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热反应肉类香精的研制


    热反应香精是一种由食品原料和(或)允许在食品或反应香精中添加的原料加热制成的产物。对于肉味香精来讲,较常用的反应为美拉德(Maillard)反应。

    早在1912年,法国化学家美拉德曾发现甘氨酸与葡萄糖的混合物加热时,形成颜色褐变反应的类黑精。后来人们发现这类反应不仅影响食品的颜色,而且对其香味也有重要作用,并将此反应称为非酶褐变反应(non-enzymicbrowning)。

    目前,对此反应的机理、温度、控制方法以及该反应对食品营养价值、香气、香味影响等方面的研究已经比较成熟,而且运用这种手段,可以使原来不具备香味的食物组分(即前驱物)通过反应使其生成具有香味的食品香料。美拉德反应过程十分复杂,其中还原糖与氨基酸的反应在整个过程中起到十分重要的作用,其反应产物是肉香气的主要成分。

  1 肉味香精的制备

  1。1 反应的关键配料

  1。1。1 半胱氨酸或其它含硫化合物半胱氨酸容易与还原糖反应。而胱氨酸通常给出较差的味道,另外,蛋氨酸则产生土豆样的风味。谷胱甘肽产生出较好的肉味,但相比之下,其价格太贵。硫的重要性早已被公认。在煮肉或对半胱氨酸水溶液加热时,H2S和其它含硫化合物被释放出来,产生强烈的肉香气。从实际出发,在生产肉味香精中,半胱氨酸是最理想的含硫化合物。人们通常使用半胱氨酸的盐类--半胱氨酸盐酸盐。

  1。1。2 氨基酸(非含硫氨基酸)当加热半胱氨酸与还原糖的混合物时,便得到一种刺激性的~###~生~###~味,若有其它的氨基酸混合物存在的话,便可得到更完全和完美的风味。蛋白水解物对此很适合,且价廉物美。蛋白水解物自30年代以来便被应用,以提高加工食品的香味。每种水解物的风味取决于水解的蛋白质和水解条件。

    实际上,任何一种蛋白质都可被酸、碱或酶水解成其组成单元--氨基酸。碱性水解不被推荐,因为不仅精氨酸和胱氨酸被破坏,而且产生的水解物味道也较差。被水解的蛋白质可以是植物蛋白,也可以是动物蛋白。一般说来,在工业生产上,更多的是将大豆、小麦、玉米和花生进行酸水解而制备水解植物蛋白(HVP)。酵母通常是由于酶作用而水解产生自溶物。但也有一小部分的酸水解物。动物蛋白(如蹄、角、血和肉)水解物的风味也很好,目前已被广泛应用。

  1。1。3 还原糖具有还原力的糖称为还原糖,不具有还原力的糖称为非还原糖。糖的还原力是糖的化学性质中最主要的特征之一。糖可分为单糖、双糖和多糖。单糖带醛基或酮基,因此有还原力。即使是二糖,只要其羰基处于游离状态,也会显示还原力。对于反应来说,多糖是无效的;双糖主要是指蔗糖和麦芽糖,双糖产生风味差,一般不用。单糖主要有五碳糖(戊糖)如木糖、核糖、阿拉伯糖等。六碳糖(己糖)如葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖等。

    研究表明,单糖中戊糖的反应性比己糖强,且戊糖中核糖的反应性最强,其次是阿拉伯糖、木糖。葡萄糖和木糖由于其反应性好,价廉易得,通常被用来作Maillard反应的原料。此外,单糖的一些主要的衍生物如糖醇、氨基糖、糖醛酸等在上述反应中也起到很重要的作用。

  1。2 环境条件对反应的影响在Maillard反应中,条件如温度、时间、压力、pH和反应物比例等对反应有明显的影响。氨基酸包括重要的半胱氨酸和还原糖的混合物水溶液,在一定时间内充分搅拌并加热回流,便产生肉香味。对香味强的牛肉香精,需要较长的加热时间和更浓的反应溶液;而对鸡肉和猪肉香精,较短的加热时间、较稀的反应溶液和较低的温度可能是合适的。

     反应混合物的pH低于7(最好在2~6)得到较好的反应效果;pH>7时因为反应进行较快而难以控制,并且产生的风味也较差。在pH为7。8-9。2范围内,随着pH的增加出现了氨基氮显著减少。从提出的美拉德反应机制中可以很清楚地看到,在强酸性的溶液中,由于氨基处于质子化状态,使得葡基胺不能形成,因此,在这样的条件下,Maillard褐变是不显著的。反应压力的增加有时被用来升高温度和减少反应时间。

    一般说,不同种类的氨基酸比不同种类的糖类对加热反应生成的香味特征更有显著的关系,但是同种氨基酸,随着糖的种类不同,在它们之间进行加热反应也会生成不同香调的香味。如苯丙氨酸和麦芽糖反应能产生人们喜爱的焦糖香味;但如与果糖加热反应却产生令人不快的焦糖香味,而同二羟基丙酮加热反应时,则生成风信子样香气。甲硫氨酸与二羟基丙酮加热反应又能生成烘土豆的香味,与葡萄糖加热反应则是烹调过度的土豆香味。

    食品组分极其复杂,所含的前驱物也极不相同,即使相同的成分,同一前驱物在不同的反应条件(如介质、温度、酸碱度)下,会带来不同的反应结果,从而构成千变万化的食品香味特征。用~###~煮~###~、~###~蒸~###~、~###~烧~###~、~###~煎~###~不同的烹调方式,会产生不同的香味,即使同一原料,生成的香味物质也各不相同,因此产生的香味也各异。与烹调方式有密切关系的还有加热温度与原料中的水分。

   展望

  自1960年Morton于英国获得第一项有关用Maillard反应制备肉味香精的专利以来,对此方面的研究就一直在进行,旨在揭示Maillard反应的机理,生产出更好的肉味香精,为食品工业服务。肉味香精的生产在我国已有10余年的历史,用Maillard反应制备的反应型肉味香精越来越受到食品生产厂商及消费者的青睐,份额在不断扩大。深入了解和全面掌握Maillard反应机理,对于食品添加剂工业的发展,具有很大的现实意义。 (食品添加剂市场网)

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