牛肉中Maillard反应风味前体肽的鉴定及其产物形成机理的研究

作     者：康乐 

作者单位：北京工商大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋焕禄

授予年度：2017年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：美拉德反应 风味前体肽 机理 风味特性 牛肉酶解物 

摘      要：肽类可参与到美拉德反应中并对食品风味的形成具有重要贡献。本课题以富含天然动物性多肽的牛肉酶解物为原料,构建兼具气味、滋味及滋味提升作用的牛肉酶解物-Cys-木糖美拉德反应模型体系。在此过程中,研究因素对美拉德反应风味特性的影响,分析风味物质与风味感官之间的关系。以此为基础,对牛肉酶解液中美拉德反应风味前体肽进行分离鉴定。并通过同位素标记法,探究牛肉纯肽参与美拉德反应生成风味化合物的机理。以加酶量为1000 U/g的内切酶Protamex与加酶量为800 U/g的外切酶Flavourzyme相结合的酶解方式,对牛肉蛋白进行酶解,至水解度约为15%时,其美拉德反应产物肉香饱满协调,鲜味绵延柔和,对空白鸡汤模型溶液的滋味提升作用显著。内切酶种类影响美拉德反应体系的风味轮廓,水解度影响其风味的柔和度。不同酶解条件下体系的风味物质不呈规律性变化。随着pH值和温度的升高,美拉德反应体系的风味特征主要从肉香、咸鲜味到烤香、苦味方向发展,对空白鸡汤的鲜味提升作用由强至弱,醇厚感提升作用稳步增强。反应条件为125℃、pH5.5时,产物的综合风味感官最优。过度的烤香不仅掩盖肉香,还意味着苦味物质的生成,抑制味蕾对鲜味、醇厚感的感知强度。反应温度主要影响美拉德反应的速率,随着温度的升高,香气物质种类含量、游离氨基酸含量呈增加趋势,肽分子质量分布向小肽方向转移。pH值主要影响美拉德反应的路径,风味物质变化规律并不明显。不同反应条件下吡嗪、噻唑类总含量与烤香强度之间存在着极显著的正相关关系。以牛肉酶解液为原料,采用超滤、凝胶过滤、反相色谱结合牛肉肽组分美拉德反应产物的风味稀释分析,分离纯化出具有不同美拉德反应风味活性的肽组分,利用ESI-Q-TOF MS/MS对目标肽分子的一级序列结构进行鉴定,共检测出20条美拉德反应风味前体肽,其中以Leu(Ile)-X、Val-X、Phe-X为主。选择具有代表性的肽分子进行液相合成,对纯肽的美拉德反应活性进行验证发现,所有肽分子均为美拉德反应风味前体肽。以鉴定出的含硫牛肉纯肽(Glu-Cys-Gly、Leu-Cys、Val-Met和Cys-Gly-Val)与木糖或C木糖构建美拉德反应机理体系,通过GC-MS、LC-MS测定美拉德反应中的(不)挥发性产物,并追踪产物的同位素分布,推断肽参与美拉德反应形成风味化合物的机理。含有Cys的肽体系中鉴定出了2-甲基-3-呋喃硫醇及其二聚物等肉香味物质,含Met的肽则不能贡献含硫杂环化合物。这些物质的碳骨架主要来源于木糖的C单位,推断为木糖通过不同的降解方式形成的中间产物与Cys的Strecker降解产物巯基乙醛和HS反应而生成。Leu-Cys体系中生成了特异性的2-异丁基吡嗪,根据同位素分布推测其生成路径为Leu-自身降解的氨基酮与Leu-Cys发生Strecker降解反应形成的氨基酮缩合而成。不挥发性产物中首次发现了环状肽与木糖或二木糖的交联产物,还可能是整体肽分子参与美拉德反应的一种方式。