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美拉德增香反應(yīng)制備宣威火腿風(fēng)味基料研究

2017-01-07 02:10:27王桂英程志斌谷大海范江平葛長(zhǎng)榮廖國(guó)周
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年35期
關(guān)鍵詞:宣威鹽酸鹽木糖

劉 佳, 王 優(yōu), 王桂英, 程志斌, 谷大海, 范江平, 葛長(zhǎng)榮*, 廖國(guó)周*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南昆明 650201;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心,云南昆明 650201;3.上海旺旺集團(tuán)食品有限公司,上海 201103)

美拉德增香反應(yīng)制備宣威火腿風(fēng)味基料研究

劉 佳1,2, 王 優(yōu)3, 王桂英1,2, 程志斌2, 谷大海1,2, 范江平1,2, 葛長(zhǎng)榮2*, 廖國(guó)周1,2*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南昆明 650201;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心,云南昆明 650201;3.上海旺旺集團(tuán)食品有限公司,上海 201103)

[目的]為宣威火腿高值化利用與開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。[方法]以云南宣威火腿邊角料為材料,用動(dòng)物蛋白水解酶和風(fēng)味蛋白酶復(fù)合酶解,制得最佳酶解液作為美拉德增香反應(yīng)基液,研究了木糖、半胱氨酸鹽酸鹽、酵母抽提物的添加量和溫度、時(shí)間等單因素對(duì)美拉德增香反應(yīng)效果的影響,并通過L16(45)正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。[結(jié)果]宣威火腿酶解液15 mL、木糖3.0%、半胱氨酸鹽酸鹽1.0%、酵母抽提物0.3%、火腿脂肪0.5%,在115 ℃下反應(yīng)40 min,所得產(chǎn)品感官評(píng)分為68.33分。[結(jié)論]運(yùn)用該條件下的美拉德增香反應(yīng)制備的宣威火腿增香產(chǎn)品顏色為深紅棕色,具有濃郁的火腿香味,是一種健康的風(fēng)味基料。

宣威火腿;邊角料;美拉德反應(yīng)

宣威火腿是云南著名傳統(tǒng)腌臘肉制品,與如皋北腿、金華南腿并稱“華夏三大名腿”。宣威火腿色鮮肉嫩,咸淡皆宜,食而不膩,風(fēng)味香甜[1-2],經(jīng)近幾年的發(fā)展,年產(chǎn)量達(dá)萬余噸,產(chǎn)值達(dá)數(shù)億元,為地方經(jīng)濟(jì)作出較大的貢獻(xiàn)[3-5]。宣威火腿以烏金豬[6]為原料,將其后腿切割為琵琶形并洗凈,以鹽在皮、肉表面用力反復(fù)干擦搓揉,使之滲入肉里,腌制后自然發(fā)酵,經(jīng)半年可成熟,發(fā)酵過程復(fù)雜,涉及了化學(xué)、物理和生物化學(xué)的變化,此過程形成火腿獨(dú)特的風(fēng)味[7]。但因火腿加工生產(chǎn)周期長(zhǎng),導(dǎo)致火腿價(jià)格高,銷量有限,且在收購(gòu)加工中積累大量邊角料,造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

筆者以宣威火腿邊角料為材料,對(duì)其進(jìn)行復(fù)合酶解,所得酶解液為美拉德反應(yīng)基液,研制一種風(fēng)味基料。所得調(diào)味料與傳統(tǒng)調(diào)味料相比,具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、綠色安全、營(yíng)養(yǎng)齊全、風(fēng)味逼真等優(yōu)點(diǎn),可用于方便食品的調(diào)味包、膨化休閑食品、菜肴、煲燙及醬鹵制品等。目前以宣威火腿為原料生產(chǎn)香精或風(fēng)味調(diào)料的報(bào)道較少,充分利用宣威火腿邊角料制備風(fēng)味別致、品質(zhì)優(yōu)良的風(fēng)味調(diào)料,不僅最大限度地保留其營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味,而且符合現(xiàn)代餐飲和食品加工對(duì)調(diào)味料復(fù)合化、多元化的需求,同時(shí)提升宣威火腿產(chǎn)品附加值,適應(yīng)當(dāng)今快速、高效、便捷的現(xiàn)代化生活方式,能很好地將云南的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為商品和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),對(duì)促進(jìn)云南特色食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原材料。宣威火腿邊角料,云南省宣威市宣泰火腿食品有限公司提供。

1.1.2 主要試劑。動(dòng)物水解蛋白酶、復(fù)合風(fēng)味酶,南寧龐博生物工程有限公司;磷酸二氫鉀(KH2PO4)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4),連云港友進(jìn)食品添加劑技術(shù)開發(fā)有限公司;葡萄糖、木糖,上海源葉生物科技有限公司;半胱氨酸鹽酸鹽、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、精氨酸,Biosharp生物科技有限公司;酵母抽提物,河南千志商貿(mào)有限公司;硫胺素,上海博奧生物科技有限公司。以上均為食品級(jí)。

1.1.3 主要儀器。MJ-BL25c4組織搗碎機(jī),廣東美的電器有限公司;JJ-1精密增力攪拌器,常州澳華儀器有限公司;DK-98-Ⅱ 電熱恒溫水浴鍋,天津市泰斯特儀器有限公司;TGL-16C高速臺(tái)式離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;YXQ-LS-75SII高壓蒸汽滅菌鍋,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酶解液的制備。以響應(yīng)曲面優(yōu)化后的條件,采用復(fù)合風(fēng)味蛋白酶和動(dòng)物蛋白水解酶進(jìn)行雙酶酶解,即取一定量絞碎后粒度均勻的宣威火腿邊角料,加入去離子水,控制料液比(g∶mL)1∶8,pH 7.38,溫度50.00 ℃,復(fù)合風(fēng)味酶添加量0.37%,動(dòng)物蛋白水解酶添加量0.41%,置于生物酶反應(yīng)器中,接恒溫水浴,增力攪拌器不停攪拌。酶解反應(yīng)4.14 h,完畢后,酶解液在100 ℃下加熱,滅酶20 min,后于5 000 r/min條件下離心15 min,取上清液儲(chǔ)存于冰箱備用。

最后,完善政府、企業(yè)、社會(huì)和個(gè)人多元投入機(jī)制,探索鼓勵(lì)企業(yè)、社會(huì)組織加大人才投入的政策措施,激發(fā)全社會(huì)重視科技創(chuàng)新、重視人才隊(duì)伍建設(shè)的投入氛圍,推動(dòng)企業(yè)科技創(chuàng)新主體作用提升,提高金融資本對(duì)科技創(chuàng)新和科技人才發(fā)展的貢獻(xiàn)率,形成政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、社會(huì)參與的多元化投入格局。

1.2.2 美拉德增香反應(yīng)。按既定方案向燒杯中加入宣威火腿酶解液、還原糖、氨基酸等配料,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,用鋁箔封口,置于高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)。根據(jù)不同反應(yīng)條件,控制反應(yīng)溫度并維持特定時(shí)間,停止加熱,在流水中快速冷卻,密閉保存,待反應(yīng)液溫度降至25 ℃時(shí)即可進(jìn)行感官評(píng)分。

1.2.3 感官評(píng)分。采用評(píng)分檢驗(yàn)法,以宣威火腿總體香味的可接受性結(jié)合其強(qiáng)度為綜合考核指標(biāo),由10名熟悉宣威火腿香味的感官評(píng)價(jià)員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)同一考察小組內(nèi)的產(chǎn)品按照綜合考核指標(biāo)進(jìn)行排序,最佳的產(chǎn)品得分最高(為該小組的產(chǎn)品個(gè)數(shù)),依次類推到最差的產(chǎn)品評(píng)分為1,評(píng)分相同的產(chǎn)品得分取平均值。10名評(píng)價(jià)員的評(píng)分之和為該產(chǎn)品得分。

1.2.4 單因素試驗(yàn)。按美拉德熱反應(yīng)基本配方,取宣威火腿酶解液15 mL,半胱氨酸鹽酸鹽添加量1%,酵母抽提物添加量0.4%,硫胺素添加量0.4%,然后添加木糖0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%,在110 ℃、自然pH條件下,反應(yīng)30 min,考察不同木糖添加量對(duì)美拉德反應(yīng)的影響。按美拉德熱反應(yīng)基本配方,取宣威火腿酶解液15 mL,木糖添加量3.0%,酵母抽提物添加量0.4%,硫胺素添加量0.4%,然后添加半胱氨酸鹽酸鹽0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%,在110 ℃、自然pH條件下,反應(yīng)30 min,考察半胱氨酸鹽酸鹽不同添加量對(duì)美拉德反應(yīng)的影響。按美拉德熱反應(yīng)基本配方,取宣威火腿酶解液15 mL,木糖添加量3.0%,半胱氨酸鹽酸鹽添加量0.8%,硫胺素添加量0.4%,然后添加酵母抽提物0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%,加水至終濃度為10%,在110 ℃、自然pH條件下,反應(yīng)30 min,考察酵母抽提物不同添加量對(duì)美拉德反應(yīng)的影響。按美拉德熱反應(yīng)基本配方,取宣威火腿酶解液15 mL,木糖添加量3.0%,半胱氨酸鹽酸鹽添加量0.8%,酵母抽提物添加量0.3%,硫胺素添加量0.2%,設(shè)計(jì)溫度梯度為100、105、110、115、120、125、130 ℃,在自然pH條件下,反應(yīng)30 min,考察不同反應(yīng)溫度對(duì)美拉德反應(yīng)的影響。按美拉德熱反應(yīng)基本配方,取宣威火腿酶解液15 mL,木糖添加量3.0%,半胱氨酸鹽酸鹽添加量0.8%,酵母抽提物添加量0.3%,硫胺素添加量0.2%,設(shè)計(jì)時(shí)間梯度為10、20、30、40、50、60、70 min,在溫度115 ℃,自然pH條件下,反應(yīng)30 min,考察不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)的影響。均以感官評(píng)分為指標(biāo)。1.2.5 正交試驗(yàn)優(yōu)化美拉德反應(yīng)工藝條件。在大量預(yù)試驗(yàn)及單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為了得到更為合適的美拉德反應(yīng)條件,根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,以感官評(píng)分值為衡量指標(biāo),按照L16(45)正交表設(shè)計(jì)5因素4水平的正交試驗(yàn),因素及水平設(shè)計(jì)見表1。該試驗(yàn)按美拉德熱反應(yīng)配方,取宣威火腿酶解液15 mL,硫胺素添加量0.2%,木糖、半胱氨酸鹽酸鹽、酵母抽提物添加量按正交試驗(yàn)方案進(jìn)行,火腿脂肪添加量0.5%,在溫度115 ℃條件下,反應(yīng)50 min,制得的樣品密閉保存一定時(shí)間待除去雜味后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

表1 美拉德反應(yīng)工藝條件優(yōu)化L16(45)正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

1.2.6 數(shù)據(jù)處理。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用正交設(shè)計(jì)助手,數(shù)據(jù)分析用SPSS 19.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 還原糖的選擇及添加量的確定。糖是美拉德反應(yīng)中不可或缺的一類物質(zhì),反應(yīng)的速度為五碳糖>己醛糖>己酮糖>雙糖[8-9]。常見糖的反應(yīng)活性順序?yàn)镈-木糖>L-阿拉伯糖>己糖(D-半乳糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-果糖)> 二糖(麥芽糖、乳糖、蔗糖),核糖反應(yīng)活性最高,且開環(huán)的核糖比環(huán)狀的核糖反應(yīng)要快[10-11],但核糖成本較木糖、葡萄糖高。綜合考慮,該試驗(yàn)選用木糖、葡萄糖、核糖與宣威火腿酶解液進(jìn)行美拉德反應(yīng),經(jīng)多次單獨(dú)和組合試驗(yàn),結(jié)合成本、感官評(píng)定結(jié)果,最終確定選木糖。由圖1可看出,隨木糖添加量增加,樣品感官評(píng)分值相應(yīng)提高,當(dāng)木糖添加量達(dá)3.0%時(shí),宣威火腿風(fēng)味強(qiáng)度和可接受性最高,此時(shí)美拉德反應(yīng)液顏色為紅棕色,再增加木糖添加量,其反應(yīng)顏色逐漸加深,可接受度開始下降;當(dāng)木糖添加量為6.0%時(shí),反應(yīng)顏色為黑褐色,這是由于木糖添加量過多導(dǎo)致焦糖化反應(yīng)加劇而掩蓋了火腿風(fēng)味。故木糖較適添加量選3.0%。

圖1 不同木糖添加量對(duì)樣品感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of different xylose contents on score of sensory evaluation of samples

2.1.2 半胱氨酸鹽酸鹽最適添加量的確定。美拉德反應(yīng)賦予食品獨(dú)特的香味,近年來常以動(dòng)物蛋白水解物(HAP)和植物蛋白水解物(HVP)作為生產(chǎn)肉味調(diào)味基料的氨基酸的來源,再配以氨基酸、酵母抽提物、脂肪等物質(zhì)[12],經(jīng)美拉德反應(yīng)形成口感醇厚逼真、香氣濃郁圓潤(rùn)的肉味調(diào)味基料。半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等作為硫的供體,是形成肉香不可缺少的[13]。因此,該試驗(yàn)以宣威火腿酶解物作為美拉德反應(yīng)氨基酸與肽的基礎(chǔ)來源,考察外加半胱氨酸鹽酸鹽對(duì)美拉德反應(yīng)的影響。由圖2可看出,隨半胱氨酸鹽酸鹽添加量增加,樣品感官評(píng)分值相應(yīng)提高,當(dāng)添加量達(dá)0.8%時(shí),宣威火腿風(fēng)味強(qiáng)度和可接受性最高,此時(shí)美拉德反應(yīng)液的顏色為紅棕色,再增加半胱氨酸鹽酸鹽的添加量,其反應(yīng)顏色逐漸變?yōu)樯罴t棕色,可接受度稍有影響。故半胱氨酸鹽酸鹽較適添加量為0.8%。

圖2 不同半胱氨酸鹽酸鹽添加量對(duì)樣品感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of different cysteine hydrochloride contents on score of sensory evaluation of samples

2.1.3 酵母抽提物添加量的確定。酵母抽提物是國(guó)際流行的營(yíng)養(yǎng)性鮮味劑和風(fēng)味增強(qiáng)劑,故該試驗(yàn)將其用于宣威火腿酶解物的美拉德反應(yīng)中,可達(dá)到增強(qiáng)產(chǎn)品特征風(fēng)味和鮮味的目的。由圖3可知,隨酵母抽提物添加量增加,樣品感官評(píng)分值相應(yīng)提高,當(dāng)添加量達(dá)到0.2%時(shí),宣威火腿風(fēng)味強(qiáng)度和可接受性最高,此時(shí)美拉德反應(yīng)液的顏色為紅棕色;添加量為0.3%、0.4%時(shí),感官評(píng)分值差距不大,故酵母抽提物較適添加量為0.3%。

圖3 不同酵母抽提物添加量對(duì)樣品感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of different yeast extract contents on score of sensory evaluation of samples

圖4 不同溫度對(duì)樣品感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of different temperature on score of sensory evaluation of samples

2.1.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)美拉德熱反應(yīng)的影響。由圖5可知,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),感官評(píng)分值相應(yīng)提高,產(chǎn)生的香氣物質(zhì)也較多;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)到50 min時(shí),感官評(píng)分值最高,產(chǎn)品顏色為紅棕色,這說明美拉德反應(yīng)時(shí)間為50 min時(shí),產(chǎn)品的接受度最好;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為70 min時(shí),產(chǎn)品顏色加深,呈現(xiàn)黑褐色,火腿香味更多地呈現(xiàn)焦糖味。故較適的反應(yīng)時(shí)間為50 min。

圖5 不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)樣品感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of different reaction time on score of sensory evaluation of samples

2.2 最佳美拉德反應(yīng)條件的確定 由表2可得,美拉德反應(yīng)的較優(yōu)組合為A3B3C3D3E2,對(duì)火腿香味影響的強(qiáng)弱因素排列依次為半胱氨酸鹽酸鹽添加量、反應(yīng)溫度、木糖添加量、反應(yīng)時(shí)間、酵母抽提物添加量。由以上分析得美拉德反應(yīng)最優(yōu)的條件:宣威火腿酶解液15 mL、木糖添加量3.0%、半胱氨酸鹽酸鹽添加量1.0%、酵母抽提物添加量0.3%、火腿脂肪0.5%,在115 ℃下反應(yīng)40 min。

表2 美拉德反應(yīng)工藝條件優(yōu)化L16(45)正交試驗(yàn)結(jié)果

Table 2 Results of L16(45)orthogonal experiment for optimization of Maillard reaction process conditions

試驗(yàn)號(hào)TestNo.因素FactorsABCDE感官評(píng)分Scoreofsensoryevaluation∥分11111130.2321222254.3431333362.3341444438.9852123452.0162214358.8472341264.1282432150.0093134252.07103243168.77113312467.32123421344.23134142345.19144231456.21154324155.18164413261.43k146.4744.8854.4648.7051.05k256.2459.5451.4454.2157.99k358.1062.2455.1561.1452.65k454.5048.6654.2751.2753.63R11.6317.363.7112.446.95

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 按該試驗(yàn)得出的美拉德反應(yīng)增香的最佳工藝條件制備的宣威火腿風(fēng)味增香產(chǎn)品顏色為深紅棕色,具有濃郁的火腿香味,是一種健康的風(fēng)味基料,感官評(píng)分為68.93分。

3 結(jié)論與討論

近幾年,國(guó)內(nèi)外對(duì)調(diào)味料研發(fā)的報(bào)道越來越多,在理論和技術(shù)上取得了一定的進(jìn)展,但實(shí)際生產(chǎn)仍存在問題。調(diào)味料在實(shí)驗(yàn)室中取得了較好效果,但存在操作復(fù)雜、設(shè)備要求高、生產(chǎn)成本高等問題,難以在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

該試驗(yàn)利用云南宣威火腿邊角料為原料,酶解及美拉德增香反應(yīng)操作相對(duì)簡(jiǎn)單、設(shè)備要求不高、生產(chǎn)成本低,技術(shù)成熟即可用于生產(chǎn)中。試驗(yàn)優(yōu)化得到的反應(yīng)條件為宣威火腿酶解液15 mL、木糖添加量3.0%、半胱氨酸鹽酸鹽添加量1.0%、酵母抽提物添加量0.3%、火腿脂肪0.5%,在115 ℃下反應(yīng)40 min。該條件下增香產(chǎn)品感官評(píng)分為68.93分,顏色為深紅棕色,具有濃郁的火腿香味,是一種健康的風(fēng)味基料。參考文獻(xiàn)

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Study on Preparation of Xuanwei Ham Flavoring Base by Maillard Reaction

LIU Jia1,2,WANG You3,WANG Gui-ying1,2,GE Chang-rong2*, LIAO Guo-zhou1,2*et al

(1.College of Food Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201; 2.Yunnan Animal Products Processing Engineering and Technology Research Center,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201; 3.Shanghai Wangwang Group Food Co.Ltd.,Shanghai 201103)

[Objective] The aim was to provide a scientific basis for high value utilization and development of Xuanwei ham.[Method] The byproducts of Xuanwei ham in Yunnan were used as materials,the process optimization of flavourzyme and animal proteolytic enzyme hydrolysis was used to prepare the best enzymolisis liquid.The Xuanwei ham condiment was made of enzymolysis liquid.Effects of amount of xylose,cysteine hydrochloride,yeast extract,and temperature,time on Maillard reaction flavoring were investigated.The conditions for Maillard reaction were optimized by L16(45) orthogonal experiment.[Result] The optimum conditions were as follows:ham hydrolyzate 15 mL,xylose 3.0%,cysteine hydrochloride 1.0%,yeast extract 0.3%,the fat of ham 0.5%,reaction temperature 115 ℃,reaction time 40 min.Under such experimental conditions,the score of sensory evaluation of the products was 68.33.[Conclusion] The color of obtained ham is dark red-brown with rich fragrance,which is a kind of healthy flavoring base.

Xuanwei ham; Byproduct; Maillard reaction

云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目重大科技專項(xiàng)(2016ZA008);云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目省院省??萍己献鲗m?xiàng)(2013IB010)。

劉佳(1990- ),女,云南昆明人,碩士研究生,研究方向:食品科學(xué)。*共同通訊作者:葛長(zhǎng)榮,教授,博士,博士生導(dǎo)師,從事營(yíng)養(yǎng)與食品安全研究;廖國(guó)周,副教授,博士,碩士生導(dǎo)師,從事食品加工與質(zhì)量控制研究。

2016-09-10

S 879.2

A

0517-6611(2016)35-0113-03

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