利用鳝鱼废弃物水解液优化制备肉味香料的研究

杨 兰,陈维新,郭利平

(广东轻工职业技术学院,广东广州 510300)

利用鳝鱼废弃物水解液优化制备肉味香料的研究

杨 兰,陈维新,郭利平

(广东轻工职业技术学院,广东广州 510300)

探讨了通过美拉德反应,利用鳝鱼废弃物水解液制备肉类调味香料的研究,确定了复合还原糖、VB1及酵母抽提物对产物肉味香气品质的影响,并用响应面分析法进行优化,再对优化方案进行验证。结果表明,当复合还原糖用量为 3.65%、VB1用量为 1.25%、酵母抽提物用量为 2.40%时,产物的风味最好。

鳝鱼废弃物,酶解,美拉德反应,响应面分析

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鳝鱼废弃物 购于广州集贸市场,剁碎、混匀后冷冻保存,使用前解冻;Neutrase 0.8AU/g,丹麦NovoNordisk公司;Flavourzy me 1000MG 1.0LAPU/g,丹麦NovoNordisk公司;酵母抽提物 安琪酵母股份有限公司;其它试剂 均为国产分析纯。

BP211D分析天平 德国 Satorius公司;数显恒温水浴锅 上海仪表集团;pHS-3C型精密 pH计上海雷磁仪器厂;KDN-04A定氮仪 上海新嘉电子有限公司;高压蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂;高速冷冻离心机 湖南湘仪公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鳝鱼废弃物的酶解工艺 将鳝鱼废弃物解冻后,加入Neutrase 0.5%,50℃水解 4h后,加热、灭酶,调 pH至 7.0,再加入 Flavorzyme 1.0%,继续水解 4h后,灭酶,离心,过滤,取上清液,即为下一步Maillard反应的原料。

由于这两种酶具有不同的酶解特性,其水解的互补性可以使得酶解液的水解度达 50.8%,水解液的苦味明显减少。另外,实验中还发现,在用Flavorzyme水解后,其腥味也有一定程度的下降,因此其水解液适于用作Maillard反应的原料。

1.2.2 美拉德反应合成肉味香料 取上述水解液100mL,调 pH至 7.5,加 L-Cys 1.5%,味精 3.0%,大蒜粉 2.0%,复合还原糖、VB1、酵母抽提物则按设计配比加入,搅拌均匀后置于 200mL玻璃瓶中,密封,于110℃反应 90min。

1.2.3 测定方法

1.2.3.1 氨态氮含量的测定 甲醛法[5]。

1.2.3.2 蛋白质含量的测定 微量凯氏定氮法[5]。

1.2.3.3 水解度 DH的测定 水解液中氨基态氮与总氮的百分比。

1.2.3.3 感官评定方法 采用简单描述法[6],即由 10名感官评定员,用任意的词汇对每个样品的风味特性进行定性描述,要求尽量完整地描述出产品品质,然后对其肉味香气进行十分制的评定打分,完成后,计算出平均分值作为评价结果。

2 结果与讨论

2.1 单因素对产物肉味香气的影响

2.1.1 复合还原糖用量对肉味香气的影响 选择葡萄糖∶木糖比例为 2∶1组成复合还原糖,以 1%～6%的比例加入,L-Cys 1.5%,味精 3.0%,大蒜粉 2.0%,进行Maillard反应,其反应结果如图 1所示。

图 1 复合还原糖用量对肉味香气的影响

美拉德反应是还原糖与氨基酸之间的反应,因此,还原糖的用量将会影响到产物的风味、口感及色泽。在 1%～2.5%的范围内,还原糖加入量较少,产物的肉类风味不够明显,当还原糖用量大于 4.5%时,产物较甜,且在较高温度下易发生焦糖化反应,稍带糊味,在 2.5%～4.5%的范围内,产物的口感及风味、色泽较好。

2.1.2 VB1用量对肉味香气的影响 VB1以 0～2.5%的比例加入,复合还原糖用量为 3%,L-Cys 1.5%,味精3.0%,大蒜粉 2.0%,其结果如图 2所示。

图 2 VB1用量对肉味香气的影响

由图可见,当 VB1用量在 0～1.00%时,随着用量增加,产物的肉味香气品质明显提升,这是因为 VB1是一种重要的肉味前体化合物[6],分子内含有一个噻吩基等基团,受热降解后产生噻吩及一系列含氮或含硫化合物,其中许多化合物含有肉类香味。另外, VB1热降解中还会产生很多美拉德反应的中间物,如H2S、NH3等,同样也有助于风味的增强,因此,加入适量的VB1对产物的风味有明显加强的作用[6]。当其用量大于 1.5%后,产物的风味明显下降,产物评分值迅速降低,具有较刺激的含硫味。

2.1.3 酵母抽提物用量对肉味香气的影响 酵母抽提物以 0～5.0%的比例加入,复合还原糖用量为 3%, L-Cys 1.5%,味精 3.0%,大蒜粉 2.0%,其结果如图 3所示。

图 3 酵母抽提物用量对肉味香气的影响

酵母抽提物的主要成分为多肽、氨基酸、呈味核苷酸等[7],可以为 Maillard反应提供很好的前体物质,由图 3可知,2%的酵母抽提物对产物的风味影响最大,感官分析也表明该水解液中的苦味和鱼腥味大大降低,起到了掩盖不良气味、提升产品口感的作用。

2.2 响应面优化Maillard反应配方

2.2.1 配方组成优化方案 根据单因素实验所得结果,选取复合还原糖用量、VB1用量、酵母抽提物用量三个因素进行中心组合。设定三因素的取值范围：复合还原糖用量 2.50%～4.50%,VB1用量 0.50%～1.50%,酵母抽提物用量 1.50%～3.50%,以肉味香气评分为标准进行响应面分析,实验结果如表 1所示。

表 1 配方优化的中心组合设计及实验结果

2.2.2 配方组成对肉味香气的影响 根据实验结果建立的数学模型为：

香气评分 =8.42+0.040A+0.26B-0.095C+ 0.013AB-0.012AC +0.013BC-0.16A2-0.28B2-0.53C2

式中：A为复合还原糖含量;B为 VB1含量;C为酵母抽提物含量。

对此模型进行方差分析及显著性检验,结果如表2、表3所示。

表 2 肉味香气评分二次多项模型方差分析

表 3 肉味香气评分模型方程系数显著性检验

由表 2可以看出,在α=0.01水平时,模型回归显著(P＜0.05),失拟项不显著 (P＜0.05),且从表 3可知,B、B2、C2为显著性影响因素,在各影响因素中, VB1(B)对香气的影响最大,其次是酵母抽提物 (C)。

根据模型方程做响应面 (图 4～图 6),通过该组动态图可评价诸因素之间对肉味香气的影响作用,同时可确定各因素的最佳水平及组合。

图 4 复合还原糖和酵母抽提物交互影响肉味香气的曲面图

图 6 酵母抽提物和VB1交互影响肉味香气的曲面图

2.2.3 配方的优化及验证 将香气评分设定为最大值,软件给出的最优配方为：复合还原糖用量3.64%,VB1用量 1.23%,酵母抽提物用量 2.42%,其理论肉味香气评分为 8.48。为了实际操作的可行性及简化工艺,将Maillard反应配方修正为：复合还原糖用量 3.65%,VB1用量 1.25%,酵母抽提物用量2.40%,根据修正后的最优配方进行实验验证,其肉味香气评分为 8.40,无论是从口感还是肉味香气和体态上来看,该反应物均为品质良好的热反应香精产品。

3 结论

本文对鳝鱼废弃物进行蛋白酶水解后,以水解液为基料进行Maillard反应来制备肉类香料,并考察了复合还原糖、VB1、及酵母抽提物对产物风味的影响。主要结论如下：

3.1 利用 Neutrase及 Flavorzyme水解鳝鱼废弃物,其水解度可达 50.8%,且水解液苦味和腥味下降非常明显,适于用作Maillard反应的基料。

3.2 通过单因素实验得出Maillard反应过程中三因素的合适范围：L-cys用量为 2.50%～4.50%,VB1用量为 0.50%～1.50%,酵母抽提物用量 1.50%～3.50%。

3.3 采用响应曲面设计优化了牛肉香精Maillard反应的配方组成。方差分析表明,VB1用量对肉味香气的影响较显著(P＜0.05)。软件给出最优配方为：复合还原糖用量 3.64%,VB1用量 1.23%,酵母抽提物用量 2.42%,其理论肉味香气评分为 8.48。验证实验中采用复合还原糖用量 3.65%、VB1用量 1.25%、酵母抽提物用量2.40%得到的其肉味香气评分为 8.40,与理论最优配方基本一致,本研究的结果也为水产品废弃物的再利用提供了新的思路和途径。

[1]游海,甘果,高荫榆,等 .鳝鱼废弃物蛋白水解液脱苦方法的研究[J].中国畜产与食品,1998,5(1)：2-4.

[2]刘通讯,李媛,王永江,等 .酶法水解鲢鱼蛋白及其水解液合成酱类香料的研究[J].食品工业科技,2004,25(9)：86-88.

[3]刘汉文,陈洪兴,封功能,等 .低值鱼酶解液生产肉类调味基料工艺的研究[J].食品科技,2007(8)：176-180.

[4]张彩菊,等 .利用美拉德反应制备鱼味香料[J].无锡轻工大学学报,2004,23(5)：11-15.

[5]大连轻工业学院 .食品分析[M].北京：中国轻工业出版社,2002：221-234.

[6]岑泳延 .鸡肉酶解的热反应鸡肉香精的研究[D].华南理工大学硕士论文,2003.

[7]李沛,王昌禄,刘政芳,等 .酵母抽提物及其在食品调味行业中的应用[J].中国调味品,2005,317(7)：10-12.

Preparation of m eat flavor synthesis byMaillard reaction from hydrolysates of eel fish byproduct

YANG Lan,CHENW ei-xin,GUO L i-ping
(GuangdongLight Industry College of Technology,Guangzhou 510300,China)

The p rep a ra tion of m ea t flavor synthes is byM a illa rd reac tion from hyd rolysa tes of ee l fish byp roduc twas s tud ied.The results showed tha t the p roduc t w ith high qua lity was m ade when the comp onent was comp osed by reduce suga r comp os ites3.65%,VB11.25%and yeas t extrac t2.40%.

ee l fish byp roduc t;hyd rolys is;M a illa rd reac tion;resp onse surface ana lys is

TS264.3

B

1002-0306(2010)03-0290-03

鳝鱼为热带及暖温带鱼类,分布于亚洲东南部。我国除西部高原外,全国各水域均产此鱼,特别是珠江流域和长江流域,更是盛产黄鳝的地区。黄鳝肉嫩味鲜,营养价值甚高,因此深受人们的喜爱。而且近年来人工养殖鳝鱼产量很大,加工性鳝鱼肉制品了越来越多,导致鳝鱼的废弃物也在不断增加。游海等[1]的研究结果表明：加工鳝鱼剩下的头、内脏等废弃物约占总重的 30%,其中蛋白质含量为 13.7%,与鳝鱼肉含量 18.4%相接近,是一种值得再利用的蛋白质新资源。同时水产品加工时的废弃物变成高质产品,也是水产品加工业新的经济增长点。热反应型香精具有风味自然、安全性好、加工费用低等优点,在食品行业中备受青睐,近年来,也出现了利用低值鱼类及其酶解产物制备各种香料的研究,如利用鲢鱼制备酱类调味料[2]、利用低值杂鱼制备肉类调味料[3]、利用鳙鱼制备鱼味香料[4]等,但对于利用废弃物生产香料的研究还未见报道。考虑到鳝鱼废弃物的蛋白质含量较高,因此本研究利用蛋白酶及风味酶水解制得水解液后,再利用Maillard反应进行肉类调味料的制备,为加工利用水产品废弃物提供理论依据、开拓新的思路,以期进一步提高其经济价值和使用价值。

2009-04-15

杨兰 (1974-),女,讲师,研究方向：食品生物技术、食品检测。