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禽肉风味的形成

中国农业大学食品学院宋焕禄南庆贤

    一、禽肉中风味的形成
　　禽肉中风味形成的化学研究大都以鸡肉进行的。风味形成的机理以及形成的许多风味化合物，对各种禽肉来说都是相同的。赋予风味的物质可以分为香气化合物和滋味化合物。
　　1．滋味化合物
　　滋味化合物是具有滋味或触觉的非挥发性或水溶性物质。它们可能产生咸、酸、苦、甜、鲜等感觉。肉中滋味化合物的研究都集中在红肉（redmeat）上，但赋予各种禽肉滋味的许多物质都是相同的。
　　肉中的咸味是由氯化钠和一些其它无机盐以及谷氨酸单钠盐、天门冬氨酸单钠盐引起的。因为瘦肉中盐浓度是恒定的，故肉制品中盐味的感觉受其中脂肪含量的影响。甜味是由糖和一些氨基酸引起的。在肉中，糖是由尸僵后的糖化形成的，但是这些被认为是几乎不重要的。肉中的苦味一般来自于氨基酸和肽。酸味是由乳酸、无机酸、氨基酸和酸性磷酸盐引起。其它的滋味感觉（如“热”感和“冷”感）对未加工食品的风味几乎不起作用，但来自香辛料、辣椒、胡椒等的“辛辣”感觉经常被用来产生肉制品的风味。与之相反，增味剂如谷氨酸单钠盐、一磷酸肌苷（IMP）、一磷酸鸟苷（GMP）是肉中的天然组分，且对肉味的形成起了重要作用。它们已被证明可改善肉味，许多年来日本人一直用来赋予鲜味，增味剂的量受家禽被屠宰后糖化反应和其它过程的影响。谷氨酸单钠盐与IMP或GMP一起使用可产生协同效应，如1：1的混合物其鲜味强度比谷氨酸单钠盐的强30倍。已有人提出鲜味也可以由一种八肽——称为“牛肉肽，BMP”产生，就此滋味的研究已作了许多调查。
　　在赋予肉味的滋味化合物中，氨基酸、肽、蛋白质和核苷最重要的。一项对牛肉汤风味中滋味化合物的研究表明，许多氨基酸、肽、无机酸、盐和核苷具有滋味。其中许多是以低于其味觉阈值的量存在的，这表明对肉的滋味而言，协同效应是最重要的。肉汤样滋味（和咸味）中最重要是增味剂即谷氨酸、一磷酸肌苷（IMP）。乳酸也很重要，因为它增加了上述化合物的肉汤样性质及钾/钠比率。一种模拟的肉汤被制备出来，它与天然肉汤感觉非常接近，含有如下物质：天门冬氨酸、谷氨酸、一磷酸腺苷、一磷酸肌苷、肌肽、鹅肌肽、肉碱、乳酸、焦谷氨酸、明胶以及含有钠、钾、钙、镁、氯和磷酸盐。有人分析了煮鸡提取物中的水溶性成分，并将所分析出的氨基酸、三磷酸腺苷代谢物和无机盐重新组合，来模拟鸡肉提取物的感觉性质。结果发现谷氨酸和5′－IMP赋予鲜味和咸味，咸味也引起甜味。钾离子给出甜味、咸味和苦味。
　　鸡肉（或其它禽肉）中的滋味化合物通常存在于生肉中，并不需要烹煮来产生。但是，研究表明烹煮可影响滋味化合物的浓度。在肉的加热过程中，半胱氨酸、核糖消耗。但也有研究发现牛肉汤中的氨基酸含量在加热温度55℃升至95℃时增加，核苷如肌苷的浓度也增加。在烹煮过程中，糖、氨基酸和核苷酸的变化不仅影响了禽肉的滋味，还影响了其香气及总体风味，因为这些物质中的许多化合物是参与香气化合物形成的化学反应的前体物质。
　　2．赋予香味的化合物
　　与鸡肉中的滋味化合物相反，香气化合物大都是在加热过程中产生的。在加热过程中，化学反应的发生导致了许多种类的赋予鸡肉风味的香气化合物的产生。对这些香气挥发性化合物进行鉴定，便可确定在烹煮过程中哪些化学反应产生这些化合物。对简单模型系统中挥发性香气化合物形成的机理的许多研究有助于这一目的的达到。如果这些化学反应能被解释，则可推断出在烹煮过程中生肉中的哪些前体物质能发生了反应，产生了烹煮后禽肉的特征香气。
　　已报道的鸡肉中的挥发性香气化合物约有500种。其中很多有较高的气味阈值，但对总体的风味几乎没有贡献。其它的化合物可能含量很低，但对总体风味的影响非常大。近年来，研究集中于鉴定出“气味赋予化合物（aromaimpactcompound）”，即那些由于其浓度及阈值的结合，对肉的风味和总体香气起主要作用的化合物。近10年来，分析仪器和分析方法的发展，使得烹煮鸡肉中较低浓度赋予香味的化合物被鉴定出。气味赋予化合物通常是由通过气相色谱和气味评价结合法对很稀的香气提取物进行分析鉴定出的，那些在极其稀释的情况下其气味仍能用鼻子嗅出的挥发性化合物，被作为气味的最大贡献者。其它研究鉴定出了肉风味中的许多挥发性化合物，并评价了其气味/风味贡献及各个化合物的阈值。
　　表1中列出的化合物包括含硫化合物（杂环和脂肪族）、其它含氧或氮杂环化合物、醛和酮。单个看来，这些化合物给出硫味、肉味、烘烤的、烧烤的、脂肪的、动物脂的、水果味或蘑菇味香气，但结合在一起便构成烹煮鸡肉的特征香气。烹煮鸡肉的香气赋予化合物不同于烹煮牛肉的，双（2－甲基－3－呋喃基）二硫、甲硫醛和苯乙醛不重要，相反,反－2,4－癸二烯醛、γ－十二碳内酯和反－十一烯醛（脂肪特征）在烹煮鸡肉中较为重要。研究者提出这一不同可能是鸡肉中的亚油酸含量比牛肉中高。一项更早的研究也提出衍生自n－六碳脂肪酸的醛赋予了特征鸡肉风味，但花生四烯酸被认为特别重要。加热方法不同，烹煮鸡肉的风味和香气不同，对从煮鸡、烤鸡、炸鸡、受热鸡脂肪、鸡汤的挥发性化合物进行检测，便可看到这些差异。这些风味化合物的鉴定对希望复配较好鸡肉香精的香精公司来说是相当重要的。但是，对生产具有较好风味的鸡肉而言，重要是对烹煮过程中的化学反应和导致产生的香气前体物质的阐明。
    二．鸡肉香气形成的化学反应
　　表1指出了，对每一种气味赋予化合物而言，其形成需要哪些化学反应和前体物质。有证据表明，Maillard反应、脂肪氧化和硫胺素的降解尤其重要。
　　1．Maillard反应
　　Maillard反应产生了大多数烹煮食品的风味。Maillard反应是由一系列化学反应组成，在这些化学反应中，一种或多种氨基酸（或肽或蛋白质）通过多种途径与还原糖反应，产生许多产物。产物不仅包括香气挥发物，还包括非酶褐变产物——类黑精（melanoidins）及一些抗氧化物。
　　表1中列出的化合物中的20种产生自Maillard反应。H2S形成自半胱氨酸与二羰基Maillard反应产物之间的反应（Strecker降解），它不仅对总体肉风味有贡献，而且重要性还在于它作为中间体进一步参与反应，产生含硫风味化合物。鸡肉中的H2S可能来自肌肉中的半胱氨酸/胱氨酸或谷胱甘肽，在这些来源中，由于前体物质的丰富，蛋白质是H2S的主要来源。H2S与5－甲基－4－羟基－3(2H)－呋喃酮（另一Maillard反应产物）反应，产生2－甲基－3－呋喃硫醇、双(2－甲基－3－呋喃基)二硫和其它相关化合物。这些化合物也可以通过Maillard反应，在没有氨基酸存在的条件下，由核糖－5’－磷酸盐与H2S反应而形成。
　　生肉中的Maillard反应前体物质来源于动物死亡肌肉中物质的降解作用。游离糖及糖基磷酸盐是由糖解（糖原降解）和ATP降解形成的。肉中反应性最强的游离糖是由ATP降解形成的核糖。研究表明在牛肉和猪肉的风味形成中，核糖和核糖－5－磷酸盐比葡萄糖和葡萄糖－6－磷酸盐更重要。
　　2．硫胺素的降解
    硫胺素（VB1）是含有硫和氮的二环化合物，其热降解能产生许多含S和含N挥发性化合物，其中许多具有香气。硫胺素热降解产物中的许多化合物与Maillard反应形成的化合物相同，如2－甲基－3－呋喃硫醇，它对鸡肉和牛肉风味中的肉香味是很重要的。
　　3．脂肪氧化
　　脂肪氧化被公认是酸败产生的原因，但它也可产生理想的食品风味。复杂的系列反应在自然界是普遍存在的，已被广泛研究。当脂类受内源酶催化时，可形成许多的果蔬特征风味，而在室温时、不加控制的条件下，在肉中和其它食品中会产生油污的和酸败气味。在加热时，脂类的热氧化对理想肉味的形成起重要的作用。
　　表1中列出的是9种衍生自脂类热降解的化合物，它们赋予了鸡肉风味。它们是由各自具有清新、脂肪的、蘑菇样和水果味气味的醛、酮和内酯组成。
　　4．其它反应
　　尽管Maillard反应和脂肪氧化反应产生了赋予烹煮鸡肉香味的大多数化合物，但其它的反应也产生一些香味物质。赋予多数肉类紫罗兰香味的β－紫罗酮衍生自类胡萝卜素的氧化，可能衍生自饲料。原生质磷脂的降解导致了支链醛的形成。酚类化合物可以形成自植物材料或酪氨酸的降解。食品的总体香味和风味是各种产生香味反应之间平衡的结果。
　　三、香味形成反应中的前体物质
　　对禽肉风味的早期研究包括用渗析、过滤和类似的技术将生肉分离成各种组分，加热后再经过感官试验和风味前体物质分析。这些研究显示产生最强鸡肉味和肉味的组分含有碳水化合物、氨基酸、嘌呤和羰基化合物。小分子水溶性化合物受热产生鸡肉的基本风味，而脂类则产生鸡肉的特征风味。
　　有专利报道，氨基酸、含硫化合物和还原性双糖共热产生特征的鸡肉风味，其中亮氨酸的含量达到50％。丝氨酸也被认为是重要的。
　　对关键气味化合物的进行鉴定的最新研究都以不同的手段而得出了相似的结论。在对许多产生肉味的化合物进行鉴定、确认加热过程产生它们的化学反应后，就有可能得出生肉中哪些前体物质会产生好的鸡肉风味。这些前体物质包括还原糖及相关化合物、氨基酸或肽（特别是含硫的）、脂类和多不饱和脂肪酸。前体物质的范围较广，包括许多游离糖、氨基酸和脂肪等。
　　四、影响香味形成反应的因素
　　前体物质的浓度仅是影响香味和风味形成反应速率一种因素。其它物理和化学因素也影响最终风味的强度和质量。
　　1．pH值
　　许多形成风味的反应取决于pH值，且产生禽肉风味的香味化合物的量也受pH值的影响。例如对鸡肉肉味很重要的一些呋喃硫醇及其二硫和三硫化物在低pH值的模型系统和在肉中含量更高。相反，其它化合物如吡嗪和噻唑则随着pH值的升高而增加。这些化合物都是Maillard反应产物，但是由不同的途径（pH值不同）形成的。例如，2－甲基－3－呋喃硫醇是通过呈酸性的1,2－烯醇化途径形成的。将pH值调节至2～10的鸡肉也可以得到产生含硫化合物的类似结果。
　　脂肪氧化产物也受pH影响，不饱和醛的形成使pH值下降至4～5.5。其它化合物包括脂肪氧化产物和Maillard反应产物对pH几乎没有作用，包括含量最多的醛——辛醛和壬醛。
　　2．温度
    提高加热温度有利于Maillard反应和脂肪氧化。研究表明，当鸡肉中的最终内部温度从60℃升至80℃时，此两种反应产生的挥发性产物的总量增加。较高的温度不仅增加了化学反应速率，而且使肉中游离氨基酸和其它前体物质的释放速率增加。有研究比较了温度对两种Maillard反应产物和两种脂肪氧化产物释放速率的影响，可以看出尽管2,3－丁二酮和二甲基二硫在给定温度范围内以几乎恒定的速率增加，但脂肪氧化产物的量在70℃以上形成平台（增加停滞）。Maillard反应产物的抗氧化作用在温度高于77℃开始抑制脂肪氧化反应。因此，当温度升高时，不仅风味的强度而且气味化合物的平衡都会改变。
　　3．肉的其它成分
　　产生香气和风味的各种反应（Maillard反应、脂肪氧化、硫胺素热降解等）并不是孤立地发生。所有的肉都是复杂的生物系统，可以预料到这些反应的前体物质以及肉中其它成分之间会相互作用。Maillard反应与脂类热氧化之间的相互作用已用模型系统和肉来演示。研究显示了这些相互作用对水溶性模型系统赋予特征鸡肉风味的化合物的影响。当磷脂单独被加热时，得到一定量的脂类氧化产物；当半胱氨酸与核糖共热时，便产生Maillard反应产物。但是，当这些化合物被一起加热时，Maillard反应产物的存在降低了醛的形成，磷脂的存在抑制了对肉味很重要的呋喃硫醇的形成。
　　因此，禽肉的特征风味来自于水溶性滋味化合物和挥发性香气化合物的联合作用，这些化合物是由生肉中成分之间的反应产生的。这些物质的浓度和它们之间反应的速率受许多参数影响，因此也受生产或加工方法的影响。
　　五、饲养（production）和加工因素对禽肉风味的影响
　　可能影响禽肉风味的因素包括年龄、性别、基因类型、饲料密度、屠宰方法、开膛时间、冷藏时间和温度、加热方法；所有这些因素理论上会影响生肉的成分——前体物质的可得到性，还会影响加热过程中风味形成反应的进展。许多研究已对生产因素对禽肉感官质量的影响进行了调查，具体如下：
　　1．基因型
　　许多研究报道了不同生长速率的基因型其风味的差异，且因年龄和重量不同而不同。当重量相同而年龄不同（63天和144天）时，两种生长慢的基因型鸡的胸脯和大腿肉的风味强度有明显的增加。但是，当其在相同年龄被屠宰时，风味并无明显区别，这归因于年龄的不同。
　　2.年龄
    研究表明，随着鸡年龄的增长其风味增加。有研究者对公鸡肉和母鸡肉进行了分析，观察到在4～12周期间，风味可接受性增加。当鸡越长越大达到成熟时，鸡便经过了生理变化，这会对肌肉中的滋味和风味前体物质有影响。
　　3．性别
　　有的研究者说母鸡的风味好，有的说公鸡的好。性别对风味的影响与年龄有关，当公鸡达到性成熟时，产生的风味较强。
　　4．饲料
　　一些饲料对风味有降低作用，含有高不饱和油脂特别是鱼油的饲料会引起禽肉鱼腥腐坏味。饲料对肠道菌群的改善可以影响禽肉风味。最新的研究表明了与正常喂养的鸡相比，每天用全麦和新鲜绿色蔬菜喂养的鸡其肠道中大肠杆菌和粪链球菌以及其它菌类的菌数较高；如此得到的鸡肉风味较之正常喂养的鸡更丰富、肉味更浓、更具烧烤味。
　　VE具有抗氧化性，能抑制由脂肪氧化引起的不良风味。研究发现饲料中VE的添加（40mg/kg）使火鸡腿在－18℃冻藏7个月其可接受性增加。因此，VE能明显抑制脂类的氧化因而改变了储藏鸡肉中香气和风味的平衡。
　　5.屠宰和屠宰后处理
　　有研究表明，家禽在开膛前储藏8天其风味比未储藏的更强烈、更具肉味。鸭子热开膛、35min成熟与10℃、储藏24h后的冷开膛相比，前者的总体气味感官评分高，由Maillard反应产生的经色谱－质谱检测的挥发物较多。
　　冷藏时间加长，肉汤滋味就越强。肉成熟时间长则肉中氨基酸含量增加（包括增味剂谷氨酸和寡肽），谷氨酸盐的增加导致了冷藏鸡肉鸡汤味的增加。较长时间的储藏也会导致还原糖浓度的增加，还原糖又会影响风味的形成。
　　6．烹煮方法
　　解冻、清洗、修整、包装在铝箔/烤炉袋或不加包装的方法，被发现不影响风味。肉在不同的炉温下烘烤其风味不同，较高的炉温给出较多的鸡肉风味。将鸡肉用微波炉与传统烤炉烘烤，前者风味更好。这可能由于在微波加热中Maillard反应由于食品周围无干燥热空气而减弱，且风味会因蒸汽蒸馏而损失掉。对两种加热方法来说，将鸡肉在氯化钠和磷酸钠液中进行预腌渍，风味都会提高。
　　六、结论
　　生肉中的前体物质赋予了肉良好的风味。尽管现在还不能完全解释为什么一些鸡肉由于其风味化合物化学组成的差异，其风味较好。但是，有关的研究逐渐揭示了肉味的形成机理，增强了人们在饲养和加工家禽过程中应用这些知识来改善禽肉最终风味的能力。

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