动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (2): 500-508    PDF    
鸡肉风味的形成机制与调控研究进展
崔小燕, 苟钟勇, 蒋守群, 蒋宗勇     
广东省农业科学院动物科学研究所, 畜禽育种国家重点实验室, 农业部华南动物营养与饲料重点实验室, 广东省动物育种与营养公共实验室, 广东省畜禽育种与营养研究重点实验室, 广州 510640
摘要: 风味是衡量鸡肉品质的一个重要指标。鸡肉风味的形成是由于风味前体物质通过加热发生一系列复杂的化学反应从而生成具有挥发性的特征性化合物。本文综述了形成鸡肉风味的前体物质、产生风味的化学反应、提供鸡肉风味的挥发性化合物及改善肉质风味的调控措施,为进一步研究鸡肉风味提供理论依据和参考。
关键词: 鸡肉     风味前体物质     挥发性风味物质     营养调控    
Research Advance of Formation Mechanism of Chicken Meat Flavor and Regulation
CUI Xiaoyan, GOU Zhongyong, JIANG Shouqun, JIANG Zongyong     
Institute of Animal Science, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, State Key Laboratory of Livestock and Poultry Breeding, Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science in South China, Ministry of Agriculture, Guangdong Public Laboratory of Animal Breeding and Nutrition, Guangdong Key Laboratory of Animal Breeding and Nutrition, Guangzhou 510640, China
Abstract: Flavor is an important indicator of measuring chicken meat quality. The chicken meat flavor is formed through a series of complex chemical reactions of flavor precursors initiated by heating to produce volatile compounds. This paper discussed the precursors of chicken meat flavor formation, chemical reactions involved in flavor formation, the volatile compounds of chicken meat flavor and the regulating measures to improve the meat flavor, which could provide a theoretical basis and reference for the future studies on chicken meat flavor.
Key words: chicken meat     flavor precursors     volatile flavor compounds     nutrition regulation    

风味是肉类食品对人们的嗅觉和味觉受体进行刺激所产生的一系列生理反应和感官评判,是影响肉品食用口感好坏的一个重要因素。生肉的风味是清淡的,一般只有咸味、金属味和血腥味,风味大都通过烹饪产生。在加热过程中,瘦肉和脂肪组织中的前体物质经过一系列变化产生的挥发性与非挥发性成分发生交互反应,最终形成肉品的特征风味。人们在煮熟的禽肉中发现了大约500种挥发性化合物,其中大部分在鸡肉中发现,包括烷、烯、醇、醛、酮、醚、酯、羧酸及含硫杂环化合物等[1]。各种挥发性物质对肉品风味贡献的大小取决于各自的气味阈值[2]。一般醛类和杂环类化合物的阈值远远低于烷烃类,对肉品风味的贡献却远大于含量更高的烷烃类。醇类物质的阈值大都较高,不饱和脂肪醇的阈值相对较低。鸡肉的风味受到多种因素的影响,包括鸡的品种和日龄、饲粮、饲养方式、宰后熟化、加工储存及烹饪方法等,这些因素会影响鸡肉风味前体物质的组成和含量,或者影响烹饪过程中风味形成反应的进程。

1 风味前体物质

肉品风味前体物质,即肉品中能产生的挥发性肉香化合物成分。肉品中发现的主要风味前体物质可分为水溶性成分和脂类2大类[3]。前者包括游离糖、糖磷酸盐、核苷酸结合糖、游离氨基酸、肽、核苷酸和其他含氮化合物,如硫胺素是主要的水溶性风味前体物质[3]。鸡肉的鲜味主要来自水溶性前体物质,如肌苷酸(inosine-5′-monophosphate,IMP)和谷氨酸[4-6]。后者是指肉品中的脂肪和脂溶性物质,肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)中含有携带大量不饱和脂肪酸的磷脂,富含油酸、亚麻酸和花生四烯酸(arachidonic acid,ARA);而肌间脂肪和皮下脂肪的主要成分是甘油三酯。Mottram等[7]研究表明,磷脂是肉品风味的重要前体物质,而甘油三酯在肉品风味形成中的作用很小。ARA的高百分含量已被证明有助于鸡肉获得更好的感官属性[8-9]。油酸也是肉品中常见的与口味相关的脂肪酸[10]。Koriyama等[11]发现,二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)可以抑制酸味和苦味,增加甜味和鲜味特征。

2 风味形成的化学反应

肉品的香味是在加热过程中产生的。当受热时,肉品中的香味前体物质发生一系列复杂的化学反应,其中美拉德反应、脂质氧化、脂质氧化产物与美拉德反应产物的相互作用及硫胺素降解是热诱导反应产生挥发性风味物质的主要途径[12]

2.1 美拉德反应

美拉德反应是包括鸡肉在内的肉品在烹饪过程中发生的主要化学反应之一。由含氨基化合物(如胺、氨基酸、肽和蛋白质)与含羰基化合物(如还原糖、醛、酮和脂质氧化产物)发生一系列复杂的化学反应,最终产生大量的挥发性风味化合物[13]。反应初期主要是含氨基化合物与还原糖或其他含羰基化合物发生羰氨脱水缩合和分子重排,生成糠醛、呋喃酮衍生物、羟基酮和二羰基化合物等;随后这些化合物与胺、氨基酸、醛、硫化氢等反应性成分相互作用,形成许多重要的芳香化合物[3, 14],包括呋喃、吡嗪、吡咯、恶唑、噻吩、噻唑和其他杂环化合物。

2.2 脂质氧化

不饱和脂肪酸的热氧化是肉品中挥发性风味物质形成的另一种重要反应。脂质氧化反应主要包括2部分:一是不饱和脂肪酸中的双键氧化生成过氧化物,然后降解形成醛、酮、烃、醇和羧酸等挥发性物质;二是产物醇和羧酸发生酯化反应形成各种酯,羟基酸也可自身环化形成具有肉香味的内酯化合物[3]。其中醛类是脂肪降解的主要产物,特别是烯醛和二烯醛被认为是鸡肉脂肪受热时的特征香味呈味物质[2],它们可被进一步氧化生成其他羰基化合物、醇和呋喃。

2.3 硫胺素降解

硫胺素即维生素B1,是由1个嘧啶环和1个噻唑环结合而成的分子硫化物,受热时能降解产生许多含硫、含氮的挥发性风味物质。硫胺素已被证明是提供广泛含硫化合物的重要前体物质[15]。Macleod[16]报道,己鉴定的硫胺素分解产物有60多种,其中50%以上为含硫化合物,包括硫化氢、脂肪链硫醇、含硫羰基化合物、噻吩、噻唑、硫取代呋喃、双环化合物和脂环化合物,它们多数自身具有肉香味,而且可与其他物质反应,生成更多的风味物质。

3 鸡肉特征性风味化合物

关于鸡肉的许多关键风味和气味化合物以及形成机制已有报道[15]。Aliani等[15]研究鸡肉潜在的风味前体物质(硫胺素、肌苷5-磷酸、核糖、核糖-5-磷酸、葡萄糖和葡萄糖-6-磷酸),通过评价发现,核糖对鸡肉香味的形成最为重要,也是鸡肉风味形成的限制前体物质,添加核糖引起的气味变化很可能是由于2-呋喃甲硫醇、2-甲基-3-呋喃硫醇和3-甲硫代丙醛等化合物含量升高所致。Meinert等[17]报道也指出,核糖被认为是鸡肉中重要的风味前体物质。IMP通常被认为是赋予肉品风味的主要核苷酸,但不同品种之间存在一些差异[18]。IMP或核糖与含硫氨基酸(半胱氨酸或胱氨酸)在烹饪过程中发生反应,形成2-甲基-3-呋喃硫醇及其二硫醚[6]。研究进一步证明了由美拉德反应和脂质氧化生成的2-甲基-3-呋喃硫醇是最重要的风味化合物,能产生鸡汤肉香味[15]。此外,由上述2种反应产生的其他挥发性化合物还包括2-糠硫醇、甲硫基丙醇、2, 4, 5-三甲基噻唑、壬醇、2-反壬烯醛、2-甲酰基-5-甲基噻吩、对甲酚、2-反-4-反壬二烯醛、2-反-4-反-癸二烯醛、2-十一烯醛、γ-癸内酯和γ-十二内酯等,这些化合物可能是鸡肉风味的主要来源[19]。Duan等[20]报道认为,德州扒鸡的主要气味成分为羰基化合物(33.04%),2-烯醛和2, 4-二烯醛被认为是鸡肉中最重要的气味活性成分。徐晓兰等[21]研究表明,醛类和含氮、含硫以及杂环化合物对胡同坊北京酱鸡特征香气的形成起重要作用。李建军等[22]利用微捕集法对烘烤鸡肉挥发性风味物质进行捕集,测出了包括烃、醇、醛、酮、酯、呋喃、噻吩、噻唑、吡啶、吡咯、吡嗪、含硫直链化合物和腈在内的46种化合物,其中醛、杂环化合物和含硫直链化合物为鸡肉主要香味呈味物质。

4 鸡肉风味的调控

影响鸡肉风味的因素有很多,遗传和品种是决定肉质风味的首要因素,然而营养和饲粮也直接影响肉的风味品质。从前述可知,鸡肉的挥发性风味成分是由各种风味前体物质在加热过程中发生复杂的化学反应产生的。因此,鸡肉风味前体物质的种类和含量、加热条件等对挥发性风味物质的产生也具有重要的影响。

4.1 遗传调控

畜禽的遗传背景对肉质风味具有支配地位。品种、日龄和性别等均不同程度地影响鸡肉风味。鸡肉品种间风味差异的研究主要集中在快速生长商品肉鸡与慢速生长地方鸡种之间,且研究认为各地本土鸡的肉质和适口性优于商品肉鸡。Jayasena等[23]报道认为,100日龄出栏的韩国地方品种鸡肉中的IMP、还原糖、谷氨酸、亚油酸、ARA和DHA含量显著高于32日龄出栏的科宝肉鸡。Kiyohara等[9]进行的感官评价发现,日本比内地鸡比商品肉鸡更易被人们接受。Jung等[18]也报道了韩国本土鸡在感官分析中的风味得分显著高于商品肉鸡。经分析发现,韩国本土鸡和日本比内地鸡肉中的IMP含量显著高于商品肉鸡。中国生长缓慢的地方品种鸡(文昌鸡和仙居鸡)肉中的IMP含量也显著高于科宝肉鸡[24]。Tang等[24]研究认为,不同品种鸡肉中IMP含量的差异可能是由于基因型、日龄或相互作用所致。也有研究表明,肉鸡品种对风味相关脂肪酸的组成有影响[8, 25-26]。Lee等[27]评估了商品肉鸡和韩国本土鸡肉中与风味和口感相关的成分,结果显示,与商品肉鸡相比,韩国本土鸡腿肌中的ARA和DHA含量较高。由于不同品种或品系鸡肉中含有不同风味前体物质,所产生的挥发性化合物的类型和浓度也不同。

随着肉鸡日龄的增加,影响鸡肉风味的一些前体物质含量也发生变化,如IMF、IMP等。研究发现,28~90日龄,肉鸡肉中IMF含量逐步提高[28-29],之后可能会进一步增加(90~140日龄)[30],鸡肉的风味和口感也随之增加。研究表明,肉鸡胸肌和腿肌中IMP含量随日龄的增加呈增长趋势,说明IMP沉积是一个长期积累的过程[30-31]。孙月娇[32]报道认为,随着北京油鸡日龄的增加(63、77和91日龄),肉鸡胸肌中挥发性风味物质的种类呈逐渐增加的趋势;其中,酮类化合物、酯类化合物和杂环类化合物种类显著增加。

性别对鸡肉风味也有一定影响。陈国宏等[33]报道认为,许多地方品种母鸡12周龄时肌肉中IMP含量高于公鸡,且肌肉中IMP含量与体重呈显著负相关,这可能是小型鸡比大型鸡肉味浓的原因。也有报道显示,性别对17周龄北京油鸡胸肌中IMP含量无显著影响[34]。此外,阉公鸡为消费者提供了一种独特的肉质产品,与未阉公鸡相比,阉公鸡胸肌中IMF含量显著提高[34],肉质更加鲜嫩多汁,口感更佳[35-36]

4.2 营养调控

饲粮也是影响鸡肉风味的一个重要因素[37],对饲粮进行科学合理的设计,也能够改善肉质风味。Lyon等[38]报道认为,玉米饲粮饲喂肉鸡的肉汤得分显著高于小麦饲粮,小麦饲粮饲喂肉鸡的肉比玉米饲粮更硬、更紧密、更有嚼劲,肉的颗粒度更大。饲粮能量和蛋白质水平也影响鸡肉风味。杨烨等[39]采用3×3(能量×蛋白质)试验设计,分4个生长周期(1~4、5~8、9~12和13~16周)饲喂河田鸡,结果发现高能组胸肌中IMF和IMP含量显著低于低能组,高蛋白组胸肌中IMF含量显著低于低蛋白组。王剑锋等[40]报道,给京海黄鸡(42~112日龄)饲喂蛋白质水平分别为15%、16%、17%和18%,代谢能水平分别为9.95、10.95、12.65和13.95 MJ/kg的饲粮,结果发现,随着蛋白质和代谢能水平的提高,肉鸡胸肌中IMP沉积量呈上升趋势,而IMF沉积量呈下降趋势。因此,适当降低饲粮营养水平可能更有利于鸡肉中IMF的沉积。饲粮脂肪酸组成在一定程度上影响着鸡肉风味。Takahashi等[41]报道肉鸡腿肌的感官数据与其ARA含量呈显著正相关。研究也认为本土鸡肉中含有较高水平ARA,感官得分优于商品肉鸡[8, 10, 18]。Jahan等[42]发现煮熟的鸡肉中α-生育酚、多不饱和脂肪酸(PUFA)、ω-3脂肪酸含量与风味丰度之间存在相关关系,其中PUFA和α-生育酚含量与总风味丰度强烈相关。但是,一些饲料可能对鸡肉风味有负面影响。Hawrysh等[43]报道,低硫代或高硫代油菜籽饲粮中添加5%鲱鱼粉、0.1% DL-蛋氨酸和0.05%氯化胆碱,会使鸡肉产生鱼腥味、酸臭味和不愉快的味道。这种鱼腥味可能是由于添加的DL-蛋氨酸和氯化胆碱提供了大量甲基,形成三甲胺所导致。

此外,研究报道一些饲料添加剂也可以调控鸡肉风味,近年来已成为提高畜禽肌肉风味的研究热点之一,具体见表 1

表 1 改善鸡肉风味的营养调控措施 Table 1 Nutritional regulation measures of improving chicken meat flavor
4.3 饲养管理和环境调控

饲养管理对改善鸡肉风味也是至关重要的,可通过科学调控环境温度、湿度、通风、饲养密度及饲养方式来有效改善鸡肉风味。研究发现,放养模式可显著提高鸡肉中IMP含量[59-60],有利于鸡肉中挥发性风味物质的形成[60-61]

4.4 屠宰加工

屠宰加工阶段包括以肉鸡出栏为起点的一系列相互关联的阶段,最终肉质风味与宰前阶段、宰杀因素、宰后熟化以及加工条件紧密相关。Liu等[62]研究认为,宰后熟化是决定肉质风味的一个重要因素,因为在此过程中产生了许多化学风味化合物,包括糖、有机酸、肽、游离氨基酸和腺嘌呤核苷酸代谢产物。氨基酸和肽含量在肉鸡死后发生变化,在肉品熟化过程中含量会增加[63]。由于游离氨基酸含量与鸡肉的鲜味有关,熟化会增加鲜味。Nishimura等[64]也指出游离氨基酸含量的增加会改善肉质风味。

4.5 烹饪方法

烹饪在肉质风味形成中起着至关重要的作用,它影响家禽肉品的可接受性和挥发性风味成分[65]。Christensen等[66]对热处理后的鸡肉进行低温长期储存并评价其感官特性,结果发现,低温长时间处理对鸡肉肉质风味的影响较小,其中时间对熟肉风味强度有较大影响。这说明低温时风味化合物的强度较低,因为它们主要是在较高温度下生成的。如前所述,烹饪方法如烘焙、烧烤、煎炸、高压烹饪及煮沸,包括温度超过100 ℃的热处理,这种高温有利于在熟肉中形成大量杂环化合物[16],特别是形成吡嗪需要高温和低湿度条件。因此,许多吡嗪、吡啶、吡咯和噻唑类化合物只在烤鸡和炸鸡中被发现,而在鸡汤中未被发现[15, 22]

5 小结

风味前体物质的形成和肉质风味的产生是一系列复杂的生化过程。目前对鸡肉风味的研究相对于其他肉类仍比较滞后,鸡肉的风味前体物质、特征性风味化合物及其产生的机理还有待进一步研究和确定。肉质风味的调控方法将成为今后的研究重点,通过遗传育种手段结合营养干预等调控途径来改善鸡肉风味,有望生产出肉质鲜美、风味独特的禽肉产品。

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