《Food Research International》：Banana peel extract enhances the taste and quality of beef patties by modulating the maillard reaction
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香蕉皮提取物通过增强美拉德反应前体物质提升牛肉饼咸味和鲜味感知，并抑制脂质氧化，不影响物理化学性质，可作为天然清洁标签添加剂。
Nayoon Park | Hye-Jin Kim | Jeong Beom Ju | Cheorun Jo
韩国首尔国立大学食品与生物融合中心农业生物技术系及农业与生命科学研究所，首尔08826
摘要
本研究旨在探讨香蕉皮提取物（BPE）作为还原糖来源，是否可以通过美拉德反应提升牛肉饼的风味和质量特性。实验中准备了含有0%、0.5%、1.0%或1.5% BPE的牛肉饼，并在180°C下进行煎烤。随着BPE含量的增加，A294值和荧光强度升高，而A420值降低（p < 0.05），表明美拉德反应早期产物积累。在生牛肉饼中，添加BPE后L*、a*和b*值下降（p < 0.05），但在烹饪后这些差异不再显著。BPE显著提高了牛肉饼的持水能力，而其质地参数未受影响，说明BPE对牛肉饼的物理化学性质没有不良影响。此外，BPE还显著降低了脂质氧化值和挥发性醛类物质（如己醛和庚醛）的含量，显示出抗氧化作用。感官评估和电子舌分析结果显示，添加BPE的牛肉饼盐分和鲜味增强。TCA可溶性肽含量的增加（p < 0.05）进一步支持了这些结果，表明形成了与美拉德反应早期阶段相关的低分子量肽。总体而言，BPE作为一种天然添加剂，具有提升肉类风味和抗氧化稳定性的潜力，有助于实现清洁标签和减少钠摄入的目标。
引言
风味和口感是影响消费者选择和接受食品的主要因素（Modupalli等人，2022年）。在肉类工业中，人们采用了多种策略来提升食品的感官特性，如酶处理、肽类物质、水解产物以及美拉德反应。其中，美拉德反应在热加工过程中能够产生令人愉悦的风味，这一点尤为值得关注。美拉德反应是一种非酶促化学过程，发生在还原糖与氨基酸、肽类或蛋白质之间（Lee等人，2025年）。该反应不仅影响食品的感官品质，还对其营养价值有重要影响（Arihara等人，2021年）。例如，木糖与鸡肉肽之间的美拉德反应产生了赋予食品坚果香和肉香的风味化合物（Liu等人，2015年）。除了提升感官特性外，美拉德反应还生成具有抗氧化和抗菌等功能的产物（Fu等人，2020年）。这些产物还能延缓冷藏储存期间鲤鱼鱼糜的脂质氧化和微生物生长，显示出作为天然防腐剂的潜力（Cao等人，2024年）。尽管肉类本身富含蛋白质，但通常缺乏足够的还原糖，这限制了加工过程中的风味发展。因此，向肉类产品中添加还原糖可以促进美拉德反应，从而增强风味。
还原糖可以从天然来源获取，包括水果、蜂蜜和植物提取物。近年来，消费者越来越倾向于选择更安全、更健康的食品，偏好天然成分（Ferreira & Santos，2022年）。这一趋势推动了人们对天然添加剂的研究，尤其是从食品副产品中提取的还原糖，因为它们可以增强肉类产品的美拉德反应。这种方法既能减少食物浪费，又能促进天然成分的利用，符合可持续发展和循环经济的目标。
香蕉是全球产量和消费量最大的水果之一，其原因在于其广泛接受度、全年供应以及低成本（Pereira等人，2020年）。然而，在香蕉加工过程中会产生大量废弃物，其中香蕉皮占总重量的约35%（Rebello等人，2014年）。香蕉皮通常通过填埋、焚烧或堆肥处理，这些方法都会造成环境污染（Sial等人，2019年）。值得注意的是，香蕉皮中含有可水解生成还原糖的聚合物（Martínez-Trujillo等人，2020年）。基于此，我们假设香蕉皮提取物作为一种新的还原糖来源，可以应用于肉类产品中，通过美拉德反应提升风味。在之前的研究中，电子舌分析表明，向基于肉类的模型系统中添加香蕉皮提取物可以增强鲜味和盐分。不过，该研究在将香蕉皮提取物或其他天然还原糖应用于肉类产品方面存在局限性。
因此，本研究旨在探讨香蕉皮提取物对牛肉饼质量和风味特性的影响。为此，我们准备了不同浓度的香蕉皮提取物牛肉饼，并对其物理化学性质进行了分析。同时进行了感官评估和挥发性化合物分析，以评估其对牛肉饼风味特性的影响。总体而言，本研究表明香蕉皮提取物作为一种天然添加剂，在提升产品价值和促进可持续食品发展方面具有潜力。
香蕉皮提取物的制备
香蕉皮提取物的制备
香蕉皮提取物（BPE）的制备基于成熟的富含碳水化合物的植物材料提取原理，其中可溶性上清液被作为提取物（Baby & Ranganathan，2016；Hwang等人，2021；Sun等人，2000）。制备过程包括两个主要步骤：(i) 碱性过氧化氢（AHP）预处理和 (ii) 酶促水解。AHP预处理是一种温和且高效的去木质化方法，利用碱性条件下的过氧化氢进行
美拉德反应强度
如图1所示，通过吸光度和荧光测量评估了不同浓度BPE处理后的牛肉饼中的美拉德反应程度。294 nm处的吸光度对应于美拉德反应早期的中间产物，而420 nm处的吸光度则表明了最终阶段棕色聚合物的积累（Hao等人，2025年）。随着BPE浓度的增加，294 nm处的吸光度显著升高（p < 0.05），其中最高值出现在
结论
本研究表明，BPE通过促进美拉德反应早期产物的形成，增强了牛肉饼的盐分和鲜味，同时抑制了脂质氧化。重要的是，这些改进并未影响牛肉饼的关键物理化学特性。这些发现表明BPE作为一种天然风味增强剂和功能性添加剂具有潜力，符合可持续食品利用的战略。然而，美拉德反应后期产物的生成减少
作者贡献声明
Nayoon Park：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法设计、数据分析、概念构建。
Hye-Jin Kim：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、项目监督、软件应用、方法设计、实验设计、资金申请、数据分析、概念构建。
Jeong Beom Ju：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法设计、实验设计、数据分析利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。
致谢
本研究得到了韩国工业技术评估院（KEIT）的支持，该机构由贸易、工业和能源部（MOTIE）资助的“Alchemist”项目提供支持（项目编号：20012411）。此外，还获得了韩国国家研究基金会的资助（项目编号：RS-2025-25399552）。
