Development of Meat-like Flavor by Maillard Reaction of Model System with Amino acids and Sugars

Meat-like Flavor 개발을 위한 당-아미노산 Model System에서의 Maillard 반응

Optimal substrates and reaction conditions were studied to develop boiled or roasted meat flavor by Maillard reaction under a model system. Sugars for the reactions were xylose, ribose, glucose, lactose, maltose, and sucrose. Amino acids were cystine, cysteine, methionine, lysine, and glycine as the reaction substrates. The reacted solutions were measured their absorbances at 278 nm and 420 nm and were evaluated their sensory properties. Except cysteine, the pentose mixtures with all of the four amino acids showed a faster reaction rate than those mixtures with hexose or disaccharides. pH was decreased rapidly until 8 hours and then changed a little thereafter. Sensory evaluation showed that cystine-lactose or cystine-xylose from single substrate and cystine-lactose-maltose, and cystine-lactose-xylose from mixed substrates reacted at $100^{\circ}C$ for 16 or 20 hours were found to be close to boiled or roasted meat flavor. The volatile compounds from the four selected sugar-amino acid solutions by GC/MS were 8 hydrocarbons, 10 aldehydes, 6 ketones, 7 alcohols, 2 aromatics (benzene), 1 ester, 4 furans, 1 base and 5 sulfur compounds.

본 연구는 meat flavor 생성에 관계가 있는 아미노산과 당으로 구성된 model system하에서 Maillard 반응을 시키면서 각각의 기질을 단독 또는 혼합하여 반응시켜 끓인 혹은 구운 고기 향미에 가장 근접한 반응기질과 반응 조건을 찾고자 하였다. 반응 중 반응액의 특성은 관능적 특성과 흡광도 및 휘발성 성분을 비교하였고, 검토한 당과 아미노산은 각각 xylose, ribose, glucose, fructose, lactose, maltose, sucrose와 cystine, cysteine HCl, methionine, lysine HCl, glycine이었다. 반응 20시간동안 278 nm와 420 nm의 흡광도 변화로 얻은 반응 속도 상수를 비교한 결과, cysteine HCl을 제외한 4가지 아미노산과 혼합한 5탄당 혼합물이 6탄당이나 이당류와의 혼합물보다 높은 반응 속도 상수를 나타내었다. 또한 반응액의 pH는 반응 8시간 까지 감소하다가 거의 일정한 값을 유지하였고, 반응 속도가 빨랐던 아미노산과 당 혼합물이 더욱 낮은 pH를 나타내었다. 끓인 고기와 구운 고기 향미에 근접하였던 단독 기질로는 $100^{\circ}C$에서 0.2 M cystine에 0.2 M lactose를 20시간, 0.2 M cystine에 0.2 M xylose를 16시간 가열한 반응액이었다. 혼합 기질의 경우는 0.1 M lactose와 0.1 M maltose 또는 0.1 M xylose를 혼합한 혼합당액에 0.2 M cystine을 첨가하여 $100^{\circ}C$에서 20시간 반응한 액이었다. 선정된 4가지 반응액의 GC/MS에 의한 휘발성 향기 성분은 관능적 결과와 유사하였으며, hydrocarbon류 8종, aldehyde류 10종, ketone류 6종, alcohol류 7종, aromatics (benzene)류 2종, ester류 1종, furan류 4종, base류 1종, sulfur compound류 5종을 확인할 수 있었다.