（食品科学专业论文）反应型鸡肉香味料的研究：原理及制备.pdf

摘要 反应型肉味香味料是一种新型、天然、高质量的食用香味料，在我国对其的研究开发 应用才刚起步。就鸡肉香味料而言，目前用于肉制品、方便食品调料、方便汤料的鸡肉香 精、鸡精等，多为用合成化合物调配的调配型产品，存在象真度不高、鸡肉特征香味不明 显、安全性不高等不足，与国外同类产品相比存在差距。为了赶超世界先进水平，促进我 国食品工业的发展，本论文主要研究了以照囱醒握物为主要原料的垫羼廛型鸡盥蚕味料的 制备，即鸡肉酶解物h v p 半胱氨酸m a i l l a r d 反应产生的香味料，制备出更好的食品添加 剂，具体内容如下： 1 用正交实验法对半胱氨酸木糖核苷酸硫胺素鸡油构成的m a i l l a r d 反应体系进行了优 化，制得了香味较好的鸡肉香味料，并对此体系产生的挥发性物质进行了g c m s 分 析鉴定，肉味化合物2 一甲基一3 一呋喃硫酵类化合物的质量分数较高； 2 用正交实验法对h v p ( 水解植物蛋白) 半胱氨酸木糖构成的m a i l l a r d 反应体系进行 了优化，制得了香味更佳的鸡肉香味料； 3 用微生物蛋白酶对鸡肉蛋白质进行了酶解研究，对温度、时间、加酶量、水解度等酶 解条件进行了优化： 4 用正交实验法对鸡肉酶解物h v p 半胱氨酸构成的m a i l l a r d 反应体系进行了优化，制 得了香味浓郁的鸡肉香味料，并对此体系产生的挥发性物质进行了g c m s 分析，许 多关键性鸡肉味化合物被鉴定出来，且其质量分数较高，这是对感官评定法的有力佐 证，说明了本系统的正确性； 5 用凝胶过滤法对鸡肉酶解物进行了分析，确定了其中的主要成分为相对分子质量为 2 5 0 2 0 0 0 的肽类。 为使制各出的鸡肉香味料的肉味更加纯正、浓郁、逼真，须对鸡肉酶解物h v p 半胱 氨酸m a i l l a r d 反应体系进行进一步的研究，这包括鸡肉酶解物的分析( r p h p l c 法分离 纯化其中的肽、液- 质联机法测定肽的相对分子质量) 、m a i l l a r d 反应体系反应物，反应参数 的优化、体系产生的挥发性肉味化合物提取分离，鉴定方法的进一步完善，使更多的关键 性肉香味化合物被鉴定出来。厂 关键词：鸡肉味酶解m a i l l a r d 反应 a b s t r a c t r e a c t i o nn a v o r i n gi san e wk i n do fn a t u r a l dn a v o r i n go f h i g l lq u a l i 吼i ti ss o m e t h i n g n e wi nc h i m c h i e k e nf l a v o r i n 挚a r ew i d e l yu s e di nm e 砒p f o d u c t s ，i n s 乜mf 的d s ，b u tt 1 1 e yh a v e s o m es h o n a g e s ：l o wr e s e m b l a n c et oc h i c k e nn a v o ll a c k i n go fl y p i c a ic h i c k e na r o m aa r i dn o t v e r ys 疵够c o m p 撕n g t ot l l es a l i l ek i n do f n a v o r i n g sp m d u c e di nd e v e l o p e d c o u n 仃i e s ，m e r ei sa g a p ，s o m er e s e a r c h e s m u s tb ed o n ei nt h i sa r e 乱 t h ea i mo ft h i sp a p e ri st o 蚰l d yt h ep r e p a r a t i o no fr e a c t i o nm e a t f l a v o r i n g s ，e s p e c i a i l yt h e e n 巧m a t i c a l l yh y d r o l y 托dc h i c k c n - h v p ( h y d r o i y z e dv e g e 诅b i ep r o t e i n ) c y s t e i n em a i l l a r dm o d e l s y s t e m ，p r e p a r ct h eb e n e rr c a c t i o nc h i c k c nn a v o r i n 昏f o rf o o du s a g e t h em 萄o ra s p e c t so fm y s t l j d i e sa r et h ef o l l o w i n g s ： 1 b yt l s t m go r t h o g o 叫e x p e r i m e n t ，t h eo p t i m a lc o n d i t i o n s o fc y s t e t n e - x y l o s e n u c i e o t i d e t l l i 踟i n e - c h i c k c nf a tm a i u a r dm o d e is y s t e mw e r co b t a i n e d ，锄dt h ec h i c k e nn a v o r i n gw a s p r e p a r c d b yu s i n gg c - m st c c h n o l o g 托t h ev o l a t i l ec o m p o u n d so f t h em o d e ls y s t e mw e r e 柚a l y z c d ，s o m ek e yc o m p o 帅d so f m e a tf l a v o ra s2 - m e t i l y l 3 一m 舢t i o la f l d 沁d i m e rw e r e i d c m i f i z c d 2 b yu s i n go n t l 0 9 0 n a le x p e r i m e 峨t h eo p m a lc o n d i t i o 船o fh v p - c y s t e i n e 科l o s e - n u c l e o 廿d e t l l i a m i n e - c h i c k e nf 址m a i l l a r dm o d e ls y s t e m 、v c r es t i i d i e d ，锄dt l l ec h i c k e nf l a v o n gw 鹬 p p a r e d 3 t h ee n 巧m i ch y d r o l y s i so fc h i c k e nw a ss t i l d i e d ，锄dt h eo p t i i i l a lc o n d i t i o n so fe n 巧m i c h y d f o l y s i sw e mo b t a i m d ，i n c l u d i n gt i l e k i n do fe 北舯e s ，埘n p e r m 聪，t i m e ，枷o i l i l to f z y “惜a n d 幽芦o f h y 出o l y s i s 4 b y 啦i n go r n l o g o i l a le x p e 栅e 峨m co p t i m a lc o n d i t i o 璐o fe n z y m a t i c a l l yh y 出o i y z e d c l i i c k e n - h v p - c y s t c i n em a n l a r dm o d e ls y s t c mw e 心o b t a i n e d ，锄dm eb e s tc h j c k 啪n a v o r i n g w 勰p 他p 孙e d b y 璐i n gg c - m st e c l l i l o l o g y t i i ev o l a 廿l ec 锄p 0 蚰出o ft i i em o d e is y s 钯m w e r e 锄a b 嘲，s o m ek e yc o m p o t l i l d so f 砌c k e nn a v o r 鹊2 m e t | l y l _ 3 - f h i 锄t i o l 锄di 乜d i m e l s o m e 伽均n y lc o m p o 岫d sw e 托i d e m 湎z e d ，i n d i c a t i n gt h a tt h em o d e is y s t e mi sc o n t l y c o m p o s e d 5 b y 璐i n gg e lf i l t 豫t i o no fs e p h a d e x ( _ 2 5 ，t h ec o m p o n e m so f h y d r o l y z c dc h i c k e nw e r e 锄a l y z e d ，t 1 1 em a i nc o m p o n e n t sa r e t i l ep e p t i d 船o f m r = 2 5 0 2 0 0 0 i no r d e rt op r e p a mm u c h m o 旭p u r e ，v 0 1 a t i l e 柚db e i n gr c s e m b l a n c e ，如m l e rr c s e a r c h e sm u s t b ed o - nt i l eg “d yo f l 碍m a t i 髓l l yh y d r o l y 置e dd h i c k 髓- h v p c y s t e i n e m a i l l a r dm o d e ls y s t e m ， i i l c l u d i n gt l l ef i i n i l e r a l y s i so fe 叼m a 廿c a l i yh y d m i y z e dc h i c k e n 0 嘶f i c a t i o no f p e p 廿d e sb y r p - h p l c ，m rd e t e n l i i n 砒i o no fp 埘n e dp e p t i d e sb yl c - m s m s ) m o d 湎c a t i o no fw a c t i o n c o n d i t i o 璐o f e 此y m a t i c a l i yh y d m l y 髓dc h i c k e n _ h v p - c y g t e i m a i l l 缸dm o d e l s y s t e m i m p f o v e 眦n to fe 删o ne m c i e n c yo f v o l a t i l es u b s l 柚c p r o d u c e di n1 l l e 咒a c n o n s v s t c mf o r m o r ek e yc h i c k c nf l a v o rc o m p o u n d st 0b ei d e 眦墒e d k c y w o r d s ：c h c k e nn a v o l e n 巧m i ch y d r o i y s i s ，m a i l l a r d 龇d 伽 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制备 1 引言 1 1 论文选题的背景和意义 随着食品科学技术的发展和进步越来越多的新型食品和新加工食品被开发出来。这 些新型食品要求有新型的调味料与其相适应。同时，由于消费者口味各异，这又要求对同 一种食品要有不同的调味料可与之匹配。归根到底是要求调味料新颖，而且花色品种要多， 以使消费者有选择的余地。但目前我国的调味品行业生产品种有限，生产技术和理论与发 达国家相比还存在较大的差距，生产基本上处于初级加工阶段，不能适应深食品加工的需 要。这限制了各种加工度很高的方便食品的生产，也阻碍了我国食品工业规模的进一步扩 大。由此可见，新的调味品工业在整个食品工业中起着重要的作用。可以说，这是个十 分有发展前景的行业，是食品工业发展中新的经济增长点，其中蕴藏着巨大的商机。 调味品工业作为食品工业的神经和灵魂，任何一种食品都离不开调味品的参与，每种 食品在市场上的优胜劣汰都与调味品的品质及使用状况有着密切的关系。当前，调味品工 业同其他食品工业一样，正面i 艋着产品升级换代的考验和严峻的市场竞争的挑战。为了在 竞争激烈的市场中占有一席之地，每个食品经营者和食品科技人员在进行技术创新的同 时，还要适应市场的需求。目前，食品发展的趋势是“天然、营养，回归自然”，适应这 种需求，高纯度、高香气、淡色、低盐、无菌和食用方便的天然调味品必将受到消费者的 青睐。而以大豆、小麦、谷物等植物蛋白为原料水解所得的植物蛋白水解物及以鸡肉、牛 肉、羊肉、鸡肉等肉类蛋白质的酶解物，再添加食盐、昧精、核苷酸、甘氨酸、丙氨酸、 糖类和酵母抽提物等物质，经m a i l l a r d 反应所制得的新型复合调味品由于其香气纯正、浓 郁，后味足，正受到业内人士和消费者的越来越多的重视。这种调味品也属于肉类深加工 行业的一个分支，开展与其有关的研究对于增加肉类产品的附加值有着重要的经济意义。 鸡肉的味道鲜美，香味怡人，由此制备的鸡肉味香味料深受欢迎。用鸡肉酶解物与其 它配料一起加热而制得的天然鸡肉味香味料成本较低，产生的香味也较为逼真和强烈、口 感醇厚。据报道( l i e s k e ，1 9 9 4 ；宋焕禄，1 9 9 9 ) 用该法制得的鸡肉味香味料香味强度比 传统的煮鸡或烤鸡方法产生的香味强度强近百倍这种香味料迎合了消费者崇尚自然的潮 流，市场前景较为广阔。开展天然鸡肉味香味料的研究对于增加调味料的花色品种，改善 人们群众的生活质量，提高人们群众的生活水平有着重要的现实意义。 1 2 热反应鸡肉香味料 反应型鸡肉香味料是一种较新的食用香味料，也是一种新型的复合调味品，它是由两 种或两种以上的前体物质在一定的条件下加热而生成的。也称为热反应鸡肉香精。根据需 要可在反应前或反应后加入其他香料或配料。这类香味料是基于m a i l l a r d 反应而制各的， 在许多专利文献中均有大量的例子( g i a c i n o ，1 9 6 8 ；t o b e e k ，1 9 7 1 ；1 1 1 0 m ，1 9 7 2 ：g a s s e r ， 1 9 7 2 ：p o 他l s b e r g l l e ，1 9 7 3 ：h u m ，1 9 7 4 ：g 瓠s e r ，1 9 7 4 ；b 叭g h e r ，1 9 7 5 ；p o i g e r ，1 9 8 0 ) 。 食品香料工业国际组织( i o f i ) 将这类产品作了如下的定义( h e a i h ，1 9 9 1 ) ：这是一 种由于其香味特性而制备的产物或混合物，它是由允许用于食品、或天然存在于食品中的、 或由特别允许使用于反应香味料的组分或组分混合物经过一个与制各供人类消费的食品相 同的方法制得的。 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香昧料的研究：原理及制备 这类香精香味强烈、逼真度高、抗氧化性好，被广泛用于如方便面、鸡肉制品、膨化 食品、汤、肉汁、罐头、调味饼干、快餐、新型蛋白食品等许多方便食品和加工食品中， 以增加或赋予食品鸡肉香味。根据需要，可以把这类香精做成粉末状、膏状、液状等形态。 一般使用液状的比较多，如果需要使用粉末香精时，可将液体香精通过喷雾干燥法制成粉 末再用，亦可将油质香精吸附在食盐、乳糖等赋形剂上制成吸附型粉末香精。 人们对反应型肉味香精的研究大体上经历了以下的历程：起先，人们用一种或几种纯 氨基酸与还原糖系统来生产反应型肉味香精，但由于该方法产生的香味不太理想且成本太 高，于是人们开始把目光转向植物水解蛋白与含硫氨基酸及还原糖等组成的系统。用该法 对商业生产来说较为经济，但其形成的肉味香气仍不能逼真于肉香味，故人们又转而研究 以肉蛋白质为基料生产肉味香精。所得产品肉香味强烈、逼真度高、口感纯正、后昧足、 成本低。目前，用该法生产肉昧香精己成一种趋势，迎合了消费者崇尚天然的消费潮流， 发展前景较为乐观。 1 3 水解动物蛋白 以肉蛋白质为基料生产肉味香精，一般并不是直接以肉蛋白质参加反应的，通常还要 经过适当的处理主要有两种处理方法，其一是由肉制备肉提取物后，再与含硫化合物、 还原糖、酵母自溶物及h v p 等物质共热得到。这种方法最大限度地保持了原有天然肉的 味道和香气，使用较安全：但提取效率不高，浪费较大，且如果香精中要求不含或含少量 水分时( 如粉状香精等) 则要经过脱水干燥这一额外工序，造成香精成本较高，且香味较 淡。另一种方法是把肉蛋白质进行水解，特水解达一定程度后再加入其余配料进行反应而 制得肉味香精。这种方法比较常用。既保证了肉的原鲜味，又增加了肉蛋白质的水溶性， 改善了肉味香精的外观它除了具有用上述肉提取物为基料生产的肉味香精所具备的优点 外还提供了比肉提取物多得多的氨基酸、肽等风味物质，使得反应后所得的香精风味更 为浓郁，更为强烈。 对肉蛋白质的水解通常用酶水解，即用蛋白水解酶将肉蛋白质水解。由于酶在水解反 应中的专一性和不产生各种不期望的副产物，因此它是产生风味前体物质的更好的工具 ( a d i c 时4 i $ ，1 9 8 6 ；p o m m e r ，1 9 9 5 ) 。用酶法水解肉蛋白质由于其水解程度适中，使 得其保持了大部分的肉的原鲜味。可以产生逼真的肉香味；酶法温和的水解条件，使得最 终所得的水解物具纯正和柔和的口味，产物的适应性更好，这样能精确地指导m a i l l a r d 反 应朝着期望的方向进行既不会产生有毒的氯丙醇，也不必用酸碱来中和，制得了无盐或 低盐的产品但该法不足之处就是水解不彻底，氮基酸含量低，成本高，若水解用酶选择 不当( 如大多数工业用蛋白内肽酶) ，水解液中可能含有苦味肽，使得最终的水解物带有 苦味 现在，由于工业霉菌蛋白水解酶的使用，有可能生产含更少的不期望的副产物( 包括 苦昧肽) 的蛋白水解物，为生产风味极佳的配料提供了新的机会和新的产物。由丹麦诺维 信公司( n o v o 巧m e ) 生产的f l a v o 田，i i l e 复合风味蛋白酶就是一种新的霉菌蛋白酶复合体， 它是一种用于在中性或微酸性条件下水解蛋白质的真菌蛋白酶，肽酶的复合体，是由米曲 霉菌种经发酵而制得的它包含由内切蛋白酶和外切肽酶两种活性。该复合酶的最适p h 范围是5 肚7 0 ，最适温度4 5 5 5 该酶可用来脱除水解度低的产物苦味蛋白水解 2 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制各 液的苦味，同时也可用于彻底水解蛋白质，增进和改善水解液的风味。但它的最适添加量 必须根据具体情况而定。 另一种不同于许多其它内切蛋白酶的新型酶是p r 0 协m e x 复合蛋白酶，该酶为杆菌蛋 白酶复合体，即使在低水解度的情况下也能产出没有苦味的蛋白水解液；经应用实验测定， 该复合酶的最适工作条件是p h 值5 5 7 5 ，温度3 5 “0 。 影响酶水解蛋白质的因素( a d i e r n i s s e n ，1 9 8 4 ；a d l e r - n i s s e n ，1 9 8 6 ) 有：水解工艺、 底物浓度、酶浓度、反应的温度、反应时间及反应的p h 值等。不同种类的蛋白酶的作用 最适p h 值各异，应根据酶解工艺中所选酶类的不同，确定反应的最佳p h 值。体系加水 量对酶解反应有较大的影响。加水量不足，会影响酶的活性部位与底物的结合，降低催化 效果：加水量过多，会降低酶的有效浓度，稀释氨基氮的含量。一般酶与底物比( e s ) 为8 一1 2 时，氨基酸的转化率最高。酶水解反应的温度和时间与水解的进行程度密切相 关。温度过高或过低均可使酶的活力降低，从而降低催化能力。反应时间的长短则决定着 反应是否充分。大多数蛋白酶的最适温度为5 5 5 0 ，酶解反应的时间则根据水解液中的 氨基氮含量的测定值来确定。酶的最适添加量必须根据具体情况而定。 酶水解蛋白质的程度一般用水解度( d h ) 来度量，水解度是指水解的肽键的百分数， 它定义为：d h 机x1 0 0 ，式中h 指水解后每克蛋白被裂解的肽键的毫摩尔数 ( m m o 垤) ：h 。则指每g 原料蛋白质的肽键的毫摩尔数( m m o 垤) ，它对于某一特定的蛋 白质来讲是一个常数，可以由组成该蛋白质的氨基酸的含量计算出，对于肉蛋白质而言， h 。i _ 7 6m m o 垤( a d l e r - n i s n ，1 9 8 6 ) ，所以只要测出水解后蛋白质被裂解的肽键数( h 值) 就可以计算出相应的d h 值由于每裂解一个肽键就同时新生成一个- n h 2 基和o o h 基， 所以只要定量地测定出蛋白质水解后新生成的小h 2 基和七o o h 基的量就可以求出h 值。 测定蛋白质的小i h ：基和o o h 基含量的方法主要有三硝基苯磺酸( n 旧s ) 法、茚三酮 法、甲醛法常用的是n m s 法，但甲醛法来得更为简便，且结果也与t n b s 法非常接 近( 赵新淮，1 9 9 4 ) 。 小分子的水溶性肽对鸡肉香味的贡献很大然而目前对于鸡肉蛋白酶解物中的肽组 分研究的还很少，应用凝胶过滤的方法可以将酶解物中的肽组分进行租分离，并可以确定 各组分的相对分子质量范围。根据文献报道( l i e s k e ，1 9 9 4 ) ，对肉味贡献较大的肉味前 体物质的相对分子质量在2 0 0 0 5 0 0 0 之间，故选用葡聚糖凝胶( s e p h a d e xg 2 5 ) 对鸡肉酶 解物中的肽进行分离及相对分子质量的粗定。 1 4 热反应制备鸡肉香味料 1 _ 4 1 天然鸡肉香味的主要成分及其前体物质和形成途径 从2 0 世纪6 0 年代以来公布的专利文献可看出，模拟肉味香精有两种基本类型：调配 型肉味香精和反应型肉味香精调配型肉味香精是由两种或两种以上具有特征肉香味的化 合物混合而成的，这些化合物大部分是从天然肉香味中鉴定出来的并通过化学合成的方法 而制备的。又可称为天然等同香味物质。这类香精由于是重新组合从肉味中鉴定出来的香 昧化合物而制成，所以分离和鉴别出对肉香味起关键性作用的香味化合物至关重要反应 中圆农业大学博士论文宋焕檬t 反应型鸡肉香味料的研究：原理及制各 型肉味香精( r e a c t i o nm e a tf l a v o r ) 是用氨基酸和还原糖等来模拟天然肉香味的前体物质 并经加热而制得的。准确地鉴定出产生肉香味化合物的前体物质是该类香精的关键所在。 由此可以看出人们要模拟肉味香精首先必须知道对天然肉香味有重要贡献的香气化合物 及其产生的前体物质和形成途径。分析仪器和分析方法的近期进展使得这些工作变得容易 起来。到目前为止，已有许多有关这些方面的文献报道及出色的综述( w i i s o n ，1 9 7 5 ： m a c l e o d ，1 9 8 6 ；1 r e s s l ，1 9 8 9 ；h e a l m ，1 9 9 4 ：s h a i l i d i ，1 9 9 4 ：l i e s k e ，1 9 9 4 ：m o 帅， 1 9 9 5 a ；m o t 呦，1 9 9 5 b ) 。人们在鉴定了许多对肉香味有贡献的化合物，并在确定了一些 在加热过程中发生的化学反应后，就有可能确定要生产好的肉香味需要生肉中的哪些前体 物质参加反应，并用这些前体物质来重新形成肉香。 1 4 2 对鸡肉香气有贡献的化合物 生肉经加热后产生了香气。在加热的过程中，发生了许多化学反应，这些反应导致了 大量对熟鸡肉香味有贡献的香气化合物的形成。通过现代分析方法，使得人们鉴定到许多 肉香气化合物，尽管它们中有一些浓度很低。到目前为止，已有约5 种挥发性香味化合 物从熟鸡肉中被鉴定出( w a s s e 硼a n ，1 9 7 2 ：t 幻g ，1 9 8 3 ；s h j ，1 9 9 5 ；f 姗e r ，1 9 9 9 ) ， 包括了有机化合物的大多数种类：烃类、醇和酚类、醛类、酮类、羧酸类、酯类、内酯类、 呋喃和吡哺类、吡咯和吡啶类、吡嗪类及其它含氮化合物、嗯唑和嗯唑啉、噻唑和噻唑啉、 含硫化合物及其它杂环硫化物等。其中许多有相当高的香气闽值，对总的风味贡献不大。 其它的可能以很低的浓度存在，但由于它们的香气阈值很低，所以它们对总体风味有很大 的影响近年来，人们均把精力集中在鉴定“香气赋予化合物”上，所谓的“香气赋予化 合物( a m m a - i m p tc o i n p o 岫d s ) ”即这些一些化合物，它们的浓度和香气阈值均对总的肉 香味有重要贡献。对于这些化合物的鉴定。人们经常用气相色谱和香气评价相结合的方法 ( g 雏c l r d m 蹴鲫 l 归l f a c t o m e 仃y ) 来进行，那些在极稀的浓度下仍能能用鼻子闻到其 香气的挥发性化合物被认为对香气有最重要的贡献。由于用于样品制各、挥发物提取和香 气评价的方法多种多样，不局的研究人员报道了不同韵对香昧有重要贡献的化合物然而， 人们很少关注由不同的制备和提取方法所得的关键香气影响化合物间的差异，而对由这些 方法所得的共同的香味化合物则给予了更多的关注。 g s e r 和g s c h ( g r ，1 9 9 0 ) 采用芳香抽提物的稀释分析方法( a e d a ，a m m a e 她c t i 锄d i l u t i o n a l y s i s ) 在鸡肉汤中鉴定出了1 6 种基本香味化合物，并确定了其中1 4 种化合物的结构，它们分别为：2 - 甲基一3 一呋哺硫醇、2 呋哺硫醇、甲基硫醇、2 4 ，5 三甲 基噻唑、壬醛、( 反) _ 2 壬烯醛、2 - 甲酰基- 5 _ 甲基噻吩、对甲酚、( 反，反) - 2 ，4 壬二烯醛、( 反， 反) - 2 ，4 癸二烯醛、2 - 十一碳烯醛、b - 紫罗兰酮、y 癸内酯和y 十二内酯g a s s c r 和g r o s c h 还把鸡肉的基本香味物质与牛肉汤的香味提取稀释分析方法的结果进行比较，发现其主要 差别是( 反，反) - 2 ，4 - 癸二烯醛( 脂肪香) 和y - 十二内酯( 脂肪香、果香) 在鸡肉汤中占优， 而硫化物双( 2 一甲基- 3 - 呋哺基) 二硫化物( 肉香味) 和甲基硫醇( 熟土豆香味) 在牛肉汤 中占主要他们还发现，2 - 甲基3 硖喃硫醇是对鸡肉汤的肉香感觉有贡献的最重要的香味 化合物，而( 反。反) _ 2 ，4 一癸二烯醛是鸡肉风味中最重要的香味化合物之一。 f a n l l e r ( 陆n e r ，1 9 9 9 ) 综述了许多研究人员认为在煮鸡肉香味中有重要贡献的化合 4 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制各 物，这些化合物对鸡肉香味的影响很大，也称为香气赋予化合物。它们的香气特性及可能 来源示于表1 1 。 表1 _ 1在煮禽肉中被认为是关键香气化合物的物质 t a b l e1 ls u b s t a i l c e sr e c o g n i z e d 私t h ek e ya r o m a c o m p o u n d s o f c 0 0 k e dp o u l 时m e a t 化合物香气特性可能来源 含硫化合物 ( 1 ) 硫化氢硫磺气味、鸡蛋味 ( 2 ) 二甲基三硫化物 ( 3 ) 3 巯基2 戊酮 ( 4 ) 甲硫基乙醛 呋哺硫醇及二硫化物 ( 5 ) 2 甲基3 呋喃硫醇 气体气味。金属味 硫磺味 煮土豆香味 肉香味，甜香味 ( 6 ) 2 5 - 二甲基- 3 - 呋喃硫醇肉香味 ( 7 ) 2 一呋哺甲基硫醇烤香味 ( 8 ) 2 甲基3 甲硫基呋喃肉香味，甜香味 ( 9 ) 2 - 甲基- 3 - 乙硫基呋哺 ( 1 0 ) 2 - 甲基- 3 - 甲基二硫基 呋哺 ( 1 1 ) 双( 2 - 甲基- 3 一呋喃) 二硫化物 其它杂环化合物 ( 1 2 ) 2 - 甲酰基- 5 一甲基噻吩 ( 1 3 ) 三甲基噻唑 ( 1 4 ) 2 - 乙酰基一2 一噻唑啉 肉香味 肉香味，甜香味 肉香味，烤香味 硫磺气味 泥土气味 烤香味 ( 1 5 ) 2 ，5 ( 6 ) - 二甲基吡嗪咖啡香味，烤香味 ( 1 6 ) 2 。3 一二甲基吡嗪肉香味。烤香味 5 半胱氨酸与二羰基化合物间的 s t r e c k e r 降解反应 蛋氨酸s 仃e c k e r 降解 硫化氢( 1 ) 与来自m a i l l a r d 反 应的羰基化合物的反应 蛋氨酸s 仃e c k e r 降解 半胱氨酸与核糖或相关化合物 间的m a 1 1 a r d 反应，或者硫胺 素降解 半胱氨酸与己糖间的 m a i l l a r d 反应 半胱氨酸与核糖或相关化合物 间的m a i l l a r d 反应，或者硫胺 素降解 同( 5 ) ，随后与来自蛋氨酸降 解的甲硫醇反应 同( 5 ) ，随后与乙硫醇反应 同( 5 ) ，随后与来自蛋氨酸降 解的甲硫醇反应 同( 5 ) ，随后经氧化或者硫胺 素降解 硫化氢与二羰基化合物间的反 应( 二者均来自氨基酸与还原 糖间的m 萄u a r d 反应) 来自2 。3 丁二酮，乙醛，氨和硫 化氢间的反应( 均来自m a i l l a r d 反应) 来自巯基乙胺和2 氧代丙醛( 分 别来自半胱氨酸的s t r e c k e r 降解 和糖分解) 氨基酸和二羰基化合物( 来自 m a 1 l a r d 反应) 的s 仃e c k e r 降解 和随后的氨基羰基化合物的缩 合 同( 1 5 ) 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制各 1 4 3 鸡肉的化学组成及其香味前体物质 鸡肉所含化学成分( 天津轻工业学院无锡轻工业学院，1 9 8 3 ) 主要有糖、脂肪、蛋 白质、浸出物、矿物质、维生素和水分等。其中糖和矿物质的含量较少；脂肪的含量一般 为1 2 左右，主要是由脂肪酸和甘油生成的酯，还包括磷脂和固醇酯：蛋白质是除水以 外含量最多的物质，其量一般在2 0 以上，是脱水鸡肉的主要组分，它是由许多氨基酸 组成的，可分为肌浆蛋白质、肌原纤维蛋白质和间质蛋白质三种类型：鸡肉中水的含量一 般在7 0 左右：除了以上一些物质外，鸡肉汁中还含有2 5 的溶解物，又称为浸出物， 它们是核苷酸( 如肌苷酸，i ，) 、肽、氨基酸、胆碱、肉碱、动物淀粉( 糖原) 、还原糖， 其中大多是鸡肉的鲜味组分，或是加热中相互反应生成鸡肉香味的前体物质，贡献了基本 的鸡肉香味。这些组分在宰后的鸡肉中数量还会增多。 6 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制各 早期人们用渗析、过滤及类似的技术对禽肉风味进行了研究，这些研究结果表明：产 生最好的鸡肉味的组分包括许多碳水化合物、氨基酸、嘌呤和羰基化合物。w i l s o n ( 、i l s o n ， 1 9 7 2 ) 报道了在许多组分中。最强鸡肉香味是来自水溶性蛋白质组分，产生了基本的鸡肉 香味，但是脂类贡献了肉的特征风味。在表l - l 中也列出了鸡肉香味中一些关键香味化合 物的形成所需要的前体物质。 从前人这些研究中可看出，形成鸡肉香味的前体物质主要有：还原糖及其相关的化合 物，氨基酸或肽( 尤其是那些含硫的) ，核苷酸，脂类和多不饱和脂肪酸。人们在弄清了 形成鸡肉香味的前体物质后，就可以用它们来模拟鸡肉香味了，但到目前为止，人们还不 知道形成最优的鸡肉香味需要这些化合物中的哪种及其数量的多少。 1 4 4 形成鸡肉香味的化学反应 对赋予煮禽肉宜人香味的挥发性化合物进行鉴定，使得人们有可能弄清在煮的过程中 是哪些化学反应导致这些化合物形成的。对简单模拟系统中挥发性香味化合物的形成机制 的许多研究均有利于这一目的。如果能阐明这些化学反应，那么则可以推论出在煮的过程 中需要生肉中的哪些前体物质参与发生这些反应给出特征的煮禽肉香味。 从表1 1 可看出：m 枷l a r d 反应、脂类氧化和硫胺素降解对每种香气影响化合物的形 成是非常重要的。 ( 1 ) m a i l h r d 反应 m a i l l a r d 反应也称非酶褐变( n o n i l 巧m i cb m w n i n g ) 反应，是1 9 1 2 年法国化学家 m a i l i a r d 首先发现的。它广泛存在于食品加工( 如烘、烤、炒、炸、煮) 和食品长期贮存 中。食品在加热过程中所发生的m a i l l a r d 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、含硫杂环的呋喃、噻吩和噻唑类，同时也生成硫化氢 和氨。除了这些对风味有贡献的挥发性产物外，还包括与烘焙产品褐变有关的多聚类黑精、 某些抗氧化物、甚至一些在极端烹煮条件下形成的诱导有机体突变的物质。m a i l i a r d 反应 机理极为复杂，至今尚未全部搞清，但已经知道存在于食品中的氨基酸和还原糖等是产生 香味物质的前体，经过加热可产生多组分的不同香味物质，如肉味、坚果味等。h o d 辨 ( h o d g c ，1 9 7 2 ) 详细阐述了m a i l i a r d 反应的主要途径，m a c l e o d ( m a c l e o d ，1 9 8 1 ；m a c l e o d ， 1 9 8 6 ) 对此做了详尽综述，极有参考价值。近二十年来，香料工业中已利用这种反应制取 香味料，称反应香味料，并视为天然香料( 公认为安全的，g r a s ) 用于食品加工中。 鸡肉的风味是在鸡死亡后肌肉变化的基础上形成的当鸡刚死亡时，体内的糖原在酶 的作用下会发生无氧酵解而生成乳酸。这时尸体僵直、组织硬化，肉质的持水性下降，没 有香气产生。经过一段时问以后，尸体僵直消除，组织软化。在此过程中，除了肉中的基 本成分如蛋白质和糖原等在酶的作用下发生降解，生成了氨基酸( 尤其是含硫氨基酸) 、 肽( 如含硫的肽、肌肽、鹅肌肽、磷酸肽、脂肤、核苷肽、谷胱甘肽等) 、还原糖( 如葡 萄糖、果糖、核糖等) 等各种水溶性低分子物质外，肉中的三磷酸腺苷( a t p ) 也会在酶 的催化下分解而生成里味肌苷酸( i m p ) ，这段过程也叫“成熟”。肉类熟化后生成的低分子 化合物是肉类风味的前体物质生肉中m a m a r d 反应前体物质就是来自死后肌肉中出现的 上述降解反应。游离糖和一些糖磷酸酯由糖酵解和a t p 裂解形成肉中最具反应活性的 7 中国农业大学博士论文宋焕檬：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制备 游离糖是经后一路径形成的核糖。核糖5 - 磷酸酯甚至更加活泼。它们参与m a i l i a r d 反应 的过程和途径如下：醛糖和胺之间发生反应生成葡糖基胺，接着葡糖基胺发生a m a d o r i 重排产生a m a d o r i 化合物如l 一氨基一1 脱氧- 2 - 酮糖。酮糖和胺之间发生反应生成酮糖基胺， 随后发生h e ”e s 重排形成2 氨基- 2 一脱氧醛糖。所得的羰基胺化合物通过l ，2 烯醇化作用 形成3 脱氧邻酮醛糖，通过2 ，3 烯醇化作用形成1 脱氧邻酮醛糖及其互变异构体1 脱氧 还原酮。这些还原酮和脱氢还原酮通过脱氢作用、逆醛糖化作用和氨基酸s t r c c k e r 降解作 用形成了一些风味化台物，这些风味化合物是重要的中间体，能够和其它m a i l l a r d 反应的 降解产物发生反应形成岗类风味化合物，最终的产物是含氮、含硫和含氧杂环化合物。戊 糖经过上述的反应生成的中间体为5 一甲基- 4 羟基- 3 ( 2 h ) 呋喃酮和糠醛，己糖则生成2 ，5 二甲基- 4 羟基- 3 ( 2 h ) 一呋喃酮( 醇) 和羟甲基糠醛，以及异麦芽酚、麦芽酚、4 羟基麦芽 酚和3 一甲基1 2 羟基2 酮( 环烯) 。糠醛衍生物对氨和硫化氢非常活泼，反应生成许多杂环 化合物。 a m a d o r i 化合物通过2 ，3 烯醇化作用形成了1 一脱氧邻酮醛糖及其互变异构体1 脱氧还 原酮，其中1 - 脱氧邻酮醛糖经过脱水环化形成5 ，6 一脱氢麦芽醇，该化合物在更高的温度下 裂解成环烯和2 ，5 一二甲基4 羟基- 3 ( 2 h ) - 呋喃酮( 醇) ：而1 脱氧还原酮则经逆醇醛缩合反 应降解成一些非常活泼的羰基化合物如丙酮醛、丁二酮、二羟基丙酮、乙二醛、羟基丙 酮醇和乙酸。这些化合物与氨基酸发生s t r e c k e r 降解，使氨基酸降解成比原来减少一个碳 原子的醛、二氧化碳、氨基酮、氨和硫化氢。两分子的氨基酮进行缩合则生成烷基吡嗪； 含硫氨基酸如半胱氨酸和胱氨酸经s 仃k e r 降解产生了硫化氢，硫化氢与前面提到的糠 醛、呋喃酮和二羰基化合物等物质反应生成了噻吩、噻唑和其他含硫化合物。 ( 2 ) 硫胺素降解 硫胺素( 维生素b 。) 是含硫和氮的双环化合物，含有一个噻吩环，它的热降解产生 许多含氮和含硫挥发性化合物，许多这些化合物具有很强的肉香味，存在于肉香气挥发成 分中g n i l t e r t ( g t h l t e r t ，1 9 9 0 ) 等人研究了其在不同p h 值下的降解产物并详细地综述了 其可能的热降解途径。a m e s ( a m ，1 9 8 5 ) 报道，硫胺素热降解后，产生一些噻吩类化 合物如2 一甲基- 2 ，3 一二羟基- 3 ( 或4 ) _ 噻吩硫醇、2 一甲基_ 4 ，5 二羟基3 ( 或4 ) 噻吩硫醇，具有煮 牛肉或烤牛肉的气味 ( 3 ) 艏类氧化 在肉香味的行成中，脂肪起了主要作用。瘦肉部分提供了肉汤的香味特征，而脂类提 供了肉种类的特征风味脂类经加热水解形成游离脂肪酸其中的不饱和脂肪酸因含有双 键而在加热过程中易发生氧化反应，生成过氧化物，这些过氧化物进一步分解生成酮、醛、 酸、炔烃、烯醇和烷基呋喃等挥发性化合物。尤其是其中的烯醛对鸡肉香味起着重要的作 用，若将其从鸡肉香味中除去，则鸡肉的独特香气将消失，变成类似于牛肉的气味。饱和 脂肪酸的氧化降解生成甲基酮、内酯、短链脂肪酸和丙烯醛等化合物。所有这些物质均有 可能与m a i l l a r d 反应的中间体发生反应，反应产物间还会迸一步发生作用产生了一些长链 烷基取代的杂环化合物如吡啶、毗嗪、噻吩、噻唑和噻唑啉。 ( 4 ) 其它反应 8 中国农业大学博士论文宋焕禄：反应型鸡肉香味料的研究：原理及制各 尽管m a i l l 甜d 反应和脂类氧化反应解释了大部分对煮鸡肉香味有贡献的化合物的来 源，但是还包括一些其它的反应。对许多肉类贡献了类紫罗兰香味的b - 紫罗兰酮就是来 自类胡萝h 素的氧化( 可能来自膳食) 。缩醛磷脂的裂解可能导致支链醛的形成。酚类化 合物由植物原料或酪氨酸的分解而形成。 鸡肉的总体香味是这些各种香味形成反应问的平衡的结果。 1 5 文献中报道的用于制备反应型肉味香精的配料及本试验中所用主要原料 1 5 ，1 文献中报道的用于制备反应型肉味香精的配料 反应型肉味香精的生产所用配料很多。但是氨基酸、还原糖和含硫化合物为基本组分。 氨基酸通常选自各种植物蛋白( 如豆饼、花生饼、小麦面筋等) 的酸水解或来自酵母( 如 面包酵母) 的自溶；还原糖通常用木糖、核糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、果糖和葡萄 糖等；含硫化合物通常包括胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、硫胺素等。配料的种类及其用量 的不同。得到有细微差别的各种肉昧香精。食品香料工业国际组织( i o f l l 规定( h e a i l l ，1 9 9 1 ) 反应香味料的组分可以包括：( a ) 一种蛋白氮源，据报道，蛋白水解物( 包括动物和植物 蛋白) 用于制各肉味香精是较适合的。最适合的是酵母提取物、玉米蛋白或大豆蛋白的水 解物；( b ) 一种碳水化合物源；( c ) 一种油脂或脂肪酸源 ( d ) 其他组分，包括食用香草和香 辛料；氯化钠；聚硅氧烷；作为p h 调节剂的酸、碱、盐、水、硫胺素、抗坏血酸、柠檬 酸、乳酸、肌苷酸、鸟苷酸及它们的盐类；酯或氨基酸：肌醇；硫化钠和硫化铵；丁二酸 和卵磷脂。具体在一些专利中发表的反应肉味香精中重要配料包括如下表1 2 所示 ( m a c k d ，1 9 8 6 ) 。 1 5 2 本实验所用主要原料的性状 了解配方中所用的每种配料的性状对于合理、有效地利用它们有着重要的意义。本试 验中所用的配料主要有：半胱氨酸盐酸盐一水合物、硫胺素、葡萄糖、味精、甘氨酸、丙 氨酸、木糖、精氨酸、5 l 肌苷酸二钠、5 - 鸟苷酸二钠、h v p 液、h v p 粉、鸡油、鸡肉酶 解物等。它们的主要性状简介如下( 中国食品添加剂生产应用工业协会，1 9 9 6 ：王德峰， 2 0 0 0 ) ： ( 1 ) l 广半胱氨酸盐酸盐( l c ”t c i n em o n o h y d r o c h l o r i d e ) ：相对分子质量为1 7 5 6 4 ，无色 至白色结晶或结晶性粉末，有轻微特殊气味和酸味，熔点1 7 5 ( 分解) 。溶于水， 水溶液呈酸性，1 溶液的p h 约1 7 ，o 1 溶液p h 约2 4 。亦可溶于醇、氨水和乙 醇，不溶于乙醚、丙酮、苯等。具还原性，有抗氧化和防止非酶褐变作用。常用作 面粉处理剂，使面粉增白和提高焙烤制品的质量。 ( 2 ) 盐酸硫胺素( 1 1 锄i n ch y d r o c h l 嘶d e ；v i t a i n i nb i ：v j