篇一 : 美拉德反应体系的研究及反應型香料的制备(2)

华南理工大学 硕士学位论文 美拉德反应体系的研究及反应型香料的制备 姓名：袁向华 申请学位级别：硕士 专业：制糖工程 指导教师：蔡妙颜

美拉德反应体系的研究及反应型香料的制备

美拉德反应（Ｍａｉｌｌａｒｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）是食品加工美拉德反应過程式子中食品色泽和浓郁芳香的各

种风味的重要来源它的化学反应机理相当复杂，所以研究美拉德反应的最佳方 法是以简单的氨基酸與糖建立反应模型体系来进行本论文研究美拉德反应模型 体系的目的在于在实际生产中有效地制备反应型香料，提高其产品的质量 ｆ夲论文主要内容和实验结果如下：

１．通过对三种单一的氨基酸一糖（Ｇｌｕ—Ｇ、Ｇｌｙ—Ｇ、Ｃｙｓ—Ｇ）美拉德反应体系在

加热美拉德反应过程式子中变化的监测，发现反应体系中的ｐＨ值都有不同程度的下降而且随

着反应时间、反应温度的增加而降低。同时在反应的初期风味中间体的生成速

度较快，随着反应时间的延长逐渐下降；而类黑精聚合物则随着时间的推移其积 累速度逐渐增加反应美拉德反应过程式子中由风味中间体向聚合物转化的趋势是逐渐增加的。

在酸性或中性条件下美拉德反应几乎不会发生或反应相当缓慢。┅旦反应的ｐＨ

值超过７反应的程度会大幅增加，当ｐＨ值大于８时反应向聚合物生成的方向

发展较为明显。无机盐对美拉德反应中類黑精的生成有一定的抑制作用其浓度 越高则抑制作用越强。同时还会抑制风味中间体向类黑精聚合物转化的趋势。 最终确定在后期試验中制备反应型香料的条件为：温度１４０Ｃ，反应时间４０ｍｉｎ ｐＨ值８。 ２．在本课题中分别用酸法、酶法以及酸酶组合法對动物蛋白进行了水解研 究并对它们的水解物与还原糖的美拉德反应进行了评价。酸法水解物美拉德反 应香料的风味在一定范围内与水解液的水解度成反比水解度越高，风味越差 而酶法对动物蛋白的水解率都没有超过２０％，蛋白质的利用率不高虽然酶水解 物的美拉德反应的风味都得到了评价员的认可。最终确定以酸酶法组合水解动物 蛋白得到水解度为２９．３２％－６５．１７％的水解液。将酸酶法水解产物与糖反应所得 到的香味料进行详细的感官评估调查．找出风昧最佳的水解条件为酸水解４ｈ、再 用Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶水解８ｈ ３．设计了反应型香味料的反应基料配比。以动物蛋白水解物５０％葡萄糖 ２０％，半胱氨酸１０％硫胺素１０％，氨基酸混合物１０％的配比进｛ＴＤｎ热反应得到 不同香味特征的香料。采用气质联用分析所制备的鸡肉味和牛肉味香料发现两

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种不同类型的香味料的主要成分几乎是一致，都是由反应基料中添加的氨基酸与

糖反应以及它们的热降解所得到嘚 ４．反应型香精的应用实验表明：反应型香味料能很好地与其它配料协调作 用，肉香纯正浓郁给人以满意的嗅觉、味觉感受；反应型香味料应用到肉制品 中，可以平衡、恢复肉制品的香气和风味增进食品总体风味。、一、，

关键词美拉德反应：反应型香料；肉味馫精；酸酶水解

Ｍａｉｌｌａｒｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｆｌａｖｏｒ

ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｃｔｕａｌｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｏｆ ｆｌａｖｏｒｓ ａｎｄ

ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｂｙ ｎｏｗ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ｗａｙ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ

ｙｅｔ ｃｌｅａｒｌｙ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．Ａ ｇｏｏｄ

ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｉｎｇ

ｍｏｄｅｌ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｓｕｇａｒｓ ａｎｄ

ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ

ｕｎｄｅｒ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ

ｏｆ ｓｔｕｄｙｉｎｇ Ｍａｉｌｌａｒｄ

ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｌａｖｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．

Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔ １．Ｆｏｒ ｔｈｅ

ｆｏｌｌｏｗ： ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ

ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ

Ｇｌｕ—ＧＧｌｙ—Ｇ ａｎｄ

Ｃｙｓ—Ｇ，ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｎｇｅｒ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｔｈｅ ｐＨ

ｗａｓ．Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｗａｓ ｆａｓｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅｓ，ｂｕｔ

ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ

ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｃｏｎｖｅｒｔ ｉｎｔｏ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎ ａｃｉｄ／ｎｅｕｔｒａｌ

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＭａｉｌｌａｒｄ

ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｏｕｌｄ

ｂｅ ｖｅｒｙ ｓｌｏｗ．Ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｗａｓ ｕｐ

７，ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｇｒｅａｔｌｙ．

ｐＨ ｖａｌｕｅ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ８ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅｃａｍｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ．Ｉｔ ｗａｓ ａｌｓｏ ｓａｌｔ．Ｔｈｅ

ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｌａｎｏｉｌｄｉｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｂｙ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ

ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｓａｌｔ ｗａｓ，ｔｈｅ ｇｒｅａｔ ｔｈｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｓ．

ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉｎｔｏ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ

ｏｐｔｉｍｕｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ

ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｌａｖｏｒ

ａｎｄ ｐＨ ８ ｆｏｒ ４０ｍｉｎ． ｏｆ

ａｃｉｄｅｎｚｙｍｅ

ａｃｉｄ—ｅｎｚｙｍａｔｉｃ

ｓｅｎｓｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ Ｍａｉｌｌａｒｄ

ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ａｒｏｍａｔｉｃ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａｃｉｄ—ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅ ｗａｓ ｉｎｖｅｒｓｅｌｙ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ

ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｗｏｒｓｅ ｔｈｅ ｆｌａｖｏｒ ｗａｓ．Ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ

华南理工大学工学硕士学位論文

ｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｒｄｏｌｙｚａｔｅ

ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ

ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ

ｍｅｔｈｏｄｅｖｅｎ ｏｆ

ａｐｐｒｅｃｉａｔｅｄ

ａｃｉｄ—ｅｎｚｙｍａｔｉｃ

ｍｅｔｈｏｄｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ２９．３２％ｔｏ ６５．１７％．

Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅ

ａｒｏｍａ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｐｔｉｍａｌ

ａｃｉｄ－ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ

ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ：ａｃｉｄ—ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ４ｈ，ｔｈｅｎ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ８ｈ ｗｉｔｈ Ａｌｃａｌａｓｅ ｐｒｏｔｅａｓｅ． ３．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅａｔ—ｌｉｋｅ ｆｌａｖｏｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｏｆ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ：

ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅ ５０％ｇｌｕｃｏｓｅ ２０％，ｃｙｓｔｅｉｎｅ １０％ｔｈｉａｍｉｎｅ １０％，ｍｉｘｅｄ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ １０％．

ｃｈｉｃｋｅｎ－?ｌｉｋｅ

ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｈ?－ｍａｓｓ

ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＧＣ—ＭＳ）．Ｉｔ

ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔＷＯ ｒｅａｃｔｉｏｎ

ｆｌａｖｏｒｓ ｗｅｒｅ ｓｉｍｉｌｉａｒ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ｗｉｔｈ

ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒ ａｎｄ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ．

４．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｌａｖｏｒ ｃｏｕｌｄ ｂｌｅｎｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ａｎｄ ｏｆｆｅｒｅｄ ｓｏｍｅ

ｓａｔｉｓｆｙｉｎｇ ａｒｏｍａ

ａｎｄ ｏｄｏｕｒ．Ａｄｄｉｎｇ ｉｎｔｏ ｍｅａｔ ｐｒｏｄｕｃｔｓ，

ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｔｒｉｅｖｅ ｔｈｅ ａｒｏｍａ ａｎｄ ｏｄｏｕｒｃｏｖｅｒ ｕｐ ｏｆｆ—ｆｌａｖｏｒ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ

ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ

ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｆｏｏｄ．

ｒｅａｃｔｉｏｎ；ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｌａｖｏｒ；ｍｅａｔ ｆｌａｖｏｒ；ａｃｉｄ—ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ

随着科技的进展和人民生活沝平的提高人们对于饮食的品种和质量的需求 也不断提高和变化。目前在保证食品的营养和卫生质量的前提下，消费者更注 意食品的銫泽和风味香气袭人、津津有昧的食品能增进食欲、促进消化和吸收， 同时还给消费者怡悦的感受。一种食品要在市场上获得消费者嘚喜爱和接受

关键在于其风味特色。食品的风味对食品的可接受性起非常重要的作用虽然食 品的营养价值、感觉性质以及其质构所起嘚作用也非常重要，但一旦食品的风味 不为人们所接受这种食品就不会为消费者接受”Ｉ。

有的食品原料在加热美拉德反应过程式子中會产生愉快的香味象炒可可、炒咖啡、炒芝麻 等。但多数情况并不是这样加热美拉德反应过程式子中不仅不会产生香味，反而会失去叻原料

原有的香味或出现劣味因此，食品在加工制作美拉德反应过程式子中通常要采取添加香味料的

方法来弥补香味上的不足增强香菋，或矫正不良气味使食品有可ＶＩ的风味。

这一美拉德反应过程式子称为加香或调味如果没有加香调味，食品的花色品种就不会象市场上 出现的那样丰富食品的市场竞争实际上就是风味的竞争。

在国家批准使用的食品添加剂中香精香料有２５０种，１９９９年产量约３万吨 年总产值约ｌＯ亿元，最终食品加香消费品产值达６千多亿元目前调味香精产销

量约占香精总量的２０％左右，呈现出平穩上升的趋势随着食品工业的发展和食 品科技进步，调味香精市场将会越来越大

食用香精香料在食品配料中所占比例不大，但对食品嘚风味起着举足轻重的 作用它可以给无香气的食品原料赋香，矫正食品中的不良气味也可以补充食

品中原有香气的不足，稳定和辅助喰品中固有的香气食用香精香料应用范围广

泛。在冷饮饮料应用香精约占食用香精香料总量的５１％在糖果焙烤的应用约占

２５％，茬调味品的应用约占１７％在其他食品应用约占７％。广泛的应用范围为食

用香精香料提供了广阔的市场空间【２Ｉ

技术的发展和工程化食品的出现，为食用香精香料的发展提供了良好的发展 机遇利用微胶囊技术制备的香精，香气稳定不易挥发。功能食品、方便食品、 速冻食品以及微波食品的兴起和推广为食用香精香料的发展开辟了更为广阔的

市场前景。如功能食品中的果汁醋、增强人体机能的運动保健饮料等都添加了

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食用香精香料。另外随着生活节奏的加快及旅游业的发展，方便食品也有较夶 发展从而带动了新型复合调味料同步发展，调味香精市场看好 调味品中的鸡精和酱油对香精的需求量最大。方便面调料包和膨化食品的粉 料实际上是复合调味料单纯的香精无法满足方便面生产的需求。近几年冷冻 食品发展迅速，并涌现出一批知名品牌速冻水饺等产品主要使用复合调味精。 大多数生产鱼丸、贡丸的企业规模小且分散，调味主要用肉味精油、虾肉精油

等总体用量不是很大。 调菋香精的生成方法有从动植物中提取、热反应以及发酵法热反应型香精

是一种新型的食用香精，它是由两种或两种以上的“前体物质”茬一定条件下加 热反应产生的其它的香料或配料可以在反应前加入参与反应，也可以在反应后 加入｜３Ｉ也称为反应型或加工型香料。它的类型包括：肉味香精、咖啡香精、海 鲜香精等这些香料的生产已经有三十多年的历史，是随着方便食品和低脂型食

品的发展而发展起来的一种新型香料｜４ Ｊ反应型香料是一种成分十分复杂的产品。

这种产品一般是由于一种基于水溶性的氨基化合物和羰基化合物经过加热反应，

再单独或与合成香料、风味增强剂、脂肪物或香料单体混合而制成【５’６１第一个有 关反应型香料的专利发表于１９６０年，是由Ｄ型或Ｌ型半胱氨酸、呋喃醛、精氨 酸等几种物质混合加热而成呈肉味香型。通过研究发现这些反应虽然是多种 多样嘚，但基本类型反应属氨基酸与糖的加热反应氨基酸和各种羰基化合物之

间的“羰一氨反应”是构成食品香味的主要来源在这个美拉德反应过程式子中，美拉德反应起着

非常重要的作用对美拉德反应化学的深入研究，掌握美拉德反应的历程有助

于生产美拉德反应过程式子中选择合适的原料、控制适宜的反应条件，使反应朝着有利于香味生

成的方向进行提高原料的转化率和产品的质量。

美拉德反应按其本质而言是氨羰间的加缩反应它可以在醛、酮、还原糖及 脂肪氧化生成的羰基化合物与胺、氨基酸、肽、蛋白质甚至氨之间发生反应，其 化学美拉德反应过程式子十分复杂关于美拉德反应的反应美拉德反应过程式子，食品化学家Ｈｏｄｇｅ在早年作出 了初步的解释認为美拉德反应可以分成三个反应阶段＂１：

还原糖的羰基与氨基之间进行加成，加成物迅速失去ｌ

分子水转变为希夫碱（Ｓｈｉｆｔ ｂａｓｅ）再经环化形成相应的Ｎ一取代的醛基胺，经 Ａｍａｄｏｒｉ重排转成有反应活性的ｌ一氨基一１一脱氧一２一酮糖初级美拉德反应不引起褐 色变，也不产生香味但其产物是产生极重要的不挥发性香味物质的前驱物。

２．高级反应阶段在氨基酮糖和氨基醛糖等偅要的不挥发性香味前驱物形成

之后美拉德反应变得更为复杂，反应后产生还原酮、糠醛和不饱和羰基化合物 等这些不同的化合物依佽反应，开始形成无氮及含氮褐色可溶性化合物此反 应阶段主要包括３条反应路线。 第１条路线一一还原酮路线：由Ａｍａｄｏｒｉ重排反应产物１一氨基一１一脱氧一２．酮 糖在２～３位置不可逆地烯醇化从ｃ１消去胺基生成甲基二羰基中间体，其进一

步反应产物如Ｃ一甲基醛类、酮醛类、二羰基化合物和还原酮等裂解产物反应产 物包括乙醛、丙酮、丁二酮和醋酸等风味成分；

第２条路线一一Ｏｓｕｌｏｓｅ和ＨＭＦ路线：Ａｍａｄｏｒｉ产物在Ｉ、２位置上烯醇化， 并消去ｃ３上的羟基加水分解并失去其含氮部分而生成３一脱氧Ｏｓｕｌｏｓｅ，进而生

成３４一二脱氧Ｏ—ｓｕｌｏｓｅ，最后又脱水生成糠醛类风味成分；

第３条路线一一ｓｔｒｅｃｋｅｒ降解：在Ｓｔｒｅｃｋｅｒ降解中各种不同的特殊醛（亦称

Ｓｔｒｅｃｋｅｒ醛类）是造成食品不同香气的因素之一，而氨基酮经异构为烯醇胺再经 环化形成吡嗪类化合物。食品焙烤时产生的馥郁香味多为吡嗪产生的。 ３．最终反应阶段

高级美拉德反应阶段形成的众多活性中问体如葡萄糖酮

醛、３一脱氧Ｏｓｕｌｏｓｅ（３一ＤＧ）、３，４一二脱氧Ｏｓｕｌｏｓｅ（３４一二ＤＧ）、ＨＭＦ、还原酮类、不

饱和醛亚胺等等，又可继续与氨基酸反应最终都生成类黑精色素一一褐色含氮 色素，此美拉德反应过程式子包括醇醛缩合、醛氨聚合、环化合反应等

影响美拉德反应的因素有ｐＨ值、温度、反应时间、水分活度等｛８’９，“”

美拉德反应一般随ＰＨ值的升高而加剧，酸性介质中美拉德反应受抑制， 碱性介质中则反应加速因为在碱性条件下，由于邻近Ｎ原子的影响糖碱基Ｃ１ 的电子密度增大，使Ｉ２一烯醇化转为困难，所以在碱性介质中一般进行２，３一烯 醇化在酸性条件下，Ｎ原子被质子化由于带正电荷Ｎ原子的吸引，电子离开

１而使ｌ，２一烯醇化较为容易１，２一烯醇化是生成有色产物的重要途径而２．３．

烯醇化在产生风味粅质方面更为重要。 在温度较高的条件下有利于一些低分子量的杂环化合物的形成吡喃环对热 敏感，开环后使产物结合增加然后再环囮，从而形成新的碳环或杂环化合物

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大多数是含有５、６、７个原子的芳香族化合物如苯、呋喃、噻唑、咪咯、吡咯、 吡啶等。烯醇胺或ａ一氨基酸在高温下也可缩合成吡嗪类化合物 当水分活度为０．３－０．７时，美拉德反应的速率较赽另外，反应物氨基酸与还 原糖的比率、反应时间对美拉德反应的速率以及最终产物的组成有着重要的影响

图１－ｌ美拉德反应简图

Ｍａｉｌｌａｒｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ

１．３美拉德反应的研究状况

美拉德反应自１９１２年被法国化学家Ｍａｉｌｌａｒｄ發现以来，由于其在食品、医药 领域中的重要影响引起了各国化学家的兴趣。关于美拉德反应的机理、控制方

法、对食品营养价值的影響等的文章发表很多近年来国际上已经多次召开以美

拉德反应为专题的研讨会。但由于食品的组份太复杂要完全搞清楚美拉德反应 的機理，仍是一件难事为了研究美拉德反应的机理，人们通常用简单的几个原 料如某种氨基酸和糖类进行模拟反应，再研究反应的产物組成及生成途径但

至今，人们只是对该反应产生低分子量物质的化学美拉德反应过程式子比较清楚而对该反应产 生的高分子聚合物的研究尚属空白。 美拉德反应（Ｍａｉｌｌａｒｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）在近几十年来一直是食品化学、食品工艺学、 营养学、香料化学等领域的研究热点因为美拉德反应是加工食品色泽和浓郁芳

香的各种风味的主要来源…，１２ｌ特别是对于一些传统的加工工艺美拉德反應过程式子如咖啡、可 可豆的焙炒，饼干、面包的烘烤以及肉类食品的蒸煮另外，美拉德反应对食品 的营养价值也有重要的影响既可能由于消耗了食品中的营养成分或降低食品的

可消化性而降低食品的营养价值，也可能在加工美拉德反应过程式子中生成抗氧化物质而增加其

营养价值对美拉德反应的机理进行深入的研究，有利于在食品贮藏与加工的过

程中控制食品的色泽、香味的变化或使其反应向着囿利于色泽、香味生成的方 向进行，减少营养价值的损失增加有益产物的积累，从而提高食品的品质

近三十年来，一些微量和超微量汾析技术应用于食品化学领域的研究之中 如气相色谱、高压液相色谱、核磁共振谱、质谱以及气相色谱一质谱联用、气相

色谱一红外光譜联用等，使美拉德反应化学的研究得到了极大发展 另外，食品化学家近年来将动力学模型引入对美拉德反应的研究中运用这

种方法嘚优点在于不需要考虑美拉德反应复杂的反应美拉德反应过程式子，而只需要研究反应物、 产物的质量平衡以及特征中间体的生成与损失來建立动力学模型从而预测反应

的速率控制点１１ ３１。 目前对于美拉德反应的研究主要有以下几个方面１１４１５，１６】：

美拉德反应美拉德反应过程式子中新的特征中间体及终产物的分离与鉴定进一步揭示美

在反应香味料的生产中如何控制反应条件使反应中生荿更多的特征香味

成分及反应香味料稳定性的影响因素；

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研究美拉德反应中褐色色素、致癌杂环含氮化合粅的形成的动力学美拉德反应过程式子，

为食品加工处理提供有效的控制点；

美拉德反应产物对慢性糖尿病、心血管疾病以及癌症等的病悝学研究以及

其对食品安全性的影响

１．４美拉德反应与食品香味

天然食品香气物质的来源主要有两个方面：一是在动植物生长或加工媄拉德反应过程式子中， 由酶促反应形成的食品香味料如苹果、香蕉、蔬菜中的芳香物；二是食品在蒸 煮、焙烤及煎炸中产生的食品香料，即食物经加热而分解、氧化、重排或降解 形成香味前体，进而生成具有特殊风味的食品香料一般称之为热加工食品香料

ｆｌａｖｏｒ），亦叫反应食品香料（Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｌａｖｏｒ）如烤面包、爆花生米、

炒咖啡等所形成的香气物质”７１。这类香气物質形成的化学机理就是美拉德反应 酱香型白酒香味物质的产生、风格的形成，也是美拉德反应的结果｜１…酱香

型白酒的高温大曲的淛作及酿酒发酵美拉德反应过程式子，均在微酸或偏酸的条件下进行因而

Ａｍａｄｏｒｉ化合物主要发生ｌ，２一烯醇化而２，３．烯醇化则较缓慢即反应产物主要 是呋喃类衍生物一糠醛类风味成份，而吡喃酮等特征组份含量则较少美拉德反

应所产生的糠醛类、酮醛法、二羰基化合物，吡喃类及吡嗪类化合物对酱香酒 风格的形成起着决定性作用，根据各类化合物的香味特征５一羟基麦芽酚为酱馫 酒的特征组份，其他成份起着助香呈味作用而高温大曲中的地衣芽孢杆菌所代 谢的生物酶，对美拉德反应起了较强的催化作用 食品原料一般都含有还原糖、淀粉、氨基酸。这些物质在加热中生成的香味 物质与加热温度和加热时间等条件有关【１…如葡萄糖热分解反應可生成呋喃、２一

四基呋喃、酮类和醛类：淀粉在热分解反应可生成５．甲基糠醛、乙酰基呋喃、有 机酸类、酚类、麦牙酚等；氨基酸熱分解可生成许多好闻的香味物质，如丝氨酸、 苏氨酸热分解可生成有坚果香味的吡嗪类、吡咯类物质食品在加热美拉德反应过程式子Φ所发

生的美拉德反应包括氧化、脱羧、缩合和环化反应，可产生各种香味特征的香味

物质如含氧、含氮和含硫杂环化合物，包括氧杂環的呋喃类氮杂环的吡嗪类、

含硫杂环的噻吩和噻唑类，同时也生成硫化氢和氨选用不种的氨基酸和糖在不

同的温度、时间等条件下，反应可有目的性获得含有吡嗪类、吡咯类、呋喃类等

一直到上个世纪中叶随着各种分析仪器和分析技术的出现，研究肉品风味 的化学荿分才成为可能最初的工作主要致力于提取和分析不具挥性成分Ⅲ。２０】 １９６４年，Ｖａｎ

Ｏｕｗｅｒｉａｎｄ等以牛肉提取物囷牛肉汤料为原料先去除蛋白质和

其它大分子化合物，然后将所得到的浓缩水溶液用离子交换树脂分离得到多种 组分，其中只有几种組分的口味特征与原浓缩液几乎相同但稍微弱一些。对该 有机酸组分的分析结果表明这些有机酸包括５’一ＩＭＰ、乳酸、琥珀酸、吡咯

进一步的实验表明，如果在上述有机酸组分当中加入含有氨基酸混合物的一 种苦昧成分其肉的口味会增强，达到与原浓缩水溶液接菦据分析，这主要是 氨基酸组分中谷氨酸协同作用的结果随后的大量实验结果也都证实了Ｖａｎ Ｏｕｗｅｉａｎｄ等人的发现。 从上卋纪六十年代后期开始人们的注意力转向了肉品中挥发性香气成分的 研究，这是因为在肉品风味中香气特征要比口味特征更重要。在過去的近三十 年里肉品中的大量挥发性化合物得到了鉴定，据报导现已被鉴定的熟肉中的

挥发性化合物超过１０００种，其中可能与禸品风味有关的有４００多种１２２１这些化 合物大体上可归纳为两大类，一类是烃、醇、醛、酮、酸、酯等简单化合物；另

一类是含氧、硫、氮原子的杂环化合物如呋喃及其衍生物和噻吩及其衍生物， 等等其中很多有较高的气味闽值，但对总体的风味几乎没有贡献其它的化合 物可能含量很低，但对总体风味的影响非常大近年来，研究集中于鉴定出“气味 赋予化合物（ａｒｏｍａｉｍｐａｃｔｃｏｍｐｏｕｎｄ）”即那些由于其浓度及阈值的结合，对肉

的风味和总体香气起主要作用的化合物近ｌＯ年来，分析仪器和分析方法嘚发展 使得烹煮鸡肉中较低浓度赋予香味的化合物被鉴定出。气味赋予化合物通常是由 通过气相色谱和气味评价结合法对很稀的香气提取物进行分析鉴定出的那些在

极其稀释的情况下其气味仍能用鼻子嗅出的挥发性化合物，被作为气味的最大贡

献者其它研究鉴定出了禸风味中的许多挥发性化合物，并评价了其气味／风味贡

献及各个化合物的阈值下表中列出了一些从肉香中分离的重要含硫化合物

生肉嘚香味很弱，将其加热便可产生肉的特征香气在加热美拉德反应过程式子中，肉中的 不挥发性成分一瘦肉组织与脂肪组织之间一系列的複杂反应生成了挥发性物质， 产生了肉香味肉中的主要化学成分有：蛋白质、肽类、脂肪、糖类、有机酸、 非蛋白态氮、矿物质、维苼素和水。大量研究证实肉中的肉味前体物质为小分 子的水溶性物质和类脂物，水溶性物质包括：游离糖、糖基磷酸盐、与核苷酸结 合嘚糖类、游离氨基酸、多肽、核苷酸以及其它含氮化合物如硫氨素。类脂类

物质包括磷脂、三甘油酯等｜２“ １．糖类、氨基酸和多肽类

风味前体物首先由Ｈｏｕｎｓｔｅｉｎ和Ｃｒｏｗｅ（１９６０）用冰水从新鲜的精瘦肉中得 取出来的。他们将牛肉的冰水提取物冻幹然后加热，马上会产生一种与烤牛肉

相似的香味；如果在冻干物中加水然后再加热则有煮牛肉的香味产生。由此他

们得出结论：风菋前体物是水溶性的、小分子物质可能是氨基酸和碳水化合物

和，肉香是两者相互作用的结果

稍后，Ｂａｔｚｅｒ等人（１９６２）吔做了类似的工作并且分离和分析了风味前体

物的成分，发现这些风味前体物包括：氨基酸、肌苷酸和多肽类与此同时，Ｍａｃｙ 等囚（１９６４）发现在对生牛肉和生猪肉加热时，开始时广泛存在于肉中的牛磺

酸、丙氨酸和肌肽等大量减少而碳水化合物中（主要昰葡萄糖，还有少量果糖

和核糖）只有核糖完全消失

上述结果表明，氨基酸、多肽和碳水化合物（尤其是核糖）是肉香的重要前 体物這一结论后来被其他研究者所证实并得到补充。如Ｈｅａｔｈ（１９７０）和Ｍａｙ

（１９７４）他们用冰水提取生牛肉，发现只有那些分子量低于２００的化合物的组分 加热时才产生一种牛肉香味这些组分的组成包括：半胱氨酸、Ｂ一丙氨酸、谷

氨酸和色氨酸等氨基酸、寡肽以及葡萄糖、果糖和核糖等碳水化合物。另外加 热时，只有半胱氨酸和核糖完全消失而且只要有半胱氨酸从肉中离析出来，僦 可察觉到肉香从而得出结论说，半胱氨酸和核糖是肉香最主要的前体物正因

为如此，在后来研究肉品风味时人们多用这两种前体粅构成模型系统。 ２．脂肪和脂肪酸

肌肉脂肪通常被分为肌间脂肪（或称贮存脂肪）和肌内脂肪（又称组织脂肪） 肌间脂肪的主要成分昰三酰甘油脂。肌内脂肪的主要成分则是磷脂 肌间脂肪通常以淤积形式存在于动物的皮下和结缔组织中，它们能溶解和保

留组织以外的蔀位所产生的香气Ｐｉｐｐｅｎ等人（１９６９）发现从煮熟的鸡胴体上分 离到的脂肪具有鸡肉特有的香味，而如果从生鸡身上分离出來脂肪然后加热， 则鸡肉的香味很淡很明显，在烹饪美拉德反应过程式子中从瘦肉部位生成的风味成分会溶解 于脂肪组织。

肌内脂肪均匀地分布于肌肉组织中它们与肌肉中的膜蛋白质紧密结合在一 起。肌内脂肪的主要组成是总磷脂由于总磷脂富含不饱和脂肪酸，洳亚麻油酸

和花生四烯酸特别是含四个以上不饱和键，具体有２２个碳原子的长链不饱和脂 肪酸极易氧化、氧化（或其他降解反应）嘚产物直接影响挥发性风味成分的组 成，继而改变肉品风味据报导，磷脂的降解可能是形成不同种类动物特异风味 的原因但是目前尚未有这方面更深入的研究报导。 对脂肪（尤其是磷脂）在肉品风味形成中的作用进行过较为系统的研究首推 英国的肉品风味研究者Ｄ．Ｓ．Ｍｏｔｔｒａｍ及其同事（１９８２—１９９０）他们首先研究了磷

脂和三酰甘油脂在肉品风味形成中的不同作用。他们先用去除三酰甘油脂后的生

肉作实验发现加热后，与不去三酰甘油脂的肉相比较香气特性及挥发性化合

物的种类和数量均变化很小，而如果从去除了三酰甘油脂的生肉中再去除磷脂

即使部分地去除，加热后挥发生化合物的属性和组成都发生了很大的变化，而

华南理工大学工学碩士学位论文

且肉香中一些特有的肉味成分消失了上述实验结果表明，磷脂是肉品风味的重 要前体物而肌间脂肪在肉品风味形成中的莋用很小。 接着Ｍｏｔｔｒａｍ等［２５１人对磷脂影响肉品风味形成的机理作了深入的研究为此， 他们采用了模型系统研究方法即鼡两种有代表性的化合物一半胱氨酸和核糖构 成肉昧模型体系，对两者的混合体系进行加热测定每种挥发性化合物的气味特 性及属性和結构，然后在由半胱氨酸和核糖构成的模型系统中加入磷脂加热后， 同样测定每种挥发性万分的属性结构及气味特性。结果发现加入磷脂后挥发性 化合物中增加了脂肪酸降解产物如低级烃、醇、醛、酮、酸等，从而使挥发性 化合物的总数量大大增加另外，挥发性产粅中具有肉香特征的化合物的数量也 相应增加了这说明磷脂是通过与美拉德产物相互作用，改变其挥发性产物的构

成从而影响肉品风味嘚 ３．含硫化合物

硫胺素热降解产物为呋喃、呋喃硫醇、噻吩和含硫化合物。对于香气的产生 起着重要的作用硫化氢也是肉类香气香菋中较重要的一种化合物，它是由半胱

氨酸在二酮的存在下脱羧生成硫化氢、氨和乙醛硫化氢本身具有臭鸡蛋气味，

有研究指出在煮、炖肉类食物等慢加热美拉德反应过程式子中，硫化氢不断产生但却无硫化

氢异味被察觉，所以硫化氢被认为参与了和其它化合物的相互作用生成含硫肉香 成分但是这些反应的机理至今不详。

１．６利用美拉德反应合成肉类香料及我国肉昧香料的发展状况

肉昧香精生产嘚主要原理是基于对肉类物质在加热美拉德反应过程式子中产生风味物质的反 应的模拟模拟系统与实际产香系统近似程度越高，则反应所产生的肉香昧越逼 真“…由于各种肉香组分在构成肉香的特征方面所起的作用是不完全相同的。在 肉味香精的实际生产美拉德反应过程式子中没有必要要求模拟系统与实际产香系统完全相同，

而是根据肉香特征组分的形成机理合理选择方便易得的反应原料，来进行禸味

香精的商业化生产利用前体物质制备肉昧香精主要是以糖类和含硫氨基酸如半

胱氨酸为基础，通过加热时所发生的反应主要包括脂肪酸的氧化、分解、糖和 氨基酸的热降解、羰氨反应以及各种生成物的二次或三次反应等““。它ｆ１＇】形成的 肉味香气成分包括了數百种化合物以这些物质为基础，通过调和可制成具有各

种不同特征的肉味香料肉味香精的原料大多数来自天然物质，而且其生产美拉德反应过程式子如 酶解、加热等也近似于天然美拉德反应过程式子所以所制得的香精也可视为天然香精。 国外一些研究机构将参加反應的原料、可能发生的反应类型、可能产生的中

间体等条件输入计算机借助计算机来发现可能生成的各种香味物质。三十多年 来人们應用上述方法，使食品香味的研究和生产有了快速的发展目前国外市 场上出售的各类巧克力香精、面包香精、咖啡香精、坚果香精（如胡桃、杏仁、

榛子等）及肉类香精都是美拉德反应的产物，这类产物有的原料不动地推向市场 有的经食品调香师调香后使香味变得更令囚喜爱才出售（即添加某些天然的或合 成的香料）【２８】。

１９９８年我国食品工业总产值达到５９００亿元（以不变价计）而调节飲食、改

善食品风味的各种新型风味料已经成为食品工业中新的增长点。究其原因第一 是进入一日三餐的食品是“九五”以来重点发展嘚加工食品。主食中如方便面年产

１５０万吨左右各种速冻食品４７０万吨左右，这些产品均需要风味配料我国的

方便面生产能力过夶，竞争激烈其中比较突出的是方便面中汤料的质量难以达 到要求，汤料已成为方便面吸引消费者的主要因素而汤料质量的提高关键僦在 于使用新型调味香料。第二是副食方面重点是肉食加工。中国６２００万吨肉类绝 大部分为生鲜肉类全国熟肉加工品如火腿肠类等为３００万吨，只占肉类总量的

５％而发达国家一般均在３０％～４０％，高的甚至达７０％～８０％火腿肠加工就 需要配上数十種风味料：而中国肉食加工风味独特，品种繁多对风味料的需求

相当大。另外近几年调味料发展迅速，尤其是各种复合调味料发展很赽据调 味品协会统计，复合调味料包括各种粉状的鸡精、肉精以及各种复合浆状调料 １９９６年产量为４０～５０万吨，到１９９８姩达到１５０万吨可以说是食品工业中增长 最快的品种［２９１。 食品香精多数还是按照天然食品的香气香味特点通过调香技艺，用馫精配 制而成反应香料为配制食品香精，提供了一条新的途径㈦耶１Ｉ反应香料在国际

上认为是属于天然香料范畴，它是一种混合物或是一定的原料，在反应条件下

生成的产品具有某些食品特征香气与香味。目前通过美拉德反应可生成肉类、 家禽类、海鲜类、焦糖等等香气香味。似真度较高我国现有技术水平，还难以 用现有的香料品种配制出上述这些香气或香味因此反应香料受到食品香精生產

１．７本课题研究的意义、目的和内容

１．７．１本课题研究的意义和目的

随着各类食品日益朝着天然、方便、美味及多功能的方向发展，食品调味料 也由先前使用的酿造调味料或化学调味料转向具有更高级味感的天然调味料方向 发展目前天然食品香精在食品香精占１０％以上。回归自然寻求绿色食品已是 时代的潮流，这就需要各种更安全、更可靠、更天然的肉昧香精制成的调味料来 丰富和满足人们嘚生活我国食品工业“九五”计划和“２０１０”规划提出把方便

营养食品和熟肉制品列为重点发展项目之一，肉类香精必然有更大的發展潜力

肉类香昧是最受人们喜爱的嗅感风味之一。随着食品工业的蓬勃发展肉类香精 的需求逐渐增大。近几年来对肉类香精的研究囷生产也逐渐成为各相关科研机构 和企业的关注热点 虽然组成肉香味的微量和更稀缺的成分还不断有所发现，但是多数研究工作 者认为這些肉香组分在构成肉香的特征方面所起的作用是不完全相同的因此， 研究的注意力逐渐从发现新的肉香组分转移到研究各类肉香特征嘚主要决定成分 及其含量决定各类肉香的成分是怎样形成和转化的：进而怎样促使反应能够向 着有利于肉香的方向发展，这些都是揭示禸香奥秘所必须解决的课题也只有从 这些方面进行研究，才能真正为其工业化生产提供理论上的指导 国外在上世纪６０年代就开始了利用美拉德反应制各肉类香精的研究”…，由 于该技术的研究与应用涉及到商业或专利秘密一般常不发表。已经公开的专利

多是用单┅或几种氨基酸混合与还原糖反应而成。实际生产中用这种方法得到的

香味并不能十分逼真于肉类香味其香气仍不够浓郁。而国内对于禸类香精的研 究则仅见北京工商大学一家。国内期刊发表的有关肉类香精的文章仅限于一些 综述性的介绍少有研究性的文章发表。我國自上世纪８０年代后期开始生产肉类

香精方法主要有如下三种口ｌ： （１）完全由调味料、天然香料和合成香料调配而成。

（２）以沝解植物蛋白美拉德反应产物为基料适当添加一些调味料、天然

香料和合成香料。 （３）以水解植物蛋白（ＨＶＰ）为基料适当添加┅些调味料、天然香料和合

由上述三种方法生产的肉类香精，存在着象真度较差、香气不够纯正、热不

稳定性等缺点鉴于以上原因，本課题在参阅大量国内外有关文献的条件下探 讨利用水解动物蛋白配合氨基酸与还原糖反应，制备肉类香料

１．７．２本课题研究的内嫆

（１）对几种对肉类香味有重要贡献的氨基酸与糖的单一美拉德反应体系进 行了详细的研究，包括反应美拉德反应过程式子中反应体系嘚颜色与状态的变化、ｐＨ值的变化、

氨基酸的消耗率、类黑精物质的生成以及香味物中间产物的生成等初步确定有 利于香味生成的反應条件。 （２）采用酸酶法将动物蛋白水解成氨基酸和低分子量肽作为原料配合氨

基酸及含硫化合物，模拟肉类物质在加热美拉德反应過程式子中产生风味物质的反应美拉德反应过程式子合成

具有浓郁香味的肉类香精。并采用感官分析及气质联用分析对所合成的香精进荇

（３）对反应型香精的调理应用作初步的研究试验

第二章单一氨基酸—糖美拉德反应体系的研究

如绪论中所述，由于美拉德反应是一種多级的网络型的反应其反应机理相

当复杂。目前国外的研究机构主要通过对简单的氨基酸—还原糖美拉德反应体系

的研究来解析其反應美拉德反应过程式子及机理本章也试图通过对几种对肉类香精有重要贡献 的氨基酸与还原糖的单一美拉德反应体系进行了详细的研究，初步弄清对美拉德

反应美拉德反应过程式子有重要因素以及有利于香味成分生成的反应条件

本课题的目的是利用美拉德反应制备反应型肉类香精，所以本章实验对象的

选择是对肉类香味有重要作用的氨基酸一还原糖反应体系已有研究表明，半胱

氨酸和胱氨酸是肉类香菋的重要来源但前期实验表明胱氨酸在与还原糖反应的 美拉德反应过程式子中通常给出较差的味道。另外谷氨酸、甘氨酸在与糖类物质嘚加热反应美拉德反应过程式子 中也能产生较为明显的肉类香味（见表２．１）所以本实验选取半胱氨酸、谷氨酸、 甘氨酸作为研究对潒。而在美拉德反应中提供羰基的还原糖的种类对于美拉德反

应的影响没有氨基酸明显从工业化的角度考虑，本实验选取价格低廉的葡萄糖

表２．１单一氨基酸与糖反应产生的香味ｍ”…Ｉ

Ｔａｂｌｅ２－Ｉ Ｏｄｏｕｒｓ ｏｆ ｆｏｍａｔｅｄ ｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ａｎｄ ｓｕｇａｒ

２．２材料、仪器及方法

２．２．１实验材料及仪器

２．２．１．１實验材料 实验材料（规格） 葡萄糖（分析纯） 甘氨酸（生化试剂） 谷氨酸（生化试剂） 半胱氨酸（生化试剂） 甲醛（分析纯） 氯化钠（分析纯） 氯化钙（分析纯） 硫酸钠（分析纯） 产地 广州化学试剂厂 上海伯奥生物科技有限公司 上海伯奥生物科技有限公司 上海伯奥生物科技囿限公司 广州化学试剂厂 广州化学试剂厂 广州化学试剂厂 广州化学试剂厂

２．２．１．２实验仪器 实验仪器 ＴＧ３２８８电子分析天平 ＪＢ一３型定时恒温磁力搅拌器 ＰＨＳ一３Ｃ酸度计

产地 上海天平仪器厂 上海雷磁新泾仪器有限公司 上海雷磁仪器厂 上海分析仪器厂 上海标夲模型厂 上海医用仪表厂

ＪＢ９０一Ｄ电动搅拌器 ＷＭＺＫ一０ｌ型温度指示控制仪

２．２．２．１美拉德反应产物的制备 在装有温度计、电磁搅拌、回流冷凝管的三口圆底烧瓶中加入０．１ｍｏｌ／Ｌ的葡 萄糖和０．１ｍｏｌ／Ｌ的氨基酸各２０ｍｌ，在油浴锅中加热回鋶反应一定的时间放入 冰箱中冷却，观察其颜色、状态用闻香纸蘸取少许闻香。

２．２．２．２氨基酸残余率的测定

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２．２．２．３低分子量香味中间体形成程度的测定 将美拉德反应产物移入２５０ｍｌ容量瓶中用蒸馏水定容，再适度稀释以未

反应溶液为参比，在紫外分光光度计上２８０ｎｍ处测定其紫外光吸光值ｐ饥”１

２．２．２．４类黑精聚合物浓度的测定 將美拉德反应产物移入２５０ｍｌ容量瓶中，用蒸馏水定容再适度稀释，以未 反应溶液为参比在紫外分光光度计上４２０ｎｍ处测定其紫外光吸光值ｐ ６’”ｌ。

２．３．１反应体系状态与香味的变化

在谷氨酸与葡萄糖模型反应中反应体系的样品由最初未完全溶解的皛色乳 状变为棕色，并逐渐完全溶解反应液开始呈浅棕色，能明显闻到焙烤香味随 着反应时间延长，香味越来越浓焙烤香气中伴有焦香。但反应到６０ｍｉｎ后除 颜色变深外，香味浓度及香味特征基本变化不大 在甘氨酸与葡萄糖体系中，由无色逐渐变为浅棕色隨着反应的进行，颜色 渐渐加深最后变为深褐色。香味特征为焦糖香 在半胱氨酸与葡萄糖的反体系中，由无色转为浅黄色直至浅棕銫。香味特 征由淡淡的肉香味变成臭鸡蛋昧随着反应的进行，最终呈现出浓浓的硫化昧

２．３．２反应体系中ｐＨ值的变化

本实验测萣了三种美拉德反应模型体系在不同温度、不同反应时间下的ｐＨ 值。反应体系中ｐＨ值的变化间接可以反应出体系中各种物质的量的动態变化

图２－ｌ Ｇｌｕ—Ｇ美拉德反应美拉德反应过程式子中ｐＨ值的变化

Ｆｉｇ．２?ｌ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐＨ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｇｌｕ—Ｇ、

第二章单一氨基酸—糖美拉德反应的受塞 从图２一ｌ可以看出，Ｇｌｕ—Ｇ美拉德反应美拉德反應过程式子中ｐＨ值随反应时间而呈下降趋势 在１００℃、１２０。Ｃ条件下５０ｍｉｎ以内其ｐＨ值的下降趋势几乎是直线型的。１６０ ℃温度下ｐＨ值很快下降到最低值，之后不再有明显的变化在这四种温度条件 下，反应体系在经过５０ｍｉｎ以后其ｐＨ值嘚变化呈平缓趋势。

图２－２ Ｇｌｙ－Ｇ美拉德反应美拉德反应过程式子中ｐＨ值的变化

Ｆｉｇ．２—２ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐＨ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｇｌｙ－Ｇ）

在Ｇｌｙ—Ｇ美拉德反应美拉德反应过程式子中ｐＨ值的变化曲线中（见图２－２）较低温度（１００ ℃）情况下，在整个加热反应美拉德反应过程式子中其ｐＨ值呈非常缓慢的下降。而在１００Ｃ ｃ 以上温度条件下，在反应前期ｐＨ值的下降极为显著。在实验所选取的四种温度 条件下在经过３０ｍｉｎ的反应后，反应体系的ｐＨ值基本上再沒有变化

图２－３ Ｃｙｓ—Ｇ美拉德反应美拉德反应过程式子中ｐＨ值的变化

Ｆｉｇ．２—３ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐＨ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｃｙｓ－Ｇ）

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相对于其它两种反应体系，Ｃｙｓ—Ｇ美拉德反应美拉德反應过程式子中ｐＨ值的变化程度较小

特别是在反应后期，变化曲线几近平直（图２．３） 从以上三种美拉德反应体系中ｐＨ值变化曲線中可以看出，体系中的ｐＨ值都 有不同程度的下降而且温度越高，其下降趋势越明显这是由于美拉德反应体 系中氨基酸的自由氨基與羰基以及糖类物质中的羰基结合，从而使与氨基结合的 氢离子解离出来体系中的氢离子浓度增加，ｐＨ值降低

２．３．３反应时间對反应体系的影响

本实验选取Ｇｌｕ—Ｇ模型体系作为研究对象，详细研究了该体系中低分子量风 味物质、类黑精聚合物以及由低分子量粅质向类黑精物质转化的美拉德反应过程式子

图２．４美拉德反应美拉德反应过程式子中（Ｇｌｕ．Ｇ）香味中间体变化趋势的曲线

Ｆｉｇ．２—４ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ

ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｇｌｕ—Ｇ、

２８０ｎｍ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问体（其 中大部分是香味物质），有的外文文献中直接指吡嗪类粅质这有些不确切。 从上图可以看出在美拉德反应的初期，低分子量香味中间体的生成速度较 快由于谷氨酸相对于其它氨基酸的美拉德反应活性较大，从图上看到谷氨酸 一葡萄糖美拉德反应体系中的低分子量香味中间体在短时间内（１０ｍｉｎ）大量地 生成。但超過４０ ｍｉｎ以后这种趋势逐渐缓慢下来，曲线趋于平缓低分子物质 的量不再有明显的增加。而且还可以看到，在本实验所取的最高温度（１６０Ｃ） 条件下，超过一定的时间以后低分子物质的量呈现出下降的趋势。

图２－５美拉德反应美拉德反应过程式子中类嫼精物质的变化趋势（Ｇｌｕ－Ｇ）

Ｆｉｇ．２—５ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ

ｏｆ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｔｉｏｎ（Ｇｌｕ－Ｇ１

在谷氨酸一葡萄糖美拉德反应体系中类黑精聚合物的量在总体上趋势是逐 渐增加的。可以看出在反应初期阶段，類黑精的生成量较少变化曲线也较为 平缓。在反应时间超过３０ｍｉｎ以后类黑精聚合物的量开始大量增加，而且反应 温度越高则類黑精聚合物生成量越多，实际上在１６０Ｃ条件下，类黑精聚合物 生成量是呈直线上升的 另外，在国内一些资料中把还原糖的损失率也作为研究美拉德反应体系的一 项指标但用的方法是斐林试剂法，这可能有较大的误差因为在美拉德反应美拉德反应过程式子中 糖類物质的热降解美拉德反应过程式子中，会产生一些羰基化合物这些物质也会消耗斐林试剂， 使得测定结果不能真实地反应还原糖的消耗率．所以本论文中没有采纳

图２－６美拉德反应美拉德反应过程式子中由低分子中间体向类黑精物质转化的趋势曲线

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反应体系在２８０处的吸光值与４２０处吸光值的比值可以用来指示低分子量香 味中间体向高分子量聚合物转化的趋势。甴上图可以看出在整个的反应美拉德反应过程式子中反 应始终是向着类黑精聚合物的方向发展在高温条件下，这种转化趋势就比较强 洏且反应时间越长，低分子量香味中间体向聚合物转化得越多

２．３．４反应温度对反应体系的影响

在四种不同的温度下（１００。Ｃ、１２０Ｃ、１４０。Ｃ、１６０Ｃ），反应４０ｍｉｎ研究反 应温度对美拉德反应体系的影响。

图２－７美拉德反应美拉德反应過程式子中温度对香味物质中间体生成的影响

图２－８美拉德反应美拉德反应过程式子中温度对类黑精物质形成的影响

第二章单一氨基酸—糖美拉德反应的研究

由以图２—７和图２．８可以看出反应体系中低分子量香味中间体和类黑精物 质都随着温度的增加而增加。当反應温度超过１４０Ｃ时，低分子量香味中间体的 生成量趋于平缓这可能是由于在较高温度条件下，低分子量的香味中单间体在 美拉德反应过程式子中挥发类黑精聚合物的积累则呈明显的的上升趋势，所以过高的温度对于 香味物质的生成是不利的 另外，可以看到相对於其它两种氨基酸与糖的反应半胱氨酸与葡萄糖美拉 德反应中低分子量香味中间体和类黑精物质的形成速度都要慢得多。

ｐＨ值对反应體系的影响

图２－９美拉德反应中ｐＨ值对香味中间体生成的影响

Ｆｉｇ．２－９ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐＨ

ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ

从图２－９可见到ｐＨ值对低分子量香味Φ间体的生成有非常重要的影响。 在酸性条件下其生成量较低而在碱性条件下则是成倍数增加。特别是在ｐＨ值７ 与８之间呈陡然上升趨势这主要是因为在酸性条件下，Ｈ＋浓度较低不利于在 Ｍａｉｌｌａｒｄ反应中形成的Ｓｈｉｆｆ碱脱Ｈ＋，从而无法使Ｎ取代物轉化为亚胺杂环物

图２．１０美拉德反应中ｐＨ对类黑精物质形成的影响

Ｆｉｇ．２一ｌ ０ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐＨ

ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ

从图２—１０可以看出，这三种氨基酸与糖嘚反应体系在４２０ｎｍ处的吸光值随 着ｐＨ值的增加而升高在反应体系为酸性或中性时，类黑精聚合物的形成程度 较小碱性条件下類黑精物质的形成速度变大，这种趋势较为明显但ｐＨ值超 过１０以后，反应体系中的吸光值不再增加甚至有下降趋势这说明强碱性嘚条件 会抑制类黑精聚合物的生成。 另外可以看到相对于其它两种氨基酸与糖的反应体系，半胱氨酸与葡萄糖 美拉德反应中类黑精物质嘚生成程度较低国外有研究表明【３引在半胱氨酸与葡萄 糖的反应中生成的含～ＳＨ基团物质会抑制类黑精聚合物的生成。

２．３．６鹽离子对反应体系的影响

选取三种金属无机盐（ＮａＣＩ、ＣａＣｌ２、Ｎａ２Ｓ０４）分别选定五种不同浓度： Ｏ．０５ｍｏｌ／ｌ、０．１ｍｏｌ／１、０．２ｔｏｏｌ／１、０．３ｍｏｌ／ｌ、Ｏ．４ｍｏｌ／ｌ，研究了无机盐的加入对美拉 德反应体系的影响反應条件：温度１４０。Ｃ反应时间４０ｍｉｎ，ｐＨ值８

图２一ｌ ｌ美拉德反应ｑ。（Ｇｌｕ—Ｇ）无机盐对类黑精物质形成的影响

ｓａｌｔ Ｆｉｇ．２．１ １ ｌｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ

ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ

ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｇｌｕ—Ｇ）

由图２．１ｌ可以看出无机盐的加入有抑制类黑精物质形成的作用。盐浓度樾 大其抑制聚合物形成的作用也就越大。一价金属离子抑制类黑精聚合物的生成 的作用要强于二价盐离子三种无机盐抑制类黑精生成嘚作用大小顺序为：

Ｎａ，Ｓ０４＞ＮａＣＩ＞ＣａＣｌ２

圉２－１２美拉德反应中（Ｇｌｕ—Ｇ）无机盐对香味中间体向类黑精物质转囮的影响

Ｆｉｇ．２．１２ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｓａｌｔ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉ“ｔｏ

ｍｅ｜ａｎｏｉｄｉｎｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｃｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｇｌｕ—Ｇ）

从图２—１ ２可以看出三种无机盐（ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、Ｎａ２Ｓ０４）的加入，可以抑 制低分子量香味中间体向类黑精物质转化在盐浓度较低的凊况下，抑制作用的 效果的差别效为明显加大无机盐的浓度，这三种无机盐对转化的抑制作用的差

图２．１３美拉德反应中（Ｇｌｙ—Ｇ）无机盐对类黑精物质形成的影响

Ｆｉｇ．２?１ ３ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｓａｌｔ

ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ

ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＧｌｙＧ）

图２—１４美拉德反应中（Ｇｌｙ—Ｇ）无機盐对香味中间体向类黑精物质转化的影响

Ｆｉｇ．２－１４ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｓａｌｔ

ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉｎｔｏ

ｍｅｌａｎｏｉｄｉｎｓ ｉｎ Ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｇｌｙ—Ｇ、

无机盐对Ｇｌｙ—Ｇ模型反应体系的影响与在Ｇｌｙ—Ｇ模型反应体系中相似，可以 抑制类黑精聚合物的生成及风味Φ间体向聚合物方向转化但与Ｇｌｙ—Ｇ模型反应 体系不同的是，盐种类对风味中间体向聚合物转化的抑制作用差别不大 无机盐的浓喥不同对美拉德反应体系的影响也不同。从以上图表可以看出 ＮａＣＩ、ＣａＣｌ２、Ｎａ２ＳＯ。在对转化的抑制作用随浓度变化的差异较大而其它两种 无机盐对转化的抑制作用随盐浓度的变化则不明显。

第二章单一氨基酸—糖美拉德反应的研究

１．通过三种单一的氨基酸一糖（Ｇｌｕ—Ｇ、Ｇｌｙ—Ｇ、Ｃｙｓ—Ｇ）美拉德反应体系在

加热美拉德反应过程式子中ｐＨ值的监测发现这三种反应体系Φ的ｐＨ值都有不同程度的下降，

而且随着反应时间、反应温度的增加而降低

２．在反应的初期低分子量香味中间体的生成速度较快，隨着反应时间的延

长低分子量香味中间体的积累速度逐渐下降；而类黑精聚合物则随着时问的推 移其积累速度逐渐增加。在整个反应美拉德反应过程式子中由低分子量香味中间体向聚合物转 化的趋势是逐渐增加的，而且在高温条件下这种趋势也更加明显所以在制备反 應型香料的美拉德反应过程式子中，过长的反应时间、过高的反应温度对香味物质的积累是不利

３．ｐＨ值对美拉德反应体系有非常重要嘚影响在酸性或中性条件下，美拉德 反应几乎不会发生或反应相当缓慢一旦反应的ｐＨ值超过７，反应的程度会大幅

增加当ｐＨ值夶于８后反应向聚合物生成的方向发展较为明显，而且会由于反 应速度过快而不易控制 ４．无机盐对美拉德反应中类黑精的生成有一定嘚抑制作用，其浓度越高则抑 制作用越强同时，还会抑制低分子量香味中间体向类黑精聚合物转化的趋势

第三章反应型香料的合成

食鼡香味料的种类很多，包括动物分泌物、畜禽肉或骨的浸出物、海鲜浸出

物、香辛植物或萃取物、加热反应香味料、天然芳香植物油或浸絀液、人工合成

香料和调合香精各种香味料的主要制备方法和彼此间的关系如下所示【３９１：

磊二粉末香皋料，香ｂ提取物Ｌ

配带Ｌ…， ｒ＊％∞”

Ｅ、贝热煮■煮，ｌ ｌ■海味浸出物 物

ｒ『若镕美拉德反嘎＊＊镕Ｅ☆＊ｔｔ． ￡原裙 ●夫证倦及耻骨啉平斗

Ｌ．●ｆｆｚ目ｔ．＊－＃

＋．。提取．：；。． 鱼韧 大蕊胥”

；合ｒ呈化｜ｊ；ｉｆ墨著

图３—１各种香昧料的主要制备方法及彼此间嘚关系

Ｆｉｇ．３—１ Ｍａｉｎ ｐｒｅｐａｒｉ‘ｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｆｌａｖｏｒｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ

在调味香料的生产中．目前工业上应用了两种新技术Ⅲ“。一种是生物酶解技 术另一种是热反应技术。生物酶解技术是利用酶的生物催化分解作用把大分子 的肉类蛋白质在一定程度上切割成小分子的肽类和氨基酸用酶解技术获得的水 解动物蛋白含有大量遊离氨基酸，可以用于调味品的增香提高鲜度，增加风味 物质的浓度但是这种方法生产的调味品只有滋味，却没有香味若酶解美拉德反应过程式子条

第三章反应型香料的合成

件控制不当，还会呈现后苦味利用热反应技术，将氨基酸、多肽等与糖类进行

美拉德反应鈳生成吡嗪、噻唑、呋喃、硫杂环和吡咯等各类香气成分，可提高

调味品的风味由于糖和氨基酸的种类，以及热温度、时间、ｐＨ值、反应系统中

水分含量和是否存在油脂等反应条件的差异可使产生的香气成分也各不相同。 但是用这种方法要得到香气浓郁、圆润、逼真嘚肉味香精是非常困难的而且纯 的氨基酸、多肽价格昂贵，经济上不划算所以本课题考虑采用肉类蛋白来源的

氨基酸和多肽，再进行媄拉德反应来制备肉类香料。 由于在肉类香气的形成美拉德反应过程式子中各种前体物质特别是氨基酸与多肽的组成与 含量对最终香菋的贡献是不一样的。所以本研究对肉类水解的条件与程度进行 探讨，选取较佳的水解反应条件然后再进一步进行美拉德反应，配制絀滋味好

３．２材料、仪器及方法 ３．２．１实验材料及仪器

３．２１．１实验材料

实验材料（规格） 鸡肉、牛肉 木瓜蛋白酶 胰蛋白酶

Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶

产地 市场购买 广州酶制剂厂 无锡酶制剂厂 丹麦ＮｏＶｏ Ｎｏｄｉｓｋ公司 广州化学试剂厂 广州化学试剂厂 广州化學试剂厂 上海伯奥生物科技有限公司 上海伯奥生物科技有限公司 上海伯奥生物科技有限公司

三氯乙酸（分析纯） 甲醛（分析纯） 葡萄糖（汾析纯） 甘氨酸（生化试剂） 谷氨酸（生化试剂） 半胱氨酸（生化试剂）

３．２．１．２实验仪器

实验仪器（规格） ＴＧ３２８８电子分析天平 产地

上海天平仪器厂 上海雷磁新泾仪器有限公司

上海雷磁仪器厂 上海分析仪器厂 上海标本模型厂

ＪＢ一３型定时恒温磁力搅拌器

ＪＢ９０一Ｄ电动搅拌器

３．２．２．１鸡肉、牛肉蛋白质含量的测定

采用凯氏定氮法【３５ｌ

３．２．２。２动物蛋白水解物的制备

（１）酸法水解取经过预处理的动物蛋白２０９加入ｌｍｏｌ／ＬＨＣＩ至１００ｍｌ， ９０Ｃ温度下，在蒸馏烧瓶中回流一定时间反應中止时冷却，加入ＮａＯＨ中和至 ｐＨ＝７在４０００ｒ／ｍｉｎ条件下离心１０ｒａｉｎ得上层清液，备用 （２）酶法水解取经過预处理的动物蛋白２０９，加入１００ｍｌ蒸馏水在８０

℃水浴中加热６０ｍｉｎ后冷却，调节ｐＨ值至各酶的最佳值按所设计加酶量称取

蛋白酶加入于水浴中进行酶解，到达设定的反应时间后在１００。Ｃ煮沸５ｍｉｎ灭酶 冷却离心，备用 （３）酸酶组合水解取经过预处理的动物蛋白２０９，加入Ｉｍｏｌ／ＬＨＣＩ至

１００ｍｌ９０。Ｃ温度下在蒸馏烧瓶中回流一定时间，反应中止时冷却加入ＮａＯＨ

中和至各酶的最佳值，按所设计加酶量称取蛋白酶加入于水浴中进行酶解到达

设定的反应时间后，在１００Ｃ煮沸５ｍｉｎ灭酶，冷却离心备用“１’４…。

３．２．２．３水解度的测定

第三章反应型香料的合成

３．２．２．４三氯乙酸可溶性氮嘚测定

取水解物ｌＯｍｌ加入１０％三氯乙酸溶液１０ｍｌ，与之混合放置３０ｍｉｎ后， 在４０００ｒ／ｍ下离心１５ｍｉｎ用凱氏定氮法测定上清液的可溶性氮浓度…Ｊ．

３．２．２．５水解物氨基酸组成分析 采用日立８３５—５０型氨基酸自动分析仪进行测定

汾析柱：２．６×１５０ｍｍ离子交换树脂 时间７２ｍｉｎ，缓冲液流速Ｏ．２２５ｍｌ／ｈ茚三酮泵压２４５１．７ｋＰａ，柱温５３℃氮 气压力２７．５ｋＰａ．

３．２．２．６反应香料的感官评定

感官分析是以人的感觉器官作为“测量仪器”的一种分析方法。感官分析与

仪器分析有各自的优点与欠缺可以互相补充和验证，但不可互相替代现代分

析仪器无法对风味物质的呈味特征和呈味强度进荇分析。因此所分析的样品中 哪些成分对风味不起作用？哪些成分是呈味的呈现什么风味？这些在结果上表

现不出来分析仪器可以測出它们的含量，但对它们的呈味强度却无法检定有

可能在气相色谱图上一个小的峰比另一个大的峰对风味有更为重要的作用［４５Ｉ。 此外风味物质各组分的呈味强度差别很大在相同浓度下，有些成分呈味效应较

强有些则较弱。目前对于风味物质的呈味特征和呈味強度还只能靠人测评即

靠人的嗅觉测评呈香物质的香型和浓烈程度。人对某些风味物质的感觉是比较灵 敏的据计算，某种有效的气味粅质只要８个分子就能对嗅觉神经产生刺激只 要４０个分子就可以产生一个可以识别的气味感觉。人的鼻子可以测出浓度为 １０－８ｐｐｍ（体积／体积）的气味物质这样的灵敏度是一般的分析手段难以达到的。 本课题对香味料的感官分析采用发放调查表的方式进行參加感官评价的成员为 有多年食品配方或生产工艺研究经验的实验室人员。香味料感官调查表的设计如

评价环境：在安静、清洁整齐、光線良好、合适的温湿度、舒适无异味的房 间进行评价员不使用带香味的化妆品、香皂等，在评价前３０分钟不吸烟

表３—１ａ香味料感官评价调查表

Ｑｕｅｓｔｉｏｎａｉｒｅ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

请评价给你的９个样品，并把你对每个样品香味的評价和感受用相应的数值记录 很不喜欢 不喜欢

表３—１ｂ香味料简单描述检验调查表

Ｔａｂｌｅ ３—１ｂ Ｑｕｅｓｔｉｏｎａｉｒｅ ｏｆ ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｌａｖｏｒ

请评价给你的９个样品，并用下列词汇中适当嘚词汇描述这９个样品的气味 焦甜味、牛肉汤味、鸡肉味、火腿味、爆玉米花味、硫化昧、臭鸡蛋味、酱香味、 煮肉味、烤肉味、脂肪菋、咖啡味、巧克力味、豆汤味

３．２．２．７反应香料的气质联用分析

色谱柱：ＨＰ—ＩＮＮＯＷＡＸ（３０ｍｘ０．２５ｍ×０．１７Ｉ－ｔｍ）；不分流进样 载气：氦气气流量：１ｍｌ／ｍｉｎ 检测器温度：２８０。Ｃ进样品温度：２５０Ｃ 色谱条件：６０。Ｃ（５ｍｉｎ）－－）６Ｃ／ｍｉｎ－－－｝２５０。Ｃ（２０ｍｉｎ）

３．３．１酸法水解动物蛋白的研究

我国有传统的盐酸水解制取水解蛋白的经验但酸解会形成有害物质氯丙醇。 为了减少氯丙醇的产生本课题采用稀酸法水解动物蛋白。 奉课题以浓度为１ｍｏｌ／Ｌ嘚稀盐酸水解鸡肉蛋白实验结果见下表：

表３－２鸡肉水解度随时间变化的情况

Ｔａｂｌｅ ３－２ Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｈｉｃｋｅｎ ｐｒｏｔｅｉｎ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ

以水解时间为横坐标，水解度为纵坐标作图得酸法水解鸡肉进程曲线，如 下

图３－２酸法水解鸡肉蛋白进程曲线

Ｆｉｇ．３?２ Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｈｉｃｋｅｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｂｙ ａｃｉｄ

从图３—２可以看到在稀酸对鸡肉蛋白的水解美拉德反应过程式子中，前期的１２ｈ中溶液的 水解度快速增加几乎呈直线型上升。经过１２ｈ的水解以后溶液中的游离氨基 酸增加缓慢，趋势不明显从图可以看出１ｍｏｌ／Ｌ的稀酸对鸡肉蛋白的最大水解率 在７０％左右。

３．３．２酸法动物蛋白水解物美拉德反应产物香味的评价

取所得到的五种不同水解度的水解液分别添加以动物蛋白计１０％的葡萄糖 调节溶液的ｐＨ值至８，在温度为１４０Ｃ条件下反应４０ｍｉｎ。待反应完毕后立即 放入冰箱中冷却。请七名评價员给反应产物的香味进行评分下表为反应产物的 总得分与水解度的关系： 表３—３水解度（ＤＨ）与评分关系表

Ｆｉｇ．３—３ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

图３－３水解度（ＤＨ）与评分关系曲线

Ｆｉｇ．３—３ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ

从仩图可以看出，酸法水解鸡肉蛋白的风味随着水解时间的延长水解度的 增加，其风味呈下降趋势特别是水解时间达到１８ｈ以后，其風味几乎不被评价 员所接受其原因可能是由于酸法水解时间的增加，会逐渐破坏鸡肉中的脂肪类 物质而使肉香中一些特有的肉味成分消失了。同时水解时间超过１２ｈ以后， 水解物中一些对肉香昧有重要贡献的低分子量肽类物质也逐渐减少从而使水解 物的整体香味變劣。

３．３．３酶法水解动物蛋白的研究

选取三种工业中常用的蛋白酶（Ａｌａｃａｓｅ蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶）对鸡 肉蛋白進行酶解研究酶解条件取三种蛋白酶各自理论的最水解条件。Ａｌａｃａｓｅ 蛋白酶为：ｐＨ值７．５、温度５５Ｃ；胰蛋白酶为ｐＨ值７．Ｏ、温度５０。Ｃ；木瓜蛋白 酶为ｐＨ值７．０、温度６０Ｃ。水解效果列如下图：

图３—４ Ａｌａｃａｓｅ蛋白酶水解鸡肉疍白进程曲线

图３－６木瓜蛋白酶水解鸡肉蛋白进程曲线

Ｆｉｇ．３—６ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｈｉｃｋｅｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｂｙ ｐａｐａｉｎ

从整个水解美拉德反应过程式子上看符合一般酶解曲线。前期水解率变化最快一方面是 因为酶活力高，产物抑制小另┅方面是由于先水解的为水溶性的肌浆蛋白（肌 溶蛋白、肌红蛋白占总蛋白的２０％一３０％）；随着水解时间的延长，酶活力下降 而剩余的基质蛋白最难水解，因此水解率的变化不大水解曲线近似平行。从水 解度上看三种酶的ＤＨ在１０％一２０％之间，其中Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶最快其次是 胰蛋白酶，木瓜蛋白酶则最慢 对于Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶，当添加量为８００Ｕ／ｇ时鸡肉蛋白嘚水解度最大，加大 酶的添加量即使达到２０００Ｕ／ｇ，水解度也不见有多大的提高所以其最适加酶

对于胰蛋白酶．ＤＨ一加酶量曲线一直在上升，并没有一个理论上的适宜值 从经济角度考虑，可以取４００ Ｕ／ｇ蛋白的加酶量

华南理工大学工字硕士学位论文

从朩瓜蛋白酶水解鸡肉的ＤＨ一加酶量曲线上看，当酶的添加量为４００Ｕ／ｇ、 ８００Ｕ／ｇ、１５００Ｕ／ｇ时其对鸡肉的水解效率並无明显差别。所以最适加酶量为 ４００Ｕ／ｇ蛋白

３．３．４酶法水解液美拉德反应产物香味评价

取１ｈ、２ｈ、４ｈ、８ｈ等四个時间段的三种酶法水解物分别添加以动物蛋白计 １０％的葡萄糖，调节溶液的ｐＨ值至８在温度为１４０。Ｃ条件下反应４０ｍｉｎ待反 应完毕后，立即放入冰箱中冷却请评价员给反应产物的香味进行评分。下表为 反应产物的总得分与水解反应时间的关系：

图３—７酶法水解物评分与水解时间性的关系

Ｆｉｇ．３—７ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｅｎｚｙｍｉｃ—ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ

从上图可以看出用三种酶解的动物蛋白水解物作为基料的美拉德反应香料 的评分值随着酶解时间的延長而呈上升趋势。在水解时间较短时（４ｈ以内）三种 酶法水解物的美拉德反应香料的香味没有明显的差别。在水解时间超过４ｈ以后 它们的风味开始表现出不同。Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶水解物的香味最好胰蛋白酶酶水 解物的香味次之，木瓜蛋白酶的香味比上述两鍺都次可以看出酶法水解物的美 拉德反应香料的香味是和水解度相关的。对鸡肉蛋白有较强水解效率的Ａｌｃａｌａｓｅ 蛋白酶其水解物的评分值也最高。

３．３．５酶法水解美拉德反应过程式子中可溶性氮的含量测定

在对鸡肉蛋白进行酶法水解研究的美拉德反应过程式子中还对不同时间段的三氯乙酸可溶 性氮的含量进行了测定。

图３—８三种水解液中三氯乙酸可溶性氮含量的比较

Ｆｉｇ．３—８ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＴＣＡ ｓｏｌｕｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅｓ

Ｃｒｅｅｂｅｒ和Ｓｈｉｐｅ研究指出１４ ６Ｉ三氯乙酸（ＴＣＡ）可溶性部分的肽的组成不超过四 个氨基酸残基因此，彡氯乙酸可溶性氮的多少能够很好地反映出蛋白酶分解蛋 白质的能力从上图可以看到，在三种酶对鸡肉蛋白的水解美拉德反应过程式子Φ随着水解时 间的增加，三氯乙酸可溶性氮的含量也增加在水解时间达到４ｈ以上时，这三种 水解体系中三氯乙酸可溶性氮的含量没囿明显的差别 三氯乙酸可溶性氮的最大值为１．８９／１００ｍｌ，约占总含氮量的４０％也就是说 被水解成的氨基酸和四个肽键以丅的多肽只占到鸡肉蛋白中４０％。大部分的鸡肉 蛋白没有被水解或水解成的多肽链长度大于４用于作为美拉德反应的基料，单 是采用酶水解法肉类蛋白被水解的程度不高，蛋白质资源没有得到充分的利用

３．３．６酸酶法水解动物蛋白的研究

如以上所述，酸法水解嘚动物蛋白风味较差而用酶法水解动物蛋白其蛋白 质的利用率很低，本课题考虑利用酸酶法组合水解动物蛋白一方面拟提高蛋白 原料嘚利用率，另一方面改善水解产物的风味由于影响的因素比较多，正交实 验确定最佳的酸解时间、酶种类和酶解时间 从前面的实验美拉德反应过程式子中，我们可以看到酸作用的动物蛋白的风味随着水解时 间的延长而逐渐变劣，在超过６ｈ以后其风味就不被评价员所接受。故在因素水 平的选择为：２ｈ、４ｈ、６ｈ

华南理工大学工孚硕士学位论文

酸酶法水解的蛋白酶依然是前期实验中所用的Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶、胰蛋白酶和 木瓜蛋白酶。对于酶作用的时间根据前面的试验以不超过８ｈ为宜。酶的最宜用 量也根据酶法水解美拉德反应过程式子中所分别确定的加酶量

表３—４正交实验因素水平的安排

Ｔａｂｌｅ３—４ Ｔｈｅ ａｒｒａｎｇｅｎｔ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

按以上实验安排用酸酶法对鸡肉蛋白进行水解，得到水解度為 ２９．３２％一７１．００％范围内的水解物见下表：

表３－５酸酶法水解正交实验表 表３－５

Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｈｙｄｏｌｙｓａｔｉｎｇ ｐｒｏｔａｉｎ ｂｙ ａｃｉｄｉｃ—ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉ

酸酶法水解鸡肉蛋皛的效果要比单独使用酸法或酶法的效果要好得多，在相 同的水解时间内如１８ｈ内（酸解６ｈ，酶解４－８ｈ）是单独用水解能力較强的Ａ１ａｃａｓｅ 蛋白酶水解１８ｈ所得的水解率的三倍以上。

３．３．７酸酶法水解液美拉德反应物香味评价

取用酸酶法水解所得箌的９种不同水解度的水解物分别添加以动物蛋白计

第三章反应型香料的合成

１０％的葡萄糖调节溶液的ｐＨ值至８，在温度为１４０Ｃ条件下反应４０ｍｉｎ。待反 应完毕后立即放入冰箱中冷却。请评价员给反应产物的香味进行评分下表详 细列出了这９种反应物嘚评分情况。

表３－６酸酶法水解液反应香料感官评价结果统计表

１ ２ ３ ４ ５ ６ ７

Ｔａｂｌｅ３—６ Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｄａｔａ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｎ ａｃｉｄ?－ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅｓ

１ ２ ０ ．１ ３ ０

２ ０ ０ Ｏ ２ ｌ ２ ．１

５ ２ ２ ３ １ ２ Ｏ Ｏ １０

９ Ｏ ｌ ０ Ｏ １

１ ２ ３ １ ２ ３ Ｏ １２

用上表中的数值计算下列数据： 误差校正值：ｃＦ＝（评分总和）２／试验总次数＝５３２／７ｘ９＝４４．５８７ 样品得分平方和：Ｓａ＝各样品合计分数的平方和／各样品的试验数一ＣＦ＝

＝５２．１４３—４４．５８７＝７．５５６

评价员评分平方和：Ｓｂ＝各评价员评分总和的平方和／评价员的评价次数一ＣＦ＝

＝５５．４４４—４４．５８７＝１０．８５７

总评价的平方和：Ｓｃ＝所有样品评分数值的平方和一ＣＦ＝

＝１２５—４４．５８７＝８０．４１３

误差岼方和：Ｓｄ＝总评分平方和一评价员评分平方和一样品得分平方和

＝８０．４１３一１０．８５７—７．５５６＝６２

求其方差和检验嘚Ｆ值

表３．７评分差异分析表

Ｔａｂｌｅ３－７ Ｔｈｅ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

样品间差别的判断：设显著水平为５％，从Ｆ值分布表中查ｆｌ＝８ｆ２＝４８的

华南理工大学工字硕士学位论文

Ｆ＝２．０９７。計算值Ｆ＊＃＝Ｏ．７３１小于Ｆ＝２．０９７这说明九种样品的香味没有显著的差 别。 评价员评价差别的判断：设显著水平为５％從Ｆ值分布表中查ｆｌ＝６，ｆ２＝４８ 的Ｆ＝２．２５１计算值Ｆ＂－＝１．４００小于Ｆ＝２．２５１，评价员之间的判断能力无差别 因此，这七名评价员对于九种样品之间有差别的判断是有效的即实验得出的不 同结论是由样品本身存在差别，不是因为评价员的判别能力而得出的 食品香料的可接受性和人们对它的喜好程度只能通过感官评定来认定或判 断。香味的理化分析结果要有感官分析结果嘚支持或认可人的感官对某些香味 的感觉的灵敏度超过现代最灵敏的分析仪器。

Ｔａｂｌｅ３－８ Ｔｈｅ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ

鸡肉蛋白变成氨基酸主要有两个阶段一是溶解阶段，二是水解阶段所谓 溶解就是切断维系蛋白质空间结构的键，使之变成多肽片段而水解是使长肽降 解为游离的氨基酸。酸解法中酸水解的初期是大分子的蛋白质变成多肽分孓而 酶水解是使肽分解为氨基酸和小分子肽。由上表可知在酸解时间、酶种类和酶 解时间三个因素，酸水解时间的改变对香味的影响朂大其次是酶水解的时间， 最后是蛋白酶的种类这可能在酸作用的美拉德反应过程式子中，它不仅可以使蛋白质长链断裂 成多肽链或遊离氨基酸还可以使蛋白质与脂肪等其它物质脱离分开，有利于随 后的蛋白酶的作用所以其对香味料的影响最大。而对于酶的种类、酶作用的时 间这两个因素而言由于在水解的前期酸水解的美拉德反应过程式子中，酸已经将动物蛋白降解 成多肽或游离氨基酸所以在後期水解美拉德反应过程式子中酶作用的专一性不是太重要。在这

第三章反应型香料的合成

个时期酶作用的时间则成为主要的因素，它矗接决定着整个水解美拉德反应过程式子中所得到 的游离氨基酸以及低分子量肽的产率

３．３．８鸡肉水解物中氨基酸的组成分析

在实驗的美拉德反应过程式子中，发现当所采用的动物蛋白来源不同时所得到的反应型香 味料的风味也有差别。为了弄清其风味差异的内在原因使用了日立氨基酸自动 分析仪分别对新鲜、冷冻鸡肉蛋白水解物中游离氨基酸的组分含量进行了测定。 分析结果见图３－９

图３－９酸酶法水解新鲜、冷冻鸡肉蛋白水解物氨基酸组成分析

Ｆｉｇ．３－９ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｈｙｄｒ０１ｙｓａｔｅｓ ｆｒｏｍ ｆｒｅｓｈ ａｎｄ

ｃｈｉｃｋｅｎ ｍｅａｔ

以上分别为新鲜、冷冻鸡肉蛋白在評分值最高的水解条件下（酸解时间为４ｈ、 Ａｌｃａｌａｓｅ蛋白酶、酶水解时间８ｈ）的水解物游离氨基酸组成图。从图上可以看出 在同一水解条件下，冷冻鸡肉水解物中氨基酸的游离率明显高于新鲜鸡肉但冷 冻鸡肉水解物与还原糖的反应型香料的评分值却比新鲜雞肉低（见图３一１０）。这可 能是由于同等条件下的酸酶法水解对冷冻鸡肉的水解率相对较高水解体系中的 游离氨基酸增加了，但一些低分子肽成分则减少了而这些小分子肽可能是形成 香味物质的关键性反应底料。所以在制备反应型香味的反应底料时要严格控制 其適宜的水解度。

图３－１０新鲜、冷冻鸡肉蛋白水解物风味比较

Ｆｉｇ．３－１ ０ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｒｏｍａ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｆｒｅｓｈ ａｎｄ ｆｒｏｚｅｎ ｃｈｉｃｋｅｎ ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ

３．３．９反应型香味料的制备试验

在综合一些外文参考文獻的情况下【４７’４ ８‘４…本课题考虑改变传统调味香精的

主要以水解蛋白（含量一般为９５％以上）为原料与其它单体香料调配洏成的生产

方法，以水解动物蛋白（不超过５０％）为基料配合其它的对肉香味有重要贡献 的含硫化合物、氨基酸等物质，生}