一种定向可控美拉德反应体系及其在肉味香精制备中的应用

摘要

本发明涉及食品技术领域，具体公开了一种定向可控美拉德反应体系及其在肉味香精制备中的应用。所述的定向可控美拉德反应体系，以吐温80为表面活性剂，丁酸乙酯为油相，乙醇为助表面活性剂；其中，丁酸乙酯和乙醇的总质量与吐温80的质量比为2～4:6～8。该反应体系具有选择性，能有选择性的定向可控进行美拉德反应，有利于小分子香气物质的生成。

说明书

技术领域

本发明涉及食品技术领域，具体涉及一种定向可控美拉德反应体系及其在肉味香精制备中的应用。

背景技术

美拉德反应是羰基化合物(还原糖、醛、酮)与氨基化合物(如氨基酸、肽、蛋白质和胺等)在一定条件下(时间、温度、pH值)进行的一系列复杂的反应，它可以使食品颜色加深并赋予食品一定的风味，也是食品中肉香味形成的重要途径。早在1912年，法国化学家Louis Camille Maillard曾发现甘氨酸与葡萄糖的混合物加热时会生成黑色聚合物，同时也产生香味物质，称为非酶褐变反应。1953年Hodge等把这个反应正式命名为Maillard反应，即美拉德反应。

肉味香精是近年来迅速发展的食品香精之一，目前主要应用于方便食品、膨化休闲食品、速冻食品和肉制品的调香、呈味。而美拉德反应广泛存在于日常食品贮藏和加工过程中，它能赋予食品愉快的香味和诱入的色泽，同时，该反应也是产生肉类风味化合物的重要途径，并且可通过改变原料、温度、反应时间、pH等工艺条件制备出风味不同的香味物质。

目前，国内外大部分有关美拉德反应制备肉味香精的研究都是以肉类蛋白质提取物为风味前体物质，与含硫化合物、还原糖等通过热反应制成的。这种通过水溶液体系的美拉德反应制备天然肉味香精在国内已经日趋成熟，不过仍存在着一些问题，比如水溶液体系中的平行反应、耦合反应较多，造成了反应产物复杂，目标产物产率偏低。有文献提及微乳液作为反应介质，不仅能够提高反应速度，还能实现产物的选择性生产，提高产物的产率，避免不需要的反应。利用微乳液进行美拉德反应以及利用这一技术制备天然香精，无论是科研上还是生产上，都有广阔的前景，目前国内尚无研究报道用于美拉德反应的微乳液体系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术中缺乏用于美拉德反应的微乳液体系，提供一种定向可控美拉德反应体系。

本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：

一种定向可控美拉德反应体系，以吐温80为表面活性剂，丁酸乙酯为油相，乙醇为助表面活性剂。

优选地，丁酸乙酯和乙醇的总质量与吐温80的质量比为2～4:6～8。

最优选地，丁酸乙酯和乙醇的总质量与吐温80的质量比为3:7。

优选地，所述的体系中还包含水，水的质量百分比占体系总质量的60％以上。

进一步优选地，水的质量百分比占体系总质量的60％～80％。

最优选地，水的质量百分比占体系总质量的65％～70％。

优选地，丁酸乙酯和乙醇的质量比为1～3:1～3。

最优选地，丁酸乙酯和乙醇的质量比为1:1～2。

优选地，所述的反应体系为O/W型微乳液反应体系。

本发明经过大量的试验摸索以及筛选，发现由上述组分以及配比组成的反应体系具有很好的稳定性，在上述反应体系下进行反应，能够最大程度的进行美拉德反应，生成的挥发性香气成分也远远多于在其他体系下进行的反应。

上述定向可控美拉德反应体系的制备方法，包含如下步骤：将吐温80、丁酸乙酯和乙醇混合均匀，搅拌，滴加水，配置成O/W型微乳液反应体系。

上述定向可控美拉德反应体系在肉味香精制备中的应用。

优选地，在具体的应用中，将肉味香精制备过程的美拉德反应步骤置于上述定向可控美拉德反应体系中进行，控制反应温度为90～100℃，反应时间为10～12h，pH值为6～8。

最优选地，在具体的应用中，将肉味香精制备过程的美拉德反应步骤置于上述定向可控美拉德反应体系中进行，控制反应温度为95℃，反应时间为11h，pH值为7。

有益效果：(1)本发明首次提供了一种用于美拉德反应的定向可控美拉德反应体系；(2)所述的定向可控美拉德反应体系具有盐稳定性和离心稳定性，也能够耐得了高温高压，耐得了强酸强碱，稳定性很好；(3)在所述的定向可控美拉德反应体系下进行反应能最大程度的进行美拉德反应，有利于小分子香气物质的生成；(3)在所述的定向可控美拉德反应体系下进行反应能够大量生成醇类、醛类、酮类、酯类、呋喃、噻吩、硫醇类等挥发性香气成分，挥发性香气成分的生成量远远高于在水溶液体系中的生成量，因此在本发明所述的反应体系中制备的肉类香精更肉香味更浓，风味更好。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。其中，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1定向可控美拉德反应体系的制备

原料组成及配比：以吐温80为表面活性剂，丁酸乙酯为油相，乙醇为助表面活性剂，蒸馏水为水相；所述的丁酸乙酯和乙醇的总质量与吐温80的质量比为3:7；丁酸乙酯和乙醇的质量比为1:2；蒸馏水的质量百分比占体系总质量的65％。

制备方法：先将丁酸乙酯和乙醇混合均匀，在加入吐温80，搅拌均匀，最后在搅拌下滴加蒸馏水，配置成O/W型反应体系。

实施例2定向可控美拉德反应体系的制备

原料组成及配比：以吐温80为表面活性剂，丁酸乙酯为油相，乙醇为助表面活性剂，蒸馏水为水相；所述的丁酸乙酯和乙醇的总质量与吐温80的质量比为4:6；丁酸乙酯和乙醇的质量比为1:1；蒸馏水的质量百分比占体系总质量的65％。

制备方法：先将丁酸乙酯和乙醇混合均匀，在加入吐温80，搅拌均匀，最后在搅拌下滴加蒸馏水，配置成O/W型反应体系。

实施例3定向可控美拉德反应体系的制备

原料组成及配比：以吐温80为表面活性剂，丁酸乙酯为油相，乙醇为助表面活性剂，蒸馏水为水相；所述的丁酸乙酯和乙醇的总质量与吐温80的质量比为2:8；丁酸乙酯和乙醇的质量比为2:1；蒸馏水的质量百分比占体系总质量的65％。

制备方法：先将丁酸乙酯和乙醇混合均匀，在加入吐温80，搅拌均匀，最后在搅拌下滴加蒸馏水，配置成O/W型反应体系。

实施例4本发明反应体系中美拉德反应香味物质生成量的测试

将核糖(1mmol)和半胱氨酸(1mmol)缓慢加入到实施例1制备好的定向可控美拉德反应体系中，控制反应温度为95℃，pH值为7，反应11h，反应结束后立即置于流水中冷却终止反应。测定小分子物质生成量。同时，还将核糖(1mmol)和半胱氨酸(1mmol)置于水溶液体系中按照上述方法反应，作为对比例。

小分子物质生成量的测定：取1mL反应后的样品用去离子水进行5倍稀释(v:v)，漩涡震荡，得到均一透明的黄色溶液。以同样处理的未反应的反应液为空白对照，用1cm石英比色皿在紫外分光光度计294nm的波长下测定美拉德反应产生的小分子物质的含量，重复三次，取平均值。结果测得小分子物质的含量为35.54％

美拉德反应中挥发性香气成分的提取方法：按上述方法制备得到反应液，并将反应液全部置于1000mL的圆底烧瓶中,加入100mL的去离子水，加入沸石，连接于SDE装置一端，用电热套加热，电热套的电压保持在100V左右；装置的另一端连接装有50mL二氯甲烷的100mL圆底烧瓶，在55℃下水浴加热，同时蒸馏萃取2h。萃取完毕后，将SDE仪器“U”型管中的溶剂合并到装有溶剂的烧瓶中，加入适量无水硫酸钠放入低温冰柜中干燥过夜，除去溶剂中残存的水分。提取液的进一步浓缩采用氮吹浓缩法：将经无水硫酸钠干燥的二氯甲烷萃取液置于100mL梨形瓶，以恒定的氮气流(约lmL/min)悬空吹扫二氯甲烷萃取液，直至近干，再加入lmL二氯甲烷溶解蒸干物，得到的浓缩液体密封保存于冰箱中，供GC/MS分析。

挥发性香气成分的SPME-GC-MS联用分析(气相色谱-质谱联用仪)方法：将浓缩后的样品连同1cm转子加入15mL样品瓶中，用硅橡胶塞封口，磁力搅拌选择中速(500～700rpm)，加热至45℃平衡5min。将萃取头插入样品瓶中顶空萃取15min。气相色谱条件：色谱柱为HP-5MS(30m*0.25mm*0.25mm)毛细管柱；进样量1μL；进样口温度：230℃；采用等梯度程序升温：起始温度40℃，保持2min，以5℃/min升温至90℃，保持1min，再以5℃/min的升温速度升至230℃，保持5min，后运行15min；载气：氦气，载气流速：0.8mL/min，不分流。质谱条件：电子轰击(electron impact，EI)离子源；电子能量70eV；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；扫描质量范围29～400amu。将实验结果经NIST 0.8L质谱库自动检索定性分析，进行人工核对和补充检索，化合物相对含量确定采用面积归一化法。

表1微乳体系与水溶液体系挥发性风味物质种类及含量

由表1可知，在实施例1制备的定向可控美拉德反应体系中挥发性香气成分经GC-MS分析，共从中检测出33种化合物，主要包括醇类、醛类、酮类、酯类、酸类、呋喃、噻吩、硫醇、烷烃、烯烃、炔烃等共11类以上的化合物，分别是醇类化合物3种，醛类化合物2种，酮类化合物3种，酯类化合物6种，酸类化合物1种，呋喃化合物2种，噻吩化合物2种，硫醇类化合物1种，其它化合物共13种。

而对比例水溶液体系挥发性香气成分经GC-MS分析，共从中仅检测出19种化合物，主要包括醇类、醛类、酯类、酚类、萜类化合物、吡咯、芳香族、烷烃、烯烃等约9类化合物，分别是醇类化合物2种，醛类化合物2种，酯类化合物1种，酚类化合物1种，萜类化合物3种，吡咯1种，其它化合物共9种。

在食品领域内，众所周知醇类、醛类、酮类、酯类、呋喃、噻吩、硫醇类等挥发性成分是主要影响肉类食品的香气以及风味的主要成分，其成分多含量高则肉类食品香气足，风味好。在实施例1制备的定向可控美拉德反应体系中，醇类、醛类、酮类、酯类、呋喃、噻吩、硫醇类成分的种类以及含量远远高于在水溶液体系。尤其是呋喃类和噻吩类化合物，他们对肉香的贡献很大，呋喃类化合物被认为是蒸煮肉的主要香气成分，是各种高档肉味香精中必不可少的关键性香料。噻吩类成分对肉类风味十分重要，能赋予烤肉的硫香味。在实施例1制备的定向可控美拉德反应体系中检测到了呋喃化合物2种，噻吩化合物2种，而在水溶液体系中根本没有检测到呋喃类和噻吩类化合物。综上所述，在本发明所述的定向可控美拉德反应体系中进行美拉德反应能够产生更多的肉类香味物质，能使制备得到的肉类香精更肉香味更浓，风味更好。