刘袆帆，郑文雄，李素芬，肖更生，王琴*，朱卫家，李思梅

(1.仲恺农业工程学院 轻工食品学院，广州 510225；2.东和食品有限公司，广东 河源 517547；3.东源县板栗发展有限公司，广东 河源 517000)

坚果是营养化合物的丰富来源，因富含维生素和抗氧化剂而对身体有益，近年来，越来越多人喜爱食用坚果，板栗便是坚果家族中的一类[1-2]。板栗(CastaneamollissimaBlume)，又名栗、栗子、风腊，壳斗科栗属植物，在国内有“木本粮食、干果之王、铁杆庄稼”之称，在国外有“健康食品”的美誉。板栗原产自中国，主要分布于越南、中国等国家或地区[3]，富含多种营养物质，其中可被人体吸收并利用的养分多达98%[4]。板栗的食用价值较高，可以通过生食、炒食、蒸煮及烹饪等多种食用方式来摄取营养，将板栗与豆谷类食物合理搭配，还能增强豆谷类食品的营养品质[5]。板栗不仅具有较好的食用价值，而且对预防和治疗高血压、动脉硬化、冠心病等疾病有一定的药用价值[6]。

目前，板栗加工主要处于初加工阶段，深加工面临着产品种类较少、技术含量欠缺、加工效率较低等问题，由于人们对板栗产品的需求量日益增长，板栗以往的简单加工已经满足不了市场，所以板栗的精深加工和综合利用已经成为趋势[7]。

食用香精是利用天然或等同香料、合成香料合理调配而成的具有天然食品风味的香精[8]。其按照剂型可分为粉末、液体、胶囊等[9]，其中，粉末香精具有耐高温且留香时间长的特点，因此在烘焙食品中被广泛使用[10]。研究发现，目前关于板栗香精的相关研究较少，本实验将以板栗为主要原料，制备板栗香精，为板栗的进一步精深加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 原料与试剂

原料与试剂见表1。

表1 原料与试剂Table 1 The raw materials and reagents

1.1.2 仪器与设备

仪器与设备见表2。

表2 仪器与设备Table 2 The instruments and equipment

1.2 实验方法

1.2.1 板栗酶解液的研制

新鲜板栗去壳后用粉碎机粉碎，过80目筛，得到生板栗粉。

生板栗粉、纯净水(生板栗粉和纯净水按照1∶3的比例准确称取)，60 ℃恒温并保温15 min。

淀粉酶酶解：酶解温度为65 ℃，初始pH为5.0，恒温反应时间为150 min，调节温度至90 ℃，高温灭酶10～15 min，抽滤得到板栗酶解液。

1.2.2 板栗粉末香精的研制工艺

具体研制工艺[11-12]：板栗酶解液、氨基酸、单糖充分混匀→调节pH值→美拉德反应→冷冻干燥→板栗香精。

1.2.3 美拉德反应底物的单因素实验

1.2.3.1 氨基酸对美拉德反应产物香气的影响

称取板栗酶解液100 mL、葡萄糖8 g，二者充分溶解，平均分成四等份，置于250 mL锥形瓶中，分别加入不同配比的氨基酸混合液(见表3)，调整pH值至6.0，反应温度为80 ℃，并保持恒定，反应时间为90 min，冷却至室温，通过冷冻干燥技术制成板栗固体香精。最后将板栗固体香精制成板栗硬糖，进行香气、色泽的感官评价分析。

表3 氨基酸配比表Table 3 The ratios of amino acids

1.2.3.2 pH值对美拉德反应产物香气的影响

称取板栗酶解液100 mL、葡萄糖8 g，二者充分溶解，平均分成四等份，置于250 mL锥形瓶中，均加入10 g L-谷氨酸、10 g L-天冬氨酸，pH值分别调至5.0，5.5，6.0，6.5，反应温度为80 ℃，并保持恒定，反应时间为90 min，冷却至室温，通过冷冻干燥技术制成板栗固体香精。最后将板栗固体香精制成板栗硬糖，进行香气、色泽的感官评价分析。

1.2.3.3 温度对美拉德反应产物香气的影响

称取板栗酶解液100 mL、葡萄糖8 g，二者充分溶解，平均分成四等份，置于250 mL锥形瓶中，均加入10 g L-谷氨酸、10 g L-天冬氨酸，调整pH值至6.0，反应温度分别为70，80，90，100 ℃，反应时间为90 min，冷却至室温，并通过冷冻干燥技术制成板栗固体香精。最后将板栗固体香精制成板栗硬糖，进行香气、色泽的感官评价分析。

1.2.4 美拉德反应条件因素的正交实验

通过单因素分析，得到了板栗固体香精的工艺为L-谷氨酸10 g、L-天冬氨酸10 g、葡萄糖2 g、板栗酶解液25 mL、反应温度100 ℃、pH值6.5。为了得到最优的反应条件，在单因素实验的基础上，将反应温度、pH值、反应时间、误差因素作为美拉德反应正交实验的4个因素，各实验因素水平见表4[13]。

表4 美拉德反应因素水平

1.2.5 产品感官评价

采用感官评分法，选定10名专业的感官评价员，以板栗固体香精的香气强度、香气纯度、色泽及感官评价作为产品评分的4项主要评定指标，结果取平均值。设定感官评分标准[14]，见表5。

表5 感官评分标准

1.2.6 色差

进行颜色测定时，用黑板校正调零，以白板为空白对照，将香精均匀铺平，分别测试3个不同的位置，记录香精亮度 L*、a*和b*的变化[15]。

1.2.7 粒度

将板栗固体香精溶解在蒸馏水中，采用2000型激光粒度分析仪进行测定[16]。

1.2.8 扫描电镜分析

将板栗固体香精进行喷金处理，随后使用扫描电镜对其进行扫描分析[17]。

2 结果与讨论

2.1 氨基酸对板栗固体香精感官评分的影响

图1 不同氨基酸配比对产品感官评分的影响Fig.1 Effects of different amino acid ratios on the sensory scores of product

添加不同种类的氨基酸对美拉德反应及其结果产生了较大的影响。由图1可知，曲线呈下降趋势，说明产品感官评价受不同氨基酸配比的影响较为明显。据报道，谷氨酸夹杂火腿风味和淡淡的焦糊味，天冬氨酸具有淡淡的花香味，蛋氨酸有淡淡的焦糊味，半胱氨酸伴有酱香味和臭鸡蛋气味[18]。通过实验发现，第1组由谷氨酸和天冬氨酸组成的氨基酸配比感官评价得分最高，色泽和香气较佳。而第2，3，4组在第1组氨基酸种类的添加下，分别再添加了蛋氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸，发现均带有氨基酸本身的刺激性气味，故感官评价得分较低，香气不佳。

2.2 pH对板栗固体香精感官评分的影响

图2 不同pH值对产品感官的影响Fig.2 Effects of different pH values on the sensory scores of product

不同的pH值对美拉德反应及其结果产生了较大的影响。有研究表明，在酸性介质中，中间产物不够活泼，无法生成大量的芳香物质，而随着pH 值升高，蛋白质和糖类的降解也随之加快，有利于芳香物质的形成[19]。由图2可知，曲线呈上升趋势。最开始pH值处于5.0～6.0区间时，曲线的上升趋势较为明显，而pH值达到6.0～6.5时，上升趋势渐缓，说明随着反应液pH值的上升，产品感官评分也逐渐增加，到一定程度时逐渐呈平稳状态。结果表明，pH值为6.5时，得到的产品色泽和香气较佳。

2.3 温度对板栗固体香精感官评分的影响

图3 不同温度对产品感官的影响Fig.3 Effects of different temperatures on the sensory scores of product

调节不同的反应温度对美拉德反应及其结果产生了一定的影响。由图3可知，曲线呈上升趋势。当温度处于70～90 ℃时，感官评价得分逐渐上升，但上升的趋势弱于90～100 ℃区间，说明随着反应温度上升，产品的感官评价得分也逐渐增加，且增速变大。结果表明，反应温度对感官评价的影响较大且温度达到100 ℃时，产品的感官评价得分最高，此时为反应最佳温度，以此反应条件制得的板栗香精色泽和香气较佳。这可能是由于温度的升高有助于美拉德反应的进行，产生更多的香味物质[20]。

2.4 美拉德反应条件因素的正交优化结果

表6 正交实验结果与分析

由表6可知，影响美拉德反应产生风味物质的因素强弱顺序为：pH值>反应温度>反应时间=误差因素；美拉德反应的最佳条件为：A3B2C1D2，即反应最佳温度为100 ℃，最佳pH值为6.0，最佳反应时间为100 min。

2.5 最佳反应条件的验证实验

将正交实验得出的产品最佳加工条件与单因素实验得出的最佳氨基酸比例进行重复实验验证[21]，设置4组重复实验，感官评价得分分别为 37，38，37，39，平均得分为37.75。该实验结果优于表6中任意一组，故该反应液为实验制备板栗粉末香精的最佳反应液，温度100 ℃、pH值6.0、反应时间100 min为制备板栗粉末香精的最佳反应条件。

2.6 色差分析

板栗固体香精色差分析结果见表7。△L*为-20.00±1.05，△a*为3.99±0.34，△b*为28.30±1.21。有研究表明[22]，L*值表示亮度，L*值越大亮度越大，所以板栗固体香精亮度呈现出较暗的趋势，这可能是美拉德反应的产物引起的。a*值表示有色物质的红绿偏向，正值越大偏向红色的程度越大，负值越大偏向绿色的程度越大，说明板栗固体香精主要偏向红色。而b*值表示有色物质的黄蓝偏向，正值越大偏向黄色的程度越大，负值越大偏向蓝色的程度越大，说明板栗固体香精主要偏向黄色。

表7 色差分析

2.7 粒径及形态结构

通过对板栗粉末香精进行粒度测定和颗粒表面形态表征，结果见图4中A。板栗粉末香精的平均粒径为(557.23±14.59) nm,分散性为0.53±0.05，粒径分布均一；由图4中B可知，板栗粉末香精表面无裂纹，能够将板栗粉末香精的风味物质保留下来[23-24]，同时表面出现皱褶的现象，这可能是由于真空冷冻干燥使体积膨胀，冷却后囊壁内压强减少[25]。

图4 板栗粉末香精粒径及形态表征Fig.4 The particle size and morphological characterization of chestnut powder essence

3 结论

研究表明，板栗酶解液25 mL、L-谷氨酸10 g、L-天冬氨酸10 g、葡萄糖2 g；反应条件为温度100 ℃、反应时间100 min、pH值6.0，以此最优工艺制备得到的板栗香精保留了板栗的香味，同时味道协调、宜人，留香时间长。