鲎血水解液美拉德反应产物的挥发性成分研究.doc

鲎血水解液美拉德反应产物的挥发性成分研究 郭健1，韩丝银2a，李小冰2b，宋文东1 （1浙江海洋学院，浙江舟山316022；2广东海洋大学，a.食品科技学院； b理学院，广东湛江524088） 摘要：以制备鲎试剂产生的废料血浆为原料，经盐酸水解后，水解液进行美拉德反应，通过固相微萃取气相色谱质谱法（SPMEGCMS）测定反应产物中的挥发性成分，分析了其呈香机理。结果表明，鲎血水解液在pH为8.0，100加热2h，其美拉德反应的褐变程度最强，确定了39种挥发性成分，主要包括烃类513、酮类147、酸类264、醛类1408、酯类124、酚类084、醇类433及含氮化合物026。该结果可为开发苯甲醛、食品香精及卷烟改良剂等方面提供参考。 关键词：鲎血；水解液；美拉德反应；挥发性成分 ：TS202：A：04398114（xx）061471-04 DOI:10.14088/j.ki.issn0439-8114.xx.06.049 AnalyzingVolatileComponentsinMaillardReactionProductsof LimulusBloodHydrolysate GUOJian1，HANSiyin2a，LIXiaobing2b，SONGWendong1 （1ZhejiangOceanUniversity，Zhoushan316022，Zhejiang，China；2aCollegeofFoodScienceandTechnology 2bCollegeofScience，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，Guangdong，China） Abstract：Thewastebloodofhorseshoecrab，asthebyproductoflimulusreagent，washydrolyzedbyhydrochloricacid.ThevolatileponentsinMaillardreactionproductsofhydrolysateweredetectedwithSPMEGCMS.ItsaromamechanismswasstudiedTheresultsshowedthatthehighestbrowningdegreereachedatpH8afterincubatinghydrolysateunder100for2h39positionsincluding513hydrocarbons，147ketones，264acids，1408aldehydes，124esters，084phenols，433alcoholsand026nitrogenouspoundwereidentifiedinthishydrolysateItwillprovideareferencefordevelopingbenzaldehyde，foodflavorandcigaretteameliorant Keywords：horseshoecrabsblood；hydrolysate；Maillardreaction；volatileponent ：xx0710 基金项目：广东省自然科学基金项目（Sxx0xx1054） 作者简介：郭健（1979），女，黑龙江牡丹江人，讲师，在读博士研究生，研究方向为天然药物，（电话电子信箱） 18305808598163；通信作者，宋文东，教授，主要从事天然药物开发研究，（电话）07592396163（电子信箱）songwd60163。 鲎（Limulus）亦称马蹄蟹，属肢口纲剑尾目海生节肢动物，分为美洲鲎、东方鲎、巨鲎和圆尾鲎，常见于亚洲和北美东海岸，中国主要分布于广东、广西、福建沿海海域1。目前其血液广泛用于细菌内毒素和真菌葡聚糖检测，同时也导致大量鲎血废料浪费，为提高该海洋资源的综合利用率，近年已有开展鲎血液中的微量元素及活性蛋白的集中研究25，但美拉德反应尚未见报道。 美拉德反应（Maillardreaction）属非酶促褐变反应，是氨基化合物（氨基酸、肽及蛋白质）与羰基化合物（糖类）发生的复杂反应，是加工食品色泽和各种风味的主要，也是目前食品化学、食品工艺学、营养学、香料化学等领域的研究热点6，本试验采用SPMEGCMS法测定了鲎试剂生产废血水解液美拉德反应产物中的挥发性成分，并分析研究了其呈香机理，初步探讨了其应用领域，为开发利用鲎试剂的废血提供参考。 1材料与方法 11材料与试剂 鲎血，由湛江博康海洋生物有限公司提供；所用试剂均为分析纯。 12主要仪器 QP-xx型气相色谱质谱联用仪（日本岛津公司）；DK-98-A型电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）；真空抽滤装置（北京京辉凯业科技有限公司）。 13方法 131主要工艺流程鲎血盐酸水解调节pH美拉德反应固相微萃取法富集挥发性成分气相色谱质谱联用仪（GC/MS）检测。 132鲎血水解液的制备取鲎试剂产生的废料血浆50mL，用10倍体积3mol/L的盐酸沸水回流4h。 133褐变程度的测定美拉德反应产生一类物质称为类黑精，随着美拉德反应时间的延长，颜色也越深，测定OD420nm，以表示美拉德反应的褐变程度7，8。 134pH对鲎血水解液美拉德反应的影响取10mL的鲎血水解液6份，静置至室温后，用6mol/LNaOH溶液调节pH分别为50、60、70、80、90、100，于100水浴加热2h，抽滤后，按“133”测定褐变程度。 135温度对鲎血水解液美拉德反应的影响取10mL的鲎血水解液6份，静置至室温后，用6mol/LNaOH溶液滴定至pH为80，于50、60、70、80、90、100水浴加热2h，抽滤后，按“133”测定褐变程度。 136时间对鲎血水解液美拉德反应的影响取10mL的鲎血水解液6份，静置至室温后，用6mol/LNaOH滴定至pH为80，在100条件下，分别水浴05、10、15、20、25、30h，抽滤后，按“133”测定褐变程度。 137产物的香气评价9反应产物放置1d后，将闻香纸浸入样品12cm，在离闻香纸23cm处，吸闻3次，每次23s，并用文字描述香气特征。 138美拉德反应产物挥发性成分分析取样品5mL于20mL顶空密封样品瓶中，55水溶，以固相微萃取纤维PDMS（使用前于250老化2h）萃取40min，200下3min进样。GC/MS条件：柱温04min为40，444min以5/min升温至240，4449min保持240，进样口温度250，不分流，He流速1mL/min；离子源电压70eV。 2结果与分析 21pH对鲎血水解液美拉德反应的影响 pH对鲎血水解液美拉德反应的影响见图1。由图1可知，当pH80时，随着pH增大，褐变程度增强，在pH80时吸光度最大，当pH80时，随pH值升高，褐变程度减弱，故最佳pH确定为80。 22温度对鲎血水解液美拉德反应的影响 温度对鲎血水解液美拉德反应的影响见图2。由图2可知，在一定温度范围内，褐变程度随着温度升高而增强，考虑实际操作，确定最佳反应温度为100。 23时间对鲎血水解液美拉德反应的影响 时间对鲎血水解液美拉德反应的影响见图3。由图3可知，随时间延长，美拉德反应的褐变程度先增大后稳定，2h后，褐变程度变化不大，故选择最佳反应时间为2h。 24反应产物分析 感官评价发现鲎血水解液的苦杏仁香味醇厚浓郁，果香味淡薄，但香味持久，愉悦感较强。鲎血水解液美拉德反应体系经GCMS鉴定出的挥发性成分见表1。 用固相微萃取法富集鲎血水解液美拉德反应产物中的挥发性成分，经GCMS鉴定出39种化合物，包括烃、酮、酸、醛、酯、酚、醇及含氮化合物等8大类。其中，烃类12种、酮类6种、酸类7种、醛类4种、酯类3种、酚类2种、醇类3种及含氮化合物2种，含量分别为513、147、264、1408、124、084、433、026。 在上述成分中，醛类含量最高，其中苯甲醛占1322，是鲎血水解液美拉德反应产物的特征香气成分，具苦杏仁味。该化合物在自然界中以苷形态存在，是天然苦杏仁油的主要成分，存在于核桃油、橙花油、广藿香油、肉桂油等精油里面，是世界第二大香料，广泛用于食品、饮料、烟草以及化妆品等行业，该化合物也是许多药物的起始原料1012。据预测，中国苯甲醛的需求量将以每年约7速率递增，因此，通过鲎血水解液的美拉德反应获得苯甲醛可满足相关产业需求13。此外，还有其他微量的醛类，其中丙酮醛具焦糖样甜味，作为香料，可用于食品及食品添加剂14。壬醛是一种天然香料，其本身具有玫瑰香气，还极微量用于食用香精15。这些产物大部分是通过Strecker降解，氨基酸与二羰基化合物反应，失去CO2降解为少一个碳的醛类，各种不同特殊醛类（亦称Strecker醛类）是造成产物醇厚而不刺激的苦杏仁味的主要原因。烃类化合物具有较高的芳香阈值，一般不具有风味活性。酸类和酚类都可作为抗菌剂，增强了反应产物的安全性。酮类、酯类主要由多不饱和脂肪酸的热氧化或降解、氨基酸降解产生，对香味的形成起到了修饰的作用16，酮类物质中的苯乙酮具有山楂水果清香，其产物香气更具渗透性，可以起到矫正杂质气味作用，此反应产物中少量的含氮类本是有一定刺激味，但因此而掩盖。醇类物质中的柏木脑具有愉快而持久的柏木香味，增加了反应产物诱人的嗅香。 根据鲎血水解液美拉德反应产生的挥发性成分及呈香分析表明，鲎血水解液美拉德反应产物具有潜在的应用前景，如开发苦杏仁香味的食品香精。另外，由于用美拉德产物包埋可提高保留率，在卷烟燃吸时释放降低烟气毒害17，18，因此该产物对卷烟具有减害增香效果，可开发为卷烟改良剂。 3结论 采用固相微萃取气相色谱质谱法检测出水解液美拉德反应产物的挥发性成分包括：烃类、酮类、酸类、醛类、酯类、酚类、醇类及含氮类等，形成了鲎血水解液美拉德反应后醇厚浓郁的苦杏仁香味，该结果可为挖掘鲎血在苯甲醛、食品香精及卷烟改良剂等方面的开发提供参考。 参考文献： 1李兆英，万维涛鲎素的研究及开发利用J陕西农业科学，xx，16（5）：189191 2刘慧明，丁航，汪亚君，等鲎血中微量元素含量分析J广东微量元素科学，xx，14（8）：3739 3谢海伟，代建国，郭勇海洋远古生物鲎体内活性物质的研究J安徽农业科学，xx，34（24）：65126515 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