呈味核苷酸及其在食品调味中的应用
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强度。由于复合味精比单纯味精在鲜味、风味和生产成本等方面具有独特的优点,因而将
逐步取代单纯味精在市场上的主导地位。 4.2应用于食品调味
实际上,人们已经在烹调中长期利用了呈味核苷酸和谷氨酸呈鲜味特点,而以前没有
认识到这一点。例如:日本仍在使用的一种叫做“dashi”的汤料,是由富含IMP的干鲣鱼
万方数据
表。后一类物质只有很弱的鲜味,但它们能与前一类物质一起使鲜味明显地增强【4J。除
了这 两类以外,有一些多肽也具有与MSG相似的鲜味L5 J。一些学者认为蚓6,琥珀酸或茶 氨酸(theamine)也有鲜味,尽管它们的味觉性质与MSG有很大差别。
在本世纪,特别是近几十年中,由于生产和应用的需要,对呈现鲜味的5’一核苷酸及 其衍生物进行了许多研究。本文拟对5’一核苷酸及其衍生物的呈味性质与化学结构的 关系、呈味特点、在天然食物中的分布以及在食品调味中的应用等问题进一步综述和介 绍,为进一步开发和利用5’一核苷酸类鲜味调味剂提供资料。
1食物中存在的天然呈味核苷酸
食物中本身含有一些天然呈味核苷酸。1913年日本化学家小玉新太郎发现干鲣鱼 中含有呈现鲜味的5’一肌苷酸。此后许多学者作过大量研究。日本化学家Knod7J对蟹 肉、鲍鱼、海胆等的提取物进行了分析,然后用省略对照的方法研究后指出,食物的鲜味是
在(I特MP定、条GM件P下 、水脚溶)和性谷成氨分的酸复一杂钠组(M合SG所)产。生表的1为综该合效 文应献,列但举主的要部呈分味天成然分食是物5’中一核核苷苷酸酸
中国烹饪研究
第16卷总第53期
核苷酸成分
河豚鱼鳗鱼 干鲣鱼 乌贼章鱼龙虾毛蟹虾蛄鲍鱼圆蛤扇贝。,、煮警渤,i,ta。Re。!尊:警Shn,tag,e
在食用动物肉(畜、禽、鱼、贝)中,鲜味核苷酸主要是由肌肉中的ATP降解而产生的。 动物在宰杀死亡后,体内的ATP依下列途径降解:
ATP竺里壹ADP』堕堕AMP』竺型兑旦IMP!堡竺旦旨卫次黄嘌呤核苷j塑次黄嘌呤+核糖
——万4—方—数据
鲜味强度
● ● ● L L m 仉
MSG和IPM混合物中IMP的含量(%) 图2 MSG和IPM混合物中IMP的含量与鲜昧强度之间的关系
呈味核苷酸在味精中有协同作用,可使鲜味倍增,应用于食物中具有突出主味、改善
风味、抑制异味的功能。因此,自呈味核苷酸的工业化生产以来,呈味核苷酸的应用已引 起广泛重视。 4. 1制造复合味精
样品,然后将每一种样品与相应浓度的单独由MSG配制的溶液对比,比较它们鲜味的强 度,对每种样品重复测定50次,采用概率统计方法处理实验结果。结果证实,呈味核苷酸 与MSG具有明显的协同效应,两者按一定比例混合使用可使鲜味倍增o
Monoto【18J用方程式表示了这种协同效应关系:
IMP与MSG的协同作用:Y=u+1218uv G MP与MSG的协同作用:Y=u+2800uv 其中,Y为混合溶液的鲜味强度(相当于Y克/100毫升的MSG),“为MSG的百分
的含量(在原文中原料名称为英文名称,未标注拉丁文学名,故无法查证确切的生物种)。
从表1中可以看出:动物性食物(如牛、猪、鸡、干鲣鱼肉)含有大量的IMP;甲壳类和 软体类原料(如龙虾、鲍鱼、乌贼等)和所有蔬菜含有AMP;干蘑菇类含有大量的GMP。
裹1
部分天然食物中核苷酸的含量
万方数据
1999年第2期
呈味核苷酸的结构与呈鲜味性质具有密切的关系。 一万2方一 数据
日本化学家KuninakIn]系统地研究了核苷酸类物质的结构和鲜味的关系,他得出的 结论是,呈现鲜味的核苷酸类物质在结构上具备以下3个条件:一是只有5’一核苷酸才 具有独特的鲜味,即在核糖部分的5’位碳上形成磷酸酯的核苷酸才呈现鲜味;而它们的 异构体,即在第2’或3’位碳上形成磷酸酯的核苷酸则无鲜味。二是并非所有的5’一核 苷酸及其衍生物都呈现鲜味。呈味核苷酸的碱基必须为嘌呤基,其第9位C上的N与戊 糖的第1个C相连。即只有嘌呤类的核苷酸呈现鲜味,而嘧啶类的核苷酸则没有鲜味。 三是在嘌呤环的第6位碳上有一个一OH,才呈现鲜味。
一5一
1999年第2期
中国烹饪研究
第16卷总第5用富含IMP的鸡肉(0.12~0.199/1009)吊汤;欧
洲人利用富含IⅧ(O.169/1009)和谷氨酸一钠(O.029/1009)的牛肉制作鲜汤。
在食品中添加呈味核苷酸能增强鲜味,而且添加的种类和数量不同,能产生出不同的
最典型的鲜味成分有两类【1,2,3J:一类是L一0【一氨基酸,以谷氨酸一钠(monosodium
5’一monophosphate即伽)为代 glutamate即MSG)为代表;另一类是5’一核苷酸和它们的衍生物,以5’一肌苷酸(inosine
5’一monophosphate即IⅧ)和5’一鸟苷酸(guamosine
中翻烹饪研究1999{2):1~6
呈昧核苷酸及其在食品调味中的应用
崔桂友 (扬州大学旅游烹饪学院扬州225001}
摘要 以5’一肌苷酸和5’一鸟苷酸为代表的5’一核苷酸及其一些衍生物, 已逐渐应用于食物的调味中。本文综述了5’一核苷酸及其一些衍生物呈鲜味 特点、呈味性质与化学结构的关系以及在食物调味中的运用情况,以便为进一步 开发和利用5’一核苷酸类鲜味调味剂提供资料。 关键词5’一核苷酸5’一肌苷酸5’一鸟苷酸调味
呈的味是性5’质一进肌行苷过酸研(究IⅧ,)发、现5’嘌一呤鸟类苷核酸苷(酸呷及)和其5许’多一衍黄生苷物酸都(呈Ⅺ现旧鲜)。味。其中,研究得较多
据Yamaguchi[9J和Imai等人【10J统计,呈现鲜味的核苷酸及其衍生物已发现有三十多
种,现将呈现鲜味的核苷酸和部分衍生物的名称及其呈味鲜强度列入表2。
效添果加。IM添P+加伽IM可P可使使食食品品融具荤有素肉鲜类味的于鲜一味,体添。加GMP可使食品产生蔬菜、香菇的鲜味,
在食品中添加呈味核苷酸还能消除或抑制异味。应用于某些风味食品中,如牛肉干、
肉松、鱼干片中,能减少苦涩味;应用于酱类中,能改善生酱味;应用于制作肉类罐头中,能
抑制淀粉味和铁锈味。我国在八十年代中期以后先后推出了添加呈味核苷酸的固态汤
5’一核苷酸与MSG的鲜味存在着协同效应o Yamaguchi[”J曾用味觉试验测量过这
种协同效应,他将IMP和MSG按4种不同比例分别制备5种浓度的溶液,共制备20种
万方数据
一3一
1999年第2期 鲜味强度
中国烹饪研究
第16卷总第53期
浓度
图1 MSG水溶液和IMP水溶液浓度与鲜味强度之间的关系
日本化学家Nakao等人【12J报道,具有上述3个条件的脱氧核苷酸也具有鲜味,但它 们的鲜味强度要比相对应的核苷酸要弱一些。
Honjo等人u3J进一步指出,除了这些条件以外,第5’位碳上的磷酸酯的两个一OH在 解离时,才呈现鲜味,如果这两个一OH被酯化或酰胺化,则鲜味消失。另外,一些人工合 成的5’一核苷酸衍生物,例如2一甲基一IMP、2一乙基一IMP、2一N一甲基一GMP、2一 甲硫基一IMP、2一乙硫基一IMP等,都是嘌呤环上第2位碳上的取代物,其鲜味比一般核 苷酸的鲜味更强一些。
3呈味核苷酸的呈味性质
3.1呈味核苷酸的物理性质
溶解性:表3中表示了5’一核苷酸的MSG在水中、在植物蛋白水解液中和在醋中的 溶解度(20"C)。可以看出,IMP在醋中溶解度较大,而MSG较小。
衷3
5’一核苷酸和MSG不同溶剂中的溶解度(20"C)
热稳定性:5’一核苷酸的热稳定性随含水量、pH和温度而变化。在干燥时,5’一核苷
酸对温度和pH都相当稳定,甚至同酸性和碱性物质混合时亦如此。而在水溶液中,则与
温度和pH有关,在pH3.0的溶液中115"C加热40分钟损失29%,在pH6.0的溶液中进
行同样的加热损失23%L14J。
3.2呈味核苷酸的呈昧特点
IMP、GMP和MSG的呈味阈值(即靠人的味觉能辩别出来的最低水溶液浓度),分别
表2
呈现鲜昧的核苷酸和部分衍生物的呈鲜味强度
由表2中可知,许多5’一肌苷酸衍生物或5’一鸟苷酸衍生物呈鲜味强度高于5’一 肌苷酸或5’一鸟苷酸,特别是在第2位碳上有一个含硫取代基团的5’一肌苷酸具有更强 的鲜味,但基于合成的成本等方面的原因,至今未投入商品化生产。 2.2呈昧核苷酸类物质的结构与鲜昧的关系
为O.025、0.0125和O.03克/100毫升[15]。从这一点来看,它们的呈味阈值是很相近的,
但有两点明显的不同:浓度与鲜味强度之间的关系明显不同,特别是在浓度较高时,MSG 的鲜味强度随浓度的升高而明显增加,而核苷酸却增加得很微弱u6J(见图1);MSG本身
即呈现显著的鲜味,而5’一核苷酸呈现鲜味则需要有MSG同时存在。 3.3呈味核苷酸与MSG的协同效应
果更加显著,并对酸、苦味有抑制作用。根据这个特点,研制了复合味精,使普通味精的鲜
度显著提高。
由于I御和GMP的生产成本很高,在复合味精中使用的比例较小。现在市场上的
复 的合 配味 比精 通,常大是多MS是G:在I常Ⅷ用:味伽精=9中5添 :加 2.2%5:的25.’5一,肌这苷个酸比钠例而可成生的产。单日纯本M的SG一约些6倍复的合鲜味味精
腺嘌呤核苷_j…氨酶
畜禽类经过途径A;甲壳动物中的虾蟹类经过途径A和B;软体动物经过途径B。
2呈味核苷酸的结构与鲜味的关系
2.1呈昧核苷酸类的成分
1913年,鲜味成分谷氨酸一钠的发现人池田菊苗的学生小玉新太郎在研究鲣鱼的浸 出物 时,发现鲣鱼的鲜味成分是5’一肌苷酸的组氨酸盐【8J。此后,许多学者对核苷酸的
这些实验是在纯水溶液或含盐溶液中进行的。因此,在实际应用于食品中时,还必须 考虑食品配料中天然存在的核苷酸和MSG。
4呈味核苷酸在食品调味中的应用
呈味核苷酸的工业化生产比MSG的生产起步晚。MSG在被发现后很快便投入了工 业化生产,而呈味核苷酸被发现后数十年未投入生产,直到六十年代以后才出现商品。白 五十年代发现5’一肌苷酸钠和5’一鸟苷酸钠与谷氨酸一钠具有呈味协调作用以来,世界 各国开始竞相研究,逐渐解决了呈味核苷酸的工业化生产问题,并逐渐形成了生产规模。 早期多采用酵母核酸酶解法。现多采用发酵法生产核苷(肌苷、鸟苷),再经化学磷酸化生 产。在1980年,日本的肌苷酸年产量就已达2000吨,鸟苷酸年产量已达100吨。我国自 六十年代以后也先后采用了菌体自溶法、发酵法、酶解法等方法生产呈味核苷酸。
比浓度(克/100毫升),口为IMP的百分比浓度(克/100毫升),口7为GMP的百分比浓度
(克/100毫升)。
比较上面的两个方程式可知,在相同浓度时,GMP的协同效应比IMP强2.3倍。 对IMP、GMP和MSG三者的混合物而言,如果IMP+GMP的浓度为铆”克/100毫 升,IMP与GMP的比例为P:q,则方程式改为:Y=“+(P+2.3q)1218uv”/(P+q)。 Yamaguchi[19J还测定了在IMP与GMP的混合物浓度不变的情况下(O.05克/100毫 升),IMP在混合物中占不同比例(从1%到100%)时鲜味强度,结果见图2:
盐的鲜味有协同效应,即呈味核苷酸钠盐具有助鲜作用,用少量IMP、GMP或IMP+ GMP与味精混合在一起添加到食物中,其鲜味倍增。例如:1克谷氨酸一钠和1克5’一 肌苷酸钠混合的水溶液,与在同体积水中溶解7.8克的谷氨酸一钠水溶液的鲜味相当;将
谷氨酸一钠与5’一肌苷酸钠以10:1的比例混合,鲜味可增至5倍,即使按照100:1的比 例混合,谷鲜味也可增至2倍。如果用5’一鸟苷酸钠代替5’一肌苷酸钠,则协同效应效
料、鱼干、调味料等,为呈味核苷酸的应用开辟了更广阔的前景。
参考文献
1,4 Kuninaka A.J.AGRIC.Chem。Soc.Jpn.,1960,34,489 2 Imai,K.et al Chem.Pharm.Bull.,1971,19,576
味精在开始投入生产时是单纯的谷氨酸一钠(MSG),现在已趋向于生产复合味精。 自六十年代开始,日本在MSG中添加少量呈味核苷酸生产“强力味之素”。我国也有不 少味精生产厂家先后开发了“特鲜味精”或“强力味精”。
复合味精一般由谷氨酸一钠与适量的呈味核苷酸钠盐(IMP与GMP或IMP+
GⅧ)构成。其制作原理是根据味的相乘作用(协同效应)o谷氨酸一钠和5’一核苷酸钠