芦丁对大豆肽美拉德反应色香味的影响

黄梅桂，汪剑，张晓鸣，刘平，宋诗清，夏书芹，贾承胜

1(江南大学食品学院，食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡，214122)2(哈尔滨市产品质量监督检验院，国家农林副产品质量监督检验中心，黑龙江哈尔滨，150036)

芦丁对大豆肽美拉德反应色香味的影响

黄梅桂1，汪剑2，张晓鸣1，刘平1，宋诗清1，夏书芹1，贾承胜1

1(江南大学食品学院，食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡，214122)2(哈尔滨市产品质量监督检验院，国家农林副产品质量监督检验中心，黑龙江哈尔滨，150036)

考察了芦丁对大豆肽体系美拉德反应中色泽的影响，研究发现，质量分数为0.15%的芦丁可以抑制大豆肽美拉德反应色泽的形成，且焦香味较突出，肉香味较弱。HPLC分子量分布分析结果表明，体系中小分子质量(＜500 u)物质占大多数，添加前后分别为76.21% 和76.86%。SPME－GC－MS分析显示添加芦丁的产物挥发性化合物种类明显减少，添加前后分别为65种和47种，特别是一些对肉香气贡献较大的含硫化合物2－呋喃甲硫醇受到明显抑制，含量分别为10.187 2μg/g和6.118 0μg/g，这表明添加芦丁的产物适合用于开发色泽较浅，焦香味突出的美拉德风味增强肽。

美拉德反应，感官评定，分子量分布，挥发性化合物

食品风味的增强与改善一直是广大食品研究人员和生产者关注的热点。近年来，国内外学者对美拉德热反应增强食品风味特性进行了广泛的研究。美拉德反应(maillard reaction)又称为“非酶褐变反应”［1］，它是加工食品的色泽、浓郁芳香和各种风味的主要来源，特别存在于一些传统的加工工艺过程，如肉类食品的蒸煮、面包等食品的烘烤以及咖啡、可可豆的焙炒。多年来国内外对美拉德热反应的研究大多偏重在增强食品香气(如焦甜香、肉香)、鉴定特征香气成分以及增强其诱人的美拉德褐色物质。鲜有报道如何控制美拉德反应程度，特别是通过添加天然多酚类化合物如芦丁，使其产生色浅、香气和滋味浓郁的热反应风味增强肽。但是，在生活和科技水平十分发达的今天，人们不仅追求食品的香气和滋味，更崇尚自然，注重营养，清淡浅色型的食品越来越受到人们的喜爱。

大豆肽含有所有人体必需氨基酸及多种不同分子量片段的肽，能增进食品风味(包括提升鲜味、香味、醇厚味、后味)，是纯天然的食品原料，可为食品带来不同的风味特征或增强其风味。大豆肽无论在功能特性上，还是营养学上都有其独特之处，是应重点开发的大豆深加工产品之一。研究大豆肽的美拉德反应，开发清蒸型美拉德反应风味增强肽，研究其在浅色型食品中的应用，对于充分利用我国的大豆资源，拓展大豆肽在食品中的应用，促进人类的健康具有十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大豆分离蛋白(蛋白质含量为86.7%)，购于上海沪峰生物科技有限公司;芦丁购于国药集团化学试剂有限公司;Alcalase 2.4 L，购于诺维信酶制剂公司;其他试剂均为分析纯。

UV－1600紫外可见分光光度计，上海美谱达公司;WSC测色色差计，上海精密科学仪器有限公司;气相色谱质谱联用仪，Finnigan Trace GC/MS，Finnigan;美国，高效液相色谱仪，Waters Co.，Milford，美国。

1.2 实验方法

1.2.1 大豆肽的制备

大豆分离蛋白按1∶8(g∶mL)溶于水中，85℃预处理20 min，用 0.5mol/L NaOH 调节 pH 值至 8.0，添加 0.5%Alcalase，60℃ 恒温酶解 4 h 后，升温至90℃灭酶10 min。酶解物9 000 g离心15 min，取上清液冻干备用。

1.2.2 美拉德反应产物的制备

大豆肽 0.1 g/mL，D－木糖 0.015 g/mL，L－半胱氨酸0.01 g/mL 溶于蒸馏水中，分别按 0.05%，0.1%，0.15%，0.2%，0.25%，0.3% 添加芦丁，0.1mol/L NaOH 或0.1mol/L HCl调节 pH 值至 7.0，120 ℃ 油浴搅拌反应2 h。取出冰浴，猝灭反应，供分析用。

1.2.3 色差测定

以水做空白对照，定量移取2mL MRPs用于测定L*，a*，b*值。3次测定取平均值。按如下公式计算相应参数［2］:

1.2.4 感官评定

MRPs按0.15%添加到鲜汤溶液中，加热到60℃，将样品3位数编码后根据肉香、焦甜香、咸味、鲜味、醇厚味、持续性以及整体接受性进行感官评定，添加等量的糊精鲜汤作为空白溶液，打分标准为1～7分，空白溶液为3分。鲜汤溶液固形物(1.5%)的组成为:50%食盐、7%糖、3%洋葱粉、3%牛肉粉、1.5%味精、1.2% 焦糖、0.2% 白胡椒、0.2% 芹菜粉、33.9% 乳糖［3］。

挑选8名感官评定员，年龄为23～49岁，感官评定前对评定员进行感官训练，焦甜香为麦芽糖水溶液的香气，鲜味参照为4 mmol/L的谷氨酸单钠溶液，咸味参照为12 mmol/L的NaCl溶液，肉香、醇厚感和持续性参照物为牛肉膏块(Knorr，上海)10 g溶于1L沸水中。

1.2.5 分子量分布测定

样品制备:样品溶解于流动相中，高速离心(10 000 g)10 min，用 0.45 μm 微孔过滤膜过滤后供进样。仪器:Waters 600高效液相色谱仪(Empower工作站)。色谱条件:色谱柱:UltrahydrogelTMLinear 300 mm ×7.8 mmid ×2;流动相:0.1M NaNO3;流速:0.9mL/min;柱温:45℃。分子量(u)校正曲线所用标准品:MW2 000 000;MW133800;MW7 100;MW2 500;MW180。分子量计算公式如下:

MW:分子量，u;T:洗脱时间，min。

1.2.6 挥发性成分分析

挥发性组分的固相微萃取(SPME):样品中挥发性组分采用固相微萃取方法(SPME)进行提取，具体的方法为:将3g MRPs加入15mL固相微萃取样品瓶中，并加入 5μL 1，2－二氯苯标准溶液(50μg/mL)作内标定量。将样品瓶置于50℃下水浴，采用100 μmDVB/CAR/PMDS萃取头吸附30 min，然后至气相进样口250℃下解吸15min。

气相色谱条件:色谱毛细管柱为DB－wax柱(30 m×0.25 mm ×0.25 μm);起始温度40℃，保持3min，然后以5℃/min的升温速度升温到80℃，再以10℃/min的升温速度升温到160℃，保留0.5m in，再以2℃/min的升温速度升温到175℃，然后以10℃/min的升温速度升温到230℃，保留7 min;载气为He，流速 1.8mL/min;不分流。

质谱条件:电离方式为EI，电子能量70 eV，灯丝发射电流为200 μA，离子源温度为250℃，接口温度250℃。扫描质量范围为33～450 m/z。

挥发性化合物鉴定:将样品挥发性化合物气相色谱(GC)谱图中每个洗脱峰的质谱，同时与WILEY library(l0.7 万种化合物，Hewlett－packard Co.) 和NIST library(32 万种化合物，Hewlert－packard Co.)2个数据库中已知化合物的质谱进行匹配和比较，按相似度(SI)＞800(最大值为1 000)的原则作为该峰化合物的鉴定结果。相同气质条件下进样C6－C26的正构烷烃标准品2μL，用于计算Kovats指数，与文献对照，对检索到的化合物进行定性比较。

2 结果与讨论

2.1 芦丁对美拉德反应色泽的影响

在Lab色差空间中，L*值越大说明物体颜色越白;a*值若为正值表现为红色，负值为绿色;b*值正值为黄色，负值为蓝色;总色差ΔE表示与参照物水相比的色差值，值越小表明越接水的颜色;C*值为彩度(Chroma)，其值越大颜色越鲜艳;色调H 0～600表示色调由红褐－红－黄－橙色变化。不同芦丁添加量对大豆肽美拉德体系颜色的影响如图1所示，在0.15%添加量时 MRPs的 a*，b*，ΔE，C*以及 H 均具有最小值，明暗度L*具有最大值，这表明在该添加量下MRPs的颜色最浅，与未加芦丁的MRPs(PXC)相比具有显著差异，此条件下的芦丁具有明显抑制该体系大豆肽美拉德反应色泽的形成。发生这种现象可能是因为芦丁属于具有多羟基结构的黄酮类化合物，其抑制颜色形成的机制［4］和儿茶素类似，其黄酮母核结构的不饱和C环能与糖类物质发生糖基化反应，多酚类结构中不饱和键上的π电子与羰基化合物发生亲电反应，在美拉德反应的初级阶段捕获乙二醛、丙酮醛以及3－脱氧酮等中间产物，抑制MRPs前体 Amido－imidazorene 的形成［5］，从而抑制美拉德反应高级阶段黑色物质的形成。但随着芦丁添加量的进一步增加，颜色呈现深黄色，且有大量的沉淀生成，推测可能原因是由于在大量芦丁存在条件下，其多羟基基团一方面发生一定程度的自动氧化，另一方面与大量的活性中间产物不规则反应，大量发色团被包合形成多聚物，使产物呈现较深的色泽。

图1 芦丁对大豆肽美拉德反应色泽的影响

2.2 感官评定

对色泽较浅(芦丁添加量0.15%，PXCR)的样品与未添加芦丁的样品(PXC)进行了感官评定，如图2所示，添加芦丁的样品焦甜香很突出，肉香明显较PXC弱，鲜味、咸味、持续性和醇厚味无显著差异，PXCR的整体接受性稍弱于PXC。可能是因为肉香对整个样品的整体接受性起着重要作用，PXC肉香浓郁协调，超过了对焦甜香的喜好程度。就应用而言，添加芦丁的样品适用于增强焦甜香的食品中，而PXC更适用于增强肉香的食品中。

图2 大豆肽MRPs的风味轮廓图

2.3 分子量分布分析

芦丁的添加对大豆肽美拉德体系的色泽和风味均有显著影响，Ogasawara报道［3］，美拉德产物的分子量对其呈味特性有一定的关系，因此对MRPs进行了进一步分析。挥发和非挥发化合物的总体分子量分布(图3)表明，2个体系中低分子量(＜500 u)物质占大多数，分别为PXC 76.21%，PXCR 76.86%。分子量500～1 000 u的化合物含量差异较大，PXC和PXCR分别为 17.49%和16.55%。Ogasawara报道［3］，1 000～5 000 u的美拉德肽具有风味增强的作用，本实验2个体系中分子量1 000～5 000 u的化合物含量差异不显著，分别为6.27%和6.54%，这可能也是感官评定醇厚味等滋味差别不显著的原因之一。

图3 PXC和PXCR的分子质量分布图

2.4 固相微萃取-气质联用(SPME-GC-MS)分析

对2种美拉德反应体系的挥发性成分进行了分析，其总离子流色谱图如图4所示，经检索整理鉴定，PXC体系中有65种风味物质，PXCR中共有47种风味化合物，总含量分别为 62.102 3μg/g和 63.864 2μg/g(表1)。其挥发性化合物主要为醛类、酮类、醇类、呋喃类、吡嗪类、吡咯类、噻吩、噻唑以及酸类物质。一般认为烃类、醇、酸、酯对肉香气没有贡献，但它们中一些化合物是形成杂环化合物的重要中间体，因此它们对形成肉香具有不可忽视的基底作用。不含硫的呋喃型化合物不具有肉香特征，主要是甜香和坚果香［6］。噻唑类化合物是烤和炸肉类风味的重要组分，阈值很低，具有坚果香［7］。在含有芦丁的体系中，风味化合物的种类明显减少主要是因为芦丁捕获了部分活性二羰基化合物等风味前体物质，对色泽产生抑制作用的同时，某些风味化合物的形成也受到抑制，特别是提供肉香气的含硫化合物［8］，如2－呋喃甲硫醇(RT 16.33 min)，具有较高的风味稀释因子，气味品质为肉香和芳香［9］，在PXC和PXCR体系中的含量分别为 10.187 2μg/g和6.118 0μg/g，这与感官评定中PXCR肉香味不足的结果完全一致。同时，作为贡献焦香、甜香及果香的挥发性化合物糠醛(RT 16.80 min)在芦丁的作用下含量发生显著的变化［10］，在PXC和PXCR体系中的含量分别为0.378 7μg/g和0.963 5μg/g，这也进一步印证了感官评定PXCR中焦甜香突出的实验结果。

图4 PXC和PXCR的挥发性成分分析总离子流色谱图

表1 芦丁添加前后挥发性成分绝对含量的比较

续表1

3 结论

一定量的芦丁可以抑制大豆肽美拉德反应色泽的形成，并对风味轮廓产生较大的影响，比较分析找到了添加芦丁制备色泽浅、风味佳的大豆肽美拉德风味肽的途径，这对于开发清蒸型风味增强肽具有理论和实践意义。

［1］汪东风，孙丽平，张莉.非酶褐变反应的研究进展［J］.农产品加工学刊，2006(10):9－20.

［2］Özoğlu H，Bayindirli A.Inhibition of enzymic browning in cloudy apple juice with selected antibrowning agents［J］.Food Control，2002，13:213–221.

［3］Ogasawara M，Katsumata T，Egi M.Taste properties of Maillard－reaction products prepared from 1 000 to 5 000 Da peptide［J］.Food Chem，2006，99:600–604.

［4］Es－Safi N－E Fulchrand H.Cheynier V et al.Competition between(+)(－)catechin and(－)(－)epicatechin in acetaldehyde－induced polymerization of flavanols［J］.J Agric Food Chem，1999，47:2 088－2 095.

［5］Saucier C，Bourgeois G，Vitry C，et al.Characterization of(+)(－)catechin－acetaldehyde polmers:A model for colloidal state of wine polyphenols［J］.J Agric Food Chem.1994，45:1 045－1 049.

［6］吴昊.牛肉风味料的香气成分［J］.无锡轻工大学学报，2001，20(2):158－163.

［7］谭兵.模式体系反应制备热加工肉味风味基料的研究［D］.无锡:江南大学博士论文，2005.

［8］Hofmann T and Schieberle P.Quantitative Model Studies on the Effectiveness of Different Precursor Systems in the Formation of the Intense Food Odorants 2－Furfurylthiol and 2－Methyl－3－furanthiol［J］.J Agric Food Chem，1998，46:235－241.

［9］顾小红，孟绍凤，汤坚，等.Maillard模式反应牛肉香精挥发性风味成分分析［J］.中国调味品.2006，06:37－42.

［10］Jason P Eiserich，Shibamoto＇T.Antioxidative Activity of Volatile Heterocyclic Compounds［J］.J Agric Food Chem，1994，42:1 060－1 063.

Effect of Rutin on Color and Flavor of Maillard Reaction Products of Soybean Peptide

Huang Mei－gui1，Wang Jian2，Zhang Xiao－ming1，Liu Ping1，Song Shi－qing1，Xia Shu－qin1，Jia Cheng－sheng1
1(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)2(Harbin Product Quality Supervision and Inspection Institute，National Quality Supervision and Inspection Institute of Agricultural by－products，Haerbin 150036，China)

The effect of rutin on color and flavor of Maillard reaction products of soybean peptide was investigated.The effective addition of rutin for inhibiting color formation was 0.15%(w/w).Carmel－like aroma of Maillard reaction products(MRPs)derived from soybean peptide with rutin(PXCR)was significantly higher，and meaty aroma was weaker than control(PXC).Low molecular weight( ＜500 u)was 76.21%and 76.86%，respectively，in PXC and PXCR from the result of molecular weight distribution determined by HPLC.The result showed that kinds of volatile compounds by SPME－GC－MS were decreased from 65 to 47 after adding rutin.The content of sulfur compounds，such as 2－methyl－furanthiol，which greatly attributed to meaty aroma，was decreased from 10.1872μg/g to 6.118 0μg/g，indicating that rutin can be helpful to produce light－colored and carmel－like flavor enchancer Maillard peptides.

Maillard reaction，sensory evaluation，molecular weight distribution，volatile compounds

在读博士(张晓鸣教授为通讯作者)。

* 国家自然科学基金(31071602)，食品科学与技术国家重点实验室项目(SKLF－TS－200813)，科技型中小企业技术创新基金(10C26213200976)共同资助。

2010－07－07，改回日期:2010－09－07