热反应型羊肉味调味基料制备工艺优化

刘金凯，高 远，王振宇，艾启俊，张德权，*（1.北京农学院食品科学与工程学院，北京1006；.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工重点实验室，北京100193）

热反应型羊肉味调味基料制备工艺优化

刘金凯1，2，高 远2，王振宇2，艾启俊1，*，张德权2，*
（1.北京农学院食品科学与工程学院，北京102206；2.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工重点实验室，北京100193）

以还原糖和氨基酸为主要原料，经热反应制得了风味较好的羊肉味调味基料，并以此为样品建立羊肉味调味基料感官评价回归方程，通过对反应温度、反应时间、反应起始pH等因素进行单因素实验，并通过正交实验优化制备热反应型羊肉味调味基料的最佳原料配比及反应条件，制得了风味特征明显的羊肉味调味基料。实验结果表明，热反应的最优工艺条件是：温度110℃，起始pH6.0，时间75min；产生良好肉香味的热反应配方是：羊骨素酶解液100g，半胱氨酸0.9g，甘氨酸0.9g，丙氨酸1.8g，脯氨酸0.9g，木糖2.4g，葡萄糖1.2g，VB11.8g。该配方下所得热反应型羊肉味调味基料香味柔和肉味强烈。

热反应，羊肉味调味基料，工艺优化

肉香味是人类饮食中的重要风味，数千年来，人类的饮食文明积累了丰富的肉制品加工经验，而肉香风味调味料的加工，却是近十几年才发展起来的新工艺[1]。我国的肉味调味料生产工艺经历了第一代的“非肉源”肉味调味料和第二代的“肉源”肉味调味料，到现在已经发展到了第三代的“味料同源”肉味调味料[2]。近年来，科研人员通过热反应制备出包括羊肉调味料在内的多种肉味调味料[3-6]，但所用原料多为同源肉类，对畜禽骨副产物的开发利用较少[7-8]。我国是羊肉生产和消费大国，羊骨副产物每年超过80万t。以羊骨为原料生产热反应型调味料，不但解决羊骨副产物利用难、开发产品附加值低的问题，而且也是“味料同源”制造理念的核心体现[9]。为此，有必要优化羊骨为原料的热反应型羊肉味调味基料的制备工艺，建立感官评价方法，为改善羊肉味调味料风味和羊骨副产物的高值利用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

根据李桂星[10]方法，购买新鲜羊棒骨，在破碎度为1.5cm，压力为0.2MPa，温度为130℃，料液比为1∶2.5，时间为2h的条件下，热-压抽提得到羊骨素，用风味蛋白酶酶解制备的羊骨素，得到羊骨素酶解液（水解度为22.8%）；实验所用风味蛋白酶 为分析级，购于北京索莱宝科技有限公司；半胱氨酸（Cys）、丙氨酸（Ala）、甘氨酸（Gly）、丝氨酸（Ser）、脯氨酸（Pro）、葡萄糖（Glucose）、木糖（Xylose）、VB1均为食品级 购于北京鸿瑞嘉盛有限公司。

PG-150强力破骨机 廊坊市顶天轻工机械有限公司；SHA-B水浴恒温振荡器 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；Neofuge 15R台式高速冷冻离心机 上海力申科学仪器有限公司；LS-50HD立式压力蒸汽灭菌器 江阴滨江医疗设备有限公司；ML204/02电子天平 上海梅特勒-托利多有限公司；F-50A pH计 北京屹源电子仪器科技公司。

表1 正交实验因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2 实验方法

1.2.1 羊肉味调味基料制备 通过实验室前期研究[10]及预实验初步确定各原料的种类及添加量，以获得的风味较好的羊肉味调味基料为起始样品。在500mL的三角瓶中依次加入羊骨素酶解液（自制）100g、半胱氨酸（Cys）1.8g、丙氨酸（Ala）1.8g、甘氨酸（Gly）1.8g、丝氨酸（Ser）1.8g、脯氨酸（Pro）1.8g、葡萄糖（Glucose）1.2g、木糖（Xylose）2.4g、VB11.8g等原料，并充分搅拌，使其混合均匀。用2mol/L的NaOH和HCl调节至指定实验pH，用棉塞塞紧三角烧瓶后放入蒸汽灭菌器中加热达指定实验温度，在此温度下维持指定实验时间，停止加热。待其冷至室温后，取出备用。

1.2.2 羊肉味调味基料感官评价标准确定 样品的感官评价采取描述性感官分析方法进行评定，通过对具有专业背景的感官评价员进行有针对性的训练得到7名优秀感官评价员。

以预实验获得的具有不同强度羊肉类调味料香味及异味的热反应型羊肉调味基料为样品（样本数43个），对肉香味、烤香味、羊肉特征味、焦糊味、硫磺味等5个指标进行感官评价，按照各指标的感官强度打分，采用0～10分制，各分值含义分别为：0=不存在、2=刚好识别、4=弱、6=中等、8=强、10=很强[11]。对感官评价得分进行回归分析，建立回归方程，综合考虑肉香味、烤香味、羊肉特征味、焦糊味、硫磺味等5个指标对样品感官得分的贡献。

1.2.3 羊肉味调味基料感官评价标准品确定 选取预实验所获得的热反应型羊肉调味基料，以优秀感官评价员的感官评价得分平均值为其标准分，选取包含全部5种风味指标且标准差最小者，作为感官评价的标准样品，以减少感官评价员感官差异对评分结果的影响。

1.2.4 热反应型羊肉味调味基料制备单因素实验 通过单因素实验考察反应温度、反应时间和反应起始pH对热反应型羊肉味调味基料风味的影响。单因素实验中，选取100、105、110、115、120℃等5个热反应温度进行单因素实验，反应时间为90min，反应起始pH5.5，研究反应温度对样品感官评价得分的影响；选取30、60、90、120、150min等5个热反应时间进行单因素实验，反应温度为110℃，反应起始pH5.5，研究反应时间对样品感官评价得分的影响；用2mol/L的NaOH和HCl调节pH，选取5.0、6.0、7.0、8.0等4个反应pH进行单因素实验，反应时间为90min，反应温度110℃，研究反应pH对样品感官评价得分的影响。

1.2.5 热反应型羊肉味调味基料制备正交实验 根据单因素实验结果，以L27（313）正交实验表安排实验（见表1），其中羊骨素酶解液的添加量固定为100g，通过对不同条件下各处理的感官评价得分进行回归分析得出最佳反应工艺和配方。

1.3 数据统计分析

感官得分数据用SAS 8.2统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 热反应型羊肉味调味基料感官评价回归方程

以预实验获得的43个热反应型羊肉调味基料样品的感官评价结果建立含有全部自变量的全模型，模型的F值为74.48，其对应的p值远远小于0.01，模型拟合效果较好，得到了热反应型羊肉味调味基料5种风味指标与感官得分y之间的线性关系，其感官评价回归方程为：

y（感官得分）=0.796+0.639肉香味+0.422烤香味+0.117羊肉特征味-0.126焦糊味-0.182硫磺味（R2=0.91）

2.2 热反应型羊肉味调味基料标准品确立

通过筛选得到一个包含全部5种风味指标且标准差最小者的样品，样品工艺条件及添加原料的种类、添加量为反应温度120℃、反应时间90min、反应pH7.0、羊骨素酶解液（自制）100g、半胱氨酸（Cys）1.8g、丙氨酸（Ala）1.8g、甘氨酸（Gly）1.8g、丝氨酸（Ser）1.8g、脯氨酸（Pro）1.8g、葡萄糖（Glucose）2.4g、木糖（Xylose）2.4g、VB13.6g。以此样品作为感官评价员评判其他调味基料风味的标准样品，提高评价准确性。七位感官评价员对该样品各项感官评价指标的均值、标准差和标准分见表2。

表2 标准样品的感官评价标准分Table 2 The sense score of standard sample

2.3 热反应型羊肉味调味基料制备单因素实验

2.3.1 反应温度的影响 热反应包含很多反应过程，每个反应过程对温度的敏感性不同，因此热反应的反应路线很大程度上取决于热反应的温度，美拉德反应在温度相差10℃的条件下褐变速度相差3～5倍[12]。在温度为100～110℃时，反应产物的感官评价得分上升趋势明显（p＜0.05），这是因为温度较低时热反应不充分，但随着温度上升，样品中的肉香味和烤香味等有益风味明显增强。在110～120℃时，热反应产物的肉香味和烤香味逐渐减弱，而焦糊味随着温度升高越来越重。因此，选取110℃为最佳的热反应温度。

图1 反应温度对样品感官评价得分的影响Fig.1 Effect of temperature on the sense score of mutton flavor seasoning

2.4 正交实验分析

根据单因素实验结果，设计L2（7313）正交实验表，确定各影响因素的水平（见表1），不同条件下各处理的感官评价得分见表3。

由极差分析可以看出，11个因素对感官评价权重影响的主次关系为：木糖＞脯氨酸＞VB1＞葡萄糖＞半胱氨酸＞温度＞甘氨酸＞丙氨酸＞丝氨酸＞pH＞时间。

实验结果表明，还原糖对感官得分影响较大，由于葡萄糖和木糖反应性好、价廉易得，通常被用来作为美拉德反应的原料，因此，实验中使用的还原糖为木糖与葡萄糖。反应中木糖对感官评价得分的影响大于葡萄糖，主要是由于单糖中五碳糖的反应性比六碳糖强，且五碳糖的褐变速度大约是六碳糖的10倍[12]，木糖作为五碳糖在反应中更加剧烈，因此对反应的感官得分影响也较大。甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸对感官评价得分影响较小，主要是由于羊骨素经酶解后生成多种游离氨基酸，同样可以作为前提物质参与美拉德反应。脯氨酸与半胱氨酸对感官评价得分影响较大，主要是由于脯氨酸作为添加氨基酸中唯一的亚氨基酸，其结构的不同可能导致添加过量时产生更多的不愉快气味，而半胱氨酸作为重要硫源，其对风味也有较大影响。根据其他学者的研究结果显示[16-20]，反应体系中的含硫氨基酸对形成肉香味是不可缺少的因素，实验中除添加作为硫源的半光氨酸外，还添加了硫胺素。硫胺素的热降解产物为呋喃、噻唑等含硫杂环化合物，这些杂环化合物是肉香气挥发性成分的重要组成部分[21]，因此，实验中的硫胺素添加对热反应型羊肉味调味基料的感官评价得分起到重要作用。

根据表4的方差分析结果可以看出，样品间的F＞F0.0（126，156），样品的差异对感官得分影响是极显著差异的，而感官评价员间的F＜F0.0（16，156），评价员间的感官得分没有显著性差异。因此，此次评价是科学有效的，感官得分不同的原因是样品风味自身的不同造成的。

由极差分析确定热反应型羊肉味调味料的最优配方为A2B3C2D2E3F2G1H2I1J2K2，即羊骨素酶解液100g、温度110℃、时间75min、pH6.0、L-半胱氨酸0.9g、甘氨酸0.9g、丙氨酸1.8g、脯氨酸0.9g、木糖2.4g、葡萄糖

2.3.2 反应时间的影响 在相同的反应温度和反应pH条件下，反应时间为90min的热反应产物与反应时间为30min和150min的热反应产物感官得分均具有显著差异（p＜0.05）。反应时间不足60min时，热反应不完全，不能形成足够的风味物质，反应产物的肉香味很弱；反应时间大于120min时，热反应过度，容易发生过度焦糖化反应，使热反应产物产生苦味和焦味。选择90min作为最佳的热反应时间。

图2 反应时间对样品感官评价得分的影响Fig.2 Effect of time on the sense score of mutton flavor seasoning

2.3.3 反应起始pH的影响 在相同反应温度和反应时间条件下，不同的反应起始pH对热反应产物的风味存在影响[13-15]。在起始pH5.0的条件下，氨基的反转使Maillard反应的中间产物变得不活泼，从而得不到大量的芳香类物质。随着pH升高，氨基酸呈阴离子态，此时氨基酸的反应性加强，而Maillard反应速度加快，当pH6.0时，产生大量的芳香类物质，感官得分取得最大值。随着pH继续升高，当pH达到7.0以上时，由于焦糖化反应加快，可能产生NH3等很多令人不愉快的风味。因此，选择pH6.0为最佳反应起始pH。1.2g、VB11.8g，以该配方反应制得的羊肉味调味料感官得分为6.45，明显优于正交实验中感官评价得分最高的16号样品。

图3 反应起始pH对样品感官得分的影响Fig.3 Effect of pH on the sense score of mutton flavor seasoning

表3 正交实验结果Table 3 Results of orthogonal experiment

表4 正交实验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experimental results

3 结论

热反应主要受反应前体物种类与浓度及反应时间、反应温度、起始pH等反应参数的影响。羊骨素经水解后可以作为良好的氨基酸供体，并与氨基酸、还原糖等进行热反应。以单因素实验和正交实验优化得到的最佳工艺为羊骨素酶解液100g、反应温度110℃、反应时间75min、起始pH6.0、L-半胱氨酸0.9g、甘氨酸0.9g、丙氨酸1.8g、脯氨酸0.9g、木糖2.4g、葡萄糖1.2g、VB11.8g。该配方下所得热反应型羊肉味调味基料香味柔和肉味强烈。

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Optimization of the processing of thermal reaction seasoning with mutton flavor

LIU Jin-kai1，2，GAO Yuan2，WANG Zhen-yu2，AI Qi-jun1，*，ZHANG De-quan2，*
（1.Department of Food Science and Engineering，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206，China；2.Institute of Agro-Products Processing Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Key Laboratory of Agro-Product Processing，Ministry of Agriculture，Beijing 100193，China）

In this study，mutton flavor seasoning was prepared by thermal reaction using reducing sugar and amino acids.Sensory evaluation regression equation of mutton flavoring seasoning was established.Reaction temperature，time and initial pH value were analyzed in single factor experiment，and the suitable ratio of raw material and reaction condition were optimized by orthogonal test.The results showed that the optimal process of the thermal reaction was 110℃，75min and initial pH6.0.The best composition of raw materials were sheep bone extract hydrolysates 100g，cysteine 0.9g，glycine 0.9g，alanine 1.8g，proline 0.9g，xylose 2.4g，glucose 1.2g，Vitamin B11.8g.The mutton flavor seasoning will have a excellent aroma.

thermal reaction；mutton flavor seasoning；process optimization

TS264.3

B

1002-0306（2014）12-0249-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.046

2013－10－18 *通讯联系人

刘金凯（1987-），男，硕士研究生，主要从事畜产品加工与安全控制理论及技术方面的研究。

科研院所技术开发研究专项（2012EG134236）；国家现代肉羊产业技术体系（CARS-39）。