锥栗热加工过程中的美拉德反应及香气形成规律研究

摘要

锥栗营养成分丰富，经热加工后不仅口感软糯、也会产生独特的香味，深受消费者喜爱。新鲜锥栗含水量高、不耐储存，市场供应时间短，通过加工，可保证锥栗产品常年市场供应。锥栗加工一般采用蒸煮、烘烤等工艺，在热处理过程中锥栗的色泽，营养、风味均会发生变化，这些变化与美拉德反应密切相关。
　　本文对新鲜锥栗的基本营养成分及其在热处理(60～100℃)过程中的变化进行测定和分析;对锥栗香气成分进行了鉴定，探究了不同热处理条件下锥栗的香气变化规律;通过模拟美拉德反应比较并阐明了锥栗中氨基酸与还原糖对香气形成的作用。
　　通过研究掌握了锥栗香味变化的基本规律，为锥栗的产品开发和品质管理提供技术指导，也为锥栗香精的开发提供理论依据。
　　主要研究内容及结果如下:
　　1、以浙江庆元县出产的锥栗为原料，测定了新鲜锥栗的基本营养成分及其在热处理时水溶性蛋白、还原糖、氨基酸、淀粉等含量的变化。结果显示:水分含量50％±0.012％;干基中脂肪含量1.97％±0.098％，总蛋白含量8.45％±0.88％，总淀粉含63.53％±0.07％，可溶性蛋白含量1.4％±0.058％，可溶性糖含量4.41％±0.034％，可溶性糖主要为果糖、葡萄糖和蔗糖。鲜锥栗中共检测出19种氨基酸，含量较多的有天门冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、精氨酸、赖氨酸，锥栗在热处理过程中，可溶性还原糖、淀粉、蛋白质、氨基酸的含量均发生明显的变化。还原糖中麦芽糖变化量最大，氨基酸中天冬酰胺、天门冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、赖氨酸等初始含量较高的氨基酸的变化量较大，是主要参与美拉德反应的还原糖与氨基酸。
　　2、采用GC-MS测定锥栗经不同条件热处理产生的挥发性成分;运用ROAV法确定锥栗的主体香气成分;通过还原力、荧光光谱，紫外吸收光谱表征香味中间体形成规律;通过褐变指数表征美拉德反应程度。结果显示:
　　生锥栗的主体香气成分为:2-壬烯醛、3-甲基丁醛、乙醛、乙酸乙酯、壬醛、2-甲基丁醛、2-戊基呋喃;熟锥栗的主体香气成分为:癸醛、3-戊烯-2-酮、壬醛、乙酸乙酯、2，3-戊二酮、辛醛、己醛、3-甲基丁酸乙酯、庚醛、苯甲醛、2，5-二氢-3，5-二甲基-2-呋喃酮。
　　不同条件热处理对锥栗香气的影响如下:热处理后醛类、酮类、酸类、呋喃类物质的含量明显增加，酯类物质（主要为乙酸乙酯）含量先增加后减少，低温或较短时间热处理有利于乙酸乙酯的生成。pH值对热处理锥栗的香气组成有显著影响，酸性条件下有利于5-羟甲基糠醛的生成，碱性条件下有利于酯类物质（主要为2-丁烯酸甲酯）生成。糖的种类对热处理锥栗挥发性成分的组成及含量有显著影响，添加果糖、葡萄糖可使醛类（主要为己醛、辛醛、壬醛）、烃类、酯类物质（主要为2-丁烯酸甲酯）的含量明显增加。添加麦芽糖可使醇类、酮类、酯类、芳香族类、酸类挥发性物质含量明显增加。新产生了2-呋喃甲醇、2，4-二叔丁基苯酚、麦芽酚。添加蔗糖对锥栗的香气影响作用不大。
　　对锥栗热处理中的美拉德反应分析显示:生锥栗含有较多的呋喃类、酮类、醛类物质，热处理过程中可参与美拉德反应被消耗。碱性条件可增加美拉德反应的速率，有利于小分子中间体的产生。添加不同的还原糖可增加美拉德反应的速率，单糖的作用要大于二糖。
　　3、选用7种氨基酸与麦芽糖进行模拟美拉德反应，并与锥栗实际体系对比分析，探究氨基酸与还原糖对锥栗香气形成的作用。
　　(1)模拟反应中共检测出75种香味物质，其中烃类物质最多(28种)，醇类物质(15种)，杂环类物质（10种），醛类物质（8种）较多。与锥栗实际体系相比，芳香族类，吡嗪、呋喃等杂环类物质较多，无酸类物质与醚类物质检出。模拟体系与锥栗实际体系均检出癸醛、乙醛、辛醛、壬醛、丙酮、乙酸乙酯、2-呋喃甲醇、D-柠檬烯、癸烷、十一烷、十二烷、十四烷、4-甲基-辛烷（共13种）。其中癸醛、乙醛、辛醛、壬醛、乙酸乙酯是锥栗主体香味成分。
　　(2)不同条件热处理对美拉德反应模拟体系挥发性物质的影响:
　　随着热反应时间的增加，热反应温度的升高，醇类物质（主要为2-呋喃甲醇），酮类物质（主要为丙酮）含量明显增多。酯类物质（乙酸乙酯）含量减少。碱性条件下酮类、醛类物质（乙醛、壬醛）的含量增多。糖的种类对美拉德反应生成的挥发性物质的组成有很大影响。与锥栗真实体系相比，乙酸乙酯的变化规律相同。
　　(3)对模拟体系中美拉德反应分析显示:温度与时间对美拉德反应特征的影响与锥栗体系相差较大，主要表现为紫外吸收值与荧光强度随时间的延长或温度的升高而增大。pH与还原糖种类对美拉德反应的影响与锥栗真实体系基本相同。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 锥栗概述

1．2 锥栗香味成分研究

1．2．1 热加工过程香昧成分的形成机理研究

1．2．2 挥发性成分研究方法

1．2．3 锥栗香味成分研究现状

1．3 食品中的美拉德反应研究现状

1．3．1 美拉德反应

1．3．2 美拉德反应在食品加工中的应用

1．3．3 美拉德反应动力学研究

1．3．4 美拉德模式反应探究食品风味形成机理的研究

1．4 立题依据及意义

1．4．1 立题依据

1．4．2 立题意义

1．5 本课题主要研究内容

第2章 锥栗营养成分及热加工过程中营养成分变化

2．1 引言

2．2 试验材料、试剂及仪器

2．2．1 试验材料与试剂

2．2．2 主要仪器与设备

2．3 试验方法

2．3．1 样品预处理

2．3．2 水分测定

2．3．3 灰分测定

2．3．4 可溶性还原糖含量的测定

2．3．5 支链、直连淀粉的测定

2．3．6 淀粉含量测定

2．3．7 脂肪含量的测定

2．3．8 蛋白含量的测定

2．3．9 水溶性蛋白的测定

2．3．10 氨基酸含量分析

2．3．11 HPLC糖分分析

2．4 数据处理

2．5 实验结果与分析

2．5．1 锥栗基本成分测定结果

2．5．2 锥栗可溶性糖组分分析

2．5．3 锥栗氨基酸组分分析

2．5．4 锥栗热处理过程中基础物质的变化规律

2．6 本章小结

第3章 锥栗香气成分及形成规律的研究

3．1 引言

3．2 材料与仪器

3．2．1 试验材料

3．2．2 主要仪器与设备

3．3 试验方法

3．3．1 样品处理

3．3．2 锥栗挥发性香气成分的测定

3．3．3 锥栗热处理过程中美拉德反应的特性分析

3．4 实验数据处理方法

3．5 实验结果分析

3．5．1 锥栗挥发性香气成分分析

3．5．2 不同热处理条件对锥栗香气特征的影响

3．5．3 不同热处理条件下锥栗体系中美拉德反应的特征分析

3．6 本章小结

第4章 美拉德反应模拟体系探究锥栗香气形成规律

4．1 引言

4．2 试验材料、试剂及仪器

4．2．1 试验材料与试剂

4．2．2 主要仪器

4．3 试验方法

4．3．1 模拟体系组成确定

4．3．2 SPME-GC-MS测定挥发性香气物质

4．3．3 褐变指数测定

4．3．4 美拉德反应中间产物的测定

4．3．5 还原力的测定

4．3．6 紫外吸收光谱测定

4．3．7 荧光光谱测定

4．4 数据处理

4．5 试验结果与分析

4．5．1 挥发性物质的测定结果

4．5．2 MR模拟体系中挥发性物质的变化规律

4．5．3 MR模拟体系的特征分析

4．6 本章小结

第5章 结论、创新点和建议

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 建议

参考文献

附录

致谢

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