李 嬌，周志帥，申光輝*

（1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 四川雅安625014 2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工與營(yíng)養(yǎng)健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 四川雅安 625014）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是僅次于小麥、玉米、水稻的世界第四大糧食作物[1]。我國(guó)從2015 年開始大力實(shí)施馬鈴薯主食化戰(zhàn)略，以馬鈴薯全粉為原料開發(fā)了馬鈴薯面包、馬鈴薯饅頭、馬鈴薯面條等主食[2-5]。傳統(tǒng)馬鈴薯全粉生產(chǎn)工藝能耗大，成本高，凍融預(yù)處理雖可降低馬鈴薯全粉干燥時(shí)間，降低能耗[6]，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生總質(zhì)量約30%富含淀粉、蛋白質(zhì)、游離氨基酸、小分子還原糖等成分的馬鈴薯汁液副產(chǎn)物，將其直接排放會(huì)造成資源浪費(fèi)和水體環(huán)境污染等問題。如何轉(zhuǎn)化利用馬鈴薯汁液副產(chǎn)物，是該技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。目前受到馬鈴薯汁液感官風(fēng)味的制約，尚未實(shí)現(xiàn)汁液副產(chǎn)物資源的完全再利用。本課題組前期通過果膠酶結(jié)合糖化酶和α-淀粉酶水解處理，雖在一定程度上改善了馬鈴薯汁液的風(fēng)味接受度，但仍存在香氣成分不足，感官接受度不夠理想的問題[7]，如何進(jìn)一步提升馬鈴薯酶解汁液感官風(fēng)味品質(zhì)，是開展汁液副產(chǎn)物資源完全加工利用亟需解決的問題。

美拉德反應(yīng)是一種羰基化合物和氨基化合物之間的非酶褐變反應(yīng)，產(chǎn)生各種高級(jí)化合物、中間產(chǎn)物、褐變產(chǎn)物和熒光產(chǎn)物，增強(qiáng)反應(yīng)物香氣和滋味[8]，增強(qiáng)抗氧化、抗菌等活性[9]，在新型食用香精和調(diào)味品制備等方面?zhèn)涫荜P(guān)注[10-12]。羅偉等[13]使用木瓜蛋白酶水解制備貽貝煮汁酶解液，聯(lián)合脫腥后結(jié)合美拉德反應(yīng)，提高了氨基酸態(tài)氮含量，改善了汁液色澤風(fēng)味，為新型貽貝調(diào)味品的制備提供了原料。Habinshuti 等[14]以甘薯蛋白水解物為底物，通過超聲輔助酶解技術(shù)增強(qiáng)了美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的香味、鮮味、甜味及酸味，降低其苦味，同時(shí)提高了抗氧化活性。劉培基[15]研究了美拉德反應(yīng)對(duì)香菇柄酶解液風(fēng)味及抗氧化性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)美拉德反應(yīng)對(duì)香菇柄酶解液風(fēng)味和抗氧化性有明顯的提升作用。

本文通過向凍融分離的馬鈴薯酶解汁液中添加外源糖類進(jìn)行美拉德反應(yīng)，改善其風(fēng)味、滋味，并比較反應(yīng)前、后馬鈴薯汁液揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)、游離氨基酸組成和含量及體外抗氧化活性的變化，為解決以馬鈴薯汁液為原料加工的相關(guān)產(chǎn)品風(fēng)味接受度問題提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯，荷蘭15 號(hào)（山東臨沂）；食品級(jí)耐高溫α-淀粉酶（5 萬U/g）、糖化酶（5 萬U/g），北京索萊寶科技有限公司；果膠酶（5 萬U/g），寧夏和氏璧生物技術(shù)有限公司；蔗糖、麥芽糖、葡萄糖、果糖、木糖、核糖（食品級(jí)），山東百龍創(chuàng)園生物科技股份有限公司；鄰二氯苯（99.9%，內(nèi)標(biāo)），美國(guó)Sigma-Aldrich 公司；檸檬酸（食品級(jí)），濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；碳酸鈉（食品級(jí)），天津渤化永利化工股份有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三氯化鐵、鐵氰化鉀、三氯乙酸等試劑（分析純級(jí)），茂名市雄大化工有限公司東莞分公司；乙腈、甲醇和丙酮（色譜純級(jí)），成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

SS300 型三足式上部卸料離心機(jī)，張家港市永泰離心機(jī)制造有限公司；CP225D 型電子天平，德國(guó)賽多利斯公司；SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；UV-1800PC 型紫外分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；HWS-12 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，山東博科科學(xué)儀器有限公司；7890B-5977B 型氣質(zhì)聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫科技有限公司；L-8900 型氨基酸自動(dòng)分析儀，日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯酶解汁液的制備 馬鈴薯經(jīng)清洗、去皮后，切成2 mm 厚度的薄片，蒸汽處理15 min，-18 ℃凍藏24 h，取出室溫解凍，1 500 r/min離心10 min，收集離心汁液并抽濾獲得馬鈴薯汁液。調(diào)整汁液pH 值至4.5，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的果膠酶，在40 ℃條件下進(jìn)行酶解5 h，抽濾，向?yàn)V液中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.75%的α-淀粉酶和0.25%糖化酶，80 ℃酶解4 h，加熱至沸騰后保持5 min，使酶失活，離心獲得酶解汁液[16]。

1.3.2 美拉德反應(yīng)條件單因素1.3.2.1 外源糖種類對(duì)反應(yīng)的影響 取40 g 馬鈴薯酶解汁液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%的麥芽糖、葡萄糖、蔗糖、核糖、木糖、果糖，調(diào)整pH 值至7.0，100 ℃反應(yīng)20 min，冷卻至室溫后，以美拉德反應(yīng)液感官評(píng)分和A420nm為評(píng)價(jià)指標(biāo)，比較6 種不同外源糖對(duì)美拉德反應(yīng)程度的影響。

1.3.2.2 木糖與果糖添加比例 取40 g 馬鈴薯酶解汁液，外源糖總添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，分別按木糖與果糖質(zhì)量比為1∶4，1∶3，1∶2，1∶1，2∶1，3∶1，4∶1 加入，調(diào)整pH 值至7.0，100 ℃條件下反應(yīng)20 min，冷卻至室溫后，以美拉德反應(yīng)液感官評(píng)分和A420nm為評(píng)價(jià)指標(biāo)，比較不同木糖與果糖復(fù)配比例對(duì)美拉德反應(yīng)程度的影響。

1.3.2.3 外源糖添加量 取40 g 馬鈴薯酶解汁液，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，3.5%，4.0%的復(fù)配外源糖（木糖與果糖質(zhì)量比為1 ∶3），調(diào)整pH值至7.0，100 ℃條件下反應(yīng)20 min，冷卻至室溫后，以美拉德反應(yīng)液感官評(píng)分和A420nm為評(píng)價(jià)指標(biāo)，比較復(fù)配外源糖不同添加量對(duì)美拉德反應(yīng)程度的影響。

1.3.2.4 反應(yīng)溫度 取40 g 馬鈴薯酶解汁液，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的復(fù)配外源糖（木糖與果糖質(zhì)量比為1∶3），調(diào)整pH 值至7.0，分別在80，90，100，110，120 ℃條件下反應(yīng)20 min，冷卻至室溫后，以美拉德反應(yīng)液感官評(píng)分和A420nm為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析不同反應(yīng)溫度對(duì)美拉德反應(yīng)程度的影響。

1.3.2.5 反應(yīng)時(shí)間 取40 g 馬鈴薯酶解汁液，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的復(fù)配外源糖（木糖與果糖質(zhì)量比為1 ∶3），調(diào)整pH 值至7.0，在100 ℃條件下分別反應(yīng)10，20，30，40，50 min，冷卻至室溫后，以美拉德反應(yīng)液感官評(píng)分和A420nm為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析不同反應(yīng)溫度對(duì)美拉德反應(yīng)程度的影響。

1.3.2.6 初始pH 值 取40 g 馬鈴薯酶解汁液，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的復(fù)配外源糖（木糖與果糖質(zhì)量比為1 ∶3），分別調(diào)整體系pH 值至5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，于100 ℃反應(yīng)40 min，冷卻至室溫后，以美拉德反應(yīng)液感官評(píng)分和A420nm為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析不同反應(yīng)pH 值對(duì)美拉德反應(yīng)程度的影響。

1.3.3 美拉德反應(yīng)條件正交試驗(yàn)優(yōu)化 在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇對(duì)美拉德反應(yīng)影響較大的外源糖添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和體系pH值，按照表1 因素水平表設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，對(duì)美拉德反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，以感官評(píng)價(jià)作為考察指標(biāo)，進(jìn)行結(jié)果分析。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Levels of key factors using L9（34）orthogonal array design

1.3.4 感官評(píng)定 由10 名食品專業(yè)研究生組成評(píng)定小組，評(píng)定前統(tǒng)一進(jìn)行培訓(xùn)，按照表2 對(duì)反應(yīng)前、后馬鈴薯酶解汁液的風(fēng)味和滋味進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[15]。

表2 馬鈴薯酶解汁液感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria for potato juice

1.3.5 美拉德反應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)定 取反應(yīng)液30 mL，在4 000 r/min 條件下進(jìn)行離心10 min，獲得離心液，稀釋10 倍后于波長(zhǎng)420 nm 處測(cè)定其吸光度，結(jié)果以A420nm表示[17]。

1.3.6 酶解汁液揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析 參考陸占國(guó)等[18]并稍加修改，取5.0000 g 汁液，加入10 μL質(zhì)量濃度0.1306 mg/mL 的鄰二氯苯內(nèi)標(biāo)溶液（溶于甲醇），樣品置于60 ℃水浴中平衡30 min，插入50 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭，60 ℃吸附30 min后，插入氣質(zhì)聯(lián)用儀解析5 min。GC-MS 分析條件：色譜柱DB-WAX UI，離子源類型：EI；發(fā)射能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；四級(jí)桿溫度：150℃；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；聯(lián)接線溫度：250 ℃；載氣：He；進(jìn)樣模式：不分流進(jìn)樣；載氣流速：1.0 mL/min，升溫程序：40 ℃保持2 min，以10 ℃/min 升到120℃，以2.5 ℃/min 升到150 ℃后保持5 min，以10℃/min 升到230 ℃后保持10 min。

通過計(jì)算機(jī)NIST11L 譜庫(kù)將色譜峰和質(zhì)譜圖串聯(lián)檢索，并以人工進(jìn)行進(jìn)一步比對(duì)解析，統(tǒng)計(jì)匹配度大于80（最大值100）的組分，以鄰二氯苯為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行半定量分析，按式（1）計(jì)算含量。

式中，Ci——目標(biāo)物質(zhì)含量，mg/kg；Ai——目標(biāo)化合物峰面積，mAU·min；As——內(nèi)標(biāo)物峰面積，mAU·min；Cs——內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度，mg/mL；Vs——內(nèi)標(biāo)物添加體積，μL；m——樣品質(zhì)量，g。

1.3.7 氣味活度值的計(jì)算 根據(jù)鑒定出的香氣成分含量及其在水中的嗅覺閾值，按式（2）計(jì)算氣味活度值（OAV）[7，19]。OAV≥1.0 為關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，0.1≤OAV＜1.0 為修飾性風(fēng)味物質(zhì)，OAV<0.1 為潛在修飾風(fēng)味物質(zhì)。

式中，c——化合物的絕對(duì)含量，μg/kg；OT——該化合物在水溶液中的嗅覺閾值，μg/kg。

1.3.8 游離氨基酸含量的測(cè)定 參考裴繼偉等[20]的方法進(jìn)行測(cè)定。向待測(cè)樣品加入等體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的三氯乙酸溶液振蕩混合均勻，室溫下靜置2 h，5 000 r/min 離心30 min，取上清液加6 mol/L 的HCl 溶液水解后使用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行檢測(cè)分析。

1.3.9 酶解汁液體外抗氧化能力分析

1.3.9.1 總還原能力 參照周際松等[21]的方法并稍作修改，取2.5 mL 樣品溶液，加入pH 6.6 的磷酸鹽緩沖液2.5 mL，搖勻后加入2.5 mL 1%的鐵氰化鉀溶液，充分混勻后于50 ℃反應(yīng)20 min。再加入10%三氯乙酸2.5 mL，3 000 r/min 條件下進(jìn)行離心10 min，取上清液5 mL，加入5 mL 蒸餾水和1 mL 0.1%三氯化鐵溶液，空白對(duì)照將2.5 mL樣品溶液替換為等體積的蒸餾水，于波長(zhǎng)700 nm處測(cè)定吸光度。按式（3）計(jì)算總還原力。

式中，A1——混合溶液吸光度值；A2——不含F(xiàn)eCl3混合溶液吸光度值。

1.3.9.2 DPPH 自由基清除率 參照Li 等[22]的方法并稍作修改，取1 mL 樣品，加入2 mL 0.2 mmol/L DPPH 無水乙醇，避光反應(yīng)30 min，10 000 r/min 離心1 min，取上清液于波長(zhǎng)517 nm 處測(cè)定吸光值?？瞻捉M以等體積無水乙醇代替DPPH 溶液，對(duì)照組以等體積蒸餾水代替樣品溶液。按式（4）計(jì)算DPPH 自由基清除率。

式中，A0——對(duì)照組吸光度值；Ai——樣品組吸光度值；Aj——空白組吸光度值。

1.3.9.3 ABTS 自由基清除率 參考楊楠等[23]的方法并稍作修改，取1 mL 樣液，加入ABTS 工作液3 mL，漩渦振蕩10 s，以甲醇做參比，于波長(zhǎng)734 nm 處測(cè)定吸光度，按式（5）計(jì)算ABTS 自由基清除率。

式中，A空白——空白溶液吸光度值；A樣品——樣品溶液吸光度值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示。以軟件SPSS 22.0 進(jìn)行顯著性（P<0.05）分析，軟件Origin 2017 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 美拉德反應(yīng)單因素實(shí)驗(yàn)條件的確定

2.1.1 外源糖種類 外源糖的種類是影響美拉德反應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)鍵性因素[24]，由圖1 可知，添加核糖的反應(yīng)液A420nm值最大，表明其發(fā)生美拉德反應(yīng)的程度最高。添加麥芽糖的汁液美拉德反應(yīng)程度最低；添加果糖及葡萄糖組的美拉德反應(yīng)程度低于木糖、核糖；整體來看，添加蔗糖、麥芽糖、葡萄糖和果糖4 種外源糖的汁液美拉德反應(yīng)進(jìn)行不徹底，其整體反應(yīng)程度較低。不同外源糖具有不同的結(jié)構(gòu)，影響美拉德反應(yīng)進(jìn)行的速度和反應(yīng)的徹底程度。在美拉德反應(yīng)過程中，單糖的反應(yīng)速度大于雙糖，五碳糖大于六碳糖糖。作為五碳糖的木糖、核糖反應(yīng)速度最快，反應(yīng)程度更高，而果糖、葡萄糖為六碳糖，麥芽糖、蔗糖為雙糖，參與美拉德反應(yīng)的活性較弱[25]。

圖1 外源糖種類對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分和吸光度值（A420nm）的影響Fig.1 Effects of exogenous sugar types on the sensory score and A420nm of Maillard reaction juice

由圖1 結(jié)合圖2 可知，添加不同外源糖均可明顯改善馬鈴薯酶解汁液風(fēng)味。添加木糖或果糖制備的反應(yīng)液感官評(píng)定總分較高，表明添加木糖或果糖進(jìn)行美拉德反應(yīng)，更有利于改善和提升馬鈴薯酶解汁液風(fēng)味和滋味。由圖2 可見，添加木糖制備的美拉德反應(yīng)液（MRPs）香氣最為突出，香味和滋味的感官評(píng)分最高，添加果糖制備的MRPs香氣較為突出，主要體現(xiàn)在口感好、甜度高，香甜氣和滋味評(píng)分較高。添加核糖雖消除了酶解汁液的腥味，但汁液產(chǎn)生了糊味及其它不良風(fēng)味，同時(shí)產(chǎn)生了明顯的苦味，使得整體風(fēng)味接受度下降，感官評(píng)分降低。添加葡萄糖對(duì)MRPs 風(fēng)味雖具有一定的提升作用，但風(fēng)味比較單一；添加蔗糖、麥芽糖雖對(duì)酶解液氣味和滋味略有一定的改善作用，但效果并不突出。綜合感官評(píng)分和美拉德反應(yīng)程度結(jié)果，以添加果糖和木糖為宜。

圖2 外源糖種類對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分的影響Fig.2 Effects of various exogenous sugars on sensory score of Maillard reaction juice

2.1.2 木糖和果糖質(zhì)量比 由圖3 可知，添加不同質(zhì)量比的木糖與果糖，反應(yīng)液的感官評(píng)分差異明顯。當(dāng)添加的木糖與果糖的質(zhì)量比為1∶3 時(shí)，汁液的感官評(píng)分最高，A420nm值較大，說明美拉德反應(yīng)進(jìn)行程度較強(qiáng)。綜合考慮，選擇木糖與果糖質(zhì)量比為1∶3 較為適宜。

圖3 木糖與果糖質(zhì)量比對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分和吸光度值（A420nm）的影響Fig.3 Effects of mass ratio of xylose and fructose on sensory score and A420nm of Maillard reaction juice

2.1.3 外源糖復(fù)配添加量 由圖4 可知，美拉德反應(yīng)程度隨著復(fù)配外源糖添加量的增加而逐漸上升；當(dāng)復(fù)配外源糖添加量為3.0%時(shí)，反應(yīng)液的感官評(píng)分最高，美拉德反應(yīng)程度也處于較高水平；進(jìn)一步提高復(fù)配外源糖添加量，會(huì)生成糊味或其它刺激性氣味，感官評(píng)分下降；當(dāng)添加4.0%復(fù)配外源糖時(shí)，汁液糊味明顯，有苦味產(chǎn)生，感官評(píng)分明顯降低。綜上，選擇3.0%為最適外源糖添加量。

圖4 復(fù)配外源糖（木糖和果糖）添加量對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分和吸光度值（A420nm）的影響Fig.4 Effects of the amount of exogenous mixed sugar（xylose and fructose）on sensory score and A420nm of Maillard reaction juice

2.1.4 反應(yīng)溫度 由圖5 可知，反應(yīng)液A420nm值隨反應(yīng)溫度升高而逐漸增加，表明美拉德反應(yīng)程度隨反應(yīng)溫度逐步增強(qiáng)。反應(yīng)液感官評(píng)分在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的增加而逐漸上升，而后逐漸下降。100 ℃制備的反應(yīng)液感官評(píng)分最高。而110℃和120 ℃條件下制備的反應(yīng)液感官評(píng)分顯著下降，主要是在較高溫度下形成較多的類黑精等物質(zhì)，產(chǎn)生糊味等不良風(fēng)味和明顯的苦澀味。因此，選取100 ℃為較適宜的反應(yīng)溫度。

圖5 反應(yīng)溫度對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分和吸光度值（A420nm）的影響Fig.5 Effects of reaction temperature on sensory score and A420nm of Maillard reaction juice

2.1.5 反應(yīng)時(shí)間 由圖6 可以看出，隨反應(yīng)時(shí)間不斷增加，A420nm吸光度值不斷增大，美拉德反應(yīng)程度不斷加強(qiáng)。在反應(yīng)時(shí)間10～50 min 變化時(shí)，MRPs 感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)時(shí)間為40 min時(shí)，感官評(píng)分最高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在10～40 min 之間逐漸增加時(shí)，MRPs 中的風(fēng)味物質(zhì)不斷釋放，腥味減弱，感官評(píng)分增加；當(dāng)時(shí)間大于40 min 時(shí)，繼續(xù)增加反應(yīng)時(shí)間，汁液產(chǎn)生不良風(fēng)味，評(píng)分降低。綜上，選取40 min 為適宜的反應(yīng)時(shí)間。

圖6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分和吸光度值（A420nm）的影響Fig.6 Effects of reaction time on sensory score and A420nm of Maillard reaction juice

2.1.6 體系pH 值 由圖7 可知，體系初始pH 從5.0～9.0 不斷提高時(shí)，A420nm吸光度值逐漸變大，表明美拉德反應(yīng)程度隨著pH 值的增加而不斷增強(qiáng)。反應(yīng)液的感官評(píng)分也隨反應(yīng)體系初始pH 值提高先上升后下降，當(dāng)體系中初始pH 值為7.0時(shí)，感官評(píng)分最高。綜上，選取pH7.0 為適宜的反應(yīng)pH 值。

圖7 反應(yīng)體系初始pH 值對(duì)美拉德反應(yīng)汁液感官評(píng)分和吸光度值（A420nm）的影響Fig.7 Effects of initial pH value on sensory score and A420nm of Maillard reaction juice

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析與驗(yàn)證

由表3 可知，各因素對(duì)美拉德反應(yīng)后馬鈴薯汁液的感官評(píng)分影響順序?yàn)榉磻?yīng)溫度＞體系pH值＞反應(yīng)時(shí)間＞外源糖添加量。由表4 可知，4 個(gè)因素對(duì)反應(yīng)液感官評(píng)分均有顯著性影響（P<0.01），且影響程度為反應(yīng)溫度>體系pH 值>反應(yīng)時(shí)間>外源糖添加量，與極差分析結(jié)果一致。由表3 可知，最適美拉德反應(yīng)條件組合為：反應(yīng)溫度110℃，反應(yīng)時(shí)間50 min，外源糖添加量為3.0%，體系pH 值為6.0。在此反應(yīng)條件下，重復(fù)3 次試驗(yàn)，最后測(cè)得反應(yīng)后馬鈴薯汁液感官評(píng)分為24.80，汁液風(fēng)味良好，反應(yīng)程度高。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal design experiment results

（續(xù)表3）

表4 正交試驗(yàn)方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal test

2.3 美拉德反應(yīng)前、后汁液揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成與含量結(jié)果分析

馬鈴薯酶解汁液和美拉德反應(yīng)液中分別檢測(cè)到35 和45 種揮發(fā)性化合物（表5）。相較于馬鈴薯酶解汁液，美拉德反應(yīng)液中烴類物質(zhì)、醇類物質(zhì)含量減少甚至消失，生成了較多糠醛、二甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛等香氣物質(zhì)及吡嗪、吡啶等含有堅(jiān)果香、烤肉香氣的雜環(huán)類化合物。馬鈴薯酶解汁液中主要包括壬醛、β-紫羅酮（OAV≥1.0）2 種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，苯甲醇、正己醛（0.1≤OAV＜1.0）2種修飾性風(fēng)味物質(zhì)，共同賦予馬鈴薯酶解汁液青草香、柏木香以及輕微的腥味；美拉德反應(yīng)液中主要包括壬醛、2-甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛、β-紫羅酮（OAV≥1.0）5 種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，苯甲醇（0.1≤OAV＜1.0）1 種修飾性風(fēng)味物質(zhì)，并生成吡啶、吡嗪等雜環(huán)類化合物，賦予美拉德反應(yīng)汁液烘焙香、堅(jiān)果香氣。

表5 美拉德反應(yīng)前、后汁液的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量Table 5 Volatile flavor composition and content of juice before and after Maillard reaction

從整體來看，芳香族烴類化合物在各樣品中檢出相對(duì)較少，芳香類化合物大多閾值較高，少數(shù)閾值較低，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。這些芳香族化合物可能來自于馬鈴薯細(xì)胞中外源糖的降解，是形成某些雜環(huán)化合物的重要物質(zhì)前體，對(duì)馬鈴薯香氣的形成起到重要作用[26]。

醛類物質(zhì)具有較低的嗅覺閾值，低劑量條件下對(duì)馬鈴薯的香氣也作出突出貢獻(xiàn)，這些物質(zhì)可能來自于甘油三酯的氧化降解或多不飽和脂肪酸中碳碳雙鍵的氧化降解。其中飽和醛類物質(zhì)主要來源于n-6 或n-9 不飽和脂肪酸的氧化降解，其中C6～C12 飽和醛類物質(zhì)閾值較低，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。本試驗(yàn)中檢測(cè)到了壬醛、己醛，其中己醛是亞油酸的氧化和斷裂反應(yīng)產(chǎn)物[27]。在受熱過程中，氨基酸的氨基與糖類的羰基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)醛類物質(zhì)，這些物質(zhì)與Maillard 和Strecker 反應(yīng)具有關(guān)聯(lián)[28]。己醛低濃度時(shí)呈清香和草香味，濃度過高時(shí)產(chǎn)生令人不悅的酸敗及刺激性辛辣味[29]。

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物2，3-二氫苯并呋喃、2-正戊基呋喃、吲哚、吡啶和2-甲基吡啶賦予烘焙香、烤甜香。在美拉德反應(yīng)過程中，含硫氨基酸通過Streeker 降解產(chǎn)生硫化氫和氨，為大量雜環(huán)風(fēng)味物質(zhì)的形成提供前體物質(zhì)，再經(jīng)氧化生成吡嗪。吡嗪類化合物是烤馬鈴薯風(fēng)味的典型成分，具有堅(jiān)果烘烤香味[30－31]。楊金等初[32]研究認(rèn)為，呋喃類、吡喃類和環(huán)戊烯酮類化合物是甘薯和南瓜中的主要香氣組分，吡嗪類、吡咯類和吡啶類化合物是馬鈴薯主要香氣組分。本試驗(yàn)也在美拉德反應(yīng)液中檢測(cè)到了吡嗪、吡咯等雜環(huán)類化合物。

綜上所述，馬鈴薯酶解汁液主要為壬醛、β-紫羅酮、正己醛帶來的青草香、微腥味，美拉德反應(yīng)汁液主要為壬醛、2-甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛、β-紫羅酮以及吡嗪、吡啶類雜環(huán)化合物共同賦予的濃郁的烘烤香氣、堅(jiān)果香氣。

（續(xù)表5）

（續(xù)表5）

2.4 美拉德反應(yīng)前、后汁液游離氨基酸含量變化

游離氨基酸是食品中重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，是食品滋味和氣味前體物質(zhì)的重要來源，并與食品體系中的其它成分共同發(fā)生協(xié)同作用，影響食品風(fēng)味。由表6 可知，由于美拉德反應(yīng)過程的消耗，汁液中鮮味、甜味和苦味氨基酸的含量均顯著降低，游離氨基酸總含量降低了22.52%。反應(yīng)后汁液中僅蛋氨酸含量有所增加，可能是由于反應(yīng)中蛋白質(zhì)或肽類的降解生成[19，34]。不同呈味氨基酸占游離氨基酸總含量的比例發(fā)生了明顯變化，其中鮮味氨基酸和甜味氨基酸占比分別增加了2.88%和0.85%，而苦味氨基酸占比減少了3.72%。此外，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物所含的0.3～3 ku 的肽、5'-鳥苷酸、谷氨酸、天冬氨酸等鮮味氨基酸貢獻(xiàn)強(qiáng)烈的鮮味及回味[35-38]，一方面，這些物質(zhì)可以增加汁液的鮮味和咸味，另一方面，游離氨基酸與新生成的MPRs 之間發(fā)生了味覺相互作用，掩蓋了汁液原有的苦、澀等異味[8，39]，進(jìn)而呈現(xiàn)出更加濃郁的咸鮮風(fēng)味，因此美拉德反應(yīng)對(duì)馬鈴薯酶解汁液滋味的改善與氨基酸的組成和比例改變有關(guān)。

表6 美拉德反應(yīng)對(duì)馬鈴薯酶解汁液中游離氨基酸含量的影響Table 6 Effect of Maillard reaction on free amino acid content in enzymatic hydrolysate of potato juice

2.5 美拉德反應(yīng)前、后馬鈴薯汁液的體外抗氧化活性

由表7 可知，馬鈴薯酶解汁液和最優(yōu)MRPs均有抗氧化性，且最優(yōu)美拉德反應(yīng)條件下的馬鈴薯酶解汁液的總還原力、DPPH 自由清除率、ABTS自由基清除率均顯著增加，表明美拉德反應(yīng)后產(chǎn)物的抗氧化活性明顯增加，可能是由于美拉德反應(yīng)后體系生成了較多的抗氧化性物質(zhì)[40]。

表7 汁液體外抗氧化活性Table 7 In vitro antioxidant capacity of potato juice

3 結(jié)論

本研究以馬鈴薯酶解汁液為原料，通過添加外源糖，以反應(yīng)液感官評(píng)分為指標(biāo)，獲得改善馬鈴薯汁液風(fēng)味的美拉德反應(yīng)最佳條件為：以木糖與果糖為復(fù)配外源糖，質(zhì)量比1 ∶3，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，反應(yīng)體系pH 值為6.0，110 ℃反應(yīng)50 min。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析表明：美拉德反應(yīng)液中烴類物質(zhì)、醇類物質(zhì)含量減少甚至消失，新生成了較多糠醛、二甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛等揮發(fā)性香氣成分以及吡嗪、吡啶等具有堅(jiān)果香、烤肉香氣的雜環(huán)類化合物，賦予了汁液烘烤香、堅(jiān)果香味等令人愉悅的風(fēng)味；汁液中苦味氨基酸占比降低，鮮味氨基酸、甜味氨基酸占比提高，游離氨基酸與新生成的MPRs 通過味覺相互作用使得汁液的苦澀味降低，咸香風(fēng)味增強(qiáng)，整體風(fēng)味與滋味得到較大程度的改善，同時(shí)制備的反應(yīng)液體外抗氧化活性增強(qiáng)。上述結(jié)果表明，美拉德反應(yīng)可以用于改善熟化馬鈴薯汁液副產(chǎn)物的風(fēng)味及滋味，為以馬鈴薯汁液作為風(fēng)味基料開發(fā)新型調(diào)味品提供參考。