 多種氨基酸協(xié)同存在才能產(chǎn)生豐富的味感，可以通過改變溫度與時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而獲得目標(biāo)呈味產(chǎn)物。

2.4 反應(yīng)溫度與時(shí)間對(duì)關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

揮發(fā)性化合物是美拉德反應(yīng)產(chǎn)物香氣的重要組成部分，決定其整體氣味輪廓，常作為評(píng)價(jià)風(fēng)味特性的首要因素。 采用SPME-GC-MS 對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析，研究不同加熱溫度和時(shí)間對(duì)其揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響。 為便于分析，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道選取關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行討論，如表2 所示。

表2 反應(yīng)溫度與時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響Table 2 Effect of reaction temperature and time on the key volatile flavor compounds of Maillard reaction products

通過比較發(fā)現(xiàn)，不同反應(yīng)溫度下的產(chǎn)物，其關(guān)鍵揮發(fā)性成分的種類及質(zhì)量分?jǐn)?shù)不盡相同。 其中含氮和含硫化合物的種類及質(zhì)量分?jǐn)?shù)均隨溫度的升高呈增加趨勢(shì)，這是由于較高的反應(yīng)溫度有利于提高半胱氨酸和羰基化合物的降解和交聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)一些含硫及含氮化合物的聚合[24]。 具有肉香特征風(fēng)味的噻吩、噻唑及二硫化物類化合物，由含硫氨基酸和美拉德反應(yīng)中間體反應(yīng)生成，隨溫度升高質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增多， 如檢測(cè)到的3-甲基噻吩、3-噻吩甲醛、5-甲基-2-噻吩甲醛和2，5-噻吩二甲醛等僅在溫度達(dá)到120 ℃及以上時(shí)才生成，因此高溫下制備的玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物， 具有更突出的肉香味。吡嗪、吡咯類含氮化合物通常具有堅(jiān)果、烤香和焦香等特征風(fēng)味。 在溫度高于120 ℃的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中檢測(cè)到的2-甲基吡嗪和1-糠基吡咯， 隨溫度的升高而逐漸增多。 呋喃類化合物是由還原糖經(jīng)脫水、分解以及環(huán)化一系列步驟形成的[25]，含硫呋喃類化合物具有明顯肉香特征，不含硫的呋喃類化合物則是焦糖香風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者。 結(jié)果表明，該類物質(zhì)在120 ℃及以上制備的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中才檢測(cè)出，生成量隨溫度的升高而逐漸增加。 醛類化合物主要來源于脂肪氧化及氨基酸的降解，檢測(cè)到的醛類物質(zhì)主要為異戊醛和苯甲醛，以及少量呈青草氣味的己醛。 醇類化合物的風(fēng)味閾值相對(duì)較高，在整體風(fēng)味中起協(xié)同作用，主要以正己醇、薄荷醇和糠醇為主， 作為風(fēng)味前體物質(zhì)參加到后期的反應(yīng)中。 除此以外，還檢測(cè)到大量的酮類、酚類、酸類等化合物， 反應(yīng)溫度對(duì)其生成量也具有一定的影響。雖然這些物質(zhì)對(duì)風(fēng)味沒有直接的貢獻(xiàn)，但其中的部分化合物是形成雜環(huán)化合物的重要中間體，因此可以為整體風(fēng)味的形成奠定基礎(chǔ)[26]。

反應(yīng)時(shí)間對(duì)關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響也較為顯著。 時(shí)間控制在120 min 以內(nèi)的玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中各類揮發(fā)性成分的生成量相當(dāng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到150 min 時(shí)，各類化合物的生成量大幅度上升，產(chǎn)生了非常明顯的變化。 不同反應(yīng)時(shí)間制備的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中，含氮化合物、不含硫呋喃類化合物、含硫化合物以及醛類、醇類和酚類化合物，其生成量與時(shí)間呈正相關(guān)。 此外，有機(jī)酸的生成量隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)有所上升，這也是美拉德反應(yīng)體系在反應(yīng)過程中pH 不斷下降的主要原因。 酯類和酮類化合物的生成量是隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)出先增多后減少的趨勢(shì)。 這與何保江等研究的時(shí)間對(duì)Maillard 模型體系揮發(fā)性產(chǎn)物的影響[27]結(jié)果相一致。說明過長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致部分揮發(fā)性成分的分解或再反應(yīng)，最終影響其呈香特性。 總的來說，反應(yīng)時(shí)間對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味成分的生成具有一定的影響，時(shí)間過短不足以形成某些化合物，但若一味地延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，又會(huì)導(dǎo)致部分化合物的過度積累或分解，使得風(fēng)味物質(zhì)失衡，最終影響總體的風(fēng)味輪廓。

2.5 風(fēng)味成分對(duì)感官特性的貢獻(xiàn)性分析

2.5.1 風(fēng)味成分與感官特性的相關(guān)性分析 采用PLSR 方法分析各樣品的風(fēng)味成分與感官特性之間的相關(guān)性，以相對(duì)分子質(zhì)量分布、游離氨基酸（FAA）質(zhì)量濃度、 各類揮發(fā)性化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為X 變量，以感官評(píng)分作為Y 變量。 根據(jù)RMSE 值和解釋方差大小確定3 為最優(yōu)主成分個(gè)數(shù)， 建立了PC1-PC2 和PC2-PC3 模型，分析發(fā)現(xiàn)PC2-PC3 模型提供的可用相關(guān)性信息包含于PC1-PC2 分析模型中，因此只討論P(yáng)C1-PC2 模型。圖3 所示為相關(guān)性分析載荷圖，PC1-PC2 模型對(duì)X 變量解釋方差達(dá)74%，對(duì)Y 變量解釋方差為70%。 圖中，兩個(gè)橢圓分別代表PLSR 模型50%與100%的解釋方差，標(biāo)記有小圓圈的為具有顯著性的變量。 從圖中可以看出，相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000、＞5000 肽段沿著PC1 均分布于載荷圖左側(cè)，相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 肽段、FAA 質(zhì)量濃度、各類揮發(fā)性化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及感官指標(biāo)均分布于載荷圖右側(cè)，說明游離氨基酸、揮發(fā)性化合物等相對(duì)分子質(zhì)量較小的組分與感官特性的相關(guān)性較大。 沿著PC2 軸方向，所有風(fēng)味成分自下而上分布，而感官指標(biāo)除異味外，均位于下方。 所有的X和Y 變量都位于R2=50%和R2=100%的橢圓之內(nèi)，說明PLSR 模型能夠?qū)Ω鳂悠返娘L(fēng)味成分及其感官特性具有良好的解釋能力。

圖3 風(fēng)味成分與感官特性的PLSR 相關(guān)分析載荷圖Fig. 3 PLSR correlation loadings plot for flavor components and sensory characteristics

2.5.2 風(fēng)味成分對(duì)感官特性的顯著性影響分析為進(jìn)一步明確樣品的風(fēng)味成分對(duì)感官指標(biāo)的顯著性影響，進(jìn)行PLS1 分析，其中圖4 中灰色柱形圖表示為顯著性相關(guān)。如圖4（a）所示，呋喃類、含硫以及酮類化合物與肉香味表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)。 酮類化合物對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物肉香味的形成必不可少[28]。 含硫的雜環(huán)化合物對(duì)烤香和肉香具有很大貢獻(xiàn)，有研究表明含硫呋喃類物質(zhì)是對(duì)肉類風(fēng)味形成作用最大的化合物[29]。除關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分以外，相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 肽段和FAA 質(zhì)量濃度也與肉香味呈顯著正相關(guān)， 相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000 肽段與肉香味呈顯著負(fù)相關(guān)，說明許多小分子氨基酸和肽對(duì)于肉味的形成具有一定貢獻(xiàn)。 圖4（b）顯示，呋喃類化合物與焦香味呈顯著正相關(guān)， 這與Tressl 等研究的結(jié)論[25]相一致，醛類和醇類與焦香味呈顯著負(fù)相關(guān)；相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 肽段和FAA 質(zhì)量濃度對(duì)焦香味有顯著貢獻(xiàn)，說明美拉德反應(yīng)對(duì)焦香味的形成具有舉足輕重的作用。由圖4（c）和（d）可知，風(fēng)味成分對(duì)醇厚味和持續(xù)性的貢獻(xiàn)較為一致，醇厚味與持續(xù)性均與相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 肽段呈顯著正相關(guān)，而與相對(duì)分子質(zhì)量1000～5000 肽段呈顯著負(fù)相關(guān)，這是由于醇厚味描述的是樣品濃厚的復(fù)雜感，與味道的持久性相關(guān)。 圖4（e）顯示，含硫化合物與異味呈顯著正相關(guān)，有研究發(fā)現(xiàn)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的異味大多是一種焦糊味與硫臭味[16]。

圖4 風(fēng)味成分對(duì)感官特性的顯著性影響分析Fig. 4 Analysis of the significant influence of flavor components on sensory characteristics

3 結(jié)語

以玉米肽-木糖-半胱氨酸為反應(yīng)體系，考察了反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物風(fēng)味特性的影響。 結(jié)果表明，隨著溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，肉香味、醇厚味和焦香味均有所提升，溫度在120～130 ℃，時(shí)間在120～150 min 感官整體接受度評(píng)分較高。 溫度的提高促進(jìn)了體系的降解反應(yīng)，提高了半胱氨酸的消耗速率，使得呈味氨基酸總量逐漸上升，含氮、含硫化合物以及呋喃類、酸類、酚類物質(zhì)的種類及質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增加。 反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)亦能在一定程度上增強(qiáng)玉米肽美拉德產(chǎn)物的風(fēng)味特性，其呈味氨基酸總量的變化、 關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分的累積趨勢(shì)， 均與溫度升高對(duì)風(fēng)味特性的影響效果相類似，尤其是150 min 之后揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類及質(zhì)量分?jǐn)?shù)大幅度增加。 風(fēng)味成分的組成是影響感官特性的最直接因素，PLSR 分析結(jié)果表明，多種關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味成分、 游離氨基酸質(zhì)量濃度和相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 的肽段對(duì)肉香味和焦香味的形成具有積極顯著的貢獻(xiàn)，相對(duì)分子質(zhì)量＜1000 的肽段與醇厚味和持續(xù)性呈顯著正相關(guān)，而含硫化合物則對(duì)異味具有重要影響。 該研究可為不同風(fēng)味特性玉米肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的定向制備提供理論基礎(chǔ)。