反应型可可香料的氨基酸和还原糖

＋１
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９
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１２
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－１
※基础研究
食品科学
2007, Vol. 28, No. 11 77
Table 2
表 ２ Plackett-Burman 设计因子水平范围 Ranges of different factors in vestigated with Plackett-Burman design
因素 ＋１
水平 －１
Ｘ１ 缬氨酸（ｇ）
１．２ ０
Ｘ２ 甘氨酸（ｇ）
１．２ ０
Ｘ３ 苯丙氨酸（ｇ）wk.baidu.com
表 １ 11 个因素的 Plackett-Burman 试验设计表 Table 1 Plackett-Burman test design matrix of eleven variables
试验因素
试验序号
Ｘ１
Ｘ２
Ｘ３
Ｘ４
Ｘ５
Ｘ６
Ｘ７
Ｘ８
Ｘ９
Ｘ１０
Ｘ１１
１
＋１
＋１
＋１
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※基础研究
食品科学
2007, Vol. 28, No. 11 75
反应型可可香料的氨基酸和还原糖的 Ｐｌａｃｋｅｔｔ－Ｂｕｒｍａｎ 设计筛选
吴 跃 １，罗昌荣 ２，陈正行 １，＊
（１．江南大学食品学院，江苏 无锡 ２１４１２２； ２．华宝食用香精香料（上海）有限公司技术中心，上海 ２０１８２１）
１．２．１ 天然可可粉的制备 可可豆去除外种皮后，在 １２０℃下焙烤 ２０ｍｉｎ，后
粉碎机进行粉碎，过 ８ ０ 目的筛。
１．２．２ Ｐｌａｃｋｅｔｔ－Ｂｕｒｍａｎ（ＰＢ）试验筛选氨基酸和还原糖
１．２．２．１ ＰＢ 试验中的氨基酸和还原糖的选择 研究表明，天然可可粉焙烤前后氨基酸的损失量从
大到小依次是 Ｐｈｅ、Ｌｅｕ、Ａｒｇ、Ｔｙｒ、Ｇｌｕ、Ｖａｌ、Ｓｅｒ、 Ｔ ｈ ｒ 、Ｇ ｌ ｙ 、Ａ ｌ ａ 、Ｌ ｙ ｓ 、Ｐ ｒ ｏ 、Ｉ ｌ ｅ 、Ｍ ｅ ｔ 、Ｈ ｉ ｓ 。Ｅ ｄ ｙ 和 Ｎｅｌｓｏｎ 的研究［５］中前九种损失量最大的氨基酸与本人 的研究结果一致，差别是这九种氨基酸的损失量大小的 排序不同。某种氨基酸在焙烤过程中损失量越大，可 能更说明该种氨基酸对美拉德反应的贡献越大。为此， 氨基酸的选择为 Ｐ ｈ ｅ、Ｌ ｅ ｕ、Ａ ｒ ｇ 、Ｔ ｙ ｒ 、Ｇ ｌ ｕ、Ｖ ａ ｌ、 Ｓｅｒ、Ｔｈｒ、Ｇｌｙ 这 ９ 种，还原糖的选择为天然可可豆中 仅含有的葡萄糖和果糖两种。
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｋｅｙ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｓｕｇａｒｓ Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｔｏ Ｃｏｃｏａ Ｆｌａｖｏｒ ｂｙ Ｐｌａｃｋｅｔ－Ｂｕｒｍａｎ Ｄｅｓｉｇｎ
ＷＵ Ｙｕｅ１，ＬＵＯ Ｃｈａｎｇ－ｒｏｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｚｈｅｎｇ－ｘｉｎｇ１，＊ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｘｉ ２１４１２２， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｈｕａｂａｏ Ｆｏｏｄ Ｆｌａｖｏｒ ａｎｄ Ｆｒａｇｒａｎｃｅ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｃｏ． Ｌｔｄ．， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１８２１， Ｃｈｉｎａ）
摘 要：本研究采用 Ｐｌａｃｋｅｔｔ－Ｂｕｒｍａｎ 试验设计，选取缬氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苏氨酸、 丝氨酸、谷氨酸、精氨酸、葡萄糖、果糖 １ １ 个可能的可可风味相关因子进行筛选。统计分析结果表明：苯丙 氨酸、丝氨酸、亮氨酸、谷氨酸、精氨酸、甘氨酸对美拉德反应的可可风味产物中的几种重要的致香成分具有 最显著的影响。未发现葡萄糖和果糖对可可风味有任何差异贡献。选择这 ５ 种氨基酸和两种还原糖制备反应型可可 香料，产物进行感官分析，并用 Ｇ Ｃ － Ｍ Ｓ 分析其中的致香成分和含量，鉴定出 ５ ２ 种成分。 关键词：Ｐ ｌ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｔ － Ｂ ｕ ｒ ｍ ａ ｎ 设计；氨基酸；还原糖；可可风味；美拉德反应
76 2007, Vol. 28, No. 11
食品科学
※基础研究
可可是重要的热带经济作物，因其独特的风味及营 养价值，被广泛应用于巧克力、休闲食品和烟草等固 体食品中。但种植条件苛刻，产量不高，价格昂贵。 而且天然可可粉水溶性较差，难应用于液体饮料。因 此寻找天然可可粉的替代物一直是一个热门课题。采用 美拉德反应可能成为制备反应型可可香料一种选择。美 拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调 配和生产工艺的束缚，是一全新的香料生产应用技术。 Ｒｏｈａｎ 和 Ｓｔｅｗａｒｔ 用缬氨酸和亮氨酸与葡萄糖加热反应生 产类似巧克力香味［１］。Ｈｅｒｂｅｒｔ Ｆｏｓｔｅｒ证明苏氨酸或缬氨 酸与葡萄糖一起加热可产生类似巧克力的香味［ ２ ］ 。Ｌ ａ ｎ ｅ 和 Ｎｕｒｓｔｅｎ 则采用丝氨酸或酪氨酸与葡萄糖一起加热可 产生类似巧克力的香味［３］。而也有报道，加热果糖和等 浓度的亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸能够产生类似可可风 味［ ４ ］ 。但是这些前人所反应出的产品仅表现出可可的某 一特征风味，气味单一、不够浓厚，远作不了可可香 料。本研究期望选出能够制备出可可香料的几种主要氨 基酸和还原糖。
收稿日期：２００６－０９－０９ ＊通讯作者 作者简介：吴跃（ １ ９ ８ ２ － ） ，女，硕士研究生，主要从事美拉德反应型香料的制备。
ｅｎｚｙｍｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｐｅｐｔｉｄｅｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｓｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎ［Ｊ］． Ｍｅｉｊｉ Ｄａｉｇａｋｕ Ｎｏｇａｋｕｂｕ Ｋｅｎｋｙｕ Ｈｏｋｏｋｕ， １９９７， １１２： １－１９． ［７］ 程辉铭． 丝素的食品化及其功能性［Ｊ］． 国外丝绸， １９９４（１）： ２－７． ［８］ ＨＩＲＡＯ Ｋ， ＫＩＭＵＲＡ Ｙ， ＩＧＡＲＡＳＨＩ Ｋ． Ｆｏａｍｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｉｂｒｏｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ ｓｉｌｋ ｙａｒｎ， ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏａｍ ｆｏｒ ｍａｋｉｎｇ ｓｐｏｎｇｅ ｃａｋｅ［Ｊ］． Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｏｋｕｈｉｎ Ｋａｇａｋｕ Ｋｏｇａｋｕ Ｋａｉｓｈｉ， １９９８， ４５ （１１）： ６９２－６９９． ［９］ ＨＡＹＡＫＡＷＡ Ｓ， ＮＡＫＡＩ Ｓ． Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｎｅｔ ｃｈａｒｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｉｌｋ ａｎｄ ｓｏｙ ｐｒｏｔｅｉｎｓ［Ｊ］． Ｊ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉ， １９８５， ５０： ４８６－４９１． ［１０］ 北京大学化学系物理化学教研室试验课教学组． 物理化学实验［Ｍ］．
本研究采用Ｐｌａｃｋｅｔｔ－Ｂｕｒｍａｎ 试验设计筛选出对可可 风味具有主要贡献的氨基酸和还原糖，在专业食品香精 调香师感官评定的基础上，采用 Ｇ Ｃ － Ｍ Ｓ 分析产物的致 香成分及其含量。
１ 材料与方法
１．１ 材料、试剂与仪器 发酵干燥后的可可豆（品种为福拉斯蒂罗） 无锡上
可食品有限公司。 正戊烷（色谱纯 ９９％）；Ｌ－ 氨基酸、果糖（生化级）；
固相微萃取（ＳＰＭＥ）和同时蒸馏萃取（ＳＤＥ）是近年来发 展起来的两种常用的处理样品方法。但 ＳＤＥ 需在长时间 高温蒸煮，继续发生反应，不能反映真实结果。而可 可风味中的致香成分多为香气较弱、柔和的半挥发性成 分，Ｓ Ｐ Ｍ Ｅ 对其的提取是极为有限的。所以采用室温下 溶剂提取的方法，能更真实的反应产品的特性又能最大 限度的将其致香成分提取出来。
无水乙醚、无水硫酸钠、葡萄糖（ 均为分析纯）；市售优 质可可香精。
ＺＸ－９８型旋转蒸发器 中国科学院上海有机化学研 究所；Ａｇｉｌｅｎｔ ６８９０－５９７３气相色谱－质谱联用仪 美国 Ａｇｉｌｅｎｔ 公司；ＨＥ－４ 型油浴反应器 德国 Ｊｕｌａｂｏ 公司； ＡＲＲＶ７０／Ｃ型电子天平 奥豪斯仪器（上海）有限公司；ＤＪ－ ０２粉碎机 上海淀久中药机械制造有限公司。 １．２ 方法
０．８ ０
Ｘ４ 亮氨酸（ｇ）
０．８ ０
Ｘ５ 酪氨酸（ｇ）
０．８ ０
Ｘ６ 苏氨酸（ｇ）
０．５ ０
Ｘ７ 丝氨酸（ｇ）
０．５ ０
Ｘ８ 谷氨酸（ｇ）
０．５ ０
Ｘ９ 精氨酸（ｇ）
０．２ ０
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２
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８
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－１
北京： 北京大学出版社， １９８１． ［１１］ ＰＥＡＲＣＥ Ｋ Ｎ， ＫＩＮＳＥＬＬＡ Ｊ Ｅ． Ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ： ｅｖａｌｕ－
ａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｕｒｂｉｄｉｍｅｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］． Ｊ Ａｇｒｉｃ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ， １９７８， ２６（３）： ７１６－７２３． ［１２］ ＣＨＵＮＧ Ｓ Ｌ， ＦＥＲＲＩＥＲ Ｌ Ｋ． ｐＨ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｇｇ ｙｏｌｋ ｐｈｏｓｖｉｔｉｎ［Ｊ］． Ｊ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉ， １９９２， ５７： ４０－４２． ［１３］ ＤＡＭＯＤＡＲＡＮ Ｓ． Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ， ｐｅｐｔｉｄｅｓ， ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ ｆｏｏｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ［Ｍ］． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ， １９９６． ［１４］ 王璋， 许时婴， 江波， 等译． 食品化学［Ｍ］． ３版． 北京： 中国轻工业出 版社， ２００３．
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｔｈｅ Ｐｌａｃｋｅｔｔ－Ｂｕｒｎａｍ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｓｃｒｅｅｎ ｏｕｔ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｅｌｅｖｅｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒｓ， ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ａｆｆｅｃｔ ｃｏｃｏａ ｆｌａｖｏｒ． Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｅｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ． Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ， ｓｅｒｉｎｅ， ｌｅｕｃｉｎｅ， ｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ， ａｒｇｉｎｉｎｅ， ｇｌｙｃｉｎｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｔｏ ｃｏｃｏａ ｆｌａｖｏｒ ｂｕｔ ｎｏｔ ｔｈｅ ｔｗｏ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒｓ， ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ｏｆ ｆｉｖｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｔｗｏ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒｓ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏ ｒｅａｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｃｏａ ｆｌａｖｏｒｓ． Ｔｈｅｎ ｔｈｅｓｅ ｒｅａｃｔｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎａｌｙｓｅｄ ｂｙ ｏｒｇａｎｏｌｅｐｔｉｃ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ＧＣ－ＭＳ ａｎｄ ５２ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ：Ｐｌａｃｋｅｔ－Ｂｕｒｍａｎ ｄｅｓｉｇｎ；ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ；ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｕｇａｒ；ｃｏｃｏａ ｆｌａｖｏｒ；ｍａｉｌｌａｒｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＳ２０２．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００７）１１－００７５－０６