热加工风味料(下)

1.8 一些反应型香精的配方

我们已经探究了生产反应型香精的主要方法。 我们把“反应型香精”定义为暴露在高温条件下以产生一种特征风味类型的混合物。 在大很多情况下香精公司不直接出售反应型香精，但是会使用它作为组装模块来创造可以商业出售的最终风味物。 风味学家会在我们讨论过的多组原料中选择不同的成分。 在专家或许是职业厨师的帮助下，他们将会评价各种新产品，来决定是否这种成品香精在食物基质或加工中起作用，是否可以满足消费者所希望的保质期，是否符合经济回报的要求。 当这些工作完成后，配方就可以转变为完整的商业香精。

我们提供一些反应型香精配方的例子，它们已经在文献中有所报道。

1.8.1牛肉香精配方

  称取20g这种配方加入684mL的水中，加热到98℃，15min，所得的产物有烤牛肉风味。 建议使用量：牛肉汤中使用量为0.4%。

1.8.2烤牛肉风味配方

将反应混合物在100℃的条件下回流2.5h，生成强烈的烤牛肉风味。 建议使用量为最终食品的0.5~2.0%。

1.8.3鸡肉风味配方

将混合物加热到90~95℃，2h，用20ml的NaOH溶液调节pH到6.8。 建议使用量为最终食品的0.2~2.0%以到达烤鸡肉风味。

1.8.4猪肉风味配方

将混合物在回流温度加热60min。

1.8.5培根风味配方

在回流温度下烹饪90min。

1.8.6羊肉风味配方

将混合物在回流条件下加热2h。

1.8.7巧克力风味配方

将上述混合物在回流温度下加热30min。

1.9 热反应香精的应用

反应型香精在食品加工中的应用非常广泛。例如，可以用在加工肉、汤、酱料、调味肉汁、调味品、烘焙食品、零食和主菜中。食品服务型行业的发展也提升了市场对于以反应型香精为基础的咸味基料的需求。这一类香精的制备方法简单，质量可靠，稳定性好，是使得该类香精成功应用于食品行业的重要特征。在食物的热加工处理过程中，这些香精很有可能控制着食品的风味变化（Kevin，1997）。在加热处理产品的时候，反应型香精中的前体物质在其分配之前可以使产品的分为发生进一步的变化。反应型香精还可以使从未经过烧烤的产品具有烧烤风味，或者使从未被暴露在高温中的食物具有烘烤风味。反应型香精可以提高、强化或者复制食品的真实风味。表1-11总结了多种反应型香精在食品应用中的典型使用量。这些类型香精的特点如下：

反应型香精（PF）：我们将其定义为本章所讨论产品的主要类型。

混合香精（CF）：通过添加天然或人工合成的头香以及其他材料，如风味增强剂（谷氨酸钠等），以达到增强效果反应型香精。

前体系统（PS）：一种混合原料，热处理时释放香味。

咸味混料（SB）：这些是反应型香精和调味料或中草药的混合物。

表1-11 各种反应型香精在通常应用中的典型使用量

1.9.1汤类

汤类代表着反应型香精的一个主要应用。主妇或厨师制作一道好汤的作法就是创造一种反应型香精的基本方法。把肉、肉汁、肥肉、调味料、糖、盐和其他食物原料放入一个锅中，加热一段时间，加热过程是我们本章讨论的重点。在食物烹制过程中产生的香精与通过热加工处理产生的一样稳定。反应型香精在制汤时可以提高食物的鲜味。生产商通常将反应型香精与药草、香料、头香和风味增强剂相结合使用，以生产出高品质汤类产品。

前体系统可以在加热之前添加，然后风味可以在加热或者烹制时产生。反应型香精可以用来补充商业配方由于工序变化或者忽视了某种成分而引起的风味损失。即使反应或配方不允许有这种风味出现，但在嫩煎、烧烤或炙烤中产生的香韵仍然会带入到最终的产品中，并使产品的味道具有明显的“煎、烧、烤”的特征。

干汤料在冲泡时完全依靠反应型香精来产生最终产品的香味、口感和品质。通常这些即食汤并不是通过对汤进行脱水干燥得到的。它们是由多种干的原料组成的，因此在不添加香精的前提下，它们本身是没有味道的。干汤料中将会大量使用热反应型香精（Kevin，1997）。

1.9.2调味汁和肉汁

这些产品对反应型香精的要求与汤料类似，但是它们的使用量相对较大。毕竟调味汁和肉汁是浓缩产品，它们具有很强烈的风味，能给人深刻的印象。大多数调味汁和肉汁有肉的风味特征，而这仅仅是由于使用了反应型香精而产生的。

1.9.3零食产品

咸味零食（这些是以咸味为基础或者大部分是不甜的）主要依靠调味料和香料的使用，但许多独一无二的零食也将热反应香精加入其中。多种多样的天然香精和人工合成风香精已经用。培根，牛肉，鸡肉和奶酪的风味配以烧烤，炙烤和碳烤的香韵已成为许多零食中所用的最普遍的风味（Church，1995）。包括薯条、改良土豆点心、坚果、挤压和油炸点心等零食，它们的风味主要是通过添加香精、调味料和风味增强剂来形成。在加工或煎炸之前，挤压或膨化零食允许加入一定量的热反应香精或其前体物质。生产这种产品的详细加工过程将在另外一个章节中阐述。

1.9.4其他食品

多种多样的其他食品，比如素肉、改良肉类产品、饮料和烘焙食品都从使用反应型香精中获益。肉味香精、咸味香精或者焦味香精的特点和品质可以通过这些类型的反应型香精进行增强（《食品加工学》，1997）。

1.10监管问题

1.10.1调配方面

在了解如何监管方面，反应型香精的复杂性已经引起了分歧。在美国，这些原料获得“一般认为安全”（GRAS）的资质认证。GRAS物质包括一切被专家广泛认可的物质，经过科学试验或临床经验判断在其预期用途的条件下这些物质的安全性被评价为合格的物质。在1971年的联邦政府管理条例（CFR）中，为市售食品中使用的物质奠定了法律依据，进一步明确了GRAS的概念：

基于在食品中历史上通用的对安全性的普遍认可，并不需要某一食品添加剂所要求的具有相同质量和数量的科学证据，但通常应以普遍提供的数据和信息为基础。通过科学的方法获得的对安全性的普遍认可通常必须以出版的文献为基础，并要求相同的质量和数量的用于批准食品添加剂使用的科学证据。（CFR，第21条，121.3款）

美国食品和药物管理局（FDA）已经表示，反应型香精的GRAS认定是生厂商的责任。这种认定被认为是非FDA的个体做出的独立的GRAS认定。该认定具有这样的风险：FDA可能会以食品中的一种成分是一个未经批准的食品添加剂而反对，进而阻止其在食品中的使用。FDA已经注意到反应型香精可能由于以下原因被认为是GRAS（Lin，1994；Easterday & Manley，1992）：

反应型香精的生产模仿高温烹饪过程，比如烧烤。熟肉风味和反应型香精的主要区别是选定的食品成分混合物，而不是未加工的农产品。而且大多数反应型香精在低于150℃下产生的，温度比烧烤要低得多。当准备肉汁时，厨师将选定的食材混合在一起，在特定温度特定时间下做出。这样的肉汁制作过程和反应型香精的生产方式是类似的。反应型香精的使用量低，其他香精也是如此。

虽然FDA目前还没有对反应型香精有一个合法的定义，但香精和提取物制造商协会曾与世界香精贸易组织——国际香精工业组织（IOFI），一起建立了一个反应型香精的行业定义。附录1-A给出来自IOFI实施法则中的定义。

美国农业部（USDA）也为生产一种可被称为反应型香精或者反应香精的合成物建立了指南（Edwards，1990）。他们表示，在以下例外的情况和下面所描述的条件下，在反应中所消耗的成分可能会被列为反应香精（因为根据FDA的规则，已经有“反应香精”[调配风味]的定义，它是假设风味应该是天然香料和与其他天然香料或人造香料混合的天然香料，视情况而定）。

例外是（这些必须根据其对香精风味贡献优势的降序被排列在香精配方的公开声明里）：

•所有的动物源成分（由合适的物种和组织确定的），例如：牛肉脂肪、鸡肉提取物、明胶。

•所有非动物蛋白质类物质，如味精、水解植物蛋白、自溶酵母提取物或酵母。

•盐酸硫胺素、盐、和复杂的碳水化合物。

•任何在反应中没有被消耗的其他成分。

反应条件：

•反应包含氨基酸、还原糖、蛋白质底物。

•100℃处理或更高的温度加热至少15min。

美国食品和药物管理局以公共卫生（对某些蛋白质的过敏反应），文化和宗教为理由在1990年的最终条例中规定，香精必须标明其蛋白质成分，包括发酵、水解、自溶和酶修饰成分（联邦公报，1990）。1993年1月6日，FDA法规修订了水解蛋白的商标要求，并要求鉴定其蛋白质来源（CFR ，第21条，第102.22（a）款）。

在欧洲，从IOFI指南中找到的条款正变为了欧盟的合法定义。欧盟已确立反应型香精作为一种香精，必须像食品一样被标注。

1.10.2水解蛋白

在《食品化学法典（1996年）》中有作为风味物质使用的水解蛋白的定义。水解植物蛋白（HVP）的详细定义是：

蛋白质的酸性水解物主要由氨基酸，小肽（由≤5个氨基酸所组成的肽链）和盐所构成，这些盐主要由可食性的蛋白质材料在热和/或食用酸的催化下肽链完全水解所产生。肽链的断裂通常从略低于85％到近于100％。在处理过程中，蛋白水解液会用安全和合适的碱性物质处理。作为原材料的食用蛋白质材料来源于玉米、大豆、小麦、酵母、花生、大米，或其他安全适宜的蔬菜或者植物，或牛奶。个别产品可能是液状、膏状、粉状或颗粒状。

食品中的作用：调味剂；风味增强剂；辅助剂。

要求：所有计算分析在干燥的条件下进行。在一个合适的配衡容器中，用蒸气浴干燥液体和糊状样品，然后以粉状和颗粒状形式在105℃下干燥至恒重。

含量（总氮；TN）：不低于4.0％的总氮。

α-氨基氮（AN）：不低于3.0％。

α-氨基氮/总氮（AN/TN）百分比率：不小于62.0％且不超过85.0％，当以无氨氮为基准进行计算时。

氨基氮（NH₃-N）：不超过1.5％。

谷氨酸：以C₅H₉NO₄计算时不超过20.0％，且不超过氨基酸总量的35.0％。

重金属（以Pb计）：不超过10mg/kg。

不溶物：不超过0.5％。

铅：不超过5 mg/kg。

钾：不超过30.0％。

钠：不超过20.0％。

1.10.3自溶酵母提取物，酵母提取物

在《食品化学法典》中也有这些材料的定义。它们的详细定义为：

酵母提取物由酵母细胞中水溶性成分组成，其成分主要是氨基酸、多肽、碳水化合物和盐。酵母提取物通过食用酵母中自然产生的酶和加入的食品级酶一起使肽键水解而产生。可在加工过程中添加食品级盐。个别产品可能是液状，膏状，粉状或颗粒状。

食品中的作用：调味剂、风味增强剂。

要求：所有计算分析在干燥的条件下进行。在一个合适的配衡容器，用蒸气浴干燥液体和糊状样品，然后以粉状和颗粒状形式在105℃下干燥至恒重。

含量（蛋白质）：不低于42.0％的蛋白质。

α-氨基氮/总氮（AN /TN）的比例：不低于15.0％，不高于55.0％。

氨基氮：在干燥、无盐的情况下计算不超过2.0％。

谷氨酸：以C₅H₉NO₄计算时不超过12.0％，不超过氨基酸总量的28.0％。

重金属（以Pb计）：不超过10mg/kg。

不溶物：不超过2％。

铅：不超过3 mg/kg。

汞：不超过3 mg/kg。

微生物限度：

菌落总数：每克不超过50000CFU。

大肠菌群：每克不超过10CFU。

酵母和霉菌：每克不超过50CFU。

沙门氏菌：25g样品中检测应为阴性。

钾：不超过13.0％。

钠：不超过20.0％。

1.11 安全问题

香料工业对风味物质的安全性一直很关注。通过其贸易组织—香精和提取物制造商协会（FEMA），该行业已投入大量的研究，不断监测在食品香精中使用的物质安全性。

1.11.1热反应型香精的安全性

正如我们提到的，反应型香精在美国是“一般认为安全”（GRAS）。一些最早的反应型香精已被食品和药物管理局（FDA）与香精和提取物制造商协会（FEMA）评估。FDA审查了短期和长期的牛肉香精、鸡肉香精（半胱氨酸/水解植物蛋白/木糖或葡萄糖）和烟熏火腿香精（半胱氨酸/水解植物蛋白/木糖/发烟液体制剂）的动物饲喂研究，并没有发现任何毒副作用（SCOGS，1978）。

20世纪70年代末，一日本团队在烧焦的鱼和肉中发现了几个多环杂环胺（PHAAs）（Powrie等，1983；Sugimura等，1989）。这些材料的Ames试验均表现有诱发突变的活性。一份早期的研究表明了蒸煮时间/温度和TA1538沙门氏菌测试中突变体的产生之间的相关性（Kato & Yamazoe，1987）。

20世纪80年代的进一步研究，发现存在着超过25种具有不同诱变性的 PHAAs（Jaerstad等，1983）。已确定PHAAs的主要前体为肌酸氨基酸和肌酸酐。这两种氨基酸在动物的肌肉蛋白中都有发现。各种肉类的分析调查支持一种观点：肉类在高温烹调后含有一种或更多PHAAs。

20世纪80年代后期，在小鼠、大鼠和灵长类动物的致癌性研究中显示，PHAAs是强力致癌物。由于反应型香精的生产过程与肉类烹饪类似，美国的香精工业已经与FDA联合研究反应型香精的化学性质，审查反应型香精的生产制造过程。PHAAs的定量分析方法已建立用于反应型香精的定量审查过程。一项工艺条件调查表明，只有极少种类的反应型香精是在会产生PHAAs的温度下生产的。图1-7展示了在熟肉制品中发现的一类主要的多环杂环胺，并将其作为分析研究对象。

图1-7 在肉类提取物中发现的杂环胺 

IOFI指导方针控制反应型香精的生产方法以确保有毒、致癌或诱变性物质都在绝对最小水平，并提出香精的分析标准。欧洲香精专家小组委员会已表示，反应型香精中可接受的PHAAs将是50 ppb。这些香精通常在一些食品中占1％或更低的值。这意味着对消费者的风险是非常小，与炸、烤甚至煮熟的肉类相比它是微不足道的。

1.11.2水解蛋白

据报道，在20世纪70年代末，生产水解植物蛋白的过程中产生了一些含氯化合物，这些化合物是由盐酸与残留在制造HVP的蛋白质中的脂质反应产生的。这些物质被报道的有：单氯丙二醇（MCPs=2-单氯-1，3-丙二醇和2-单氯-1，2-丙二醇），二氯丙醇（DCPs=2，3-二氯丙-1-醇和1，3-二氯丙-2-醇）。在HVPs中发现的主要氯乙醇也是美国和欧盟国家的监管部门所关注的，这类物质主要有1，3-二氯丙-2-醇（DCP）和3-单氯-1，2-丙二醇（3MCP)。英国农业、渔业和食品部已分别确定了以50 ppb和1 ppm作为商品所允许的它们的含量最大值。

在美国，FDA应用营养于安全中心委员会（CFSAN）在对DCP和3MCP的致癌风险评估中认为，这两种化合物均为具有遗传毒性的致癌物质，这一结论是基于几种国际组织包括FAO/WHO的食品添加剂联合专家委员会（JECFA）的毒理学报告做出的。JECFA的结论是，这两种氯丙醇是“不受欢迎的食品污染物”，并且它们在水解植物蛋白中的含量“应降低到技术可实现的最低水平”。在美国1958年食品添加剂修订法案中，“德莱尼条款”禁止使用任何被证明是致癌物质作为食品添加剂。根据FDA的政策，这些物质被视为污染物。根据这一政策，如果一种污染物或者一种食品添加剂的成分（本身不是一种致癌物质）有致癌性，那么将对其进行定量风险评估以确定其在食物中的存在水平是否达到公众所关心的。

水解液制造商贸易组织、国际水解蛋白理事会（IHPC）正根据《食品化学法典》建立DCP和3MCP的分析规范（分别为1 ppm和50 ppb）， CFSAN会把这一规范作为公众健康的保障。该行业正在主动降低所有的产品中氯丙醇含量到规范值以下，因此FDA可能并不需要采取任何监管行动，该行业会自我监管这些物质的水平（Dern，1997）。

我们可以推断的是HVP以不同的浓度被添加到反应型香精中，但通常远低于配方中100%的含量。因此，反应型香精中氯丙醇的量将大大低于公众关心的安全水平。反应型香精一般都不会以使用水解植物蛋白的量在食品中使用，这会进一步降低接触这些化合物风险。

1.12 结论

反应型香精是一组复杂多样的香精。它们的制作过程非常类似于一些家庭烹饪操作或商业食品制备工艺所产生的风味。商品化香精在各种食品和饮料应用十分广泛，它代表着当今风味化学家主要的创造和挑战之一。

香料工业将继续为了解热处理时风味是如何形成的，以及应用该知识创造新的、更加有用的风味系统作出更多的努力。该行业还将继续确保调香师用来调配香精产品的香精原料安全。

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[80]G.A.M.van den Ouweland, R.L. Swaine, Perf. Flavor. 5(6) (1980) 15.

[81]P.J. van Pottelsberghe, German Patent GP-PS 1,318,460 (1971).

[82]O.G.Vitzthum, P. Werkhoff, E. Ablanque, 7 emeCool. Sci. Int. Cafe, Hamburg 1975 ASIC, Paris, 1976, 115.

[83]A.E.Wasserman, N. Gray, J. Food Sci. 30 (1962) 801.

[84]Y.Zhang, M. Chien, C.T. Ho, J. Agric. Food Chem. 36 (1988) 992.

[85]G. Ziegleder, Dtsch. Lebensm. Rdsch. 78(1982) 77.

附录1-A

国际香精工业组织（IOFI）关于反应型香精的生产和商标的指导方针

简介

反应型香精的生产是通过加热作为食品或者食品组分的原材料来完成的，这与烹饪食物类似。

描述反应型香精特征最有效的途径是通过它们的其实材料和加工条件，因为反应的最终成分是极其复杂的，类似于熟食的组分。在厨房中由主妇、在食品加工时通过食品企业和香精企业，反应型香精每天都在生产。

IOFI的成员已经采用以下指导方针以向食品行业和食品的最终消费者确保品质、安全和符合反应型香精的法规。

1.使用范围

1.1. 这些指南只涉及到热反应型香精，它们不适用于食品、风味提取物、定义为风味的物质或者风味物质混合物和风味增强剂。

1.2. 这些指南定义了那些原料和加工条件，这些内容与食品加工是相似的，同时，也给出了香精的加工过程，这就不再需要进一步评价这些香精，是可以接受的。

2.定义

热反应型香精是一种通过加热食品成分和/或可用于食品或者反应型香精的成分产生其风味特征的产品。

3.良好作业规范（GMP）的基本准则

香精行业的操作准则的第3章也适用于反应型香精。

4.反应型香精的生产

反应型香精须符合国家法律，并且还要符合以下要求：

4.1. 反应型香精的原材料。反应型香精的原材料应由以下材料中的一种或多种组成：

4.1.1. 蛋白氮源：

l  蛋白氮源包括食物（肉类、家禽、蛋类、乳制品、鱼类、海鲜、谷类、蔬菜制品、水果、酵母）和它们的提取物。

l  上面各类的水解产物、自溶酵母、多肽、氨基酸和/或它们的盐类。

4.1.2. 糖类来源：

l  含有糖类的食物（谷类、蔬菜制品和水果）和它们的提取物

l  单糖、双糖和多糖（食糖、糊精、淀粉和食用胶）

4.1.3. 脂肪或脂肪酸来源：

l  含有脂肪和油类的食物

l  由动物、海产品或者蔬菜得到的可食用脂肪和油类

l  氢化的、反式酯化的、和/或分离的脂肪和油类

l  以上物质的水解产物

4.1.4. 列在表9-A.1中的材料

表9-A.1 加工时用到的材料

4.2.反应型香精的成分

4.2.1.天然香精、天然和天然等同香精物质和风味增强剂，在香精行业的生产规范的IOFI准则中均有所定义。

4.2.2. 反应型香精附属物。适合的载体、抗氧化剂、保护剂、乳化剂、稳定剂和抗结剂列在IOFI关于香精行业操作准则附件Ⅱ中的香精附属物列表中。

4.3. 反应型香精的制备。反应型香精的制备就是将4.1.1.和4.1.2.中的原材料与4.1.3.和4.1.4.中一种或多种适合的添加物一起处理。

4.3.1.在加工时产品温度不得超过180℃。

4.3.2. 在180℃时加工时间不得超过15min，而相对的在较低的温度时间可以较长。

4.3.3.加工过程中pH不得超过8。

4.3.4. 香精、风味物质和风味增强剂（4.2.1）与香精附属物（4.2.2）只有在加工完成后才能加入。

4.4. 对反应型香精的一般要求。

4.4.1.热反应香精应该根据由国际食品法典推荐的食品卫生通则来生产。（CAC/Vol A-Ed.2（1985））。

4.4.2. IOFI关于香精行业操作准则所列出的限制使用的天然和天然等同香精物质也适用于反应型香精。

5. 标签

反应型香精的标签需要符合国家法律。

5.1. 需要提供充足的信息使得食品生产商的产品符合法律要求。

5.2. 生产商或者反应型香精的经销商的名称和地址需要显示在标签上。

5.3.只要这些附属物在终产品中具有一定的技术功用，热反应香精的配方中就必须要声明这些添加的物质。