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美拉德反應(yīng)制備動(dòng)物源副產(chǎn)物調(diào)味品的研究進(jìn)展

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  摘 要:美拉德反應(yīng)(Maillard reaction,MR)是游離氨基酸、多肽或蛋白質(zhì)中的氨基與還原糖的羰基之間所發(fā)生的一系列復(fù)雜反應(yīng),能產(chǎn)生特殊的風(fēng)味和色澤,可用于生產(chǎn)具有濃郁風(fēng)味的香精調(diào)味料。以動(dòng)物源副產(chǎn)物為原料,通過(guò)酶解-MR制備天然調(diào)味品,既符合現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)于健康、營(yíng)養(yǎng)的需要,還為高效利用副產(chǎn)物資源提供了有效途徑。本文主要介紹用于制備調(diào)味料的常見(jiàn)動(dòng)物副產(chǎn)物、酶解效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)、影響MR產(chǎn)物風(fēng)味的因素,簡(jiǎn)述3 種輔助MR的物理方法及MR產(chǎn)物的生理活性,旨在為實(shí)現(xiàn)動(dòng)物源副產(chǎn)物資源深度綜合利用和可持續(xù)發(fā)展開(kāi)拓新思路。

  關(guān)鍵詞:動(dòng)物源副產(chǎn)物;酶解;美拉德反應(yīng);調(diào)味料;利用

  引文格式:

  人們對(duì)于肉類(lèi)的需求正逐年增加,在肉制品加工過(guò)程中,大量骨、內(nèi)臟、血液等副產(chǎn)物也隨之產(chǎn)生[1-2],這些副產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)、脂肪酸、礦物元素等優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素,其中蛋白質(zhì)資源尤為豐富,如畜禽骨生產(chǎn)量占我國(guó)肉類(lèi)總產(chǎn)量的10%,每年將產(chǎn)生870多萬(wàn)t畜禽骨副產(chǎn)物,其中蛋白質(zhì)含量可達(dá)130 萬(wàn)t[3]。然而,由于生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)限制,大多數(shù)加工下腳料僅經(jīng)過(guò)粗加工制成飼料或肥料等低附加值產(chǎn)品,更多的直接被丟棄。這不僅造成大量資源浪費(fèi),還會(huì)加重環(huán)境負(fù)擔(dān),造成污染[4]。因此,以動(dòng)物副產(chǎn)物為原料生產(chǎn)調(diào)味料的研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注。美拉德反應(yīng)(Maillard reaction,MR)是游離氨基酸、多肽或蛋白質(zhì)中的氨基與還原糖的羰基之間所發(fā)生的一系列復(fù)雜反應(yīng),能產(chǎn)生愉悅的風(fēng)味和色澤[5-6]。采用植物蛋白水解物制備的香精香料無(wú)法模擬逼真的肉香味,利用動(dòng)物蛋白質(zhì)便可彌補(bǔ)這一缺陷,生產(chǎn)出風(fēng)味優(yōu)良的天然肉味或海鮮味香精。與天然香精相比,合成香精的香味較單一,需要復(fù)配使用才能達(dá)到消費(fèi)者滿(mǎn)意的風(fēng)味效果,而且合成香精生產(chǎn)過(guò)程中使用的化學(xué)成分需要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,防止不法生產(chǎn)者使用存在安全隱患的非法添加成分,危害人體健康。另外,研究表明,MR還可賦予產(chǎn)物多種功能活性[7-8]。由此可見(jiàn),通過(guò)MR生產(chǎn)的天然調(diào)味料不僅能減少合成食品香精的用量,還可使調(diào)味料具備一定的生理活性,在安全、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)保方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),符合消費(fèi)者對(duì)于天然、綠色調(diào)味品的追求。

  國(guó)外自20世紀(jì)60年代開(kāi)始就有關(guān)于利用MR制備天然調(diào)味品的研究,我國(guó)在此方面的研究開(kāi)展較晚、進(jìn)度較慢。為緩解我國(guó)蛋白質(zhì)資源緊缺的現(xiàn)狀,開(kāi)展合理利用動(dòng)物源副產(chǎn)物蛋白質(zhì)的研究便顯得十分重要。本文主要綜述酶解動(dòng)物源副產(chǎn)物發(fā)生MR在制備調(diào)味品中的應(yīng)用,包括用于制備調(diào)味料的常見(jiàn)副產(chǎn)物、酶解所用的酶類(lèi)及評(píng)價(jià)指標(biāo)、物理輔助MR的方法。

  1 制備調(diào)味品的常見(jiàn)動(dòng)物源副產(chǎn)物

  2019年全球肉類(lèi)產(chǎn)量約為3.372 億t,我國(guó)作為全球最大的畜牧國(guó)家,貢獻(xiàn)了約6 303 萬(wàn)t。全球漁業(yè)每年產(chǎn)量約26.4 億t,其中僅產(chǎn)生的內(nèi)臟廢棄物就可達(dá)到30 萬(wàn)t[9]。

  目前用于制備調(diào)味料的動(dòng)物源副產(chǎn)物主要有骨骼、肝臟、血液等,其中以畜禽骨骼為原料的研究最多。

  1.1 動(dòng)物骨

  動(dòng)物骨骼中蛋白質(zhì)含量豐富,還含有鈣、磷、磷脂、磷蛋白等物質(zhì),對(duì)維護(hù)和促進(jìn)大腦功能有重要

  作用[10],表現(xiàn)出很高的加工利用價(jià)值。然而,人們?cè)谌粘I钪袑?duì)畜禽骨的利用僅限于熬燉、煲湯,在食用魚(yú)類(lèi)時(shí)還會(huì)專(zhuān)門(mén)將尖銳的魚(yú)骨刺挑出并丟棄。研究證明,采用合適的方式對(duì)動(dòng)物骨骼進(jìn)行處理,蛋白提取率可高達(dá)30%[11]。在提取過(guò)程中,蛋白質(zhì)被分解或降解為低分子肽和多種游離氨基酸。以往對(duì)于動(dòng)物骨骼的工業(yè)處理大多是經(jīng)粗加工制成飼料、肥料等低附加值產(chǎn)品,為實(shí)現(xiàn)動(dòng)物骨資源的高值化利用,如今的研究集中于以動(dòng)物骨為原料制備骨素。骨素是以動(dòng)物骨為原料,經(jīng)加熱浸提、分離油脂、濃縮一系列操作制得的初級(jí)骨提取物,因含有多種鮮味成分、保留有天然的香味,成為理想的調(diào)味基料,通過(guò)酶解-MR可進(jìn)一步制備口感醇厚的天然調(diào)味料[12]。Xu Xinru等[13]研究發(fā)現(xiàn),牛骨蛋白提取物中檢測(cè)出的味覺(jué)活性肽在MR中可產(chǎn)生苯甲醛和4-乙基苯甲醛等獨(dú)特的風(fēng)味化合物,揭示了利用動(dòng)物骨制備天然調(diào)味品的可行性。鄒利[14]以酶解后的豬骨粉為原料,添加還原糖(葡萄糖和木糖)、L-半胱氨酸、硫胺素,在一定條件下進(jìn)行MR,制備出香味純正的豬肉香精。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快,使用動(dòng)物骨制備的調(diào)味品可大大減少烹飪耗時(shí),使得人們?cè)谧非笮实耐瑫r(shí)享受到天然、純正的美味。

  1.2 動(dòng)物內(nèi)臟

  動(dòng)物肝臟同樣具有很高的蛋白質(zhì)含量,然而肝臟腥味重、味道苦、膽固醇含量高,這些特點(diǎn)一定程度上限制了肝臟蛋白在制備調(diào)味品上的應(yīng)用。因此,如何降低或消除動(dòng)物肝臟的腥苦味、高效利用肝臟蛋白成為研究熱點(diǎn)。研究表明,水解及MR可改善肝臟蛋白的不良風(fēng)味,擴(kuò)大利用范圍。Chen Xiao等[15]從雞肝中提取出蛋白,水解并發(fā)生MR,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)可顯著改善原有的腥苦味,降低膽固醇含量,為利用雞肝蛋白制備調(diào)味料或食品添加劑提供了可能性。郭芳[16]利用活性炭對(duì)鮑魚(yú)內(nèi)臟蛋白酶解液進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)活性炭粉末可降低酶解液的腥苦味,使得后續(xù)酶解液經(jīng)MR制備的海鮮調(diào)味料沒(méi)有腥味和苦味,口感提升。由此可見(jiàn),在以動(dòng)物肝臟為原料制備調(diào)味品時(shí),需要注重對(duì)肝臟脫腥去苦的研究,有利于進(jìn)一步拓展動(dòng)物肝臟在食品工業(yè)的應(yīng)用。

  1.3 動(dòng)物血

  動(dòng)物血液的脂肪含量低,蛋白質(zhì)含量高達(dá)17%~21%,富含多種必需氨基酸,有“液體蛋白”的美稱(chēng)。然而與動(dòng)物肝臟相似的是,動(dòng)物血液也存在腥味重的問(wèn)題,使得其加工利用受到限制。Guo Shanguang等[17]在酶解豬血紅蛋白時(shí),根據(jù)末端疏水性氨基酸的特異性選擇適合的酶,成功得到無(wú)苦味的水解產(chǎn)物。柳倩[18]將豬血蛋白酶解液與豬脂發(fā)生MR,發(fā)現(xiàn)豬血的腥味得到有效掩蓋,可制備得到具有濃郁烤肉香味的豬肉味香精。Vasilchenko等[19]從雞血蛋白中分離出2 種具有體外抗菌活性的多肽CHb-1和CHb-2,為今后利用動(dòng)物血開(kāi)發(fā)具有生物活性的肉味香精提供了可能性。此外,羅斌等[20]采用微膠囊技術(shù)及噴霧干燥法制備鴨血肉味香精,實(shí)現(xiàn)了鴨血香精的包埋保護(hù)及緩釋?zhuān)@著提高其穩(wěn)定性,拓展了鴨血肉味香精在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

  2 動(dòng)物源副產(chǎn)物酶解

  蛋白質(zhì)由于分子質(zhì)量較大難以被生物體直接吸收利用,因此通常先對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行水解,釋放出小分子多肽、游離氨基酸及核苷酸等呈味物質(zhì),制備出調(diào)味基料,再加以利用。近年來(lái),使用酶法提取動(dòng)物加工副產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)并生成小分子肽,已成為一種有效的蛋白質(zhì)回收方法。蛋白質(zhì)水解后可產(chǎn)生多種具有抗菌、抗氧化功能的活性肽,在食品、醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用前景十分廣闊[21-23]。

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