热反应肉味香精采用动物及植物蛋白的酶解物、还原糖、氨基酸及脂肪等原料通过热反应制备而成，广泛应用于方便面、火腿肠、速冻水饺、膨化食品等多种食品的增香调味。热反应香精制备中涉及的反应主要包括美拉德反应、脂肪氧化降解反应及其相互作用，这些反应在肉香味形成，以及热反应产物的颜色、滋味等感官特性的形成中有重要作用。有关美拉德反应、脂肪氧化反应对热反应肉香味形成的研究已有较多报道。
热反应肉味香精制备的主要原料——动物或植物蛋白酶解物，含有游离氨基酸及不同碳链长度的多肽和蛋白质，在热反应产物香气、颜色、滋味等感官特性形成中，涉及的脂肪氧化反应、美拉德反应作用机理极为复杂。北京食品营养与人类健康高精尖创新中心，食品质量与安全北京实验室，北京市食品添加剂工程技术研究中心，北京工商大学的王天泽、肖群飞、杜文斌、谢建春*等人以猪肉酶解物为原料，设计“酶解液”（空白）、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”4 个热反应体系，研究不同温度下氧化猪脂及木糖对于热反应产物pH值、褐变、分子质量分布及滋味的影响，并通过动力学模型对各体系反应速率进行比较，从而为热反应肉味香精的制备提供理论基础。
1、热反应产物pH值比较
在120、130、140 ℃条件下，4 个反应体系pH值均呈下降趋势。“酶解液＋氧化猪脂”体系在反应时间0～40 min，pH值下降明显，另外3 个体系反应时间为0～20 min时，pH值下降明显；在相同反应时间时，温度升高，由于反应加快，4 个体系pH值均降低；相同温度及相同反应时间下，4 个体系pH值下降量由高到低为“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”体系、“酶解液＋木糖”体系、“酶解液”体系、“酶解液＋氧化猪脂”体系。随着美拉德反应进行，由于氨基被消耗并生成有机酸，pH值将下降，pH值下降程度是反映美拉德反应进行程度的一个重要指标。
2、热反应产物A294 nm比较
在120、130、140 ℃条件下，随着时间延长，4 个体系A294 nm均呈上升趋势；与pH值变化趋势类似，“酶解液＋氧化猪脂”体系在反应时间0～40 min时A294 nm上升明显，另外3 个体系在反应时间0～20 min时A294 nm上升明显，而后变化趋于平稳。相同反应时间，温度升高时，由于反应加快，4 个体系A294 nm均增大。相同反应温度下，反应时间小于20 min时，4 个体系的A294 nm由大到小顺序为“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液”体系；反应时间大于2 0 min后，4 个体系的A294 nm吸光度由大到小顺序变为“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液”体系。
3、热反应产物A420 nm比较
在120、130、140 ℃条件下，随着时间延长，4 个体系吸光度均呈上升趋势；其中“酶解液＋氧化猪脂”体系在反应时间0～40 min时吸光度上升明显，“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”体系在反应时间0～80 min时吸光度上升明显，另外2 个体系在反应时间0～60 min时吸光度上升明显，然后趋于平缓；相同反应时间，温度升高时，由于反应加快，4 个体系A420 nm均增大；相同反应温度下，比较4 个体系，反应时间小于60 min时，4 个体系A420 nm由大到小顺序为“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液”体系；反应时间大于60 min时，4 个体系A420 nm由大到小顺序为“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液”体系。
4、热反应产物色度比较
在120、130、140 ℃条件下，随着时间延长，4 个体系色度值均呈上升趋势，“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”体系在反应时间0～80 min，另外3 个体系在反应时间0～60 min内上升幅度较大，然后趋于平缓。相同反应时间，温度升高时，由于反应加快，4 个体系色度值均增大。相同反应温度下，比较4 个体系，反应时间小于60 min时4 个体系色度值由大到小顺序为“酶解液＋木糖”体系、“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”体系、“酶解液＋氧化猪脂”体系、“酶解液”体系；反应时间大于60 min时，4 个体系色度值由大到小顺序为“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液”体系。色度值代表反应液的褐变颜色深浅程度。
5、热反应产物动力学分析
各体系回归方程的回归系数R2均大于0.85，多数大于0.95，说明各体系A420 nm及色度值和反应时间均表现出良好的线性关系。随着温度升高，4 个体系速率常数k均增大。反应温度相同时，4 个体系A420 nm反应速率常数由大到小顺序为“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”、“酶解液”体系，色度值反应速率常数大小为“酶解液＋木糖”体系大于“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”体系，说明反应初期酶解液中单独加入木糖反应速率最快，单独加入氧化猪脂速率也有一定加快，同时加入氧化猪脂和木糖时，氧化猪脂抑制“酶解液-木糖”反应，使“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”体系反应速率小于“酶解液＋木糖”体系。
6、分子质量分布及滋味比较
4 个体系反应产物主要为分子质量＜1 kDa的组分，可达85%以上，其次为分子质量1～3 kDa的组分，而分子质量3～5 kDa和＞5 kDa的组分含量很少。与“酶解液”体系相比，加入木糖的体系分子质量＜1 kDa组分相对含量减少，随之1～3 kDa、3～5 kDa和＞5 kDa的组分相对含量增加；而加入氧化猪脂分子质量仅有较小变化。＜1 kDa组分相对含量减少由大到小排序为：“酶解液＋氧化猪脂＋木糖”、“酶解液＋木糖”、“酶解液＋氧化猪脂”体系。
讨论与结论
本实验设计4 个反应体系，检测不同温度下随反应时间反应液的pH值、A294 nm和A420 nm、色度值变化，建立A420 nm和色度值的动力学模型，并在此基础上测定较佳反应产物的分子质量分布和滋味特性变化，得出以下结论：与“酶解液”体系相比，添加木糖或氧化猪脂均可使最终反应液的褐变程度提高；相比之下，添加木糖比添加氧化猪脂褐变反应程度高，同时添加木糖和氧化猪脂时褐变反应程度最高。反应初期，由于脂肪氧化产物中的醛类成分与木糖存在竞争，同时添加木糖和氧化猪脂的褐变反应速率反而低于单独添加木糖。木糖或氧化猪脂可与酶解液中低于1 kDa的短肽发生交联反应，从而可改善反应产物的滋味特性，但由于脂肪氧化生成的醛类组分本身分子质量较小，其与肽交联后对反应产物的分子质量分布影响不大。而木糖与酶解液中肽组分发生反应的机理，以及氧化猪脂中羰基类脂质氧化成分与肽组分发生作用情况等，还有待于进一步研究。
