基于木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的红烧调味汁的制备研究

范丽，唐琪，宋诗清，肖作兵，冯涛

(上海应用技术大学 香料香精技术与工程学院，上海 201418)

基于木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的红烧调味汁的制备研究

范丽，唐琪，宋诗清*，肖作兵，冯涛

(上海应用技术大学 香料香精技术与工程学院，上海 201418)

为开发新型的调味调色效果更好的红烧调味汁，利用木糖-L-半胱氨酸的美拉德反应中间体为基液，木糖、乙基麦芽酚等为辅料，制备红烧调味汁。采用单因素和正交试验确定反应液的最佳配方，再通过正交试验确定调味汁的最佳配方。表明调味汁各种配料的最适添加量分别为：Maillard反应液82.803%，木糖16.561%，蛋氨酸0.013%，红曲红0.066%，焦糖色0.099%，三聚磷酸钠0.331%，乙基麦芽酚0.026%，黄原胶0.099%。采用该配方制备的红烧调味汁色泽鲜亮，溶液均一，做出的红烧肉色、香、味俱佳。根据ASLT(accelerated shelf-life testing)法推测出红烧调味汁在室温(25 ℃)条件下的货架期为115～119天。

红烧肉；美拉德反应中间体；调味汁；货架期

红烧肉是中华美食中的一道经典名菜，其肥而不腻、绵甜味甘，深受百姓喜爱。其中标明为“本帮”的上海红烧肉最能体现出红烧肉浓油赤酱的特点，肥而不腻、酥而不烂、甜而不粘、浓而不咸[1]。本文旨在研究针对上海本帮红烧肉咸甜风味的一款红烧调味汁复合调味料。

复合调味料是以多种呈味物质按特定的配方设计进行工业化规模生产的新型调味品，具有方便、营养、针对性强等特点，可直接用于家庭或餐饮的烹调[2]。液体复合调味料易于灭菌、 卫生安全，不仅弥补了粉状复合调味料的不足, 而且融合了多种基础调味料的风味和营养，滋味鲜美、 醇厚、 香气浓郁，更能赋予菜肴亮丽的色泽。所以，液体复合调味料将成为复合调味品的发展方向，具有广阔的市场前景[3]。

本研究以木糖-L-半胱氨酸的美拉德反应液为基液，添加木糖等呈色、呈味物质，通过单因素试验和正交试验确定最佳调味汁配方，制备出反应型红烧调味汁。研究通过木糖来代替大部分的白砂糖：一方面，木糖在美拉德反应中有较高的反应活性；另一方面，木糖可以活化人体肠道内的双歧杆菌并促进其生长，并且与食物的配伍性好，还具备膳食纤维的部分生理功能[4]，食品中添加少量木糖，便能体现出很好的保健效果。

另外，为准确预测红烧调味汁的货架期，本研究采用加速预测货架期法(ASLT， accelerated shelf-life testing)[5]，通过检测调味汁在贮藏过程中pH值和可溶性固形物含量的变化，利用Arrhenius 方程建立pH和可溶性固形物含量(糖含量)随贮藏温度和时间变化的动力学模型，推导其在常温下的贮存时间，为完善红烧调味汁产品的品质预测提供支持。

1 实验部分

1.1 仪器与原料

1.1.1 仪器设备

紫外分光光度计(UV6000PC型) 上海元析仪器有限公司；美的电磁炉以及专用汤锅 广东省佛山市美的生活电器有限公司；双圈牌YP1200型电子天平 上海精科天平仪器厂；DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器、油浴锅 巩义市予华仪器有限责任公司；FE20型实验室pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司；WTY-4 型手持糖度计 上海天垒仪器仪表有限公司；恒温恒湿培养箱 常州海博仪器设备有限公司。

1.1.2 实验原料

DNS试剂(实验室自制)、1%木糖标准溶液(自制)、木糖 山东济南圣泉唐和唐生物科技有限公司；L-半胱氨酸(食用级)、蛋氨酸(食用级) 河北中泰宏润化工有限公司；焦糖色 上海爱普食品工业有限公司；红曲红(酱卤专用) 广东天益生物科技有限公司；星湖牌乙基麦芽酚(焦香型) 广东肇庆香料厂有限公司；黄原胶 淄博海澜化工有限公司；三聚磷酸钠 友进食品添加剂技术开发有限公司；塔牌花雕酒 浙江塔牌绍兴酒有限公司；海天草菇老抽；元宝牌食用油、大料、八角茴香、葱、姜、红烧专用五花肉；海藻精制加碘盐。

1.2 实验方法

1.2.1 DNS试剂法测定Maillard反应中间体木糖残留量

参考Ricardo Teixeira等[6]的方法，制备DNS试剂，并计算出木糖标准曲线以及回归方程和回归系数。准确吸取0.1 mL样品，用去离子水稀释至10 mL(100倍)，以去离子水做空白对照，在540 nm下测定吸光值A540 nm，代入回归方程中计算可得木糖含量[7]。

1.2.2 Maillard反应液280 nm处吸光度的测定

准确吸取0.1 mL样品，用去离子水稀释至30 mL(300倍)，以去离子水做空白对照，在280 nm处下测定吸光值A280 nm。

1.2.3 红烧调味汁的调配制备

1.2.3.1 木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的制备

称取一定物质的量之比的木糖和L-半胱氨酸，加水至50 g，配制成水溶液，在一定温度下反应一段时间，即得木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体。

1.2.3.2 红烧调味汁的调配

称取一定量的木糖、蛋氨酸、三聚磷酸钠、焦糖色、黄原胶、红曲红色素、乙基麦芽酚混合均匀，加入25 g Maillard反应中间体，搅拌均质成稳定均一的溶液，即得红烧调味汁。

1.2.4 红烧肉的烹饪方法

取500 g五花肉块，洗净，称取10 g葱、10 g姜、15 g食用油、50 g黄酒、12.5 g老抽、5 g桂皮、5 g八角、0.5 g盐、125 g调配好的红烧调味汁，将这些原材料放置备用。

具体操作：一是煸炒工序：净锅置于电磁炉上，调功率至1300 W，放油，油稍热时，放入葱、姜煸炒约1 min后加五花肉，翻炒至肉块由红变白、肥肉出油，加黄酒、老抽和调味汁翻炒4 min，上色，出香气；二是小火焖焅工序：加入八角、桂皮和适量温水后，将功率降至800 W，小火慢炖约30 min；三是大火收汁工序：向锅中加入称量好的盐，调功率至1600 W，快速翻炒肉块，汤汁浓稠即可。

1.2.5 木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体配方试验

1.2.5.1 单因素试验

配方试验设计以反应温度、反应时间以及糖氨比(木糖和L-半胱氨酸的物质的量之比)为试验因素，通过预实验，分别设反应温度为50，60，70，80，90 ℃，反应时间为30，45，60，75，90 min，糖氨比为10∶1，10∶1.5，10∶2，10∶2.5，10∶3各5个试验水平，以中间体木糖残留量为评价指标，利用 SAS 9.1.3软件对试验结果进行方差分析和多重比较(LSD法)，结合280 nm下的吸光度值综合评判，以此研究各因素对木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的影响，并选取正交试验的因素水平。

1.2.5.2 正交试验设计

采用四因素三水平L9(34)正交试验表进行试验设计，见表1。将Maillard反应中间体制备出的调味汁应用到红烧肉的烹饪中，以红烧肉的感官评分为评价指标，运用极差法和方差法对数据结果进行处理分析。

表1 低温Maillard反应液正交试验因素水平表

1.2.6 红烧调味汁配方试验

通过预实验，确定正交试验因素的试验水平，各因素的水平见表2。以红烧肉的感官评分为评价指标，运用极差法对数据结果进行处理分析，确定最优配方。

表2 调味汁正交试验因素水平表

1.2.7 调味汁的感官评价

红烧调味汁的综合评价标准，参考方杰[8]的评价指标和方法，由10位香料专业研究生组成调味汁评价小组，用十分制法对产品的口感、色泽、风味等进行全面评价，评价指标见表3。

表3 调味汁感官质量评定标准

注：所需评价员10人(年龄22～25岁)。

1.2.8 红烧肉感官评分标准

参考纪有华等[9]对红烧肉烹饪工艺的研究，从口感、味道、香气、色泽四个方面制定红烧肉的评分标准，见表4。

表4 红烧肉的感官评分标准

注：所需评价员5人(年龄22～25岁)。

1.2.9 调味汁保温加速试验

根据ASLT法建议储存条件[10]，将150份样品分装于250 mL消毒PET瓶中，经密封后，将样品分别置于相对湿度为65%、温度为35，45 ℃的恒温恒湿培养箱中，以pH值和可溶性固形物含量(含糖量)为评价指标，每隔48 h取样，对每次取出的样品进行pH值和可溶性固形物含量指标的测定，重复测3次，求平均值。应用Arrhenius相关模型及热力学理论和统计学原理，预测红烧调味汁的货架期。

1.2.9.1 可溶性固形物含量测定

用胶头滴管吸取待测样液，滴1滴到 WTY-4 型手持糖度计中，进行可溶性固形物含量的测定，读数并记录下测定值。

1.2.9.2 pH 值测定

将待测样品适量装在烧杯中，利用PHS-2C型精密酸度计对其进行pH值测定。

2 结果与分析

2.1 木糖标准曲线的绘制

图1 木糖标准曲线

由图1可知，木糖标准曲线的回归方程为y=1.03554x+0.02108，R2= 0.99809，R2是趋势线拟合程度的指标，它的数值大小可以反映趋势线的估计值与对应的实际数据之间的拟合程度，拟合程度越高，趋势线的可靠性就越高。此标准曲线R2值达到0.99以上，可靠性极高。

2.1.1 温度对Maillard反应中间体木糖残留量的影响

研究显示：温度对于Maillard反应影响显著，反应速率和反应路线以及糖的活性均受反应温度的影响[11]。不同反应温度对木糖残留量和280 nm处吸光度值的影响见图2。

图2 不同反应温度对木糖残留量和280 nm处吸光度值的影响

注：图中不同小写字母代表差异显著(α=0.05)，相同小写字母代表差异不显著(α=0.05)。

方差分析结果表明反应温度对美拉德反应液木糖残留量呈现显著性影响。多重比较的结果显示50 ℃和70 ℃结果差异不显著，而60，70，80，90 ℃结果差异显著，其他水平间的差异显著。90 ℃的反应液木糖残留量最低，参与反应最彻底，但由于90 ℃的反应液L-半胱氨酸的轻微硫臭味较明显，所以舍弃90 ℃。观察反应液在280 nm处的吸光度，发现280 nm处的吸光度和木糖残留量之间没有必然的联系，这由Maillard反应及其反应产物的复杂性决定。

60 ℃和70 ℃的反应液在280 nm处的吸光度较大，远高于其他温度水平。文献表明280 nm处紫外光吸收值可以指示美拉德反应产物中的低分子量香味中间体 (其中部分是香味物质)，A280 nm越大代表生成的香味物质越多[12]。可知60 ℃和70 ℃生成的低分子量香味中间体较多，适合应用在红烧肉的烹饪过程中，故综合考虑，选取70 ℃为最佳反应温度。

2.1.2 反应时间对木糖残留量的影响

图3 不同反应时间对木糖残留量和280 nm处吸光度值的影响

注：图中不同小写字母代表差异显著(α=0.05)，相同小写字母代表差异不显著(α=0.05)。

反应时间对Maillard反应产物的感官性能(色泽和风味)影响较大。时间过短，反应不彻底，许多中小分子中间体尚未生成；时间过长，积累丙烯酰胺等致癌物质[13]。不同反应时间对木糖残留量和280 nm处吸光度值的影响见图3。

方差分析结果表明反应时间对美拉德反应液木糖残留量呈现显著性影响。多重比较的结果显示5个时间水平的结果差异显著。75 min时反应液的木糖残留量最低，参与反应最彻底。观察反应液在280 nm处的吸光度，可知60 min在280 nm处的吸光度最大，生成的低分子量香味中间体较多，其他时间水平间的吸光度相差不大，都较低。根据时间最少原则，选取60 min为最佳反应时间。

2.1.3 Maillard反应液糖氨比单因素水平的确定

木糖和L-半胱氨酸的比例，既影响Maillard反应液的反应程度、香味物质的生成，又影响着调味汁在后期红烧肉烹饪中的进一步反应。不同糖氨比对木糖残留量和280 nm处吸光度的影响见图4。

图4 不同糖氨比对木糖残留量和280 nm处吸光度的影响

注：图中不同小写字母代表差异显著(α=0.05)，相同小写字母代表差异不显著(α=0.05)。

方差分析结果表明5种不同的糖氨比例对Maillard反应液的木糖残留量有显著影响。多重比较的结果显示各水平间的差异显著。糖氨比为10∶1时的反应液木糖残留量最低，反应最彻底，其他糖氨比时的残留量较高。由于实验过程中发现糖氨比10∶2.5和10∶3的反应液在静置一段时间后会变浑浊，影响调味汁的流动性和均一性，所以舍弃；对比反应液在280 nm处的吸光度，可知糖氨比为10∶1.5的反应液在280 nm处的吸光度最大，生成的低分子量香味中间体较多，适合应用在红烧肉的烹饪过程中，故综合考虑，选取10∶1.5为最佳糖氨比值。

2.1.4 木糖-L-半胱氨酸低温Maillard反应液的正交试验设计

表5 Maillard反应中间体的正交试验结果与分析

由表5可知，正交试验的极差值(R值)越大，该因素的影响作用越大。在这3个因素中，R温度的值较大，R时间和R糖氨比的值相当，R糖氨比>R时间。因此，影响Maillard反应液的主要因素是反应温度，3个因素的主次影响顺序是A>C>B，即反应温度>糖氨比>反应时间。 经显著性检验分析，反应温度对实验结果有显著影响，F值越大产生的影响越大，主次影响顺序与极差分析一致。综合感官评价的结果，选取A3B3C2组合为木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的最佳反应条件，即反应温度80 ℃、反应时间90 min、糖氨比10∶1.5。

2.2 红烧调味汁的正交试验设计

由表6可知，各因素的主次顺序为F>D>G>C>E>B>A，即影响调味汁在红烧肉烹饪中的应用的主要因素是乙基麦芽酚、焦糖色和黄原胶的添加量，其次为三聚磷酸钠和红曲红的添加量，根据极差分析所得各因素的最优水平，综合感官评价得分，确定最佳调味汁配方为F1D2G1C2E2B2A1，即乙基麦芽酚0.008 g、焦糖色0.03 g、黄原胶0.03 g、红曲红0.02 g、三聚磷酸钠0.1 g、蛋氨酸0.004 g、木糖5 g。

表6 配方正交试验结果与分析

由10名评价员对由上述最佳配方制备出的红烧调味汁进行感官评分，发现各项指标优异，具有以下特征：组织形态均一，无沉淀，不分层；粘稠度适中，透明的半流体，无颗粒感；滋味甜鲜适口，无异味；颜色为红亮的棕褐色，色泽均匀。

2.3 调味汁货架期预测

对保温加速试验结果，采用Origin 7.5软件做图并进行拟合分析，结果见图5。

图5 35 ℃和45 ℃样品pH值和可溶性固形物含量指标的变化

对所测数据按0级反应，进行线性回归分析，得到35 ℃和45 ℃时pH值和可溶性固形物含量变化的动力学模型，见表7(x为贮藏时间)。

表7 不同温度下pH值和可溶性固形物含量随贮藏时间变化的回归方程

回归数据表明两种温度下回归方程的相关系数均大于0.9，表明回归方程具有很高的拟合精度。对比可知，随着温度的升高，pH值和可溶性固形物含量随着温度的升高，变化的速率增大，实验得到了有效的加速。

Arrhenius方程中用常用温度系数Q10来表示食品品质劣化速率对温度的敏感性,并定义为公式(1)：

(1)

式中：KT和KT+10分别表示TK和(T+10)K时的反应速率常数。

如果温差不是10 K, 而是任意两个温度T0，T，且T0>T，那么此时Q10可以表示成公式(2)：

(2)

由表7可知，温度越高其反应速率常数k值越大，那么45 ℃时调味汁的pH和可溶性固形物的下降速度较35 ℃时快。由两个试验温度(35 ℃和45 ℃)对应的反应速率常数K值，利用Arrhenius关系积分算式(1)得出红烧调味汁以pH值和可溶性固形物含量为参考指标的Q10分别为1.648和1.596，这与文献报道瓶装罐藏产品的Q10在1.1～4一致[14]。再根据公式(2)得出，以pH值和可溶性固形物含量为参考指标，25 ℃室温条件下红烧调味汁的货架期分别为119天和115天，推测得出红烧调味汁在室温(25 ℃)时的保质期为115～119天。

3 结论

木糖-L-半胱氨酸Maillard反应中间体的最佳反应条件，即反应温度80 ℃、反应时间90 min、糖氨比10∶1.5。其中主要影响因素为反应温度，3个因素的主次影响顺序是反应温度>糖氨比>反应时间。红烧调味汁的最佳配方为Maillard反应中间体添加量82.803%，木糖16.561%，蛋氨酸0.013%，红曲红0.066%，焦糖色0.099%，三聚磷酸钠0.331%，乙基麦芽酚0.026%，黄原胶0.099%。该配方制备出的红烧调味汁色泽鲜亮、无异味，为均一稳定的液体。调味汁做出的红烧肉香气扑鼻，味道醇厚鲜美，口感软糯。根据ASLT法推测出红烧调味汁在室温(25 ℃)条件下的货架期为115～119天。此货架期为调味汁在没有添加任何防腐剂条件下的保质期，如若添加合适的防腐剂，相信会有更长久的保质期，商品价值更高。

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Study on the Preparation of Braised Sauce Based on the Intermediates of Xylose and L-cysteine Maillard Reaction

FAN Li, TANG Qi, SONG Shi-qing*, XIAO Zuo-bing, FENG Tao

(School of Perfume and Flavor Technology and Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China)

In order to develop a novel kind of braised sauce, the intermediate of xylose and L-cysteine Maillard reaction is used as the base solution, and methionine, ethyl maltol, etc. are used as the auxiliary materials. The optimum formula of braised sauce is determined by single factor and orthogonal test. The results show that the optimum formula is Maillard reaction solution of 82.803%, xylose of 16.561%, methionine of 0.013%, monasucs red of 0.066%, caramel of 0.099%, sodium tripolyphosphate of 0.331%, ethyl maltol of 0.026%, xanthan gum of 0.099%. Under such conditions, the braised sauce is of bright color, uniform solution, perfect color, aroma and taste. According to the method of ASLT(accelerated shelf-life testing), the shelf life of braised sauce is about 115～119 days.

braised pork; Maillard reaction intermediates; sauce; shelf life

2016-07-16 *通讯作者

国家自然科学基金青年基金项目(31201415)；上海香料香精工程技术研究中心项目资助(12DZ2251400)

范丽(1994-)，女，硕士，研究方向：食品风味化学；

宋诗清(1982-)，女，副教授，博士，研究方向：食品风味化学。

TS202.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.01.015

1000-9973(2017)01-0065-07