天然肉味香精

／ 食品与发酵工业 Food and Fermen mn Jndusrrie~ Vo]．25 No．1 ～ 天然肉味香精 宋焕禄 孙王国 (北京轻工业学院 ．北京．100037) 摘 要 练连了肉啦前体物质．导致 肉担发性香气 生的反应 ．内香气的成分舟类，天然罔味 香精 的生产等方面，着重瓤述 了向求前体柳质，Maillard豆生和分别以 HVP、内蛋 白质酶 解物为基料 的天然内珠香精 构生 ，井 天然肉求香特约发展前景进行 丁援 ． 关键词 内味香精 肉求前体蜘质 M il Lard反应 水解植物蛋白 HvP) 肉蛋臼酶水解胖努 物 — — — — 肉是人类饮食的重要组成部分。它是优 良蛋白质的来源 ，并提供一些维生素和矿物 质。风味是肉质量的一个很重要的组成 ，迄今 为止，人们已对其进行了许多研究，旨在揭示 化学物质与肉味之间的关系。肉味化学的深 入研 究又导致了肉昧香精的生产．它们可技 用于方便食品、加工食品、肉制品以及肉代用 品(如用大豆蛋白组织化制作的人造 肉)中。 肉味的早期研究始于本世纪 jo年代，主 要是研究肉昧中的不挥发性前体物质(non volatile precursors)_1]。50年代后期至 60年 代前期，由于色谱和波谱技术的日臻成熟 ，人 们对肉昧的研究又转向其挥发性的芳香味化 合物 (volatile aroma compounds)。此后 20 年间，肉味的挥发香气中大量的化合物被鉴 定出，这期间有很多文章及专利发表 Shah[一 di口-称，已有约 1 000种化合物从牛肉、鸡肉、 猪肉和羊肉的挥发成分中被鉴定出。这些挥 发成分代表了有机化合物种类的大多数 。如 烃类、醇类 、醛类、酮类、羧酸类 、酯类、内酯 类 、醚类、呋喃类、吡啶类 、吡嗪类、吡咯类 、 恶唑类和恶唑啉类、噻唑和噻唑啉类、噻吩类 和其他含硫和含卤素化合物。由此可见，肉的 香味不可能由单一或一类化合物所构成。但 是，一般认为。含硫化合物、杂环化合物(包括 含硫杂环化合物)和羰基化合物是 肉香味的 主要成分。 善 爵高 嚣矗 鼍 ，改回吲 ； 。。 一 。一 。 肉味香精的生产，在我国已有 l0年左右 的历史，但纯天然肉昧香精尚未大批量生产。 原因主要有两方面 ：一是 目前国内的消费水 平还 比较低。对纯天然 肉味香精的还不 是很强烈；二是国内纯天然肉味香精的生产 技术还不过关。在香味和成本上都不十分理 想，这有待于进一步深入研究。 1 肉味前体物质 生肉的香味很弱 ，将其加热便可产生肉 的持征香气。在加热过程中，肉中的不挥发性 成分——瘦 肉组织与脂肪组织之间一系列的 复杂反应。生成了挥发性物质。产生了肉昧。 肉中的主要化学成分有 ：蛋白质、肽类、脂肪 、 糖类、有机酸、非蛋白态氮 、矿物质、维生素和 水0：。表 1列出了存在于肉中的呈味物质 。 大量研究证实 。肉中的肉昧前体物质为 小分子的水溶性物质，如游离糖、糖基磷酸 盐、与核苷酸结合的糖类、游离氨基酸、肽 、糖 肽、有机酸、肌酸和肌酸酐，而肉中的大分子 物质如肌纤维蛋白和肌浆蛋 白对 肉香味的形 成则不重要 Lieske口 认为。蛋白质的降解对 肉昧前体物质的形成是必不可步的，而 肉味 前体物质之间的相互作用便构成了肉的特征 香气。 将牛肉、猪肉及羊肉 的水提取物分别加 热，产生的肉香味相似 而当加热肉中的类脂 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 卷 第 1期 宋焕禄等：天然肉昧香精 类物质(1ipids)，便 町产生挥发性物质，赋予 应产物的相互作用对烤牛肉香味的产生有重 了肉的特征香气，各种肉的类脂类物质产生 要影响。这说明类脂类物质在肉的香味形成 各种肉的特征香味。其中磷脂与Maillard反 中起到 重要作用 表 1 存在于肉中的呈味物质 甜味：葡萄糖、果糖 核糖 甘氨酸、雨氡酸、丝氨酸、苏氨酸 赖氪酸、脯氨酸 羟脯氩酸 成味： 无机盐类、谷氨酸单钠盐 (MSG)、天门冬氨酸钠 酸味： 天门冬氨酸 、谷氨酸 、组氨酸 、天门冬酰胺 、琥珀酸 、乳酸 、吡咯烷酮璇酸、磷酸 兰 肌酸 、肌酸酐、次黄嘌呤 鹅肌肽 肌肽、其他肽类 组氪酸 、蛋氡酸、缬氨酸、亮氨酸 异亮 ⋯ 氨酸、苯丙氨酸、色氨酸 酪氯酸 鲜味： 谷氡酸单钠盐(MSG)、5L一肌苷酸 5’ 鸟苷酸 ，某些肽类 2 导致内挥发性香气产生的反应 2．1 氨基酸和肽的热降解作用 氨基酸和肽的热降解作用需要较高的温 度，这时氨基酸脱氮 、脱羧，形成醛、烃、胺 等。 Mottram： 报道 ．此反应在温度高于 125 C时 发生 。 2．2 糖降解 在较高温度下，糖会发生焦糖化反应。戊 糖生成糠醛，己糖生成羟甲基糠醛。进一步加 热，便会产生具有芳香气味的呋喃衍生物、糍 基化台物、醇类、脂肪烃和芳香烃类。肉中的核 苷酸如肌苷单磷酸盐加热后 产生 5 磷酸棱 糖 ，然后脱磷酸、脱水，形成 5一甲基一4一羟基一呋 喃酮 羟甲基呋喃酮类化台物很容易与硫化氢 反应，产生非常强烈的肉香气。 2．3 美拉德反应 还原糖 与氨基酸 之间的 Maillard反应 ， 是肉香味的最主要的来源。Maillard反应为非 酶 褐 变 反 应 (non enzymic browning reaction)，是食品加热产生风味最重要的途径 之一。食品中的游离氨基酸和还原糖是 Mail． 1ard反应的重要参与者。图 1为Maillard反应 提要 一 。 Maillard反应的影响因素有：温度、时间、 水分 活度、水分含量 、pH 值和 反应物组 成 等 。 (1)温度：温度升高有助于反应进行 ，产生 更多的香味物质；温度不同，产生的香气也不 同。 还原糖 + 游离氨基酶 j ‘ 葡萄糖 基胺 或果 糖基胺 I ‘ Schi／f’s瞌 ，2烯醇化 一 二甲基呋喃 酮糖 或醛 糖 一 Pt3一烯醇化 ’控甲基糠醛 Amadori重排 或 Heys重排 t 还原酮或脱氧还原酮 ~trecker降解 Y NH H S 0 v + t v 0 哇 喃酮 羟 基 丙酮 乙 二 醛 箍 基他 合柏 毗 喃酮 环 烯 丙 酮 醛 Y杂环化 毗 略 控基 乙酰 羟基 乙醛 毗 啶 噻 暗 甘 油 醛 嘻 三基 丁酮 0 略 噻 嘻 恶 哇 咪 唑 图 1 Maillard反应提要 (2)水分活度：Maillard反应 的最佳水分 活度为 0．65～O．75；水分活度小于 0．30或大 于 0．75，Maillard反应很缓慢。 (3)pH值 ：Maillard反应颜色形成的 pH 值大于 7．0，吡嗪形成的 pH值大于 5．0，加热 产生肉香味的 pH值在 5．o～5．j之间。 (4)反应物组成 ：氨基酸和还原糖的种类 不同，香气成分也不同 如葡萄糖与不同氨基 酸共热，产生的香气各不相 同 2．3．1 硫胺 素(V )的降 解 硫胺素(v )的热鼹解产物为呋喃、呋喃 硫醇、噻吩、噻唑和脂肪族含硫化合物，据报 维普资讯 http://www.cqvip.com 52 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries V。【25 No 1 道，这其中的一些化合物存在于 肉香气挥发成 分中。Ames报道 ，硫胺素热降解后，产生一 些噻吩类化合物如 2一甲基一2，3二羟基 3(或 4)一噻吩硫醇、2一甲基一4．5一二羟基一3(或 4)一噻 吩硫醇，具有煮牛 肉或烤牛 肉的气昧。 2．3．2 类脂类物质的降解 在烹煮或烧烤 肉时 ，挥发性香昧的重要来 源之一为类脂类物质中不饱和酰基链的氧化 作用： (1)不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸和花生 四烯酸中的双键，在加热过程 中发生氧化反 应，生成过氧化物，继而进一步分解为生成很 低香气阈值的酮、醛 、酸等挥发性擐基化合物。 (2)羟基脂肪酸水解为羟基酸，经过加热 脱水、环化生成内酯化合物．具有肉香味。 3 肉香气挥发成分分类 表 2列出 r许多已报道的牛肉加热时产 生的挥发成分的化学分类 4 天然肉昧香精的生产 人们对肉香味的前体物质和肉香味的香 气组成进行 了深入研究后，便着手用价廉物 美、方便易得的天然动植物原料来模拟肉味． 进行肉昧香精的商业生产，此种香精又称为 。反 应 肉 昧 香 精 (reaction product meat flavourings)”或 “加工 肉 昧香 精 (processed meat flavourings)”。前已述及，已发表的有关 肉昧香精研制的报道，大部分是专利 表3列 出 r 一些专利中发表的反应肉昧香精的重要 配料 。 表 2 已报道的牛肉加热时产生的挥发成分 的化学分类 ‘。 分 类 数 量 (种) 烃娄 譬 萜 类 醇类 襄 醛 类 脂肪旗 酮类 蓑 羧酸类 脂肪族 内酯类 酶 类 脂肪族 醚 类 脂肪族 胺 类 脂肪族 氯化物 苯型的 含硫化台物(非杂环的 ) 呋哺及其衍生物 噻吩及其衍生物 吡咯及其衍生物 毗睫及其衍生物 毗嗪及其衍生物 恶唑类 噻唑粪 含硫杂环化合物 其 他 表 3 一些专利中发表的反应肉味香精的重要配料 ‘。 1、氨基酸／胺类 ：半胱氨酸、胱氮酸、蛋氨酸、丙氯酸 、甘氮酸 、精氨酸 、组复【酸、色氮酸、脯氨酸、缬 氨酸、谷氨酸 、天门冬氨酸、谷胱甘肚、其他含硫肽类、HVP (花生、大豆 、小麦面筋、玉米面筋)、 HAP一 (酪蛋白、鱼、血、蛋 、肝 、骨头 骨胶原)、酵母提取物、酵母自溶物、肉提取物、牛磺酸 2、含硫化合物：H：S、半胱氨酸、胱氨酸、蛋复【酸、谷胱甘肽、硫胺素(v )、无机硫化物、有机硫醇 及硫化物、2．琉基乙醇衍生物 、5．羟基一3一巯基戊酮、3一巯基．1．丙醇 、4，5．取代噻唑 、硫代碳酸酯、 硫代酰胺、2-琉基链烷基酸／酰胺 、巯基烷基胺、氨基硫化物 S-乙酰豌基琥珀酸、蔬菜提取物 发 酵蔬菜汁、酵母提取物、酵母自溶物、鸡蛋蛋白、肉提取物 3、还原糖及其衍生物：棱糖、术糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、乳糖 蔗糖、5 磷酸棒糖、酵母提取 物／酵母自溶物、HvP、棱苷酸 、糊精、果胶、藻酸盐 4、 二酮及潜在的 二酮物质：丁二酮、2．3戊二酣 、丙酮醛、丙酮酸 、甘油醛、乙■醛、二羟基雨 酮 、 酮基丁酸 、3，4二酮庚烷 2．5-二乙酸盐 、5羟甲基糠酮 、抗坏血酸 、5一酮基葡糖酸、麦芽酹 0 蛎 蛐 弛 帅 ¨ 蹦 皑 蚰 蛐 ∞ _二 " 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 25卷 第 1期 来焕禄等 ：天然肉昧香精 续表 3 乳酸 、羟基乙酸、苹果酸 、酒石酸 、水解蛋 白 5、醛类：乙醛、丙醛、丁醛、甲基丙醛 、C s～cs烷基醛、HVP 6、风昧增强制 ：谷氨酸单钠盐 、肌苷酸 、鸟苷酸 、酵母提取物、酵母 自溶物 、HVP、2-糠醛一硫代肌苷 5’磷酸盐、2一烯丙氧基肌苷一5’一磷酸盐、2一肌苷一5’一磷酸盐 、2苯基硫代肌苷 5’磷酸盐 7、pH调节剂：无机酸(Hc1、H SO H PO )、有机酸 (琥珀酸 、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、已 酸、丙酸 )、氨基酸 (缬氮酸 、甘氯酸 、谷氮酸 ) 8、脂肪：牛脂 、鸡油 、椰子油、三甘油酯、脂肪酸或酯 9、无机盐 ：氯化物 、磷酸盐 10、香辛料 *HVP：水解植物蛋白(hydrolyzed vegetable protein)的英文缩写 **HAP：水解动物蛋白(hydrolyzed animal protein)的英文缩写 人们开始生产天然肉昧香精是用： (1)一种或几种纯氨基酸与还原糖系统。 (2)HVP与含硫氨基酸及还原糖等，经 加热制成 前者的成本较高 ，故对商业生产来 说 ，用 HVP为基料更为经济。 表 4列出了HVP的一般组成 。 表 4 HVP的一般组成( 干基 ) 总氮 NaC1 氨基酸 肽 谷氨酸 有机酸 总挥发物 碳水化台物 5．O～ 7．5 35～ 45 23 1 2．0～ 1 2．5 2．5～ 8．44 lO0(mg／L) 0．03～ 0．60 HVP本身就含有吡嗪类、吡啶类、吡咯 类、有机酸类、呋喃和呋喃酮类、含硫化台物、 醇、醛、酮、酯 类 和 酚类 等 挥 发性 香 气 成 分 ，它再与含硫化台物、还原糖、酵母 自溶 物及肉提取物等物质共热，便可产生很强的 肉香味。 由于以 HVP为基料产生的肉味香精， 其香气还 不能十分逼真于肉香味，故人们又 转而研究以肉蛋白质为基料生产肉昧香精 。 据 Chhuy口 报道 ，用木瓜蛋白酶或胃蛋白酶 或胰蛋 白酶，对火鸡 肉进行水解 (60C、1 20 rain)，水解物再与含硫化台物及还原糖等共 热，即产生强烈的肉香味。Lieske 报道 ，用 胃蛋白酶对鸡 肉进行水解(40～43 C、1 6h)， 将 肉蛋白质水解成分子量为 2 000～5 000的 肽类 (高于或低于此范围，肉昧不佳)，再将酶 水解物加热，便可得到强烈的煮鸡或烤鸡肉 昧，肉昧强度 比传统的煮鸡或烤鸡方法产生 的香 味强 8o～100倍。另外，石 田贤吾 、 Heinzl1 、 LieskelI 及 Parker口 也有类似的 报道 。 5 展 望 人们对肉加热后的香气成分进行的广泛 而深入的研究，导致了天然肉昧香精的生产， 它被广泛应用于香肠制品、方便汤料、肉禽类 罐头、膨化食品、方便食品中，提高 r食品的 品质 随着检测技术的日益提高，更多的肉香 味组分将被鉴定出来，从而可以更好地模拟 肉味。另外 ，随着生物技术在 肉味香精生产中 的越来越广泛的应用： (1)高质量的酵母 自溶物可被生产出来， 增强肉香味，并可减少肉提取物的加量，降低 成本 。 (2)更多、更专一化的蛋白酶类、更先进 的酶技术将被应用于肉蛋白质的水解中，从 而可以更多地产生出更高质量的肉蛋白酶水 解物 ，进而 生产出肉昧更逼真、强度更高的天 然肉味香精 可以预测，随着我国天然肉昧香精生产 维普资讯 http://www.cqvip.com 54 食品与发酵工业 Faod md Fermentation Industries V01．25 No．1 技术的日趋成熟和消费者对天然I驽吁香精要 求的不断增加+天然肉味香精必将在我国的 调昧香精中占有重要地位。 参 考 文 献 l M ottram D S Volatite Compounds in Foods and Beverages． New York：Marcel Dekker，l 991． 107～ 1 77 2 Shahid[F F【B,,oor of meat and meat prod— ucts Glasgow：Blackie Academic＆ Professional， 1994．1～ 70 3 天津轻工业学院 、无锅轻工业学院 台编．食 品工艺学(中册)．北京 ：轻工业出版社 ，1 988．222～ 242 4 M acLeod G．Development in Food Flavors、 London：EIsevier．1 986．192～ 223 5 Lieske B． Food Rev Jews Internat 0na1． 1 994，10(3)：287～ 312 6 朱国斌 食品风味原理与技术．北 京：北京 大学 出版社，l 996．75~89 7 M ottram D S． Thermally Generated Fla vors．Washington DC：American Chemical Society． 1995 108～ 126 8 Health H． Source Book of Flavors． 2nd ed．．New York：Chapman＆ Hall+l994．95～98 9 Ames J M．J．Sci．Food Agric．一1992—58： 287～ 289 10 Manley C H．The Quality of Foods and Beverages ，New York：Academic Press lnc．．1 981． 6l～ 82 11 Chhuy L．US Patent 4+081．56511978) l2 石 田贤吾．昭 56—46813(1 981) 13 Heinz H．Ger．Patent．App1． 32．07，587 cl983) l4 Lieske B．DD一270．648(1988) 1 5 Parker．David Myatt．EP 0 233 560(1986) The Production of Natural M eat Flavourings by Using Biochem ical Techniques Song Huanlu Sun Baoguo (Be[jing Institute of Light Industry，Be ijing，100037) ABSTRACT Here reviewed the precursors of meat flavour，reactions leading to the forma— tion of meat flavour．classes of volatile conponents from heated meat，and the production of natural meat flavourings by using HVP (hydrolyzed vegetable protein)and meat protein en— zymatie hydrolysate；the precursors of meat flavour．M aillard reaction and the production of natural meat flavourings are emphasized．The outlook of natural meat flavourings is also dis cussed． Key word natural meat flavourings，precursors of meat flavour，M aillard reaction，HVP (hydrolyzed vegetable protein)，meat protein enzymatic hydrolysate 露终檐_l惠 美国 FDA制定食品标签新 根 据 克 抹顿 总统 是 。 生一 -F抽 强 岔品 置 卫‘L拄 觏 的拍 示， 套品 与 药柏 {·J ∞ tl"1n J盘 近铽 了 果 汁 蔬 暮汁产 品警 示标 签规主 ．井 I 。H年 H 日生 歧t'fY-对 苹朱 计和 苹米酒 外的 泉蕊 汁 产 I可推 迟王 11 H 5目后扰 B船 这一垃 ￡一束经慑 温消 毒的果 汁 蔬 篡汁产 品 缅在客 嚣 L标示 ：： 产品 未经 毒 赴理 ·因此 ，叮能々有 有省 细 菌． 能食 计J 芏 老年凡 ，1丑 免疽 差的凡 引起 严 ￡燕稿 H】 ．、还 削 ￡ 汁 蔬 菜汁 HACC[ 计 划 1屯害苛 析 关锥托 刹 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