传统加工过程中游离氨基酸形成与挥发性风味物质的相关性研究

传统加工过程中游离氨基酸形成与挥发性风味物质的相关性研究

干菜的独特口感取决于不同国家和地区的不同消费习惯和特殊加工技术。蛋白质、肽、游离氨基酸等非挥发性物质对干腌火腿风味起重要作用。长期的高温成熟使肌肉中FAA数量大量增加,为干腌火腿风味形成提供了物质基础。Toldrá和Flores等采用HPLC或毛细管电泳和感官分析方法研究了西班牙Serrano干腌火腿中氨基酸、肽等蛋白质水解产物的形成变化及其与风味感官描述的相关性,发现长期加工(增加5个月成熟期)的火腿中,蛋白质水解酶体系继续发挥作用而使FAA含量高于短期加工的火腿;Buscailhon等研究了法式干腌火腿加工过程中FAA浓度的变化;竺尚武等分析测定了金华火腿不同工艺中FAA的变化,初步探索了FAA在金华火腿中的呈味特性。本研究试图通过对金华火腿传统工艺中FAA和挥发性风味物质的分析测定,研究传统加工过程中温度条件、NaCl含量与金华火腿特色风味的相关性。1材料和方法1.1试验材料和设备1.1.1试材与贮藏取金华火腿加工过程中7个工艺点(原料、盐后、晒后上架、中温发酵中期、高温成熟中期、成熟下架、后熟4个月)产品的股二头肌中间部分作为试材。每个工艺点抽5条火腿采样,现场切块包装,在-20℃条件下贮存备用。样品由浙江省食品有限公司兰溪永鑫火腿厂提供。1.1.2微萃取装置日立825-50型氨基酸自动分析仪(日立公司);固相微萃取装置及75μmCAR/PDMS萃取头(美国Supelco公司);FinniganTraceMS气相色谱-质谱联用仪(美国Finnigan公司)。1.2测量1.2.1nac和水分含量的测定分别采用GB9695.8—88和GB5009.3—85方法。1.2.2faa含量分析按照GB/T14965—94方法。1.2.3火炬细粒制备参照文献的方法,将固相微萃取头在气相色谱进样口250℃老化2h。火腿样品冷冻24h后切成细粒,取4g放入15mL样品瓶中。萃取头插入样品瓶并推出吸附纤维头,60℃恒温吸附40min,随后插入气相色谱仪进样口,250℃解吸2min。1.2.4vid升温程序采用GC-MS分析方法,色谱条件:DB-5MS毛细管色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm),载气He,流速0.3mL·min-1,不分流,35kPa恒压,进样口和接口温度均为250℃。升温程序:起始柱温40℃保持2min,每分钟5℃升至60℃,每分钟10℃升至100℃,每分钟18℃升至240℃,保留6min。FID检测温度240℃。质谱条件:离子源温度200℃,电离方式EI,电子能量70eV,灯丝电流150μA,扫描质量范围为33～450。1.2.5libararara系统定性GC-MS分析图谱经计算机和人工把每个峰同时与NISTlibrary和Wileylibrary相配匹检索定性,匹配度和纯度大于800(最大值1000)的作为定性结果。化合物定量:按峰面积归一化法计算相对百分含量。1.3数据的统计分析用MicrosoftExcel统计处理,用SPSS软件进行差异显著性分析。2结果与分析2.1不同成熟时间和季节复合成熟过程中faa的变化如图1所示,加工过程中金华火腿肌肉组织的FAA总量变化与温度的变化密切相关,在冬季初春火腿腌制晒腿阶段,8～10℃的低温使肌肉组织蛋白酶和氨基肽酶活性受到抑制,蛋白质水解程度很低,其FAA总量没有显著变化(表1);中温发酵和高温成熟过程中温度随季节的变化而升高,使火腿中蛋白质水解酶活性提高,FAA含量增加显著,并在高温成熟中期达到高点;显著性差异分析和相关分析结果也表明中温发酵和高温成熟期FAA总量呈极显著性增加,并与温度变化呈正相关(R2=0.91)。由表1可见,加工过程火腿中水分的散失使NaCl含量提高,成熟后期和后熟过程中NaCl含量的大幅度提高使FAA含量缓慢下降。差异显著性分析和相关分析结果表明,成熟后期和后熟过程火腿中FAA总量较显著的下降与NaCl含量显著提高呈负相关(R2=0.98)。2.2glu和les对管理肉的感官评价FAA本身是一类呈味物质。表1统计结果表明:加工过程火腿肌肉组织中各种FAA含量的变化有明显差异。谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)、赖氨酸(Lys)和亮氨酸(Leu)在经过中温发酵和高温成熟期后极显著增加,在成品火腿中分别达到1.290%、0.918%、0.842%和0.932%;Glu是金华火腿中的主要鲜味物质,在成品火腿中的含量是鲜肉中的21.4倍、呈味阈值的21.44倍,大大超过了一般肉食品加工时Glu的添加量;Ala与甜味相关,成品火腿中含量是鲜肉中的7.91倍、呈味阈值的7.27倍;Leu与苦味相关,Lys与火腿熟化滋味相关,成品火腿中含量分别是鲜肉中的24.76倍和35.85倍。上述4种FAA在加工过程中有显著提高,可认为是金华火腿的特征性滋味物质。另一类如蛋氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)和组氨酸(His)在成品火腿中的含量很低,分别是0.284%、0.284%和0.248%,但这些氨基酸的呈味阈值很低,对火腿的滋味质量同样有重要作用。2.3醇、羧酸、酯、吡嗪-醇类化合物缺乏对发酵风味成分形成的控制作用图2为金华火腿发酵成熟过程中挥发性风味成分的变化。表2统计结果表明:醛、醇、羧酸、酯、酮、吡嗪和含硫化合物是火腿中主要的挥发性风味成分,其中醛和酮类物质的相对百分含量在加工过程中与温度变化呈线性负相关,R2分别为0.8778和0.7907;醇、羧酸、酯、吡嗪和含硫化合物的相对百分含量提高与温度变化呈线性正相关,R2分别为0.8626、0.7642、0.7943、0.6909和0.9138。加工过程中醛和酮类物质相对百分含量的降低显示了其在前期中低温发酵过程中对挥发性风味成分形成的主导作用。在高温成熟期(35～37℃),火腿肌肉内部的Maillard等反应加剧,挥发性风味成分种类和数量迅速提高,同时一部分醛和酮类物质转化成羧酸等其他风味成分,使其相对百分含量显著降低,醇的相对百分含量没有显著变化,酯类和芳香族碳氢化合物在成熟中期达到高点,吡嗪、含硫化合物在前期中低温发酵过程中相对百分含量增长缓慢,经高温成熟有显著增加。2.4lard反应和streger重要成分的检测结果FAA与挥发性芳香成分的形成也密切相关。吡嗪和含硫化合物是火腿中重要的挥发性芳香成分,来自于Maillard反应和Strecker氨基酸降解反应,其前体物质是FAA。由表2的分析结果可知,晒后样品中没有检测到吡嗪,中温发酵中期发现2～3种,高温成熟中期发现4～5种。相关分析结果表明吡嗪和含硫化合物与FAA的显著增加呈正相关,相关系数R2分别为0.9085(对数相关)和0.7715(线性相关)。3讨论3.1nacl对小鼠肝脏相关酶活性的影响干腌火腿中各种FAA含量在工艺过程中的变化规律基本一致,金华火腿成熟后期和后熟过程中各种FAA含量和总量较显著的下降与NaCl含量显著提高呈负相关,说明火腿中高含量NaCl抑制了组织蛋白酶和氨肽酶活性,使蛋白质水解活性降低。在火腿中温发酵期较低的NaCl含量和适中的温度使蛋白质水解活性提高,使各种FAA在成熟中期达到高点,但成熟中后期的持续高温使Maillard反应和Stretcher氨基酸反应加快,FAA作为反应底物其含量缓慢下降,同时产生大量的挥发性芳香成分。3.2干可发酵的种类FAA在干腌火腿中的呈味特性已有许多报道。Careri等研究发现干腌火腿中赖氨酸和酪氨酸与火腿熟化滋味相关,色氨酸、谷氨酸对咸味有作用,苯丙氨酸和异亮氨酸对酸味有作用。Shahidi等认为色氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸及肽等与加工时长及腌制风味密切相关,干腌火腿中的呈味特性与NaCl含量和各种FAA的相对比例密切相关,工艺过程中酸味的增加可能是游离氨基酸,尤其是天冬氨酸和谷氨酸增加所造成。金华火腿中有风味作用的FAA呈特定比例组合及高的NaCl含量是产生金华火腿滋味风味特性的关键因素。3.3faa的降解金华火腿发酵成熟过程中高度蛋白质水解活性使FAA浓度显著增加,导致Maillard反应和Stretcher氨基酸反应,形成醛、醇、酮、吡嗪和含硫化合物等挥发性风味物质。Maillard反应包括醛和氨基酸的反应,一个重要分支是由氨基酸氧化而发生的Stretcher氨基酸反应,这是干腌火腿风味形成的重要途径,使FAA降解成减少一个碳原子的醛、二氧化碳、α-氨基酮等,如丙氨酸经Strecker氨基酸降解反应生成乙醛,缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸等被降解