电子鼻和电子舌分析超高压对酶解液风味的影响

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检测样品: 生食水产品
检测项目: 风味品质
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发布时间: 2023-05-30
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北京盈盛恒泰科技有限责任公司

金牌18年

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通过日本INSENT电子舌和德国AIRSENSE电子鼻可以检测不同工艺条件下的水产品的滋味和气味变化,可全面的评价水产品的感官变化,准确判断人们对其的喜好程度和可接受性。“渤海大学"以蓝蛤为研究对象,利用超高压对其进行高压酶解处理,通过感官、电子鼻和电子舌等分析超高压对酶解液风味的影响,旨在完善和丰富超高压在水产应用方面的基础理论,为超高压酶解的加工利用提供了理论依据。

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通过日本INSENT电子舌和德国AIRSENSE电子鼻可以检测不同工艺条件下的水产品的滋味和气味变化,可全面的评价水产品的感官变化,准确判断人们对其的喜好程度和可接受性。“渤海大学"以蓝蛤为研究对象,利用超高压对其进行高压酶解处理,通过感官、电子鼻和电子舌等分析超高压对酶解液风味的影响,旨在完善和丰富超高压在水产应用方面的基础理论,为超高压酶解的加工利用提供了理论依据。 检测样品:蓝蛤(鲜活),购于锦州市林西水产市场检测仪器:SA-402B电子舌日本Insent公司;PEN3电子鼻德国Airsense公司电子鼻分析结果:图4中每个椭圆代表常压组和UP250处理组样液的数据采集点。经分析可知,PC1和PC2的贡献率分别为97.91%和1.16%,大于85%,表明PCA结果分析能代表样品主要的信息特征。经过超高压处理,酶解液PC1和PC2都发生了变化。和常压处理组相比,UP250组PC1变化较大,PC2几乎无变化。说明PCA方法在数据分析中合适,电子鼻可以准确地区分两种酶解液。  LDA是一种常规的模式识别和样品分类方法。LDA主要是利用投影的原理将数据降维,会使组间数据分开,而组内数据聚集。LDA方法注重的是挥发性成分的响应值在空间的分布状态以及彼此之间的距离分析。采用电子鼻分别检测常压与UP250处理的酶解液LDA结果,见图5。 电子舌分析结果:电子舌通过模拟人的味觉识别系统,可以在量化感官数据的基础上评价体系的一致性。因而结合感官与电子舌的分析方法,更能真实地反映蓝蛤酶解液的滋味轮廓。超高压处理组与常压处理组的蓝蛤酶解液苦味、鲜味和其回味值见表7。由表7可知,经过超高压处理后,酶解液的苦味及其回味降低,鲜味及其回味增大,结果与感官评价结果一致,进一步证明超高压对改善水产品酶解液的风味有显著效果。  结果表明:在 250MPa 压力下处理 60min 后得到的酶解液风味最佳, 在此条件下氨基酸态氮含量为 0.39g / dL ,水解度为 45.09% 。经感官评价、电子鼻和电子舌分析, 超高压处理酶解液苦腥味降低,鲜味值增大,酶解液味道鲜美,品质佳,超高压辅助酶解是制备优质海鲜调味基料的一种新型技术。中国调味未品品China Condiment第47卷第6期2022年6月基础研究 蓝蛤酶解液美拉德反应工艺优化及其对挥发性 风味物质的影响 步营1,韩梦琳1.2,祝伦伟3,朱文慧1*,李学鹏1*,位正鹏4,励建荣 (1.渤海大学 食 品 科 学与工 程 学 院,辽宁锦 州 121013;2.大连工业大学海洋食品 精 深 加工 关键 技术省 部共建协 同创 新中 心,辽宁大连 116034;3.毕节 市 农 业区 划 中心,贵州 毕 节 551700: 4.荣成泰祥食品股份 有 限 公司农 业部冷冻 调 理海洋 食品加工重 点实验室 ,山东 荣成 246309) 摘要:以蓝蛤超高压酶解液 为 原料,研究 了 温度 、时间 以及pH 对美拉德 反 应产物的 影 响 ,并对 美拉德 反 应 条件 进行优化 ,探究了反 应前后挥 发 性风 味 物 质的 变化。结果 表明,反应温度对美 拉 德反应的影响 最 大,并 且电子鼻具 有良 好的区分 效果 ;最佳反应 条 件为 :反应温度 120℃、时 间90 mi n 、初 始 pH 7.0。此 外,通 过 HS -SP M E -GC -MS法 测 定 美拉德 反 应前后酶 解 液 的 气 味发生 变化 ,具 有腥 味 特 征 的 醛类明显 降 低,而具有肉香味的 呋 喃 和 含硫化合物含量增 加 。结论 :蓝蛤超高压酶解液经过美拉德 反 应可以明显 改 善其风 味 。 关键词:蓝蛤 ;酶解 ;美拉德 反 应 ;挥发 性 风味物质 中图分类号:TS 201.1 文献 标 志码 :A d o i:10.3969/j. issn. 1000-9973.2022.06.003 文章 编 号:1000-9973(2022)06-0010-08 Optimization of Maillard Reaction Process of Enzymatic Hydrolysate of Aloididae aloidi and Its Effect on Volat i le Flavor Compounds B U Y ing', HA N M e ng-li n2,ZHU Lun-w ei , ZHU W en -h uil*, LI X ue-p e n g l*, WEI Z h eng -p e ng , L I Ji a n -r o n g (1. C ol l ege of F oo d S ci e nce and T ech n o l ogy , B o h ai U n iv e rsit y , Jinz h o u 121013, Chin a ; 2. C o ll a b o r a t i v e In novation Ce n t e r f or K e y T echnology o f Ma rin e F ood De ep Pr o ce ss i n g J o intl y B u il t by Pr o vi nce a n d Mini st r y , Dali a n Po l yt ec hni c Uni v er s it y , Da l i an 116034, Chin a ; 3. A gr ic ultu ra l Div is i on C e of B i j ie , Bij i e 551700, Ch i n a ; 4. Ke y L a b o r ator y o f F r o z e n Pr e p ared Marine F ood Pr oces sin g ,Mini s t ry o f A gr icu lt u r e , Ro n g c hen g T ai xi a ng F ood C o ., Lt d., Ro n g ch e n g 264309, Chi n a) Abstract L ::W i t h U H P enzymati c hy d r o lys a te of A l oi d idae aloi dia s th e r a wm a teri al , th e e ff ec t s o f te m p e r at ur e , tim e an d p H va l u e o n the Ma i l lard r eact i o n p rod u c ts (MRPs ) a r e s tu d i e d, M a i l l ard re ac ti o n (MR) cond i tion s a r e optimi z ed, an d t he cha nges o f vo l a til e fl avo r co mpo u nds b ef or e an d a f ter reacti o n are e xpl o r e d. T he resu l ts s ho w th at t he r e act io n t e mperatur e has th e great e st infl u enc e o n MR, a n d the elec tr o nic n o s e h as a g ood di scr i mi n a ti o n e f fect . The o pt im a l r eact i on co ndit ions a re a s fol l ows :react i o n t emper a t u r e i s 120 ℃, t i me is 90 m i n, a n d t h e in it i al p H val u e is 7.0. In add i t ion, HS-SPME-GC -M S metho d i s u s ed t o d e t er m ine the f l avo r c h a ng e s of enzy m a tic hy d r olys at e bef o re a n d a ft e r M R.A l d eh yd e s wi th fishine ss c h a r ac t e r is tics si gn if ic an t ly dec r ea s e , w hil e the co n ten t o f f u r ans a nd s ulfides wi th me a t fl avor i n cr e a ses. I t i s concluded that the fl a v or of UHP e nz y m atic hy dro l ysa t e o f Al oid i d a e aloid i ca n be si g nific a ntl y i mp rov ed by MR. Key words: A lo id i dae a lo i d i; en zym a ti c hy drolysis ; Maill ard rea c tio n ; v ola t il e flavo r c o mpou n d s 收 稿日期 :2021-12-18 基金项目 :“十 三 五 ”重 点研发计划 项 目(2016Y F D 0400705);辽宁省海 洋 与渔业厅科研项目(201813);辽宁兴辽英 才 项目(XL Y C 1807133) 作者 简介 :步营(1981一 ),男 ,工程师 ,硕士 ,研究方向:水产品加工及贮藏。 *通讯 作者 :朱文慧(1982一),女 ,副 教授,博 士,研究方向 :水产品加工及贮藏;李学鹏(1982一 ),男 ,教授,研究方向 :水 产品加工及贮藏。 引 文格式 :步营,韩 梦 琳,祝 伦伟 ,等.蓝蛤酶解液美 拉 德反应工艺 优化 及其对挥发性风味物质的影响[J ].中国调味品,2022,47(6):10-17. 蓝蛤 (Al o idi dae a loidi )是一 种 盛产于 我 国沿海 滩涂 的小 型低值贝类 ,主要作为对虾养殖 的 活饵料 使 用们 。其 肉质鲜美 ,富含优质蛋 白,呈味氨基酸占氨基 酸总量 的 50%左右 ,是 生 产海鲜调味料的 理想 原 料 2。近年来 ,以提 取 、发酵 和 酶解[5]等方式 生 产的海鲜 调 味 料需求持续增长 ,其 营 养 价 值高 、口 感好、抗 氧 化 性强 、降 胆 固 醇效果好 。其 中 酶解 技术 是一种实 现 海鲜 调味 料 现代化 生产 的 重 要 手 段,但是酶解液一 般 苦 腥味 重 、鲜味醇厚味较弱等 问 题严 重 限 制 将 其 开发为海 鲜调 味 料的进程。在适宜 的 反应条 件 下 ,美 拉 德反应 能 产 生 一 系列芳香 物 质 ,形 成 显著 的 香气 并 增 强味 觉 。 前 期 研 究表明,超高压处 理通过 提高蛋 白 酶活 性 、破 坏蛋 白质结构 来 增 加蛋白水 解度 ,促 进了呈味氨 基 酸、核 苷酸、有机酸等 风 味物质 的 释放 ,改善了酶解液 的 风 味[8。本 研 究 在 前期 研 究 的 基础 上,以蓝蛤超高 压酶解 液为 研究 对 象 ,对 美拉德 反 应进 行工 艺 优化,以 期对 蓝 蛤 酶解液进行 风味 修 饰,研发一 种风 味良 好 、天 然营养 、具 有生 物活性 的 海鲜调 味料 。 1 材料与方法 1.1 试验材料与试剂 鲜活 蓝 蛤:购于锦 州林 西 路水 产市场 ,购 回实验室 后进行吐沙 处 理并置于 一 40℃条 件 下保存 待 用。 Fl avou r z yme M (500 LAPU /g)、N ovo z y m 11039(1.2AU -A/g):丹 麦 N ovoz y m es 公司 ;氢氧 化 钠(食 品 级):滨化集 团股 份 有 限公司 ;D-木 糖(食品级 ):山 东福田药 业 有限 公 司 ;L-半 胱氨酸(食 品 级 ):河北 华 阳 生物科 技 有 限公司。 1.2 主要仪器设备 UV -2550 紫 外可 见 分 光 光 度计 日 本岛津公司 ;PEN 3 电 子鼻 德国 A i r sens e 公司;Agil en t 7890N -5975C 气 相 色谱-质谱 联 用 仪 美国 Ag il e n t 公司。 1.3 试验方法 1.3.1 蓝蛤酶解液的 制 备 按 照 步 营 等的 方 法 进行 酶解液 的制备:将 蓝 蛤脱 壳 取肉,取蓝蛤 肉 加入去离子 水 (1:1,W /V )后均 质,分 别 添加 Fl avou r zy m e 'M 500MG(0.2%, W /V, 500 L A PU /g)和 Novozy mT M 11039(0.2%, W /V, 1. 2 A U -A /g),用 1.0 m ol /L 的 NaOH 溶 液调 pH 为 7.0,在 250 M P a 下 高 压处 理1h,置 于50℃水浴锅中酶解4h ,酶解结 束 后 100℃下 灭 活 10 min 。在4℃下以5120×g离心 15 m i n ,将 上清 液 冷 冻 干燥后得到冻 干粉,置 于 干燥器 中 备 用 。超高压处理所得冻干 粉记为F (超高压酶解 物);常压处 理 所得 冻干粉 记 为F (常压酶解 物)。 1.3.2 美拉德反应单因素试验 以 冻干粉(0.50 g )、D -木糖(0.20g)和 L -半 胱氨 酸(0.20g)为原 料,配制 成10 mL 的 反 应体系。以 感 官 评价、风 味 中间体 、电 子鼻为指标 来 探 究 反应温度 、反 应时间 以 及初 始 反应 p H 值对美 拉 德反应产 物 的影 响 。 1.3.2.1 反应温度 对 美拉德反应产物 的 影响 取上述 反应 体 系 ,调 pH 为 6.5,分别在 90,100,110,120,130℃下 加 热 70 mi n,冷 却 至室温后进行评价。 1.3.2.2 反应时间 对 美拉德反应产物 的 影响 取上述 反应 体 系 ,调p H 为6.5,在 110℃下 分 别 加热60,70,80,90,100 mi n ,冷 却 至室温后进行 评价 。 1.3.2.3 初 始反 应 p H 值 对美 拉 德反应产 物 的影响 取上述 反应 体 系 ,调 pH 为 6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,分别 在110℃下加 热 70 m i n,冷 却 至室温后 进 行 评价。 1.3.3 美 拉 德反应正交 试验 在单 因素 试验基础 上,每个因素 确 定3个 水 平 ,以 感官 评分为试 验指 标 ,设 计 L ,(3)正 交 试 验优 化各因 素组合 ,以确定美拉德反应 的 最 佳 工 艺 参数。各因 素 水平见表1。 表 1 正 交试验因素水平表 T ab l e 1 O r t ho go n a l t es t f ac t or s an d levels 水平 因素 A反应温度/℃ B反应时间/min C初始反应 pH值 1 110 90 6.5 2 120 100 7.0 3 130 110 7.5 1.3.4低 分子 量 风味 中 间 体的 测定 美拉 德 反 应 产物 中 低分子 量 风 味 中间体在波长 294 n m 处有 最大 吸 收 峰 ,A 294n m越大风 味 越佳。用去 离 子 水 将 美拉德反 应 产物稀释50倍 后在294 n m 处 测 定 吸光 度 ,重 复3次。 1.3.5感官 评价 本试 验 挑选 10名 受过 培 训 的 食品专业人员(男女 各半 )组 成 感 官评价 小 组,评价 指标 用腥味、肉香 味 、鲜 味、苦 味 等 来 表示 ,对 美 拉 德反应产 物 逐个进行 评 分 ,最终 得出 感官综 合评 分101,见 表2。 表 2美拉德反应产物的感官评价标准 T a b le 2 T h e senso r y evaluatio n cr i te r i a for M RPs 分值 风味特征 程度 1 肉香味、鲜味和醇厚味极淡,腥味、苦味和焦糊味极浓 极不喜欢 2 肉香味、鲜味和醇厚味非常淡,腥味、苦味和焦糊味非常浓非常不喜欢 3 肉香味、鲜味和醇厚味中等淡,腥味、苦味和焦糊味中等浓 不喜欢 4 肉香味、鲜味和醇厚味轻微淡,腥味、苦味和焦糊味轻微浓 较不喜欢 5 肉香味、鲜味和醇厚味 一 般淡,腥味、苦味和焦糊味 一 般浓 一 般 6 肉香味、鲜味和醇厚 味 轻微浓,腥味、苦味和焦糊味轻微淡 较喜欢 7 肉香味、鲜味和醇厚味中等浓,腥味、苦味和焦糊味中等淡 喜欢 8 肉香味、鲜味和醇厚 味 非常浓,腥味、苦味和焦糊味 非 常淡 非常喜欢 9 肉香味、鲜味和醇厚味极浓,无腥味、苦味和焦糊味 极喜欢 1.3.6 电 子鼻 的 测 定 不同传感器 性 能 描 述见 表3。 表 3 电子鼻传感器性能描述 T a b le 3 T he p er f o r mance descri pti on of elec t ro ni c n ose sensors 序号 传感器 名称 性能描述 敏感 气体 阈值/(mL/m") R(1) WIC 对芳香族化合物灵敏 C,Hg 10 R(2) W5S 对氮氧化合物很灵敏 NO R(3) W3C 对氨类和芳香族类灵敏 CgH, 10 R(4) W6S 对氢类灵敏 H2 100 R(5) W5C 对烷烃和芳香族类灵敏 CsH 1 R(6) W1S 对甲基类灵敏 CH 100 R(7) W1W 对硫化物灵敏 HS 1 R(8) W2S 对乙醇灵敏 100 R(9) W2W 对有机硫化物和芳香族类灵敏 1 R(10) W3S 对烷烃灵敏 CH 100 参 照步 营等 I I的 方 法稍 作 修改。移取 5mL 美 拉 德反应产物于20 mL测 试管 中,用3层 保 鲜膜封口,50℃水 浴 30 m i n,生成 顶 空气 体,有利 于 电 子鼻探头 吸取顶 端空气。电 子 鼻参数设置 :以 洁净干燥空气 为 载气 ,测 定 时间120 s ,气 体 流量 300 mL /m i n ,采样后 清洗时间 240 s ,重 复3次。 1.3.7 美拉德反应产 物 的 制备 以 最 优 反应条 件 ,将F和F 的美 拉 德反应产物 分 别记为 MRPF 和 M RPF ,未添 加D-木糖和 L -半胱 氨 酸 的 热反应产 物 作为阴 性 对照(FN C 和 F N C ),未加 热 反应 作 为空白 对 照(FB C 和 F B C )。 1.3.8 挥发性物质 测 定 采用 H S-SP M E -GC -M S 法对样 品中 的挥发 性化 合 物进 行测定 12,参照 步 营等 的方 法稍 作 修改。取 5 mL 样 品 于 20 mL顶 空瓶中 ,加人1g Na C l 和磁转 子,迅速用 聚 四氟 乙 烯隔垫密封。60℃磁力 搅 拌加 热 平衡 15 m in 后 ,使用 50/30 um DV B/CAR /PDMS 萃 取 头(280℃活 化 30 m i n)顶 空 吸附 30 min,将萃 取 头 插认气相 色 谱 进 样口 ,解 吸 5 m i n。 气 相色谱条 件 :HP -5MS毛细 管柱(30 m×0.25 m m ×0.25 um );进样 口 温度250℃;载 气 为 He,流 速1.0 mL /m in;不 分流 模 式 进 样 ;程序升温:柱初温40℃,保 持4 min,以 5℃/m in 升 至 120℃,保 持1 mi n ,再以 6℃/min 升 至250℃,保 持6 m in 。 质 谱条 件 :电离方式为 电 子轰 击 (EI 源),电 子 能 量为 70 e V;色 谱-质谱接口温度280℃,离子源温度230℃,四 极杆温度 150℃;质量扫描范围30~550(m /z)。 所得 GC -MS 检 测 结果 通 过 计算 机 N IST11 谱库 和 人工检索处理 ,并 利用 C 8~C 20正构烷烃混 标 的 保 留 时间计 算 各 个 色 谱峰的 保 留 指 数(RI ),计 算 方 式参 照 Xu 等 13]的 方 法 ,确 定 挥 发性 物质的化 学组成 ,统计 匹 配 度 大于60和 RI 偏 差 ≤20 的 挥 发 性 物 质,按 峰面 积 归一 化法计 算 各化学成分 的 相对 含量。 1.3.9 数据分 析 采用 SPSS St a t i st i c s 19.0分析软件 中 的 ANOV A 程 序 进 行 显 著性分析(P ≤0.05,表 明 差异显著),数据绘图采 用 Or igin 9 软件 。电子鼻数 据 通过自带 的 Wi n M u st e r 软 件 进行主成分分 析(p rinci p al c o m po nent a n al y sis , PC A )。 2 结果与讨论 2.1 美拉德反应单因素条件的确定 2.1.1 美 拉 德反应温 度 的 确 定 反应温度对美 拉 德反应的影响 见 图 1。 图 1 反应温度对美拉德反应的影响 Fig .1 T h e effec t o f re act i o n te m pe r a t ure on Mail l a r d reac t ion 注:a ~d字母不 同 表示组 间 差异显著(P ≤0.05)。 由 图1可知 ,当温 度 低 于 110℃时,美 拉 德反应不 能 充分进行 ,所得产物腥味较 重,影 响 感 官品 质。随着 反应温度 升 高 ,美拉德反应产物的腥味 明 显减 弱,并产 生 浓郁的肉 香 味 和醇厚味 ,感官品质在 120℃时 达到 最 佳 (7.8分),显著高于其他反应温度 下 的感官评 分 (P <0.05)。当反 应 温 度继 续 升 高时 ,由于温度 过 高 而 产 生焦糊味 和 苦味 ,严 重 影响 感 官 。研 究表 明 ,当 反 应温度过高 时 会产生羟 甲 基糠醛 和 丙烯酰 胺等 对 人体 有 害的物质 14;随着反应 温 度的 升 高 ,美 拉 德反应产 物的 A 294mm呈递增趋 势,即有 利 于美 拉 德 反 应的进行 ,该结 果 与 孙世 广 [15]和伊 小 丽161的研究 结 果 一致。综 合 来 看,选择 120℃为 最 佳 反应温度进 行 后续试验。 不同 反 应温 度 的美 拉 德反应产物 电 子鼻 响 应 值 雷 达 图见图2中 (a),其中除 传 感器 W1W (对 硫 化 物灵 敏 )以外,其 他的传 感 器对各组 美 拉 德反应产物均有 明 显的 响 应 ,且不同 反 应温度 的 响应值存在差 异 。 由图2中 (a)可知 ,随着反应温度的 升 高 ,W 5S的 响 应值 明 显 降低 ,W 5C 显 著升高 ,说明 醛类等氮氧 化 合 物 逐 渐 减 少 ,并产生芳香类物质。该结果与感官 评 价时 的结果相 一 致 ;为进 一 步分 析 不同反应 温 度 下 美 拉德反应产 物风味的 区 别,对其进行 PCA 分析 ,其结 果 见图 2中 (b)。 图2 不同反应 温 度的美拉德产物的电子鼻响应值 雷达图(a)和主成分分析图(b ) Fi g.2 E l e ctronic nose res p o ns e value r ad ar d i agram (a ) and pr in c ip al co mp one nt ana l ys i s d i agram (b ) o f M a i l l ard reac t ion pro d u c ts at d ifferent r ea c tion t empera t ures 由图2中(b)可知 ,PC l 为 90.56%,PC 2 为 8.32%,贡 献率总 和为 98.88%,说明 可代 表 样品挥 发性 风味 的主要特 征 。从 空间分布上看,除 了 反应温 度 为90℃和100℃的美 拉 德反应产 物 气味 略 有重叠 ,其 他 区 分 度 良好,说 明样品 间 的 气 味 存 在 差 异 。发 生 重叠 的原因 可 能是反应温 度 较低,导致美拉德反应产物气 味相似 。 2.1.2 美拉德反应 时 间的 确 定 反应时 间对 美拉德反应 的 影 响见 图3。 图 3 反应时间对美拉德反应的影响 Fi g. 3 T he effect of reac t io n t ime o n M ai llard reac ti o n 注:a ~d字 母不 同表示组间差异显著(P ≤0.05)。 由 图3可 知 ,随着 反 应 时 间的延长 ,美拉 德 反应产 物的感官 评 分呈 递 增趋 势 。当反 应时 间 为60 m in 和 70 mi n 时 ,美 拉 德反应产 物有腥 味 和苦 涩 感,无 明显肉 香味 ,且感官协调 性 较差。随着反应时间延长至90 min,美 拉 德反应产物 的 腥味减弱 ,苦涩味无 明 显变 化,肉 香 味明 显 ,整 体 协调性更 佳 。反应时间 为100 min 与 90 min 的 感官评 分无显 著差 异 (P >0.05)。综合来 看,选择 100 min 为 最佳反 应 时 间进 行后续试验。 图 4 不 同 反应时间的美 拉 德产物的电子鼻响应值 雷达图(a )和主成分分析(b) Fig . 4 El ec t ro ni c no se r e spons e va l ue r adar diagra m (a) a nd princ i pa l co m ponen t analy s is diag r a m (b) o f M ai l l ar d r eact i on p rocucts at diffe rent r eact i on ti m e 不 同反应 时间 的美 拉 德反应产物 电 子鼻响应 值 雷 达图见 图 4中(a )。除 传感 器 W1W 外,其他 的 传感 器 对 各组美 拉 德反应产物均 有明 显的 响 应,变 化趋势 与 上述反应 温 度的影 响 效果一致 ,但 变 化幅 度 低 于温度 的 影 响 。 由图 4中(b )可知 ,PC 1 为 80.88%,P C 2 为 11.92%,贡献率总和为92.80%,能 较好 地代 表美 拉 德反应产 物 中挥发性风 味 的主要特征。从 空间分 布 上看,反 应 时 间 为 70,80,90 min 的 美拉德反应产物 相 互重叠,可能 是该反应 时 间 段 内 样 品 的 变 化程 度小 ,三 者 气 味成 分 相似 度高。 2.1.3 美 拉 德反应初 始 p H 的 确 定 图 5 p H值对美拉德反应的影响 Fi g. 5 Th e ef f ec t of pH value on M aillard r eact i on 注:a ~d字母 不 同表示 组 间差异显著(P ≤0.05)。 美 拉 德反应 体 系的初始 p H 能 够影响 美 拉德反应 的 进 行 ,pH值 过低 或 过高都会 使 产物产生不愉快的 感官 印 象。由 图5可知,美拉德反应产物 的 感官 评 分 和 A 294am随着 pH的 变化 先 增大后减小。当反应 液 为 酸性时 ,美 拉 德反应产物 的 增香效果 不 明显 。原因可 能是 在 酸 性 环境下氨 基 被质子 化,主 要 发生 1,2-稀醇 化 反应 ,生 成 糠 醛等 物 质 171,而 具有良好风 味 的 物 质 较少。p H为 7.0时美 拉 德反应产物的评分最高 ,此 时A 294 nm 最 大 ,即低 分子质量风味 中 间 体 最多。随着 pH 变为碱 性 ,反应变得 剧烈且 不 易 控 制,感官评分 和 A 294 n m开始降 低,因此 选 择 pH 7.0 为最佳初 始pH 进 行 后续试验。 不 同反 应 pH 值的美 拉 德反应产物 电 子鼻 响 应值 雷 达图见图 6中(a )。 由图6中 (a)可知,与 反应温 度 和时间 相 比 ,不同 pH 值 的 响 应值均较小 ,并 且 强 度变 化 微 小,这 表明 当 pH 在6.0~8.0范围内变 化 时,对美 拉 德反 应 产物的 气 味 方 面 影 响较小,结 合 感官评 价分 析可 知,pH 变 化 主 要影响了美拉德反应产物 的 滋 味 。 由图6中 (b)可 知,PCl 为 99.21%,PC 2 为0.44%,贡献率总 和为 99.65%,能 代 表样品 挥 发性 风 味 的 主 要特 征 。每组 样品 测 定 数 据 均 能成团并 且形 状 圆整 ,表 明 试 验重复 性良 好。同时各 组样 品在 空 间分布上距 离较 为 紧密 ,表明 样 品间气 味 差别 较小 。 图6 不同反应 p H值的美拉德产物电子鼻 响 应值 雷达图(a )和主成分分析(b ) Fi g. 6 El ec t ron i c n ose response v a l ue r adar diagra m (a ) a nd principa l compone nt analysis diag r a m (b ) o f Mai ll ard r eac ti on pr oduc t s a t diffe r e nt reaction p H va l ues 2.2 美拉德反应正交试验结果 表4 正 交试验设计结果 T a b le 4 Th e des i gn re s ul t s o f or t hogonal test 组序 A温度/℃ B时间/min C初始pH 值 感官评分 1 1(110) 1(90) 1(6.5) 7.4 2 1 2(100) 2(7.0) 7.8 3 1 3(110) 3(7.5) 7.5 4 2(120) 1 2 8.5 5 2 2 3 7.6 6 2 3 1 7.2 7 3(130) 1 3 4.8 8 3 2 1 4.3 9 3 3 2 3.7 ki 7.57 6.90 6.30 k2 7.77 6.57 6.67 k 4.27 6.13 6.33 R 3.50 0.77 0.37 主次因素 A>B>C 最优组合 ABC 由 表4可知 ,影 响 蓝蛤酶解液美 拉 德反应产物感 官品质的 因 素主次顺 序 依 次 为 A >B >C,即 反应温度>反应时间>初 始 pH 值。比较均 值k的 大 小 可 以 得出 美拉德反应 条件的 最 佳组 合为 AB C ,即反 应温 度为 120℃,时 间 为90 min ,初 始p H 为7.0,在 此 条 件 下制 备 的美拉德反应产物 无腥 味并且 肉香 味 浓郁,整 体 协 调性好(感官 评 分 为 8.5)。 2.33挥发性物质分析 表 5气 相色谱 -质谱法检测美拉德反应后酶解产物 挥发性成分的变化 T a ble 5 Cha nges of vola t i l e comp o un d s o f enzym a tic hydrolysate aft er M ai l l a r d r eactio n d e t ec t ed b y GC -MS 化合物” 保留时间/min RI 气味特征 相对含量/% F EC F NC MRPF FBC FNC MRPF 醛类(27) 化合物* 保留时 RI 气味特征 相对含量/% 间/min FBC F NC MRPF F2BC FNC MRPF 异丁醛 <800 刺激味 ND ND ND 0.13 ND 异戊醛 <800 水果味、麦芽味 ND 0.52 ND 2-甲基丁醛 <800 咖啡味、坚果味 ND ND ND 成醛 <800 杏仁味、辛辣味 ND ND 0.15ND E-2烯醛 <800 青草味 ND ND ND 3-甲基-2-丁烯醛 5.09 <800 ND 0.21 ND ND 正醛 5.53 腥味、青草味、 801 脂肪味 0.98 0.80 ND 0.99 0.68 ND 2己婚醛 7.25 852 水果味、蔬菜味 ND ND ND 0.47 ND ND 腥味、陈腐味、脂 胰醛 3-甲硫基丙醛 8.82 9.03 900 肪味 906 熟马铃薯味 4.63 2.64 ND ND ND 3.01 1.72 ND ND 苯甲醛 10.86 960 杏仁味、烧焦味 0.77 0.73 辛醛 (E,E)-2.4-庚二烯醛 12.33 12.64 1003水果味、腥味 1013 ND ND ND 苯乙醛 13.71 1046 杏仁味、风信子味 0.64 1.740.13 E-2辛烯醛 14.15 1060 金属味 1.47 1.70 ND 壬醛 15.62 脂肪味、腥味、 1105 青草味 3.56 2.07 0.41 2.00 2.560.31 (E,E)-2,6壬二醛 17.14 黄瓜味、蜡味、 1156 蔬菜味 ND ND ND ND 0.49 ND 4-乙基苯甲醛 17.45 1166 ND ND ND ND ND 18.66 1206 腥味、橘皮、牛脂味 0.70 ND 2.4-二甲基苯甲醛 19.10 1221 ND (E)-2-癸醛 20.29 1261柑橘味、牛脂味 ND ND o-Ethylidene- benzeneacetaldehyde 20.69 1275 ND 1.34 ND ND 0.85 ND 十一醛 21.67 甜味、玫瑰味、橘 1308 皮味 1.24 0.50 ND ND 0.98 ND 十二醛 21.67 脂肪味、百合味、 1308 柑橘味 ND ND ND 0.54 ND ND (E,E)-2,4十二碳二 婚醛 22.05 1322 0.31 ND ND ND ND ND 5-甲基-2-苯基-2己烯醛26.61 可可味、青草味, 1495 烤肉味 ND 0.16 ND ND ND ND 十四烷醛 29.21 1616脂肪味、桃子味 0.76 ND 0.27 0.17 0.29 ND 小计 酮类(16) 30.32 27.95 51.80 21.69 22.66 1.17 3成份-2册 2使酮 <800 脂肪味 2.3辛二酮 10.54 6-甲基-2庚酮 10.75 2.5己二酮 11.73 忡辛酮 3辛-2翻 11.96 13.56 苹果味 1042坚果味 0.73 0.79 苯乙酮 3.5辛二烯-2酮 14.44 14.60 1065杏仁味 1074脂肪味 2壬酮 15.25 脂肪味、水果味、 1094 蔬菜味 ND 0.68 2.15 ND 0.81 1.60 3千册-2翻 4-氧代异佛尔酮 16.73 16.85 112 ND 0.29 ND 0.77 0.09 ND 0.59 ND 4-氧代异佛尔酮 化合物” 保留时 RI 气味特征 相对含量/% 间/min F EC F NC MRPF FBC FNC MRPF 甲基辛基甲酮 18.30 ND ND 2十一酮 21.26 脂肪味、柑橘味 1.150.45 2.4辛二酮 23.74 玫瑰味,水果味 2-戊二酮 31.00 小计 5.26 2.82 醇类(15) 环丁醇 1.69 <800 ND ND ND 0.18 ND ND 异戊醇 3.93 辛辣味、威士忌 <80100 酒味 0.86 ND 0.18 0.33 ND ND <800 香草味 0.36 872花香味 0.19 庚醇 11.35 辛辣味、脂肪味、 974 柑橘味 1.23 1.48 2.17 ND ND 2.50 1辛-3醇 2-乙基己醇 11.64 13.26 蘑菇味 2香甜、花香味 0.82 0.34 正辛醇 14.62 香甜、玫瑰味、 1074 水果味 0.57 ND ND ND ND 1.47 芳樟醇 15.53 1198花香味 0.48 L薄荷醇 16.32 薄荷味 0.09 (E.Z)-3.6-Nonadien- 1-01 1壬醇 17.30 17.73 1161 1175 玫瑰味、柑橘味 ND 1.32 ND 0.38 1.47 ND ND 1.44 ND 1.86 1.65 ND a松油醇 18.29 脂肪味、茴芹味、 1194 ND ND 0.35 ND ND ND 薄荷味 雪松醇 29.98 1654木香味 2-己基-1癸醇 30.95 小计 芳香族化合物(7) <800 类似苯的味道 ND 甲苯 间二甲苯 芳香味 邻二甲苯 芳香味 茴香脑 21.10 38甜味、茴香味 2.6-二甲基萘 1,6-二甲基萘 24.52 24.52 1410青草味 丁基羟基甲苯 27.06 0.29 0.86 小计 酯类(4) 氨基甲酸甲酯 <800 <800 水果味 乙酸丙酯 乙酸丁酯 813 水果味 甲酸辛酯 小计 14.63 1075水果味 0.34 1.28 0.49 0.00 酸类(3) 乙酸 <800 酸味 ND ND 3甲基丁酸 886 难闻的气味 0.1 ND 2-甲基丁酸 8.62 辛辣味,奶酪味、 894 水果味 0.06 ND 0.35 0.10 ND 0.31 小计 0.32 0.24 0.64 0.21 0.000.67 酚类(3) 对甲氧基苯硫酚 17.44 1166 ND ND ND 0.07 0.58 ND 2.4-Hs(1,-dimethrlethyb)- pheml 27.12 1518 1.13 0.60 0.56 0.39 ND ND 续 表 续 表 相对含量/% 化合物* 气 味特征 化合物* 保留时RI 气味特征 间/min 相对含量/% FBC F NC MRPF F2BC F NC MRPF 2.5-1s(1,-dimethrglethgd)- pbenol 27.131518 ND ND ND ND 0.27 ND 小计 1.13 0.60 0.56 0.46 0.85 0.00 烃类(20) 1,3,5-Cyclobeptatriene 4.46 <800 0.09 ND ND ND ND ND 2.4-二甲基庚烷 6.04 816 0.14 ND ND ND ND ND 2.4-二甲基-1-庚烯 6.78 838 ND ND ND 0.02 ND ND 4-甲基辛烷 7.45 858 0.08 ND ND ND ND ND 正壬烧 8.71 896 0.09 ND ND ND ND ND 3-甲基-2成烯 10.39 946 ND 0.13 ND ND ND ND 3.5,5三甲基1己烯 11.40 976 ND 1.79 ND ND ND ND 1.3-二甲基环戊烷 11.40 976 ND ND ND 2.55 ND ND 4辛块 12.19 999 ND ND ND ND 0.38 ND 柠檬烯 13.10 1027柠檬味 0.13 ND ND 0.10 ND ND 2.2.6-三甲基环庚烷 13.32 1034 ND ND ND ND 0.33 ND 环辛烷 14.62 1074 ND 1.14 ND ND ND ND 4-甲基-2戊烯 19.48 1234 ND ND ND ND 0.20 ND 1.3-环辛二烯 20.84 1280 ND ND ND ND 1.26 ND 5十一快 24.30 1401 0.19 ND ND ND ND ND (1,13-十四烷二)婚 24.52 1410 1.62 ND ND ND ND ND 6十二炔 24.721418 ND ND ND ND 0.11 ND 环十二烷 26.15 1476 ND ND ND ND ND 0.49 8十六快 30.14 1662 ND ND ND 0.23 0.08 ND 9十人炔 31.26 1720 ND 0.02 ND ND ND ND 小计 2.52 3.28 0.00 2.90 2.36 0.49 呋哺类(13) 3-甲基呋喃 2.42<800 ND ND 0.13 ND ND 0.43 2-甲基呋喃 2-Z基呋喃 <800 咖啡味、焦糖味 3-辣醛 糠醛 焦糖味 2-呋喃甲醇 烧焦味 2-甲基3巯基呋喃 肉味、甜味 機(基)硫醇 咖啡味、肉味 10.27 2-甲基-5-(甲硫基)呋喃 10.54 烧焦味、肉味 2-正戊基呋喃 11.92 青豆味、黄油味 甲基糠基二硫 18.87 双(2-甲基-3-呋喃基)二硫27.46 1534肉味 二糠基二硫 30.73 1692肉味 13.06 小计 6732.61 0.22 5.02 22.93 含硫化合物(18) 二甲基二硫 <800 腐烂味、大蒜味 3-甲基噻吩 <800 硫磺味 2-甲基噻吩 <800 硫磺味 二甲基三硫 洋葱味、薄荷味、 11.08 966 辛辣味 ND 1.24 ND ND ND ND 2.5-二甲基噻吩 11.95 992肉味 2-乙酰基噻唑 12.86 1020爆米花味 1.2.3-Trithiolane 15.97 3-甲基噻吩醛 16.20 0.59 5-甲基-2-噻吩甲醛 16.22 1125杏仁味 0.45 2-Methy-5-(methylthio) thiopbene 16.70 1141 ND ND 0.12 ND ND ND 化合物” 保留时 间/min RI 气味特征 相对含量/% F BC F NC MRPF FBC F NC MRPF 2两基噻吩 19.57 1237 ND 0.19 ND ND ND ND 5-甲基噻喔 19.79 1244 烤肉味 ND ND ND 0.19 ND ND 2.5-噻吩二甲醛 20.11 1255 硫磺味 ND ND 0.31 ND ND ND 烯丙氧基苯硫酚 21.42 1299 ND ND ND ND ND 0.22 [1.2,3.4]Tetrathiane 22.47 1336 ND ND 0.38 ND ND 0.29 二糠基硫醚 33.97 1871 牛肉味,鸡肉味 ND ND 0.71 ND ND 1.96 Cyelic octaatomic sulfur 36. 13 1999 0.21 ND 2.25 ND ND 2.87 小计 0.21 6.93 6.82 0.19 1.96 7.60 含氮化合物(13) N已基甲胺 1.97 <800 ND ND 0.20 ND ND ND 吡嗪 3.63 <800 ND ND ND ND ND 0.04 嘧啶 3.78 <800 ND ND 1.46 ND ND 0.31 2-甲基吡嗪 6.22 822 牛肉味,可可味、 巧克力味 ND ND 0.61 ND ND 0.06 2.6-二甲基吡啶 8.28 883 薄荷味 ND ND 0.22 0.61 ND ND 2.3-二甲基吡啶 8.29 884 烤肉味 ND ND ND ND 0.03 0.35 2,5-二甲基吡嗪 9.16 910 花生味、巧克力味、 黄油味 ND ND 0.66 ND ND ND 2-Z基-5-甲基吡嗪 12.17 998 ND ND 0.34 ND ND ND 2-甲基-5异丙基吡嗪 13.98 1054 ND ND 0.29 ND ND ND 3-Z基-2.5-甲基吡嗪 14.81 1080 ND ND 0.94 ND ND 0.7 2-丁基吡啶 18.45 1199 ND 0.21 ND ND ND ND 2,5-Dimethy-3-(3- methylbutyl)-pyrazine 21.94 1318 ND ND 0.64 ND ND 0.47 吲哚 22.06 1322 ND 1.00 0.89 ND 0.95 ND 小计 0.00 1.21 6.26 0.61 0.98 1.93 注:ND 表示未检出;a表示 GC -M S 鉴定 ;b 表 示保留指 数;c表示气味描 述 主要来自以下在线数据库(h ttp://www. od o ur .or g. u k /, http://www. flavorne t. org /, ht t p s ://www. che m ica l boo k.com/P r o d u c t I ndex. asp x )。 在 一 定 程 度上 ,样 品 的风 味特 征 取决 于 挥 发性 化合 物 的组成和含量。由表5可知,根 据 它们 的一般 性 质 和化 学结构 ,共鉴 定 出139种挥 发 性化合 物并将其分 为11个 类 别,包 括醛类 、酮类 、醇 类、芳香族化合物 、酯类 、酸 类、酚 类 、烃 类、呋喃类、含硫 化合 物 、含氮 化合 物。 醛类主要是由 不饱 和 脂肪 酸氧 化或 氨 基 酸降解产 生的 ,一般具 有水 果 、青 草 、脂肪 和 腥味气味 特征,并 且 具有较低的气味活性值(o d ou r a ct i vit y valu e , OAV ),因此即使 微量 也能表现出其独 特的 风 味。在 本 研 究 中 ,醛类是酶解液最主要的 挥 发性 化 合物 ,而 其他 研究也 表明 醛类是 水 产 品中最 主 要 的 风味物 质 18-19。空白对照 组 中 醛类 的相对 含量(F BC:30.32%,FB C:21.69%)高 于阴 性 对照组(F NC:27.95%,FN C :22.66%)和美 拉德 反应产 物 (MRPF:1.80%,M RPF:1.17%)。该 结果表 明,随 着美 拉 德 反 应 的进 行,醛类 的相 对 含 量明 显 下 降,这与 Zha o 等的研 究 一 致。 2.3-二 甲基噻吩 16.91 1148肉味 ND ND 0.21 ND ND 0.22 总共 检 测 出16种酮,它 们 有 脂 肪和 坚果 的良好风 味。但是 ,酮类的 相对含量 较低并且具 有 高气味阈 值, 因此 对 风 味 贡献 较小 。醇类主 要 来源于多 不饱 和 脂 肪 酸 的降 解 或 羰基 化合 物 的 还原 ,一 般 来 讲,由于 醇类的 感官 阈 值 高 ,风味贡 献较小。l -辛烯-3-醇是 不饱和 醇,由于其 OAV低,因 此 对 样 品风 味有较大贡 献 。一 些 研 究发 现,1-辛 烯-3-醇广泛 存 在于贝类 中,是贝类 的特 征 风味物质[20]。芳 香族化合物主要是通过 芳 香族氨 基酸 的 分解 代 谢产 生 。此外,还发现 了 一 些 酯 类、酸 类 、烃类 和 酚类物质 ,由 于其 OAV 较高 ,通 常对 样品 的风味 没有 影响。 共检 出 13种呋 喃 化 合 物,有研 究表明 ,呋喃是氨 基 酸热 降 解而 形成 的2。呋 喃类 及其 衍生 物可 贡献 出肉味、咖啡 味和焦 香 味等香 味,并且 因 极 低的 OAV 而显 著影响食 品的 风味。呋喃类 物 质 在 F BC 、F BC 、F N C,F N C,MRPF 、MRPF 中的 相对 含量分 别为 0.78%、0.22%、9.67%、5.02%、32.61%、22.93%。这 些 结果 表明 ,加 热 美拉德反应后呋喃 含 量 明显 增 加 ,反应 体 系 中 L-半胱氨酸 和D-木糖 的加人促 进了呋喃的形成。 共检 测 到 18种 含 硫化合物,是提供肉香味、烧 烤 味和牛 肉风味的 重要 风味 物质,其 呈 味特性好且OAV 低 。由表5可知 ,美拉德反应 前 含硫 化 合 物的 相 对 含 量低 于0.21%,而 反应后其 种 类 和相对 含 量 明显增大 (大于6.82%)。此 外 ,还 检出13种 含氮 化 合物 ,它们 是 引起 熟食烘焙、花 生、牛肉 、可可 味 的 挥发性物质,具 有极低 的气 味 阈 值 。在本 研 究 中 ,美拉德反应后F中 含氮 化 合 物 的 相对 含量 从 0.00%增加到6.26%,这是 热诱 导的碳水 化 合物降解产 物 和氨基酸 的 Str ecke r 产物之 间反 应 导 致 的 。 3 结论 本 文 以蓝蛤 超 高压酶解液 为 原 料,采用美拉德反 应 对 酶解液的风味进行改良。在单 因 素试验的基 础 上,采 用正 交 试 验设 计 对反应的 各个 条 件进 行 优化试 验。结 果 表明 ,反应温度对酶解液气 味的改 变影响最 大 ,电 子鼻技术能良好地 将 其区 分 。最 优 工 艺条 件 为 反应温度 120℃、时间 90 min 、初始 p H 7.0,在 此条 件 下 制 备的美 拉 德反 应 产物无腥味并 且 肉香味浓 郁,整 体 协 调 性好。此外, HS -SPME -GC -MS 结果表明 ,酶 解液的 挥 发性 化 合物 在 美 拉 德反应前后发 生 变 化,具 有腥味特 征 的醛类 明 显降低 ,具有肉香 味的呋 喃 和 含 硫 化合物 含量 增加。由 此可见,蓝 蛤 超高压酶解液通 过 美 拉 德反应可 以明 显地 改 善其风味。 参考文献: [1]李学鹏,刘晏玮,谢 晓霞,等.热预处理 对 蓝蛤酶解及酶解液 呈味特性的影响 [J ].食品科学 ,2020,41(2):133-140. 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