馬 寧,劉 劭,吳 霜,陳 韜,付曉萍

(云南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院,云南昆明 650000)

不同糖在高低溫度下與羊肉水解物的美拉德反應效果比較

馬 寧,劉 劭,吳 霜,陳 韜*,付曉萍

(云南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院,云南昆明 650000)

本實驗采用兩因素不同水平混合組合實驗設計,其中兩因素即糖的種類(蜂蜜、木糖和葡萄糖)和反應溫度(92 ℃和121 ℃),研究糖的種類和反應溫度對美拉德反應的影響,實驗中對反應產(chǎn)物的色澤、美拉德反應產(chǎn)物的吸光度和感觀評分進行了測定。結(jié)果表明:糖的種類和反應溫度對羊肉美拉德反應均具有顯著性影響,各實驗組間比較分析,六個組合中木糖在121 ℃下產(chǎn)物風味和色澤最好,木糖在92 ℃下和葡萄糖在121 ℃下產(chǎn)物香味和膻味無顯著性差異(p>0.05),葡萄糖在92、121 ℃和蜂蜜在121 ℃產(chǎn)物膻味和色澤無顯著性差異(p>0.05),蜂蜜在92 ℃風味色澤最差。結(jié)論:在相同溫度下,木糖產(chǎn)生的香味和色澤好于葡萄糖,葡萄糖好于蜂蜜;同一種糖,美拉德反應溫度越高,終產(chǎn)物香味和色澤越好。

羊肉,美拉德反應,蜂蜜,木糖,葡萄糖

表2 感官評分標準表Table 2 Criteria for sensory evaluation

美拉德反應(Maillard Reaction)是非酶促褐變反應之一,它是指單糖(羰基)和氨基酸(氨基)的反應,形成大量棕黑色的大分子物質(zhì)(稱類黑精或擬黑素)。除產(chǎn)生類黑精以外,反應過程中還會產(chǎn)生還原酮、醛和雜環(huán)化合物等,這些美拉德產(chǎn)物為食品提供了宜人可口的風味和誘人的色澤[1]。美拉德反應的程度和溫度、時間、系統(tǒng)中的組分、水的活度以及pH有關。孫方達[2]報道熱反應時間40 min得到的美拉德產(chǎn)物香味自然濃郁,具有良好的色澤。各種不同糖類和氨基酸化合物的美拉德反應,能獲得各種不同風味[3]。Jing研究發(fā)現(xiàn)酪蛋白與核糖的反應速度相比葡萄糖和果糖要快,即在美拉德反應發(fā)生的難易程度方面,五碳糖優(yōu)于六碳糖,且單糖優(yōu)于雙糖[4]。開環(huán)核糖的反應速度要高于環(huán)狀核糖,因為開環(huán)核糖對Amadori產(chǎn)物的形成更為有利[5]。在風味方面,雙糖產(chǎn)生的風味相對較差,而五碳糖核糖反應雖快,但難以購買且成本過高,故通常采用葡萄糖和木糖[6]。蜂蜜的主要成分為糖分,這些糖分以單糖(即葡萄糖和果糖)為主。蜂蜜中的葡萄糖和果糖因為它具有還原性,所以稱之為還原糖[7]。由于不同的糖和不同的氨基酸會產(chǎn)生不同的風味,同時在不同的溫度下,糖和氨基酸也會產(chǎn)生不同的風味。羊肉中含有多種氨基酸,因此無法確定某種糖與羊肉水解物發(fā)生美拉德反應產(chǎn)生的風味情況,為了明確各種糖和羊肉水解物在不同溫度下得到的羊肉風味的熱反應香精的情況,企業(yè)或者研究者可以通過現(xiàn)有實驗條件確定羊肉美拉德反應過程中添加的糖種類和反應溫度,最終獲得一種既節(jié)約成本,風味又好的羊肉美拉德反應產(chǎn)物。目前未見過羊肉美拉德反應中添加蜂蜜的相關文獻,因此本次實驗針對這一問題做了以下研究,同時也為以后羊肉美拉德反應的研究提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮羊肉 昆明北辰麥德龍超市;木瓜蛋白酶(比活性>3500 U/mg)、D-木糖 上海生工生物有限公司;D-葡萄糖 市售;蜂蜜 市售。

T25-Basc高速勻漿機 德國IKA;恒溫水浴鍋HH-6 常州市華普達教學股份有限公司;CP-先行者電子天平 上海奧豪斯儀器有限公司;HI9025C便攜式pH計 意大利哈納;CR-400/410色差儀 日本美能達;HC-3018臺式高速冷凍離心機 科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司;722S型分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;U-2910紫外分光光度計 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗設計 實驗設計采用二因素混合水平實驗設計,兩個因素是糖的種類(木糖、葡萄糖和蜂蜜,糖添加量為5%)和美拉德反應溫度(121 ℃和92 ℃),形成6個實驗組合,實驗重復兩次,具體實驗安排如表1所示:

表1 實驗設計表Table 1 The experimental schedule

1.2.2 羊肉美拉德反應產(chǎn)物的獲得 首先取去除脂肪的新鮮羊肉20 g,用沸水煮 2 min,稱重并加水使羊肉重量為20 g。向羊肉中加入15 mL蒸餾水,用組織攪碎機(6500 r/min)攪拌至羊肉攪碎。在20 g肉樣中加入用5 mL溶解的木瓜蛋白酶并混合均勻,并調(diào)整羊肉的pH,使之在木瓜蛋白酶的最佳pH(6～7)范圍內(nèi)。將肉樣放入到55 ℃的水浴鍋中水解25 min,水解后在92 ℃水浴鍋中滅酶15 min。滅酶后加入肉和水總重的5%的糖,并在實驗安排所對應的溫度下反應45 min。反應結(jié)束用冰水迅速冷卻產(chǎn)物,并測定類黑精含量、色澤和感官評定。

1.2.3 類黑精含量的測定 美拉德反應過程分為三個階段,分別產(chǎn)生美拉德初級產(chǎn)物、中產(chǎn)物和終產(chǎn)物,其中初級產(chǎn)物、中產(chǎn)物和終產(chǎn)物分別在280、360、420 nm有光吸收,通過測定其在280、360、420 nm下的吸光度可以判斷產(chǎn)物的多少。其中類黑精產(chǎn)生于第三個階段,為褐色物質(zhì),使整個反應產(chǎn)生風味和色澤。相關論文報道類黑精在420 nm下有光吸收,通常用420 nm下的吸光度來表示類黑精含量[8]。類黑精測定方法參考Critina Delgado-Andrade等[9]的方法,在420 nm下測定類黑精的吸光度。

1.2.4 色澤的測定 取適量美拉德反應產(chǎn)物,參照Hambrecht E[10]的方法用色差儀測定L*、a*。

1.2.5 美拉德反應產(chǎn)物的感觀鑒定 由經(jīng)過培訓的5位食品專業(yè)研究生成員組成感官評定小組,采用八分制進行打分(如表2所示)。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗因子的主效應分析

實驗中測定的數(shù)據(jù)經(jīng)過SPSS軟件中的主效應分析可以得到糖、溫度和糖×溫度對實驗中各指標的影響是否顯著,分析結(jié)果如表3所示。由表3可見:糖和溫度對色澤、吸光度和感觀評分均具有顯著性影響(p<0.05);除了色澤中的L*、感光評分中的總體接受度,糖×溫度對其他指標均具有顯著交互作用。

2.2 不同組間a*值、420 nm吸光值和感官評分值比較

從圖1A中L*的變化可以得到:在121 ℃下木糖組的美拉德反應產(chǎn)物顏色稍深,其他組的美拉德反應產(chǎn)物顏色稍淺;添加相同的糖,除了木糖在121 ℃比在92 ℃產(chǎn)物顏色深外,其他組無顯著性差異(p>0.05)。由表3可見,在實驗中糖的種類和溫度對a*有交互作用,且糖的種類對a*的影響要比溫度對a*的影響要顯著,并結(jié)合圖1B中a*的變化可以得到:在121 ℃和92 ℃添加木糖的色澤要好于92 ℃添加葡萄糖的色澤,92 ℃添加葡萄糖的色澤好于121 ℃和92 ℃添加蜂蜜的色澤,121 ℃和92 ℃添加蜂蜜的色澤要好于121 ℃添加葡萄糖的色澤,這可能是由于121 ℃和92 ℃添加蜂蜜產(chǎn)生的類黑精量要比121 ℃添加葡萄糖產(chǎn)生類黑精的量要多。實驗結(jié)果中組間出現(xiàn)的色澤差異可能與糖的組成和結(jié)構有關。Jing[5]研究發(fā)現(xiàn)酪蛋白與核糖的反應速度相比葡萄糖和果糖要快,即在美拉德反應發(fā)生的難易程度方面,五碳糖優(yōu)于六碳糖,且單糖優(yōu)于雙糖。

表3 羊肉美拉德反應中添加糖的種類和反應溫度對實驗各個指標的影響Table 3 Effect of the type of sugar added and reaction temperature for each index on the lamb Maillard reaction

圖1 羊肉美拉德反應中添加糖的種類和反應溫度對反應產(chǎn)物色澤的影響Fig.1 Effect of the type of sugar added and reaction temperature for the reaction product color in the lamb Maillard reaction注:同一測定指標的不同處理平均值上標字母不同表示處理之間差異顯著(p<0.05)圖2、圖3同。

由表3可見實驗中糖的種類和溫度對280、360 nm和420 nm下的吸光度均有顯著交互作用,結(jié)合圖2A中280 nm下的吸光度變化可以得到:92 ℃下添加木糖組產(chǎn)生的美拉德反應的中間產(chǎn)物>121、92 ℃下添加葡萄糖組、121 ℃下添加蜂蜜組>121 ℃下添加木糖組>92 ℃下添加蜂蜜組。圖2B可得121 ℃添加木糖組吸光值>92 ℃添加木糖組>其他組。由圖2C中420 nm下的吸光度變化可以得到:121 ℃下添加木糖組產(chǎn)生的美拉德反應的終產(chǎn)物顯著多余其他條件下的實驗組,其次是92 ℃下蜂蜜組產(chǎn)生的終產(chǎn)物較多,92 ℃下木糖組、121 ℃和92 ℃下添加木糖組、121 ℃下添加蜂蜜組產(chǎn)生的美拉德反應終產(chǎn)物最少,且之間不存在顯著性差異(p>0.05)。實驗結(jié)果中組間出現(xiàn)的色澤和吸光度差異可能與糖的組成和結(jié)構有關。

圖2 羊肉美拉德反應中添加糖的種類和反應溫度對反應產(chǎn)物吸光度的影響Fig.2 Effect of the type of sugar added and reaction temperature for the reaction product absorbance in the lamb Maillard reaction

由表3可見在實驗中糖的種類和溫度對香味、色澤和膻味均有交互作用,且糖的種類對香味、色澤和膻味的影響要比溫度對香味、色澤和膻味的影響顯著。由圖3A中香味的分值可以得到:實驗中121 ℃下添加木糖組香味>92 ℃下添加木糖、121 ℃下添加葡萄糖組>92 ℃下添加葡萄糖組、121 ℃下添加蜂蜜組>92 ℃下添加蜂蜜組;由圖3B中色澤的分值可以得到:121 ℃下添加木糖組>92 ℃下添加木糖組>121 ℃、92 ℃下分別添加葡萄糖和蜂蜜組,且在不同溫度下添加葡萄糖和蜂蜜得到的色澤評分沒有顯著性差異(p>0.05)。由圖3C中膻味評分可以得到:121 ℃下木糖組的膻味最小,92 ℃下蜂蜜組的膻味最大;相同反應溫度下,木糖組膻味小于葡萄糖組,葡萄糖組膻味小于蜂蜜組;添加相同糖的條件下,121 ℃下的反應產(chǎn)物膻味小于92 ℃下的反應物膻味。由表3得到在實驗中糖的種類和溫度對總體接受度沒有交互作用,糖的種類和溫度均為影響產(chǎn)物總體接受度的主效應。由圖3D中總體接受度評分可以得到:在121 ℃下木糖組總體接受度最高,92 ℃下蜂蜜組總體接受度最低;相同反應溫度下,木糖組評分高于葡萄糖組;添加相同糖的條件下,121 ℃下的反應產(chǎn)物評分高于92 ℃下的反應物評分,且木糖在92 ℃、葡萄糖在121 ℃下反應時總體接受度評分沒有顯著性差異(p>0.05),葡萄糖在121、92 ℃、蜂蜜在121 ℃下反應時總體接受度評分沒有顯著性差異(p>0.05)。孫方達[7]等研究中在風味方面,雙糖產(chǎn)生的風味相對較差,而蜂蜜中含有雙糖蔗糖,也就會造成蜂蜜與羊肉生成的美拉德反應產(chǎn)物風味比木糖、葡萄糖差。

圖3 羊肉美拉德反應中添加糖的種類和反應溫度對反應產(chǎn)物感觀評分的影響Fig.3 Effect of the type of sugar added and reaction temperature for the reaction product sensory score in the lamb Maillard reaction

由于實驗所得到的美拉德反應產(chǎn)物的顏色越深、越紅更容易被感官評分者接受,同時也代表了美拉德反應的終產(chǎn)物產(chǎn)生較多,因此產(chǎn)物色澤測定中用L*、a*值來表示產(chǎn)物色澤的好壞。通過以上產(chǎn)物色澤測定值和感官評分中色澤的評分可以得出:木糖在121 ℃下色澤與其他實驗組存在顯著性差異(p<0.05),木糖在92 ℃下色澤與葡萄糖在121、92 ℃、蜂蜜在121、92 ℃存在顯著性差異(p<0.05),色澤接受程度順序為木糖在121 ℃>木糖在92 ℃>葡萄糖在121、92 ℃、蜂蜜在121、92 ℃。由于產(chǎn)物在420 nm下的吸光度值則代表了產(chǎn)物中生成美拉德反應終產(chǎn)物的多少,則通過以上420 nm吸光值的分析可以得出美拉德反應終產(chǎn)物多少順序為木糖在121 ℃>蜂蜜在92 ℃>木糖在92 ℃、葡萄糖在121、92 ℃、蜂蜜在121 ℃。感官評分中產(chǎn)物膻味和總體接受度評分為兩個較為重要的評分,通過以上兩個評分的分析可以得到:在相同反應溫度下,木糖組膻味、總接受度好于葡萄糖組,葡萄糖組膻味、總體接受度好于蜂蜜組;添加相同糖的條件下,121 ℃下的反應產(chǎn)物膻味、總體接受度好于92 ℃下的反應物,且木糖在92 ℃與葡萄糖在121 ℃下膻味、色澤總體接受度評分不存在顯著性差異(p>0.05),葡萄糖在121、92 ℃、蜂蜜在121 ℃下膻味、總體接受度評分不存在顯著性差異(p>0.05)。

3 結(jié)論

在羊肉的美拉德反應中,相同溫度下木糖產(chǎn)生的香味和色澤好于葡萄糖,葡萄糖好于蜂蜜；同一種糖,美拉德反應溫度越高,終產(chǎn)物香味和色澤越好;木糖在92 ℃的反應效果和葡萄糖在121 ℃的香味和膻味無顯著性差異,蜂蜜與羊肉水解物發(fā)生美拉德反應效果最差。

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Comparison of Maillard reaction effect of honey,xylose and glucose with Lamb

MA Ning,LIU Shao,WU Shuang,CHEN Tao*,FU Xiao-ping

(College of Food Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650000,China)

A hybrid combination experimental design of two factors and different levels was used,including two types of sugar(honey,xylose and glucose),and the reaction temperature(92 ℃ and 121 ℃). The effect of the sugar type and the reaction temperature on the Maillard reaction was studied. The color of test reaction products,the absorbance of Maillard reaction products and organoleptic score was measured. The results showed that the sugar type and reaction temperature had significant impact to lamb Maillard reaction. By comparative analysis between the experimental group,xylose at 121 ℃ had the best flavor and color products in the six combinations,product odour and sheepy odor of xylose at 92 ℃ groups and glucose at 121 ℃ had no significant differences(p>0.05),product sheepy odor and color of glucose at 121 ℃,glucose at 92 ℃ and honey at 121 ℃ had no significant difference(p>0.05),the flavor and color of honey in 92 ℃was the worst. Conclusion:at the same temperature,odour and color of Maillard reaction products added xylose was better than glucose,glucose better than honey;the same kind of sugar,the Maillard reaction temperature was higher,the better the odour and color of the final product.

lamb;Maillard reaction;honey;xylose;glucose

2014-12-15

馬寧(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工，E-mail：651167415@qq.com。

*通訊作者:陳韜(1963-)，男，博士，教授，研究方向：畜產(chǎn)品加工及品質(zhì)控制，E-mail：chentao63@163.com。

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAD28B04)。

TS201.2

A

1002-0306(2015)19-0091-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.19.010