谷胱甘肽对无机盐的增味特性研究

毕继才，林泽原，张永生，刘春香，崔震昆，张令文，张浩*

(1.河南科技学院，河南 新乡 453003；2.河南科技学院 新科学院，河南 新乡 453003)

目前，人们对食物的需求不再是单一的酸、甜、苦、咸、鲜5种基本味，“安全、营养、美味、功能”被认为是现代食品的四大基本要素[1,2]。人们对协调、圆润、平衡味感的追求，促使kokumi味应运而生。kokumi味是本身不具备味道或呈味较淡,但添加少量即可增强酸、甜、苦、咸、鲜5味的浓厚感的肽类物质[3]，它主要代表食物的浓厚感、持续感和复杂感[4,5],具有kokumi风味特性的物质单独溶于水时基本上没有味道，但添加少量的kokumi物质可以显著降低呈味物质的阈值[6,7]。

无机盐广泛存在于食物中，且对食物的风味有很大影响，其中NaCl及钙、镁、钾等离子对滋味影响尤为显著。食物咸味的味感主要由以NaCl为代表的中性盐呈现，并且除NaCl以外，其他中性盐的咸味均不够纯正[8]。另外，对于呈单纯苦味的物质大众的接受度并不高，一旦把苦味和酸、甜、咸等其他味感物质适当调配，便能起到丰富食品风味的特殊作用，从而增加可接受度[9,10]。因此，本实验选取具有咸味的NaCl，具有苦、涩两种基本味的CaCl2以及具有咸、涩两种基本味的KCl进行增味特性研究。采用滋味稀释分析(taste dilution analysis，TDA)法，按照Frank等的方法[11,12]，取呈味肽和无机盐，在一定比例下用超纯水进行逐步稀释，按浓度由高到低的顺序进行描述性感官评定，当某个稀释倍数的溶液与空白超纯水之间的滋味差异刚刚能被识别出来时记录稀释倍数，稀释值为各评定员评定结果的平均值，评定结果的误差应低于或等于某一个稀释水平[13]。旨在探究增味度、温度、pH对谷胱甘肽与无机盐体系的增味特性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验材料

氯化钠、氯化钙、氯化钾、无水氯化钙、柠檬酸：分析纯，天津市德恩化学试剂有限公司；无水碳酸钠：分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；L-谷胱甘肽(98%)：北京索莱宝公司。

1.1.2 仪器与设备

PHS-2F 精密酸度计 上海雷磁仪器厂；TopPette可调移液枪 大龙兴创实验仪器(北京)有限公司；FA124 万分之一电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HZF-A50 百分之一电子天平 福州华志科学仪器有限公司；DK-S24 恒温水浴锅 上海精其仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 无机盐及谷胱甘肽阈值的确定

在室温下进行预实验，确定无机盐NaCl、CaCl2、KCl、kokumi的阈值，所谓阈值是指人可以感受到的特定的滋味的最小浓度，参考Wang等[14]的方法用超纯水配制NaCl溶液0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 g/L；配制CaCl2溶液0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 g/L；配制KCl溶液0.8，1.0，1.2，1.4，1.6 g/L；配制谷胱甘肽溶液0.20，0.25，0.30，0.35，0.40 g/L；然后进行描述性感官评定，见表1。

表1 无机盐及谷胱甘肽基本滋味评定标准Table 1 The evaluation standard for basic taste of inorganic salt and glutathione

感官评定小组由食品和烹饪两个专业的8名成员(5女3男)组成，其平均年龄控制在23～26岁之间，为达到小组成员对咸味、苦味、涩味、浓厚感、满口感和绵长感的味觉认知具有一致性的目的，以方便更好地熟悉感官评定的指标对小组成员进行10周的感官训练[15]。此外，为保证此次感官评价结果的准确度以及高效性，感官评定全程均采用嘬食技术(即液体物质在口中旋转识别味道而不下咽)，且每两次样品进行评定均需用清水漱口[16,17]。

统计描述性感官评定结果可知，NaCl的阈值为0.6 g/L，CaCl2的阈值为1.0 g/L，KCl的阈值为1.2 g/L，谷胱甘肽的阈值为0.25 g/L。

1.2.2 谷胱甘肽与无机盐体系增味感官评价标准的建立

根据无机盐和谷胱甘肽本身及其混合体系的味道按排序法，采用百分制由上述感官评定小组对谷胱甘肽、谷胱甘肽+NaCl体系、谷胱甘肽+CaCl2体系、谷胱甘肽+KCl体系中的滋味进行描述性分析，并且对其酸味、咸味、苦味、涩味、绵长感和满口感进行评分，然后对其结果进行分析[18]，见表2。

表2 谷胱甘肽与无机盐体系滋味感官评定标准Table 2 The sensory evaluation standard of the taste of glutathione and inorganic salt system

1.2.3 增味度的定义

增味度为两种或两种以上的调味剂混合之后，在一定条件下保持其中一种或几种调味剂浓度不变的情况下，对其他一种或几种调味剂的质量以及强度达到最佳增味效果时的稀释倍数，记为TD。

1.2.4 单因素实验

1.2.4.1 不同稀释倍数对谷胱甘肽与无机盐体系的增味影响

在25 ℃室温、无机盐浓度不变的情况下，用移液枪取0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液、0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液、0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液每种溶液5组各10 mL于容量瓶中，依次稀释10，15，20，25，30倍，每个稀释倍数3组平行实验(见表3)，最后分别对其进行描述性感官评定，以谷胱甘肽浓度为横坐标，以TD值为纵坐标，绘制图表并分析增味效果规律。

表3 不同稀释倍数的体系中各物质的添加量或浓度Table 3 The additive amount or content of each substance in different dilution-multiple systems

注：A表示0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液；B表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液；C表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液。

1.2.4.2 不同温度对谷胱甘肽与无机盐体系的增味特性的影响

当有3种及以上的化合物在比阈值浓度低的情况下混合，其体系的敏感度会增强即阈值会相互减弱为原来阈值的1/n，所以实验采用柠檬酸，小苏打调节超纯水的pH，体系中物质的阈值均降低为原来的1/3[19]。

在上一步实验结果的TD值基础上，用pH 7.0的超纯水做溶剂，使各体系溶液的温度保持在25，30，35，40，45 ℃，每个温度3组平行实验，然后进行描述性感官评价并对结果进行分析[20]，取增味效果最优的一组。

1.2.4.3 不同pH对谷胱甘肽与无机盐体系的增味特性的影响

对温度为40 ℃、TD值20的0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液，温度为40 ℃、TD值15的0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液，温度为45 ℃、TD值15的0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液，分别溶解于通过柠檬酸、小苏打调节的pH 6.0，6.5，7.0，7.5，8.0的超纯水溶剂中，每个pH 3组平行实验，然后进行描述性感官评价并对结果进行分析，取增味效果最优的一组。

1.2.5 正交实验

在单因素实验的基础上，采用三因素三水平正交实验设计，比较谷胱甘肽浓度、pH、温度对无机盐增味效果的影响，根据上述感官评定标准略微改动，感官评定人员由8人(5女3男)组成，按照评分标准进行描述性感官评定，取8个评分的平均值作为最终结果，确定最优配比方案。

2 结果与讨论

2.1 不同稀释倍数的谷胱甘肽对无机盐的增味影响及感官评价

表4 不同稀释倍数的谷胱甘肽对无机盐 增味影响的感官评定结果Table 4 The sensory evaluation results of the effect of glutathione with different dilution multiples on the taste enhancement effect of inorganic salt

注：A表示0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液，A1、A2、A3为感官评定结果；B表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液，B1、B2、B3为感官评定结果；C表示0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液，C1、C2、C3为感官评定结果。

然后求出最适TD值时的谷胱甘肽浓度，由表4计算出平均值，折线图见图1。

图1 不同稀释倍数的谷胱甘肽对无机盐的影响Fig.1 Effect of glutathione with different dilution multiples on inorganic salt

由图1可知，0.0125 g/L的谷胱甘肽对0.6 g/L NaCl的增味效果较好，0.0170 g/L的谷胱甘肽对1.0 g/L CaCl2的增味效果较好，0.0170 g/L的谷胱甘肽对1.0 g/L KCl的增味效果较好。

2.2 不同温度对谷胱甘肽与无机盐体系的影响及感官评价

图2 不同温度对谷胱甘肽与无机盐体系的影响Fig.2 Effect of different temperatures on glutathione and inorganic salt systems

由图2可知，在pH 7.0的情况下，对于稀释倍数为20倍的0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液体系，40 ℃时的增味效果评分最高，45 ℃的增味效果评分低于40 ℃但高于其他温度；对于稀释倍数为15倍的0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液体系，35 ℃时的增味效果评分最高，40 ℃的增味效果评分和35 ℃接近；对于稀释倍数为15倍的0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液，45 ℃时的增味效果评分最高，35 ℃的增味效果评分低于45 ℃但高于其他温度。

2.3 pH对谷胱甘肽与无机盐体系的影响及的感官评价

图3 pH对谷胱甘肽与无机盐体系的影响Fig.3 Effect of pH on glutathione and inorganic salt systems

由图3可知，TD值20、温度为40 ℃的0.25 g/L谷胱甘肽+0.6 g/L NaCl溶液体系中pH 7.0时的感官评分最高，pH 6.5与pH 7.5的感官评分相近；TD值15、温度为40 ℃的0.25 g/L谷胱甘肽+1.0 g/L CaCl2溶液体系中pH 6.5时的感官评分最高；TD值15、温度为45 ℃的0.25 g/L谷胱甘肽+1.2 g/L KCl溶液体系中pH 7.0时的感官评分最高。

2.4 正交实验结果与分析

采用L9(33)正交实验设计，谷胱甘肽对氯化钠的增味特性影响的正交实验因素水平表和结果见表5和表6。

表5 正交实验因素水平表Table 5 The factors and levels of orthogonal experiment

表6 正交实验结果分析Table 6 The results analysis of orthogonal experiment

续 表

由表6可知，谷胱甘肽的TD值、温度、pH影响无机盐NaCl增味效果的因素主次排列顺序为B>A>C，同时表明谷胱甘肽对NaCl的增味特性最优配比方案为A2B2C2，即谷胱甘肽与NaCl体系在温度为40 ℃、pH为7.0时增味效果最佳，此时增味度为20。

采用L9(33)正交实验设计，谷胱甘肽对氯化钙的增味特性影响的正交实验因素水平表和结果见表7和表8。

表7 正交实验因素水平表Table 7 The factors and levels of orthogonal experiment

表8 正交实验结果分析Table 8 The results analysis of orthogonal experiment

由表8可知，谷胱甘肽的TD值、温度、pH影响无机盐CaCl2增味效果的因素主次排列顺序为B>A>C，同时表明谷胱甘肽对CaCl2的增味特性最优配比方案为A2B2C2，即谷胱甘肽与CaCl2体系在温度为40 ℃、pH为6.5时增味效果最佳，此时增味度为15。

采用L9(33)正交实验设计，谷胱甘肽对氯化钾的增味特性影响的正交实验因素水平表和结果见表9和表10。

表9 正交实验因素水平表Table 9 The factors and levels of orthogonal experiment

表10 正交实验结果分析Table 10 The results analysis of orthogonal experiment

由表10可知，谷胱甘肽的TD值、温度、pH影响无机盐KCl增味效果的因素主次排列顺序为B>A>C，同时表表明谷胱甘肽对KCl的增味特性最优配比方案为A2B2C2，即谷胱甘肽与KCl体系在温度为45 ℃、pH为7.0时增味效果最佳，此时增味度为15。

3 结论

综上所述，由单因素及正交实验结果可知：谷胱甘肽与NaCl体系在温度为40 ℃、pH 7.0时的增味效果最佳，增味度为20；谷胱甘肽与CaCl2体系在温度为40 ℃、pH 6.5时的增味效果最佳，增味度为15；谷胱甘肽与KCl体系在温度为45 ℃、pH 7.0时的增味效果最佳，增味度为15。此时，谷胱甘肽和无机盐溶液体系的滋味最为丰富，kokumi味最为持久和浓郁，增味效果最好。