晾晒对金华火腿中美拉德反应的影响

周一鸣，贺利庆，周小理*，肖 瀛

（上海应用技术大学香料香精技术与工程学院，上海 201418）

晾晒对金华火腿中美拉德反应的影响

周一鸣，贺利庆，周小理*，肖 瀛

（上海应用技术大学香料香精技术与工程学院，上海 201418）

本实验以传统和现代两种不同工艺制作的金华火腿为研究对象，通过对金华火腿不同制作工艺过程中美拉德（Maillard）反应理化特性（色泽、褐度、标志性Maillard产物）及其风味物质变化的研究，探究了传统工艺中晾晒工艺对金华火腿中Maillard反应及风味物质形成的重要性。结果表明：金华火腿在两种工艺制作过程中，蛋白质含量、颜色、抗氧化活性及褐度在失水（传统晾晒/现代风干）阶段均具有显著性差异（P＜0.05）；同时，丙烯酰胺、5-羟基糠醛、吡嗪3 种Maillard标志性产物在传统工艺制作中产生的含量分别为0.16 mg/g、0.025、0.090 μg/g，较现代制作工艺中3 种物质的含量分别提高6.67%、31.58%和28.57%；此外，传统制作工艺所制的金华火腿中醛类、酮类、以及N、S杂环化合物类等具有风味的Maillard反应产物较现代制作工艺均有不同程度的增加。综上所述，传统工艺中晾晒工艺对金华火腿制作中Maillard反应起到促进作用，并对金华火腿风味的形成具有重要贡献。

金华火腿；晾晒；Maillard反应；风味物质

周一鸣， 贺利庆， 周小理， 等. 晾晒对金华火腿中美拉德反应的影响［J］. 食品科学， 2016， 37（15）: 107-112. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201615018. http://www.spkx.net.cn

ZHOU Yiming， HE Liqing， ZHOU Xiaoli， et al. Effect of sun-drying on Maillard reaction in Jinhua ham［J］. Food Science， 2016，37（15）: 107-112. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201615018. http://www.spkx.net.cn

金华火腿是中国著名的具有百年历史的传统食品，它是以浙江金华区著名的地方种猪：金华猪或杂交后代的后腿为原料，根据传统工艺或现代改进工艺精制而成的干腌肉制品，与宣威火腿、如皋火腿并称中国三大火腿，是中国劳动人民智慧的结晶。

美拉德（Maillard）反应是一种广泛存在于食品行业的非酶褐变反应，是还原糖类和氨基酸及蛋白质等物质间的反应。它具有特殊的物理、化学特征，通常Maillard反应产物包括酮类、醛类及吡啶类、呋喃类、吡嗪类化合物，对食品的风味贡献很大［1］。随着对食品中Maillard反应研究的深入，丙烯酰胺、5-羟基糠醛、吡嗪等［2］反应的标志性产物也逐渐被人们所鉴定。同时，色泽变化也是反映Maillard反应程度的显著标志，其中色差的变化作为判断依据［3］，以褐度变化作为Maillard反应进行程度的依据［4］。此外学者们还以抗氧化活性为对Maillard反应产物性质的验证［5-6］。我国传统的肉制食品的精华——金华火腿，富含蛋白质和游离氨基酸等成分，凭借其独特的风味，多年来备受国内外消费者的喜爱［7］。田怀香［1］、赵景丽［8］等研究发现，Maillard反应是金华火腿主要风味物质形成的原因。

目前，金华火腿的制作工艺主要分为传统工艺和现代改进工艺两种［9］。工艺过程主要包括原料选择、腌制、失水（晾晒/风干）、发酵成熟、后熟五个阶段［10］，整个过程从冬季开始至秋季完成，历时长达数月。现代改进工艺中采用风干替代传统工艺中的晾晒，其目的是为了方便工业生产、缩短制作周期，同时也能保持传统工艺产品的独特风味。但近期研究发现，采用现代改进工艺制作的金华火腿风味不够鲜香且不耐贮藏［11］。为此，本实验以金华火腿制作的失水阶段（晾晒/风干）为切入点，通过对金华火腿不同工艺过程中Maillard反应的理化特性（色泽、褐度、标志性Maillard产物、风味物质）的研究，探究晾晒对金华火腿Maillard反应的影响。为进一步优化金华火腿制作工艺，使之更符合现代健康需求提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

按照金华火腿原料要求，从金华火腿厂选购同一批27 只新鲜、腿形好、肥膘适中，质量在6.2～6.9 kg之间的猪后腿。

丙烯酰胺（色谱纯，下同）、甲醇、吡嗪、5-甲基糠醛、乙腈 美国Sigma公司；6-羟基-2，5，7，8甲基-苯并二氢吡喃-2-羧酸（6-hydroxy-2，5，7，8-tetramethyl chroman-2-carboxylic acid，Trolox）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazil，DPPH）、2，2’-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（2，2’-azinobis（3-ethylbenothiazoline-6-sulphonic acid）diammonium salt，ABTS）、2，4，6-三（2-吡啶基）-1，3，5-三嗪（2，4，6-tri（2-pyridyl）-1，3，5-triazine，TPTZ） 上海宝曼生物科技有限公司。

1.2仪器与设备

LC20AD高效液相色谱仪、UV-2600紫外-可见分光光度计、QP2010气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；3-18K高速冷冻离心机 美国Sigma公司；FJ300-S均质机 上海五久自动化设备有限公司。

1.3方法

样品制备：按照两条工艺进行制作：传统工艺（A组）：原料腿（6.2～6.9 kg）→腌制（温度2.0～4.5 ℃，相对湿度65%～85.70 %，50 d）→晾晒（温度12～26 ℃，相对湿度70%～95%，9 d）→发酵（温度24～36 ℃，相对湿度60%～90 %，120 d）→后熟（成品）；现代工艺（B组）：采用排风扇风干工艺替代传统工艺中的晾晒，此外与传统工艺相同。

取样工艺点：腌制结束、晾晒（风干）结束、发酵结束、后熟（成品），分别标号为1#～4#。每个工艺点分别在3 只腿取样，且腌制结束留3 只腿做空白对照，共27 只腿，每次取股二头肌300 g，粉碎后真空封口贮藏，待用。

1.3.1金华火腿中主要成分的测定

分别取A、B两种工艺中的样品参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》［12］直接干燥法测其水分；参照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》［13］的方法测定其脂肪；参照赵改名［10］的方法对金华火腿进行处理后，再根据GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》［14］采用凯氏定氮法测定蛋白质含量。

1.3.2色泽的测定

色差的测定：参照孟岳成等［15］的测定方法。

褐度的测定：参照Kim等［16］的方法，准确称取5 g金华火腿样品，加入20 mL 50%乙醇，在高速均质机作用下，冰浴中提取10 min。提取液于4 ℃、10 000 r/min条件下离心10 min，过滤脱脂，收集滤液。向沉淀加入10 mL 50%乙醇重复提取2 次，合并所有滤液。分别在280、360、420 nm波长处测定滤液的吸光度A。

1.3.3Maillard反应标志性产物的测定

根据Zhou Yiming等［17］的方法略作修改，对处理后的金华火腿进行高效液相色谱-质谱联用（high-performance liquid chromatographic-tandem mass spectrometric，HPLC-MS）分析。

1.3.4抗氧化活性的测定

准确称取20 g样品，参照Noipa等［18］的方法进行DPPH自由基清除率的测定；参照Yu Xiangming等［19］的方法进行ABTS+·清除率的测定；按照Liu Yazheng等［20］的方法进行亚铁还原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）的测定。

另外，分别以不同浓度的Trolox清除DPPH自由基能力的大小和ABTS+·能力的大小，计算2 mg/mL的待测样品的Trolox当量抗氧化能力。

1.3.5挥发性风味物质及Maillard反应产物变化的测定

参照赵景丽等［8］的方法，采用气相色谱-质谱联用（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）技术对风味物质的的含量进行测定。结果表示为占所有风味物质的百分含量。

1.4数据分析

结果以±s表示，采用SPSS 19.0软件进行统计分析，组间比较采用方差齐性检验和单因素方差分析，以P＜0.05差异显著。

2　结果与分析

2.1基本成分含量变化分析

图1　加工后金华火腿成品基本成分含量变化Fig. 1 Evolution of chemical composition of Jinhua ham during production

由图1可知，在A、B两组样品中，金华火腿在加工过程中水分含量均不断降低，在金华火腿晾晒（风干）阶段失水最快，水分含量较腌制阶段分别降低了11.10%和13.09%，因此，现代工艺中选择风干替代了传统工艺中的晾晒，达到理想的失水效果却忽略了晾晒对金华火腿中其他成分的影响；A、B两组样品蛋白质含量（以干基计）分别较腌制阶段降低了30.21%和27.23%，其中在失水（晾晒或风干）阶段开始有显著性差异（P＜0.05），且A组样品比B组蛋白质含量低。由此可见，晾晒具有加速蛋白质降解的作用。A、B两组样品肌间脂肪含量（以干基计），在失水（晾晒或风干）阶段变化最大，分别提高至37.41%、33.63%。这与皮下脂肪在制作过程中不断浸入肌间有关［21］，且晾晒对皮下脂肪浸入肌间具有加速效果。

2.2晾晒对金华火腿色泽的影响

2.2.1色差变化分析

图2　不同工艺阶段金华火腿样品色泽变化Fig. 2 Color change of Jinhua ham druing production

在色差数据参数中，L*值、a*值分别代表黑白、红绿颜色的大小，其中L*值减少，表明黑色加深；a*值增加，说明红色加深［22］。由图2可知，A、B两组样品的L*值均呈不断降低趋势，而a*值均呈不断增加的趋势，这说明金华火腿均呈颜色加深趋势，初步判断Maillard反应产物在不断积累；A、B两组样品在失水（晾晒或风干）阶段，L*值和a*值均开始有显著差异（P＜0.05），且在失水（晾晒或风干）阶段，A组较B组样品的L*值低29.80%，而a*值高11.04%，这表明晾晒相比于风干更能促进Maillard反应的发生。

2.2.2褐度变化分析

del Pino-García［4］和Jung［5］等的研究表明，280、360 nm以及420 nm波长处的吸光度分别用于表征早期、中间、末期Maillard反应产物的褐度变化。金华火腿加工过程的褐度变化见图3。

图3　不同工艺阶段金华火腿褐度变化Fig. 3 Browning change of Jinhua ham during production

由图3可知，A和B两组样品在280、360、420 nm波长处的吸光度均呈现递增趋势。在280 nm波长处的吸光度从腌制阶段至成品分别增加了22.01%和12.87%；在360 nm波长处的吸光度从腌制阶段至成品分别增加了208.69%和175.00%；在420 nm波长处的吸光度从腌制阶段至成品分别增加了233.33%和183.33%。由此可初步判断金华火腿在现代工艺和传统工艺制作过程中均发生了Maillard反应。A、B两组样品的在3 个波长处的吸光度在失水之后的工艺阶段组间均有显著差异，且A组样品吸光度均高于B组，由此可推断，传统晾晒更能促进产生Maillard反应。

2.3传统晾晒对Maillard反应标志性产物的影响

由图4可知，丙烯酰胺在电喷雾作用下形成的碎片离子峰包括：m/z 72.1 ［M+H］+、90.8 ［M+H3O］+、106.95 ［M+H2O+NH3］+及56.15 ［M-NH2］+。峰a所对应化合物的裂解信息与丙烯酰胺的裂解规律吻合，故可确定峰a所对应的化合物为丙烯酰胺。5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethyl furfural，HMF）在电喷雾的作用下，形成的碎片离子峰包括：m/z 127.15 ［M+H］+、145.1［M+H3O］+、99.1 ［M-CO+H］+、109.6 ［M-H2O+H］+与69.4 ［M-CO-CH2OH+H］+。峰b所对应化合物的裂解信息与HMF的裂解规律吻合，故可确定峰b所对应的化合物为HMF。吡嗪在电喷雾的作用下形成的碎片离子峰包括：m/z 81.05 ［M+H］+、99.05 ［M+H3O］+及113.9 ［M+2H2O+H］+。峰c所对应化合物的裂解信息与吡嗪的裂解规律吻合，故可确定峰c所对应的化合物为吡嗪。故在金华火腿样品中，检出3 种Maillard反应标志性产物。

图4　金华火腿样品的高效液相色谱图（A）及碎片离子峰的MS图（B～DD）Fig. 4 Chromatogram of Jinhua ham extract （A） and corresponding mass spectra of fragment ion peaks （B～D）

由表1可知，在A、B两组样品中的1#均未检测出Maillard反应标志性产物，但在随后的阶段，3 种Maillard反应标志性产物不断被检测出，最后在A组样品中的丙烯酰胺、HMF和吡嗪的含量分别为0.16 mg/g、0.025、0.090 μg/g，较B组样品中3 种物质的含量分别高6.67%、31.58%、28.57%。综合上述可知，Maillard反应在金华火腿后续制作过程中持续发生，且晾晒加速了Maillard反应的进行。

表1　不同工艺阶段金华火腿中丙烯酰胺、HMF及吡嗪含量Table 1 Acrylamide， HMF and pyrazine contents in Jinhuaham at different processing stages

2.4金华火腿抗氧化活性分析

大量的研究发现，Maillard反应产物具有一定的抗氧化活性［23-24］。本实验选用DPPH自由基、ABTS+·以及FRAP 3种抗氧化测定体系。其中，DPPH为乙醇体系，ABST为乙醇-水体系，FRAP为水体系，以综合考察不同体系与金华火腿抗氧化活性的关系。

图5　不同工艺阶段金华火腿抗氧化活性变化Fig. 5 Change in antioxidant activities of Jinhua ham during different processing steps

由图5可知，在DPPH、ABTS、FRAP 3 种体系中，A、B组金华火腿样品随着其制作过程的进行，其抗氧化活性均呈递增趋势，从而侧面验证了金华火腿中Maillard反应的发生。A、B两组样品抗氧化能力之间有显著差异，且A组样品的抗氧化活性更高，从而验证了传统晾晒使金华火腿发生了更深程度的Maillard反应。

2.5传统晾晒对金华火腿挥发性风味物质及Maillard反应产物的影响

表2　金华火腿晾晒后风味物质的含量变化Table 2 Changes in flavor compounds of Jinhua ham after sun-drying %

由表2可知，醛类物质作为Maillard反应产物中的主要成分，其含量随着制作过程不断增加，最后高达40%左右。醛类物质由于其阈值很低，对火腿的风味影响较大，学者认为这部分物质的产生是由脂肪氧化和Maillard反应得到的［24］。酮类物质，是金华火腿风味物质的重要组成成分，同时也是Maillard反应的中间产物［1］，在A、B组金华火腿样品制作过程中均呈先增加后减少的趋势。此外，金华火腿中的杂环类化合物是由Maillard反应产生的，一些金华火腿风味的重要组成成分其含量虽不高（4.0%～6.5%），却对金华火腿的风味有着重要贡献，如：吡啶类、吡嗪类、呋喃类［24］。

3　结 论

采用HPLC、GC-MS等技术，测定分析样品加工过程中色泽变化、抗氧化能力、标志性产物含量等特性，揭示金华火腿在主要加工过程中因Maillard反应而发生的变化。同时，通过对传统和现代工艺的对比研究表明，晾晒阶段促进了金华火腿中Maillard反应的发生，且对金华火腿独特风味的形成具有重要作用。

金华火腿在加工制作过程，蛋白质含量明显降低且色泽显著加深。经HPLC、GC-MS联用技术分析，醛类、酮类、N、S杂环类物质含量不断增加，从而表明在金华火腿制作过程中Maillard反应的产物的不断积累。并且通过检测Maillard反应标志性产物：丙烯酰胺、5-羟甲基糠醛、吡嗪，更进一步验证这一过程。

通过A、B两组样品的对比，金华火腿蛋白质含量、色泽、褐度、抗氧化活性均有显著性差异（P＜0.05），且A组样品中挥发性Maillard反应产物以及标志性产物含量均高于B组样品，这表明传统晾晒加速了Maillard反应的发生，对金华火腿独特风味的形成具有重要贡献。

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Effect of Sun-Drying on Maillard Reaction in Jinhua Ham

ZHOU Yiming， HE Liqing， ZHOU Xiaoli*， XIAO Ying
（School of Perfume and Aroma Technology， Shanghai Institute of Technology， Shanghai 201418， China）

Changes in physicochemical characteristics （color， browning degree and representative products） of Maillard reaction and flavor compounds during the conventional and modern production process of Jinhua ham were examined to explore the role of the traditional sun-drying process in the Maillard reaction and the formation of flavor compounds in Jinhua ham. The results showed that protein content， browning， color and antioxidant activity of Jinhua ham at the stage of dehydration （sun-drying in traditional process/natural air drying in modern process） were significantly different（P ＜ 0.05）. The contents of three representative Maillard reaction products acrylamide， 5-hydroxymethyl furfural and pyrazine in Jinhua ham produced by traditional process were 0.16 mg/g， 0.025 and 0.090 μg/g， which were 6.67%， 31.58% and 28.57% higher than those of Jinhua ham produced by modern process， respectively. In addition， Maillard reaction products such as aldehydes， ketones， and N-， and S-containing heterocycles in Jinhua ham produced by traditional process were higher when compared with Jinhua ham produced by modern process. In summary， the traditional sun-drying process has a catalytic role in the Maillard reaction and flavor formation in Jinhua ham.

Jinhua ham； sun-drying； Maillard reaction； flavor materials

10.7506/spkx1002-6630-201615018

TS201.1

A

1002-6630（2016）15-0107-06

2016-03-28

上海市“化学工程与技术（香料香精技术与工程）”高原学科项目；国家自然科学基金中德合作研究项目（GZ727）

周一鸣（1981—），男，副教授，博士，研究方向为功能食品开发、食品加工与工艺。E-mail：zhouymsit@163.com

周小理（1957—），女，教授，学士，研究方向为食品新资源深度开发与利用。E-mail：zhouxl@sit.edu.cn

引文格式：