【摘 要】
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乳制品因营养价值高、口感好而深受大众喜爱,有关奶味香精的研究在食品风味研究领域占有很大的比重。乳脂肪是乳香风味的主要贡献者,其风味很难通过化学合成法模拟,目前乳脂肪的酶解产物被广泛应用于生产奶味香精。同时,美拉德反应中间体(Amadori rearrangement product,ARP)作为非挥发性风味前体,能够在后续受热时继续完成美拉德反应生成风味物质,从而得到新鲜风味。通过美拉德反应的修饰
【基金项目】
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国家科技部和国家自然科学基金委员会的支持,“十三五”重点研发计划项目“食品风味特征与品质形成机理及加工适用性研究”课题“食品特色风味与品质的稳定性调控机制与方法”(2017YFD0400105); 国家自然科学基金“美拉德反应中间体水相定向制备机制及其加工风味受控形成规律研究”(31671826); 国家自然科学基金“美拉德反应中
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乳制品因营养价值高、口感好而深受大众喜爱,有关奶味香精的研究在食品风味研究领域占有很大的比重。乳脂肪是乳香风味的主要贡献者,其风味很难通过化学合成法模拟,目前乳脂肪的酶解产物被广泛应用于生产奶味香精。同时,美拉德反应中间体(Amadori rearrangement product,ARP)作为非挥发性风味前体,能够在后续受热时继续完成美拉德反应生成风味物质,从而得到新鲜风味。通过美拉德反应的修饰可以改善酶解乳脂的风味轮廓,使其香韵更加丰满、协调,满足部分食品体系对乳香和甜香的双重风味需求。因此,本文将美拉德反应中间体与酶解乳脂复配制备甜乳香前体,通过感官评定、HS-SPME/GC-MS以及偏最小二乘回归方法(PLSR)对其热加工挥发性风味物质进行分析鉴定,具体研究内容如下:制备谷氨酸-半乳糖、谷氨酸-葡萄糖、甘氨酸-木糖、甘氨酸-葡萄糖、精氨酸-半乳糖和脯氨酸-葡萄糖六种体系的完全美拉德反应产物,通过感官评定和HS-SPME/GC-MS分析确定谷氨酸-半乳糖为与酶解乳脂协同制备甜乳香前体最适配的甜香型美拉德反应体系。利用二阶段变温美拉德反应确定谷氨酸-半乳糖ARP的最佳制备条件:p H为7.0,温度为90°C,反应时间为80 min。经质谱与核磁共振分析鉴定,确定ARP的相对分子质量为309,分子式为C11H19NO9。并通过常压反应-真空脱水耦合技术将ARP产率由2.21%提高到87.00%,最佳脱水条件为95°C真空脱水30 min。研究谷氨酸-半乳糖ARP热降解过程中风味缺失的原因及其解决方案。通过检测ARP热降解产生的风味物质,发现吡嗪类化合物的生成受到抑制,反应体系中α-二羰基化合物与再生谷氨酸的形成异步性和含量不充分可能是限制吡嗪类化合物形成的主要原因。在ARP降解体系中加入外源半乳糖,会导致这种异步效应进一步加剧,从而造成吡嗪类风味物质的完全缺失;而在ARP降解体系中添加外源谷氨酸可以弥补α-二羰基化合物形成后再生氨基酸浓度不足的缺陷,促进吡嗪类化合物形成的同时还能促进二酮类化合物的生成,进而同时提高ARP热加工产物的奶香味和焙烤香。以酸值和过氧化值为评价指标探究脂肪水解酶添加量、酶解温度和酶解时间对乳脂肪酶解-氧化程度的影响,制备出低、中、高三种不同酶解-氧化程度的乳脂,并与谷氨酸-半乳糖ARP复配制备甜乳香前体。采用HS-SPME/GC-MS技术对甜乳香前体在热处理过程中形成的风味物质进行分析,并通过感官评价对其风味品质进行表征,用PLSR分析方法揭示了挥发性风味物质与热反应产物感官特性之间的相关性,并由此鉴定出33种甜乳香前体热加工特征挥发性风味化合物。研究了由三种不同酶解-氧化程度乳脂和谷氨酸-半乳糖ARP复配制备的甜乳香前体在不同热加工条件下特征挥发性风味物质的形成情况,研究发现,中等酶解-氧化程度乳脂(酸值3.897 mg/g、过氧化值0.257 mmol/kg;制备条件:加酶量为2000 U/g、酶解温度为45°C、酶解时间为3 h)表现出最佳的特征风味形成能力;升高温度有利于脂质降解产物参与美拉德反应进程,120°C反应80 min生成的甜乳香特征风味化合物含量和组成最为理想(醛类4.71μg/kg、醇类2.22μg/kg、酮类60.23μg/kg、含氮化合物196.34μg/kg、呋喃类487.62μg/kg、酸类354.63μg/kg、酯类3.11μg/kg),香型最为丰富且饱满。通过PLSR方法分析酶解、热加工工艺参数对甜乳香特征风味物质形成的影响,发现适度增大加酶量、提高热反应温度和延长热反应时间可以促进体系中含氮化合物、呋喃类和酸类风味物质的形成,进而可以同时提高体系的乳香味和甜香味。通过分析纯ARP热加工产物、酶解乳脂及其热加工产物、甜乳香前体热加工产物的香气成分,阐明甜乳香前体热加工特征风味物质的形成途径,结果表明,来源于ARP降解的有14种化合物,来源于酶解乳脂的有7种化合物,来源于酶解乳脂与ARP相互作用的有8种化合物。这表明美拉德反应与脂质降解反应的协同作用能够丰富反应体系的风味轮廓,强化香气特征,ARP与酶解乳脂复配制备的甜乳香前体作为增香剂在乳制品加工中具有广阔的应用前景。
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