加工工艺对鸡酥松生产过程中美拉德反应的影响

杜明睿， 杨培周,*， 陈新颜， 操丽丽， 吴 芸， 姜绍通，朱星星， 单浩东

(1.合肥工业大学 食品科学与工程学院/安徽省农产品精深加工省级实验室， 安徽 合肥 230009；2.安徽昊东食品有限公司， 安徽 合肥 231533)

美拉德(Maillard)反应是基于还原糖或羰基化合物和含游离氨基的化合物之间发生的一系列复杂化学反应形成的一种非酶褐变反应[1]。美拉德反应生成的一系列还原酮、醛和杂环化合物直接影响食品色泽、风味和品质[2]。近年来，对美拉德反应的研究主要基于模式美拉德反应[3]及产物的抗氧化功能[4-6]，而对食品加工过程中发生的美拉德反应研究较少。分析加工工艺对美拉德反应的影响对于探究特征风味形成机制以及提高产品品质等都具有十分重要的作用[7]。

酥松产品是基于肉松加工工艺基础上改进后生产的一种肉类烘焙深加工产品[8]，鸡酥松是以鸡胸肉为原料，经蒸煮和炒松等工艺形成的具有特定风味的产品[9]。在鸡酥松加工过程中，鸡肉中的蛋白质、脂肪和糖在高温烹饪过程中发生美拉德反应并形成特征性的香味、风味和色泽。酥松加工过程中，炒松和蒸煮是关键工序，而外源补充糖是形成美拉德反应的必需原料[10]。本文通过研究蒸煮时间、加糖量和炒松时间对美拉德反应各指标的影响，并检测成品部分质量指标，探究影响酥松加工过程美拉德形成机制，为生产优质鸡酥松产品提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡胸肉、食用盐、白砂糖、料酒、生姜、大葱、茴香、酱油，均购于安徽省合肥市包河区家乐福超市；氢氧化钠、盐酸、酚酞、亚硫酸氢钠、3，5-二硝基水杨酸、结晶苯酚、酒石酸钾钠、考马斯亮蓝G-250、结晶牛血清蛋白和抗坏血酸等化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

AUX-J20型多功能料理机，佛山海迅公司；JA2003型电子天平，上海良平公司；WK2102型电磁炉，广东美的公司；CARY 5000型紫外分光光度计，美国安捷伦公司。

1.3 鸡酥松生产工艺流程

鸡酥松生产流程见图1。

图1 鸡酥松生产流程Fig.1 Manufacturing flowchart of chicken crisp floss

鸡酥松的具体制作步骤：1)将鸡胸肉洗净，用清水浸泡30 min，漂去血污，将鸡胸肉切块。2)将鸡胸肉和用纱布包裹好的生姜、桂皮、八角一道放入锅内，加清水浸泡，旺火煮开，撇去油沫。3)初煮除去油沫后，加入食盐，旺火煮开，文火加入酱油、料酒、白糖，煮一定时间，出锅。4)将肉松坯放进锅内，用文火焙炒，后期用微火精心焙炒，炒到一定程度时出锅，反复搓揉肉松坯，然后再入锅焙炒，反复几次，直到鸡肉呈蓬松的絮状。

1.4 实验方案

选取蒸煮时间、加糖量、炒松时间设计单因素实验，以美拉德反应程度为指标，研究蒸煮时间、加糖质量分数和炒松时间对酥松脱水加工过程中美拉德反应的影响；以鸡胸肉为原料，辅料分别为ω(白糖)=4%、ω(食盐)=2%、ρ(黄酒)=1.5 mL/g、ω(姜)=0.5%、ω(茴香)=0.1%、ω(大葱)=2%。在单因素实验的基础上，选择蒸煮时间、加糖量、炒松时间对美拉德反应影响程度较大的区间，设计并实施三因素三水平正交试验；检测产品质量部分指标。

1.5 指标测定方法

水分含量检测采用直接干燥法[11]；蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法[12]；总糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸法[13]；灰分的测定采用高温灼烧法[14]；颜色及褐度的测定分别采用色差法[15]和比色法[16]；OD280测定值表示280 nm波长下的吸光度，反映蛋白质含量变化[17]；OD360测定值表示粉红色波长360 nm下的吸光度，反映褐变颜色变化[18]；OD420表示紫色波长420 nm下的吸光度，反映褐变颜色的深浅程度[19]。采用的对照组为炒松前的样品。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1蒸煮时间对褐度的影响

考察蒸煮时间对褐变程度的影响，见图2。

图2 蒸煮时间对吸光度OD280、OD360和OD420的影响Fig.2 Effect of boiling time on OD280 , OD360 and OD420

由图2可知，蒸煮后的吸光值在OD280高于原料，蒸煮时间40 min，吸光度最大，是对照的1.89倍，表明蒸煮后的鸡肉中含有大量可溶性蛋白质；此外在OD360和OD420下，蒸煮后的吸光度都显著高于原料(p<0.05)，当蒸煮40 min后，OD360和OD420下的吸光度分别是原来的2.87倍和2.57倍，表明一定时间的蒸煮有利于增加鸡胸肉的褐度值。

2.1.2糖添加量对褐度的影响

考察糖添加量对褐度的影响，见图3。

图3 糖添加量对吸光度OD280，OD360和OD420的影响Fig.3 Effect of sugar contents on OD280,OD360 and OD420

由图3可知，改变添加糖的质量分数，设置糖浓度梯度为0%、2%、4%、6%、8%和10%，测定OD280吸光度，结果表明，添加糖能够提高OD280吸光度，表示补充适量的糖能够增加鸡肉可溶性蛋白质的量，但在各浓度糖间(2%～10%)的吸光度差异不明显；添加糖后，OD360和OD420下的吸光度都明显增加(p<0.05)，且随糖浓度增加，吸光度也同步增加，表明糖浓度的增加引起美拉德反应提高鸡肉的褐变程度。

2.1.3炒松时间对褐度的影响

考察炒松时间对鸡肉褐变的影响，见图4。

图4 炒松时间对吸光度OD280，OD360和OD420的影响Fig.4 Effect of frying time on OD280, OD360 and OD420

由图4可知，炒松时间显著影响OD280吸光度，炒松15 min后的吸光度是对照组的1.8倍，可溶性蛋白含量最高，随后逐渐下降，同时，炒松15 min后的OD360吸光度最大，随后逐渐下降；OD420吸光度随炒松时间的增加逐渐增加，说明炒松时间的延长会引起吸光度的增加，褐变程度随炒松时间逐渐增加。表明过度延长炒松时间引起酥松蛋白含量的下降，而褐变程度却一直增加，可能原因是美拉德反应利用了大量蛋白质，另外蛋白质自身发生裂解或参与其他生化反应，导致酥松营养价值的下降。

2.2 正交试验结果

在单因素实验的基础上，结合肉松的加工工艺，选择蒸煮时间(30、40、50 min)，糖添加质量分数(4%、6%、8%)，炒松时间(10、15、20 min)对美拉德反应影响程度(褐度)上升阶段设计L9(34)正交试验，见表1。

表1 正交试验设计和结果Tab.1 Results of orthogonal experimental design

由表1可知，各组合的总糖含量、蛋白含量、OD280、OD360和OD420存在一定的差异，其中组合2(蒸煮时间30 min、糖添加量6%、炒松时间15 min)的OD420值最高，而且其组合的总糖含量、蛋白含量、OD280和OD360仍处于较高水平。三种因素的蛋白质含量方差分析表明，蛋白质含量有着非常明显的降低，各因素方差分析的结果表明蒸煮时间和糖添加量对蛋白质含量影响不显著，炒松时间对蛋白质含量影响显著。

2.3 水分含量、灰分含量及色差检测结果

图5 各组分的含水率和灰分含量分布Fig.5 Water content profiles of different combinations and ash content

对正交试验中各组合酥松的水分含量和灰分进行测定，见图5。由图5可知，与鸡肉原料相比，各实验组的含水质量分数均低于15%，符合肉松国标理化指标水分不超过20%的要求，其中组合2的含水质量分数为9.00%含量，属于理想水分范围；相对于对照原料，各实验组的灰分含量得到显著提高，其中组合2的灰分质量分数为5.62%，属于允许范围内，各实验组合间的差异不显著(p>0.05)。灰分含量测定的是灰分与其原料的重量比，本研究中采用的对照为炒松前的材料，由于其含有大量水分导致灰分含量低；而受测的试验材料是炒松后材料，由于水分大量散失，干物质保存下来，总重量下降，测定的灰分含量较高。

鸡肉色差变化见表2，各组合L值变化没有显著性差异，表明检测的各组合的鸡肉与原料鸡肉相比，其黑白颜色变化不明显；a值的变化与炒松时间有关，a值增加表示红色加深，b值降低说明黄色加深；红色和黄色加深表明处理后的鸡肉的颜色出现变化，该变化与褐变形成的产物较为接近，因此，设置的加工工艺(蒸煮时间、总糖含量以及炒松时间)能够有效促进加工中的美拉德反应，引起肉质发生褐变。

表2 各鸡肉组合的色差变化Tab.2 Color difference of each treated chicken combinations

L、a和b分别表示黑白、红绿和黄蓝的颜色程度。

3 讨 论

影响鸡酥松产品质量的一个重要工序是炒松工艺，加入的糖能与鸡肉本身的蛋白质及脂肪等在高温条件下发生剧烈的美拉德反应，本研究表明，鸡肉在炒松过程中发生明显的美拉德反应。美拉德反应受到炒松时间和补充糖含量的影响；在整个过程中，美拉德反应的强度也存在差别，美拉德反应随炒松时间的延长，强度逐渐增加，而酥松可溶性蛋白含量随时间延长，出现先高后低的趋势，说明过度延长炒松时间，引起酥松蛋白含量的降低，影响酥松的营养价值。因此，合理控制酥松生产工艺对于提高酥松品质，降低能耗，提高效益以及维护消费者健康等方面都有十分重要的作用。

美拉德反应受到温度、水分、pH值、钙盐、氧、糖氨基结构以及酸式亚硫酸盐等的影响[20]。在鸡酥松加工过程中，补充适量的糖有利于调和口味，提高营养价值，并为美拉德反应提供重要前体物质[21]。此外，蒸煮过程中产生的脂肪裂解产物，少量多肽和氨基酸也参与美拉德反应。根据本研究中蛋白质含量变化，及褐变颜色深浅的动态指标，结合肉类加工过程中的美拉德反应过程[22]，鸡酥松加工中美拉德的反应的机制如图6所示。

美拉德反应是糖、蛋白质和脂肪等参与的一种非酶褐变现象，虽然反应后会产生新的化合物，但是直观表型是发生颜色改变，出现褐变现象，研究颜色变化更能直接反应褐变过程和强度，本研究从分析蛋白质含量变化，色差及与褐变相关的吸光度OD420等角度进行分析，研究和探讨了酥松加工过程中的美拉德反应，但对于形成了哪些与褐变直接相关的新化合物还需要进一步检测和分析；此外，烘焙食品加工过程中一个关键工序是高温处理，高温引起的美拉德反应虽然产生许多风味物质，也容易形成许多有毒有害的化合物。

4 结 论

图6 鸡酥松加工过程美拉德反应机制Fig.6 Maillard reaction mechanism of chicken crisp floss processing

本文分析了加工工艺对鸡酥松生产过程中美拉德反应的影响，调控鸡酥松的加工参数可以有效控制加工过程的美拉德反应，并影响产品品质。加工过程中适度的美拉德反应有利于产品质量，美拉德反应过度容易引起糖分，脂肪和蛋白质含量的下降，不利于提高产品质量。研究发现，炒松过度引起蛋白质含量下降，从而导致营养价值降低，而对于炒松过程中经各种反应生成特定的化合物还未进行分析，特别是过度高温炒松对美拉德反应，或者其他生化反应生成新的有毒有害产物还需要进一步分析探讨。

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