摘要
随着人们生活水平的提高,对于健康的需求也在不断的增加,使得在不影响感官基础上减少对钠离子的摄入是目前研究热点之一。研究发现部分天然增鲜剂可以通过与谷氨酸钠产生协同增效作用而达到减钠不减咸的效果。Amadori重排产物(ARP)是一种新型天然增鲜剂,主要由氨基酸/肽与还原糖发生美拉德反应形成。受限于ARP结构多样性,目前还难以实现 ARP 的可控制备,对其增鲜特性相关研究也相对缺乏。目前ARP的制备方法主要包括化学合成法、水相合成法以及天然低共熔体系(NADES)合成法。基于前期研究发现天然低共熔体系进行美拉德反应制备 ARP 具有较好应用潜力,本文以不同氨基酸与木糖为研究对象,通过冷冻干燥构建NADES并进行美拉德反应,研究制备过程中NADES的结构特性及其美拉德反应产物中目标ARP的形成情况,阐明NADES多元结构特征与目标ARP形成的内在关系;进一步分析目标ARP的呈味及增鲜特性,并结合其热稳定性考察 ARP 在复杂食品体系中变化规律及应用效果,以期为Amadori重排产物类呈味物质的制备与应用奠定理论与方法指导。 基于感官分析和氨基酸结构特点筛选4种氨基酸(谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸和脯氨酸)分别与木糖通过冷冻干燥制备 NADES,借助 DSC 和红外技术定性定量分析NADES 的超分子结构。红外结果显示谷氨酸-木糖冷冻干燥样品、谷氨酰胺-木糖冷冻干燥样品、赖氨酸-木糖冷冻干燥样品和脯氨酸-木糖冷冻干燥样品在三种摩尔比下(3∶1、1∶1、1∶3)均存在广泛氢键。通过对红外数据差异可视化处理获得结构差异成分PC1值和 PC2值;此外,DSC显示 4种冷冻干燥样品的玻璃化转变温度均远低于对应单一氨基酸及木糖的熔点,证实了共晶混合物的形成,即存在NADES超分子结构。氨基酸-木糖基 NADES水分活度在 0.3-0.7之间,大部分液态 NADES为剪切增稠流体。透明粘稠液体中出现晶体表明冷冻干燥样品的氢键网络结构稳定性不高。 在明确 NADES 结构对目标 ARP 产率影响的基础上,进一步分离纯化并鉴定出谷氨酸-木糖-ARP ( Glu-ARP )、谷氨酰胺-木糖-ARP ( Gln-ARP )、赖氨酸-木糖-ARP (Lys-ARP)和脯氨酸-木糖-ARP(Pro-ARP)的化学结构。结果显示当氨基酸与木糖摩尔比为3∶1时,ARP产率高达73%-87%;Glu-ARP和Lys-ARP产率均随初始浓度降低而升高,Gln-ARP 和 Pro-ARP 在中等初始浓度下产率最高;初始 pH越高,达到 4种ARP最佳产率时间则越短,5.0为Glu-ARP和Lys-ARP的最优初始pH,而6.5为Gln-ARP和Pro-ARP的最优初始pH。Pearson相关性结果显示,ARP最佳产率与粘度和稠度系数极显著负相关(p < 0.01),而与红外 PC1 值强正相关(p < 0.05),说明与红外PC1 相关的分子间作用力对 ARP 的形成和降解存在重要调节作用,其中粘度是影响ARP积累量的重要结构因子。 通过对比分析不同氨基酸与木糖的 Amadori 重排产物的呈味特性,发现 Glu-ARP本身具有突出鲜咸味,Glu-ARP和Lys-ARP兼具增鲜、增咸、抑苦的作用,而Pro-ARP也存在增鲜抑苦作用。储藏稳定性实验显示:Glu-ARP、Gln-ARP、Lys-ARP 和 Pro-ARP 溶液在 4℃ 和 25℃下均表现出良好储藏稳定性;Glu-ARP 在酸性环境下更具稳定性, Lys-ARP 在碱性条件下更稳定, Gln-ARP 在中性环境中( pH=7.0 )稳定性最佳,而Pro-ARP在pH 6.0时更稳定。将Amadori重排产物应用于酱油中,发现Glu-ARP可明显增强酱油鲜味强度,Lys-ARP 不仅增强酱油鲜味强度,对酱香气也有提升作用,Pro-ARP还能延长酱油的鲜感,是一种优质的天然增鲜剂。