NaCl对大豆肽美拉德反应体系色香味的影响*

黄梅桂，张晓鸣

1(南京林业大学，轻工科学与工程学院，江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏南京，210037)2(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)

美拉德反应(Maillard reaction)又称为“非酶褐变反应”，主要是指食品中羰基化合物(还原糖类)与氨基化合物(如氨基酸、肽、蛋白质、胺等)在加工和储藏过程中在一定温度下发生的复杂反应［1］。它不仅为加工食品带来诱人的色泽，而且也产生浓郁芳香气味，如咖啡、可可豆的焙炒、肉类食品的蒸煮以及面包等食品的烘烤。大量文献［2-4］表明，国内外对美拉德热反应的研究大多集中在增强食品香气(如焦甜香、肉香)，以及增强其诱人的美拉德褐色物质。但鲜有研究控制美拉德反应程度，特别是研究日常调味所用的食盐(NaCl)对美拉德反应具有怎样的影响。

NaCl是人们常用的调味剂，研究NaCl对大豆肽美拉德反应的色泽影响，对于充分利用我国的大豆资源，开发风味多样的美拉德反应风味增强肽，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;Alcalase 2．4 L，购于诺维信酶制剂公司;其他试剂均为分析纯。

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

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 0．5 mol/L NaOH 调节 pH 值至 8．0，添加0．5%Alcalase，60℃恒温酶解4h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，分别按质量的0．5%，1% ，2% ，3% ，4%，5% ，7% ，10% 添加 NaCl，0．1 mol/L NaOH 或0．1 mol/L HCl调节 pH 值至 7．0，120 ℃油浴搅拌反应2h。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2 mL MRPs用于测定 L*，a*，b*值。3次测定取平均值［5］。

总色差△E=(△L*2+△a*2+△b*2)1/2

彩度C*=(a*2+b*2)1/2

色调H=arctan(b*/a*)

1．2．4 感官评定

MRPs按质量的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的组成及呈味参照物详见文献［6-7］。

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;色谱条件详见文献［7］。

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、气相色谱条件及质谱条件详见文献［7］。

2 结果与讨论

2.1 NaCl的添加对大豆肽-木糖-半胱氨酸体系(PXC)色泽的影响

NaCl作为调味或防腐保鲜剂广泛存在于各类食品中，NaCl添加量对PXC美拉德反应体系色泽形成的影响如图1所示。

图1 NaCl添加量对大豆肽-木糖-半胱氨酸美拉德反应产物色差的影响Fig．1 Effect of NaCl on color formation in Maillard reaction

从图1色差测定结果可知，L*先增大后减小，a*、b*、ΔE和C*值均出现先减小后增大的规律，在NaCl添加量4．00%时具有转折点值，L*最大值为51．30，与未添加 NaCl(0．00%)的产物 L*值 41．64相比显著增大，a*、b*、ΔE和 C*的最小值分别为7．65、52．16、52．01、52．72。

通过光谱法测定MRPs在420 nm下的吸光度，结果如表1所示。随着NaCl添加量的增大，A420呈现先减小后增大的趋势，在4．00%时具有最小值(0．084)。综合色差值及A420值，可以看出NaCl在一定浓度下具有抑制色泽形成的作用。Kawk［8］认为这可能是因为在反应初始阶段，氨基酸非离子化的氮对羰基的亲核加成反应活性高，一定浓度的NaCl改变了大豆肽两端氨基羧基的离子化状态［9］，在反应过程中起到了一定的调节作用，减缓美拉德反应中氨基的降解及聚合作用，进而减缓高级阶段类黑精等呈色物质的形成［10］。浓度过高使产物色泽更深，发生这种现象的原因还不明确，有待进一步研究。

表1 NaCl添加量对大豆肽-木糖-半胱氨酸美拉德反应产物A420的影响Table 1 Effect of NaCl on A420in Maillard reaction

2.2 相对分子质量分布

按4%NaCl的添加量制备MRPs，得到颜色相对较浅PXCN。研究NaCl的添加对大豆肽-木糖美拉德体系反应产物属性的影响，采用HPLC对PXCN(添加NaCl)和PXC(未添加NaCl)的相对分子质量分布进行分析，根据各个不同相对分子质量肽段对美拉德反应的贡献，采用GPC软件将其切分为4段，相对分子质量＞5 000的组分、相对分子质量1 000～5 000的组分、相对分子质量为500～1 000和相对分子质量＜500的组分，如图2所示，相对分子质量＜500的组分在产物中的比例近60%，是MRPs的重要组分，是挥发性香气成分的主要来源。与体系PXC相比，PXCN体系中小于500的肽段显著降低，从61．15%下降到59．73%。相对分子质量1 000～5 000的产物从 15．56% 增加到 16．63%，Ogasawara 等［11］认为1 000～5 000段的美拉德肽具有提升特征风味(醇厚感和持续感)的作用。而大分子物质一般认为是棕色化物质(类黑精或蛋白黑素)与美拉德产物的色泽相关，与PXC(0．20%)相比，PXCN相对分子质量在5 000以上的肽段含量增大到0．51%。

2.3 挥发性成分分析

采用SPME-GC-MS对添加NaCl前后的MRPs的挥发性化合物进行了分析，总离子流图如图3所示。

在谱图上添加NaCl的体系PXCN的峰个数比未添加NaCl的体系明显减少，且各峰峰面积差异较大，这意味着两种美拉德产物的挥发性成分组成和含量均有很大差异。

为便于比较2种MRPs的挥发性成分差异，按化合物对香气的贡献整理为8大类，分别为醇类、酸类、醛类、酮类、酯类、呋喃类、含氮化合物及含硫化合物，与未添加抑制剂的体系PXC相比，8类物质的含量差异较大，如图4所示。

图2 添加NaCl前后相对分子质量分布的HPLC图Fig．2 Molecular weight distribution of MRPs by HPLC

图3 两种美拉德产物的挥发性成分总离子流图Fig．3 total ion chromatogram of volatile compounds of MRPs

图4 MRPs的挥发性成分比较Fig．4 Comparation of volatile compounds of MRPs

本实验中经鉴定的含氮化合物主要为(吡啶、吡咯)吡嗪类化合物，吡嗪类化合物是一类美拉德反应形成的主要挥发性化合物之一，具有烤香与坚果风味［12］，包括吡嗪、甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪等。PXC的含氮化合物含量与PXCN之间无显著性差异，分别为 1．37 μg/g 和 1．12 μg/g。呋喃类包括呋喃、呋喃酮等，是美拉德反应中的另一大类主要产物。不含硫的呋喃类化合物主要呈现甜香和坚果香，虽不具有肉香特征，但对肉香有重要的作用［13］。体系 PXC 12．87 μg/g，PXCN 为 11．47 μg/g。Limacher等［14］证实了呋喃经过完整的糖链或C2和C3片断重新组合的形成过程。大豆肽中存在的苏氨酸、丙氨酸和丝氨酸等也可通过乙醇醛、乙醛等C2片断形成呋喃。在水溶液中，约50%的呋喃是通过糖片断的重新组合而产生的。

挥发性含硫化合物中硫醚与二硫醚具有突出的肉香气特征［15］。PXC和PXCN的含硫化合物分别为7．35、6．80 μg/g，NaCl的添加在一定程度上抑制了含硫化合物的产生。PXCN的醛类化合物含量尤其高，达 16．47 μg/g，PXC 体系中的含量为 11．91 μg/g。体系中的醇类酸类酯类也有较大差异，醇类化合物的含量按由高到低的顺序为PXC ＞PXCN，酸类高低顺序为PXC＞PXCN，酯类含量为PXC＞PXCN。一般认为醛类化合物是某些重要的特征香气成分的来源，而醇、酸、酯类对肉香气没有贡献，但它们中的某些化合物是形成杂环化合物的重要来源，因此它们对肉香形成具有不可忽视的基底作用。整体而言，添加NaCl后挥发性化合物的种类及含量均有极大的影响，NaCl体现出对该体系香气化合物的产生具有抑制作用。

2.4 感官评定

为了进一步研究NaCl对的大豆肽-半胱氨酸-木糖体系的整体风味的影响，对2种MRPs的感官属性进行评价，结果如图5所示。与对照物PXC体系相比，PXCN的肉香、醇厚味及整体接受性均较弱。PXCN焦甜香和咸味较强，PXC整体接受性较强可能是由于各种化合物之间存在相互影响(增强、抑制或辅助)，化合物之间良好的协调从而产生了较强的整体接受性。这与GC-MS测定的PXC中含有丰富种类及含量的挥发性化合物的结果相一致，由此可见，该体系中NaCl的添加仅适合于适当调节美拉德产物的色泽和开发咸味类食品，而对开发风味浓厚的美拉德风味调味料并不适合。

图5 MRPs的感官轮廓图Fig．5 sensory profile of MRPs

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