美拉德增香反应制备宣威火腿风味基料研究

刘 佳， 王 优， 王桂英， 程志斌， 谷大海， 范江平， 葛长荣*， 廖国周*

(1.云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明 650201；2.云南农业大学云南省畜产品加工工程技术研究中心，云南昆明 650201；3.上海旺旺集团食品有限公司，上海 201103)

美拉德增香反应制备宣威火腿风味基料研究

刘 佳1，2， 王 优3， 王桂英1，2， 程志斌2， 谷大海1，2， 范江平1，2， 葛长荣2*， 廖国周1，2*

(1.云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明 650201；2.云南农业大学云南省畜产品加工工程技术研究中心，云南昆明 650201；3.上海旺旺集团食品有限公司，上海 201103)

[目的]为宣威火腿高值化利用与开发提供科学依据。[方法]以云南宣威火腿边角料为材料，用动物蛋白水解酶和风味蛋白酶复合酶解，制得最佳酶解液作为美拉德增香反应基液，研究了木糖、半胱氨酸盐酸盐、酵母抽提物的添加量和温度、时间等单因素对美拉德增香反应效果的影响，并通过L16(45)正交试验进行优化。[结果]宣威火腿酶解液15 mL、木糖3.0%、半胱氨酸盐酸盐1.0%、酵母抽提物0.3%、火腿脂肪0.5%，在115 ℃下反应40 min，所得产品感官评分为68.33分。[结论]运用该条件下的美拉德增香反应制备的宣威火腿增香产品颜色为深红棕色，具有浓郁的火腿香味，是一种健康的风味基料。

宣威火腿；边角料；美拉德反应

宣威火腿是云南著名传统腌腊肉制品，与如皋北腿、金华南腿并称“华夏三大名腿”。宣威火腿色鲜肉嫩，咸淡皆宜，食而不腻，风味香甜[1-2]，经近几年的发展，年产量达万余吨，产值达数亿元，为地方经济作出较大的贡献[3-5]。宣威火腿以乌金猪[6]为原料，将其后腿切割为琵琶形并洗净，以盐在皮、肉表面用力反复干擦搓揉，使之渗入肉里，腌制后自然发酵，经半年可成熟，发酵过程复杂，涉及了化学、物理和生物化学的变化，此过程形成火腿独特的风味[7]。但因火腿加工生产周期长，导致火腿价格高，销量有限，且在收购加工中积累大量边角料，造成资源浪费和环境污染。

笔者以宣威火腿边角料为材料，对其进行复合酶解，所得酶解液为美拉德反应基液，研制一种风味基料。所得调味料与传统调味料相比，具有经济环保、绿色安全、营养齐全、风味逼真等优点，可用于方便食品的调味包、膨化休闲食品、菜肴、煲烫及酱卤制品等。目前以宣威火腿为原料生产香精或风味调料的报道较少，充分利用宣威火腿边角料制备风味别致、品质优良的风味调料，不仅最大限度地保留其营养与风味，而且符合现代餐饮和食品加工对调味料复合化、多元化的需求，同时提升宣威火腿产品附加值，适应当今快速、高效、便捷的现代化生活方式，能很好地将云南的资源优势转化为商品和经济优势，对促进云南特色食品产业发展具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原材料。宣威火腿边角料，云南省宣威市宣泰火腿食品有限公司提供。

1.1.2 主要试剂。动物水解蛋白酶、复合风味酶，南宁庞博生物工程有限公司；磷酸二氢钾(KH2PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)，连云港友进食品添加剂技术开发有限公司；葡萄糖、木糖，上海源叶生物科技有限公司；半胱氨酸盐酸盐、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、精氨酸，Biosharp生物科技有限公司；酵母抽提物，河南千志商贸有限公司；硫胺素，上海博奥生物科技有限公司。以上均为食品级。

1.1.3 主要仪器。MJ-BL25c4组织捣碎机，广东美的电器有限公司；JJ-1精密增力搅拌器，常州澳华仪器有限公司；DK-98-Ⅱ 电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；TGL-16C高速台式离心机，上海安亭科学仪器厂；YXQ-LS-75SII高压蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酶解液的制备。以响应曲面优化后的条件，采用复合风味蛋白酶和动物蛋白水解酶进行双酶酶解，即取一定量绞碎后粒度均匀的宣威火腿边角料，加入去离子水，控制料液比(g∶mL)1∶8，pH 7.38，温度50.00 ℃，复合风味酶添加量0.37%，动物蛋白水解酶添加量0.41%，置于生物酶反应器中，接恒温水浴，增力搅拌器不停搅拌。酶解反应4.14 h，完毕后，酶解液在100 ℃下加热，灭酶20 min，后于5 000 r/min条件下离心15 min，取上清液储存于冰箱备用。

最后，完善政府、企业、社会和个人多元投入机制，探索鼓励企业、社会组织加大人才投入的政策措施，激发全社会重视科技创新、重视人才队伍建设的投入氛围，推动企业科技创新主体作用提升，提高金融资本对科技创新和科技人才发展的贡献率，形成政府引导、企业主导、社会参与的多元化投入格局。

1.2.2 美拉德增香反应。按既定方案向烧杯中加入宣威火腿酶解液、还原糖、氨基酸等配料，搅拌均匀后转移至锥形瓶中，用铝箔封口，置于高压蒸汽灭菌锅内。根据不同反应条件，控制反应温度并维持特定时间，停止加热，在流水中快速冷却，密闭保存，待反应液温度降至25 ℃时即可进行感官评分。

1.2.3 感官评分。采用评分检验法，以宣威火腿总体香味的可接受性结合其强度为综合考核指标，由10名熟悉宣威火腿香味的感官评价员对产品进行评价。对同一考察小组内的产品按照综合考核指标进行排序，最佳的产品得分最高(为该小组的产品个数)，依次类推到最差的产品评分为1，评分相同的产品得分取平均值。10名评价员的评分之和为该产品得分。

1.2.4 单因素试验。按美拉德热反应基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，半胱氨酸盐酸盐添加量1%，酵母抽提物添加量0.4%，硫胺素添加量0.4%，然后添加木糖0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%，在110 ℃、自然pH条件下，反应30 min，考察不同木糖添加量对美拉德反应的影响。按美拉德热反应基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，酵母抽提物添加量0.4%，硫胺素添加量0.4%，然后添加半胱氨酸盐酸盐0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%，在110 ℃、自然pH条件下，反应30 min，考察半胱氨酸盐酸盐不同添加量对美拉德反应的影响。按美拉德热反应基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，半胱氨酸盐酸盐添加量0.8%，硫胺素添加量0.4%，然后添加酵母抽提物0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%，加水至终浓度为10%，在110 ℃、自然pH条件下，反应30 min，考察酵母抽提物不同添加量对美拉德反应的影响。按美拉德热反应基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，半胱氨酸盐酸盐添加量0.8%，酵母抽提物添加量0.3%，硫胺素添加量0.2%，设计温度梯度为100、105、110、115、120、125、130 ℃，在自然pH条件下，反应30 min，考察不同反应温度对美拉德反应的影响。按美拉德热反应基本配方，取宣威火腿酶解液15 mL，木糖添加量3.0%，半胱氨酸盐酸盐添加量0.8%，酵母抽提物添加量0.3%，硫胺素添加量0.2%，设计时间梯度为10、20、30、40、50、60、70 min，在温度115 ℃，自然pH条件下，反应30 min，考察不同反应时间对美拉德反应的影响。均以感官评分为指标。1.2.5 正交试验优化美拉德反应工艺条件。在大量预试验及单因素试验的基础上，为了得到更为合适的美拉德反应条件，根据单因素试验结果，以感官评分值为衡量指标，按照L16(45)正交表设计5因素4水平的正交试验，因素及水平设计见表1。该试验按美拉德热反应配方，取宣威火腿酶解液15 mL，硫胺素添加量0.2%，木糖、半胱氨酸盐酸盐、酵母抽提物添加量按正交试验方案进行，火腿脂肪添加量0.5%，在温度115 ℃条件下，反应50 min，制得的样品密闭保存一定时间待除去杂味后进行感官评价。

表1 美拉德反应工艺条件优化L16(45)正交试验因素水平设计

1.2.6 数据处理。正交试验设计采用正交设计助手，数据分析用SPSS 19.0完成。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 还原糖的选择及添加量的确定。糖是美拉德反应中不可或缺的一类物质，反应的速度为五碳糖>己醛糖>己酮糖>双糖[8-9]。常见糖的反应活性顺序为D-木糖>L-阿拉伯糖>己糖(D-半乳糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-果糖)> 二糖(麦芽糖、乳糖、蔗糖)，核糖反应活性最高，且开环的核糖比环状的核糖反应要快[10-11]，但核糖成本较木糖、葡萄糖高。综合考虑，该试验选用木糖、葡萄糖、核糖与宣威火腿酶解液进行美拉德反应，经多次单独和组合试验，结合成本、感官评定结果，最终确定选木糖。由图1可看出，随木糖添加量增加，样品感官评分值相应提高，当木糖添加量达3.0%时，宣威火腿风味强度和可接受性最高，此时美拉德反应液颜色为红棕色，再增加木糖添加量，其反应颜色逐渐加深，可接受度开始下降；当木糖添加量为6.0%时，反应颜色为黑褐色，这是由于木糖添加量过多导致焦糖化反应加剧而掩盖了火腿风味。故木糖较适添加量选3.0%。

图1 不同木糖添加量对样品感官评分的影响Fig.1 Effect of different xylose contents on score of sensory evaluation of samples

2.1.2 半胱氨酸盐酸盐最适添加量的确定。美拉德反应赋予食品独特的香味，近年来常以动物蛋白水解物(HAP)和植物蛋白水解物(HVP)作为生产肉味调味基料的氨基酸的来源，再配以氨基酸、酵母抽提物、脂肪等物质[12]，经美拉德反应形成口感醇厚逼真、香气浓郁圆润的肉味调味基料。半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等作为硫的供体，是形成肉香不可缺少的[13]。因此，该试验以宣威火腿酶解物作为美拉德反应氨基酸与肽的基础来源，考察外加半胱氨酸盐酸盐对美拉德反应的影响。由图2可看出，随半胱氨酸盐酸盐添加量增加，样品感官评分值相应提高，当添加量达0.8%时，宣威火腿风味强度和可接受性最高，此时美拉德反应液的颜色为红棕色，再增加半胱氨酸盐酸盐的添加量，其反应颜色逐渐变为深红棕色，可接受度稍有影响。故半胱氨酸盐酸盐较适添加量为0.8%。

图2 不同半胱氨酸盐酸盐添加量对样品感官评分的影响Fig.2 Effect of different cysteine hydrochloride contents on score of sensory evaluation of samples

2.1.3 酵母抽提物添加量的确定。酵母抽提物是国际流行的营养性鲜味剂和风味增强剂，故该试验将其用于宣威火腿酶解物的美拉德反应中，可达到增强产品特征风味和鲜味的目的。由图3可知，随酵母抽提物添加量增加，样品感官评分值相应提高，当添加量达到0.2%时，宣威火腿风味强度和可接受性最高，此时美拉德反应液的颜色为红棕色；添加量为0.3%、0.4%时，感官评分值差距不大，故酵母抽提物较适添加量为0.3%。

图3 不同酵母抽提物添加量对样品感官评分的影响Fig.3 Effect of different yeast extract contents on score of sensory evaluation of samples

图4 不同温度对样品感官评分的影响Fig.4 Effect of different temperature on score of sensory evaluation of samples

2.1.5 反应时间对美拉德热反应的影响。由图5可知，随着反应时间的延长，感官评分值相应提高，产生的香气物质也较多；当反应时间延长到50 min时，感官评分值最高，产品颜色为红棕色，这说明美拉德反应时间为50 min时，产品的接受度最好；当反应时间为70 min时，产品颜色加深，呈现黑褐色，火腿香味更多地呈现焦糖味。故较适的反应时间为50 min。

图5 不同反应时间对样品感官评分的影响Fig.5 Effect of different reaction time on score of sensory evaluation of samples

2.2 最佳美拉德反应条件的确定 由表2可得，美拉德反应的较优组合为A3B3C3D3E2，对火腿香味影响的强弱因素排列依次为半胱氨酸盐酸盐添加量、反应温度、木糖添加量、反应时间、酵母抽提物添加量。由以上分析得美拉德反应最优的条件：宣威火腿酶解液15 mL、木糖添加量3.0%、半胱氨酸盐酸盐添加量1.0%、酵母抽提物添加量0.3%、火腿脂肪0.5%，在115 ℃下反应40 min。

表2 美拉德反应工艺条件优化L16(45)正交试验结果

Table 2 Results of L16(45)orthogonal experiment for optimization of Maillard reaction process conditions

试验号TestNo．因素FactorsABCDE感官评分Scoreofsensoryevaluation∥分11111130．2321222254．3431333362．3341444438．9852123452．0162214358．8472341264．1282432150．0093134252．07103243168．77113312467．32123421344．23134142345．19144231456．21154324155．18164413261．43k146．4744．8854．4648．7051．05k256．2459．5451．4454．2157．99k358．1062．2455．1561．1452．65k454．5048．6654．2751．2753．63R11．6317．363．7112．446．95

2.3 验证试验 按该试验得出的美拉德反应增香的最佳工艺条件制备的宣威火腿风味增香产品颜色为深红棕色，具有浓郁的火腿香味，是一种健康的风味基料，感官评分为68.93分。

3 结论与讨论

近几年，国内外对调味料研发的报道越来越多，在理论和技术上取得了一定的进展，但实际生产仍存在问题。调味料在实验室中取得了较好效果，但存在操作复杂、设备要求高、生产成本高等问题，难以在生产上推广应用。

该试验利用云南宣威火腿边角料为原料，酶解及美拉德增香反应操作相对简单、设备要求不高、生产成本低，技术成熟即可用于生产中。试验优化得到的反应条件为宣威火腿酶解液15 mL、木糖添加量3.0%、半胱氨酸盐酸盐添加量1.0%、酵母抽提物添加量0.3%、火腿脂肪0.5%，在115 ℃下反应40 min。该条件下增香产品感官评分为68.93分，颜色为深红棕色，具有浓郁的火腿香味，是一种健康的风味基料。参考文献

[1] 王虎虎，刘登勇，徐幸莲，等.我国传统腌腊肉制品产业现状及发展趋势[J].肉类研究，2013，27(9):36-40.

[2] 郝正治.火腿大王浦在廷:商贾将军的传奇人生[N].云南日报，2012-11-30(10).

[3] 杨春珂.宣威火腿[J].养猪，2003(3):44-46.

[4] 杨合超.中国传统名优肉制品——宣威火腿[J].肉类研究，2006(6):20-21.

[5] 王盼盼.中国名产篇之九 宣威火腿[J].肉类研究，2009(9):1.

[6] 赵彦光，杨国明，葛长荣，等.不同杂交组合原料猪腿对宣威火腿品质的影响[J].肉类研究，2011，25(7):1-4.

[7] 包媛媛，林奇，黄艾祥.传统宣威火腿的加工工艺[J].肉类工业，2007(7):16-18.

[8] SCAMAN C，NAKAI S，AMINLARI M.Effect of pH,temperature and sodium bisulfite or cysteine on the level of Maillard-based conjugation of lysozyme with dextran,galactomannan and mannan[J].Food chemistry,2006,99(2):368-380.

[9] BENJAKUL S,LERTITTIKUL W,BAUER F.Antioxidant activity of Maillard reaction products from a porcine plasma protein-sugar model system[J].Food chemistry,2005,93(2):189-196.

[10] 魏冰.Maillard反应在肉味香精生产中的应用[J].北京轻工业学院学报，2000，18(3):21-25.

[11] JALBOUT A F,SHIPAR M A H,NAVARRO.Density functional computational studies on ribose and glycine Maillard reaction:Formation of the Amadori rearrangement products in aqueous solution[J].Food chemistry,2007,103(3):919-926.

[12] 刘通讯，吴肖,林勉.花生粕蛋白酶解液Maillard反应合成肉类香味料的研究[J].食品科学，2001，22(4):25-27.

[13] 姚正晓，刘慧娟，陈林，等.美拉德反应及其在食品工业中的应用[J].广州城市职业学院学报，2012，6(1):47-51.

Study on Preparation of Xuanwei Ham Flavoring Base by Maillard Reaction

LIU Jia1,2,WANG You3,WANG Gui-ying1,2,GE Chang-rong2*, LIAO Guo-zhou1,2*et al

(1.College of Food Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201; 2.Yunnan Animal Products Processing Engineering and Technology Research Center,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201; 3.Shanghai Wangwang Group Food Co.Ltd.,Shanghai 201103)

[Objective] The aim was to provide a scientific basis for high value utilization and development of Xuanwei ham.[Method] The byproducts of Xuanwei ham in Yunnan were used as materials,the process optimization of flavourzyme and animal proteolytic enzyme hydrolysis was used to prepare the best enzymolisis liquid.The Xuanwei ham condiment was made of enzymolysis liquid.Effects of amount of xylose,cysteine hydrochloride,yeast extract,and temperature,time on Maillard reaction flavoring were investigated.The conditions for Maillard reaction were optimized by L16(45) orthogonal experiment.[Result] The optimum conditions were as follows:ham hydrolyzate 15 mL,xylose 3.0%,cysteine hydrochloride 1.0%,yeast extract 0.3%,the fat of ham 0.5%,reaction temperature 115 ℃,reaction time 40 min.Under such experimental conditions,the score of sensory evaluation of the products was 68.33.[Conclusion] The color of obtained ham is dark red-brown with rich fragrance,which is a kind of healthy flavoring base.

Xuanwei ham; Byproduct; Maillard reaction

云南省科技计划项目重大科技专项(2016ZA008)；云南省科技计划项目省院省校科技合作专项(2013IB010)。

刘佳(1990- )，女，云南昆明人，硕士研究生，研究方向：食品科学。*共同通讯作者：葛长荣，教授，博士，博士生导师，从事营养与食品安全研究；廖国周，副教授，博士，硕士生导师，从事食品加工与质量控制研究。

2016-09-10

S 879.2

A

0517-6611(2016)35-0113-03