美拉德生香源反应制备浓香芝麻油的研究.docx

美拉德生香源反应制备浓香芝麻油的研究宋高翔，何东平*，胡传荣，陶然，王澍，陈哲武汉轻工大学 食品科学与工程学院（武汉 430023）摘 要 试验研究了利用美拉德生香源反应原理制备浓香芝麻油, 对浓香芝麻油制备工艺进行了优化, 确定其最佳工艺条件为料液比15 (g/mL), 碱性蛋白酶添加量为高温芝麻饼质量的2%, 酶解pH 8.5, 酶解时间3 h, 料油比19 (g/g), 加热温度130 , 加热反应时间30 min, 且建立了浓香芝麻油的感官评价方法。关键词 浸出芝麻油; 生香源; 美拉德反应; 浓香芝麻油 Study of Maillard Reaction of Aroma Source to Preparation Fragrant Sesame OilSong Gao-xiang, He Dong-ping*, Hu Chuan-rong, Tao Ran, Wang Shu, Chen ZheCollege of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University (Wuhan 430023)AbstractStudy the use of the principle of Maillard reaction to preparation fragrant sesame oil to ptimize the preparationprocess of fragrant sesame oil to determine the optimum process. The conditions for the solid-liquid ratio 15 (g/mL),alkaline protease was 2% of sesame meals quality, hydrolysis pH 8.5, hydrolysis time 3 h, feed oil ratio 19 (g/g), heatingtemperature 130 , heating time 30 min. And establish the sensory evaluation method of fragrant sesame oil flavor.Keywordsextracted sesame oil; flavor aroma; Maillard reaction; fragrant sesame oil分子的醇、醛、酮、酸、酯等化合物1-4。目前香味油的加工都是采用传统的生产工艺，以 芝麻香油为例，通常将整粒芝麻高温焙炒榨油或将芝芝麻香油具有独特的天然香味，其香味纯正浓郁，深受世界各国人民的喜爱，经分析得知芝麻香油 的香味成分是吡嗪、吡咯、噻唑、噻吩、呋喃以及低板厚度为15 mm，真空度为40 Pa60 Pa，搁板温度为90 。参考文献：1 刘雅嘉, 李炜, 衣杰荣. 香菇多酚氧化酶酶学特性的研究J. 食品工业科技, 2009, 30(01): 183-185.2 何永, 伍玉明, 高红东, 等. 香菇营养成分研究进展J. 现 代农业科技, 2010(23): 140-141.3 刘威, 刘立强. 浅谈香菇营养及药用保健价值J. 农业与 技术, 2009(5): 131-132.4 陈前江. 我国香菇产业链的经济学分析D. 武汉: 华中农 业大学, 2010: 1.5 徐晓飞, 向莹, 陈健. 不同贮藏条件对干香菇活性成分及 感官特性的影响J. 贮藏加工, 2012(4): 62.6 刘春如, 易诚. 香菇的营养价值和药用价值J. 中国林副 特产, 2002(1): 52-53.7 陈仪男. 冻干食品过程参数优化的研究现状J. 食品工业 科技, 2005(1): 182-184.8 乔方, 黄略略, 方长发, 等. 新型荔枝重组体休闲食品的研 究J. 食品工业, 2013, 34(08): 11-14.9 黄劲松. 蘑菇冷冻干燥工艺的研究D. 安徽: 安徽农业大 学, 2007: 11.图15 110 搁板温度的电镜扫描图3 结论香菇具有丰富的营养价值，我国是全世界香菇产 量最大的国家，但是新鲜的香菇由于水分含量高不易 保存，在常温采摘1 d2 d就会出现失水、萎缩、褐 变甚至腐烂，商品价值下降9。因此香菇采摘后大部 分会干燥保存，真空冷冻干燥食品与脱水干燥食品相 比，能更好的保留新鲜食品的色、香、味及营养成分 得到较好的食用品质，而真空冷冻干燥食品的冷冻干 燥过程中的工艺参数直接营养产品的品质。因此，为了得到最佳品质的冻干即食调味香菇， 试验通过优化冻干工艺得到最佳的工艺参数为：铺食品工业2014 年第35卷第 11 期12工艺技术麻先压胚再经高温蒸炒榨油，其主要目的是使芝麻蛋白热变性以提高榨油时的出油率，同时使榨出的芝麻 油香味浓 郁。但是产生香味的过程往往得不到稳定控 制同时高温压榨也相对容易产生致癌物苯并芘5，而 利用美拉德生香源反应可以克服此缺点。美拉德反应是指含有氨基与羰基的化合物之间的 反应，最开始是由法国化学家美拉德发现，因此命名 为美拉德反应，由于产物是棕色，也被称为褐变反 应6。美拉德反应产物7-9具有人们所喜好的风味，因 此食品科技工作者对美拉德反应在食品工业中的应 用10-12进行了大量的研究。通过碱性蛋白酶酶解高温芝麻饼粕得到芝麻蛋白 酶解液，酶解液再与浸出精炼芝麻油加热进行美拉德 生香源反应13产生具有烤芝麻香味的浓香芝麻油。最 后通过正交试验，得出了利用芝麻饼粕制备浓香芝麻 油的最佳工艺条件和产品。定：GB 553885；酸值的测定：GB 553085；脂肪酸组成分析：GB 9104.988。1.4 浓香芝麻油的制备工艺用烧杯称取一定质量的经粉碎和过筛的芝麻饼 粕，按一定料液比加入一定体积的水溶解混合，随后 加入一定量的碱性蛋白酶酶解，酶解完成后进行灭 酶，最后将酶解液加入到含有精炼芝麻油的烧杯中进 行加热反应，反应结束后经冷却，离心，过滤，即可 得到浓香芝麻油。1.5 浓香芝麻油感官评价方法浓香芝麻油感官评价方法是选择非常熟悉芝麻香 油的人员15名，对试验产品进行感官评定，不同的指 标评价方法分别见表2。3个目标值重要性一致，因此 其总体评价采用3个目标值的平均值。表2 浓香芝麻油感官评定标准评分标准评定项目 非常强 强 中等 弱 非常弱 不存在 1 材料与方法1.1 试剂芝麻饼：由武汉福达食用油调料有限公司提供， 其组成成分测定结果见表1；白芝麻：市售；碱性蛋 白酶（食品级）：江苏锐阳生物科技有限公司；浸出 精炼芝麻油：自制；乙醇：分析纯；碘化钾：分析 纯；可溶性淀粉：分析纯；硫代硫酸钠：分析纯；冰 乙酸：分析纯；无水碳酸钠：分析纯。表1 芝麻饼组成成分测定结果香味强度持久性香味强度665544332211 焦糊味强度 6 5 4 3 2 1 2 2.1结果与讨论正交试验工艺条件的优化通过单因素试验可知，影响浓香芝麻油制备的主要因素有芝麻饼粕与水的料液比、碱性蛋白酶加入量、加热前离心处理、酶解时间、料油比、反应温 度、酶解pH等，正交试验因素水平表见表3，确定的测定项目测定结果7L18(3 )正交试验安排及试验结果见表4，正交试验的直观分析图如图1所示。由表4及图1中的极差值（R）可知7个因素的主次 关系依次为：A（料液比）、E（料油比）、G（反应 时间）、C（酶解pH）、D（酶解时间）、F（加热反 应温度）和B（酶添加量）。从表4和图1中可看出，优化工艺条件为 G2A2E2D2C2F2B2。即加热反应时间为30 min，高温饼 与水的料液比为15（g/mL），高温饼与加入的大豆油的比例为19（g/g），碱性蛋白酶处理时间为3 h，碱性蛋白酶作用pH为8.5，加热温度为130 ，碱 性蛋白酶添加量为高温芝麻饼的2%。以优化条件进 行验证试验，结果综合评分可达4.72分。表3 正交试验因素水平表水分 /%蛋白质 (N5.45, 干基 )/%粗脂肪 ( 干基 )/%粗纤维 ( 干基 )/%灰分 ( 干基 )/%9.3242.158.585.5610.321.2 主要仪器与设备AB204-E 电子分析天平：METTLERTOLEDO， Switzerland；HH-6 数显恒温水浴锅（型）：常州市国 华电器有限公司；101-1-S 数显鼓风干燥箱：上海博 迅实业有限公司医疗设备厂；DF-101S 集热式恒温加 热磁力搅拌器：巩义市英峪予华仪器厂；FZ102 型微 型植物粉碎机：天津泰斯特仪器有限公司；RE52CS 旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；K9840 自动凯 氏定氮仪：济南海能仪器股份有限公司；pH计： METTLERTOLEDO，Switzerland；TD5A 台式离心机： 湖南凯达科学仪器有限公司；SOX406 脂肪测定仪： 济南海能仪器股份有限公司。1.3 基础数据的测定方法水分的测定：GB/T 5009.32003；蛋白质的 测定：GB/T 5009.52003；粗脂肪的测定：GB/ T 5009.62003；粗纤维的测定：GB/T 5009.102003；灰分的测定：GB 550585；过氧化值的测水平因素123-1A 料液比 /(gmL )B 酶添加量 /%C 酶作用 pHD 酶解时间 /hE 料油比 /(gg-1)F 加热温度 /G 反应时间 /min131.582.518120251528.531913030172.593.511014035食品工业2014 年第35卷第 11 期*通讯作者；基金项目：“十二五”科技部支撑计划课题“食用植物油加工关键技术研究与示范”（2011BAD02B00）13工艺技术表4 正交试验安排及试验结果试验号ABCDEFG焦糊味强度香味打分香味持久性打分总体评分123456789101112131415161718K1K2K3 k1 k2 k3R1(13)112(15)223(17)3311122233320.9921.9320.677.007.316.890.421(1.5)2(2.0)3(2.5)12312312312312320.8321.5321.236.947.187.080.241(8.0)2(8.5)3(9.0)12323131223131220.7421.6921.166.917.237.050.321(2.5)2(3.0)3(3.5)23112331231223120.9721.8620.766.997.296.920.301(1 8)2(1 9)3(1 10)23131223112331221.0521.8720.677.027.296.890.401(120)2(130)3(140)31223123131212320.9321.7620.96.987.256.970.281(25)2(30)3(35)31231212323123120.7221.9320.946.927.316.980.391111111111111111114.05.54.14.44.95.04.74.54.64.84.44.64.95.05.14.84.54.74.45.64.55.34.45.24.44.84.84.85.05.35.35.35.04.74.74.83.134.033.203.573.433.733.373.433.473.533.473.633.733.773.703.503.403.502.2 浓香芝麻油的油品分析经农业部油料及制品质量监督检验测试中心检 验，浓香芝麻油的水分及挥发物含量为0.04%，酸价 为0.24 mg KOH/g，过氧化值为3.20 mmol/kg，其色泽 与浸出精炼芝麻油相比（见表5），其理化指标稍微 有所升高，但都符合国家一级成品油标准。图1 正交试验的直观分析图表5 浓香芝麻油与浸出精炼芝麻油及一级成品油质量比较酸值 /mg KOHg过氧化值 /mmolkg-1名称水分及挥发物 /%色泽 (133.4 mm)气味、滋味透明度-1浓香芝麻油浸出精炼芝麻油 芝麻一级成品油0.040.030.050.380.350.63.543.476Y18R2.0Y12R1.5Y20R2.0具有浓郁的烤芝麻香味 , 口感好 澄清、透明无异味 , 口感好无异味 , 口感好澄清、透明澄清、透明2.3 浓香芝麻油挥发性风味成分分析周瑞宝14采用GC-MS方法对芝麻香油风味成分 进行了研究，确定了其风味物质为吡嗪、吡咯、呋 喃、噻唑等化合物。刘平年15采用水蒸气蒸馏，无 水乙醚萃取浓缩，气相色谱质谱联用测定了市售芝 麻油的挥发性风味成分，分离鉴定出了57种化合 物。唐晓丹等 16 采用固相微萃取-气质联用技术， 对52个不同香型芝麻油样品中的挥发性成分进行检 测，建立了芝麻油风味成分的指纹图谱，并探讨了 不同香型芝麻油挥发性风味成分相对含量额差异。 秦早等17采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分 析和鉴定芝麻香精中挥发性成分，用归一化法测定其相对含量。因此，对于浓香芝麻油的挥发性风味成分同样可 以采用气相色谱和质谱联用法来进行测定，样品的前 处理可以采用顶空固相微萃取或者是水蒸气蒸馏、 无水乙醚萃取浓缩，该试验有待于下一步进行测定 检验。3 美拉德生香源反应制备浓香芝麻油的过程影响分析3.1 原料对反应结果的影响浓香芝麻油的制备原料必须要具备美拉德反应的 条件，也就是蛋白质或氨基酸的氨基和与还原糖的羰食品工业2014 年第35卷第 11 期14工艺技术基，原料的品质必须保证不变质、霉变等，且残油要低。如果芝麻饼粕中残油高会使浓香芝麻油产品的酸 价和过氧化值等偏高，货架期减短。另外如果采用新 鲜的白色芝麻来做原料的话，因白芝麻原料中蛋白质 变性少和还原性糖含量高，结果会得到具有水果的清 香和甜香味，不同于高温芝麻饼的类似烤芝麻香。3.2 酶解液制备对反应结果的影响3.2.1 不加糖化酶芝麻饼必须经过碱性蛋白酶酶解之后露出更多的 氨基与羰基反应才能使香气浓郁，酶解过程中须调节 酶解温度和pH到碱性蛋白酶的最适处，使酶解充分。 另外料液比对酶解程度也有一定影响，料液比增大使 羰基和氨基的碰撞几率减少，料液比小使羰基和氨基 接触不充分，从而影响试验结果。酶解液不加入糖化 酶直接和精炼芝麻油加热反应，反应得到的浓香芝麻 油香味浓郁，不带有焦糖味。3.2.2 加入0.5%的糖化酶同3.2.1一样制备酶解液，在酶解液制备完以后再 加入0.5%的糖化酶糖化0.5 h，最后将糖化以后的酶解 液直接和精炼芝麻油加热反应，反应得到的浓香芝麻 油香味浓郁，带有一定焦糖味。这样消费者可以根据 偏好选择自己喜欢的产品口味。3.3 加热反应过程对结果的影响加热过程中主要的影响因素有精炼芝麻油的加入 量、料油比、加热反应时间和加热反应温度。由试验 结果可知，精炼芝麻油的加入量与加热反应温度是主 要因素，加热反应时间是次要因素，料油比增大使香 味物质浓度降低，香味变淡；当反应温度达到设定温 度之后，加热反应时间对香味浓度影响不大，但是油 脂暴露于热环境中时间越长，其相关理化指标升高很 大；加热反应温度高，会使浓香芝麻油带有烤糊味， 但温度低则没有香味。的标准。参考文献：1 何东平, 陈文麟. 油脂化学M. 北京: 化学工业出版社, 2013.2 陈文麟. 祝您健康M. 武汉: 湖北科学技术出版社, 2013: 79. 3 IKEDA G, TOMIZAWA A, IMAYOSHI Y, et al. 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