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天然鸡肉风味研究进展
发布日期:2010/11/10
摘要:介绍了肉味及其肉味香精研究进展,以及对鸡肉风味的成香、成味机理的研究进行了概括,并分析和总结了影响香味的因素。关键词:鸡肉风味;香精;调味基料调味品、香精和香料是食品的重要原料,在食品加工和生产中不可缺少,亦成为人们日常生活中的必需品。目前国内外市场对天然调味品的需求量越来越大,研究、开发优质的天然调味品/基料-肉味香精成为食品学家和食品工业追求的目标。
1肉味及其肉味香精
111肉味
生鲜肉淡而有微腥味,香味很弱,加热烹煮熟肉能产生诱人的肉香气即肉味。20世纪50代主要研究肉味的不挥发性前体物质。50年后期至60年代前期,研究肉味的挥发性芳香味合物。近年来随着色谱和波谱等技术日渐成熟,对肉味的成分也越来越清晰。目前被鉴定出与肉味有关的挥发成分大约1000种化合物(主要包醇类、酸类、醛类、酯类、烃类、醚类、内酯、杂环合物和其他含硫化合物)[1、2]。对鸡肉味研究多的是Gasser和Grosch[3]。他们已从鸡汤中定出16种主要的风味化合物。其中14种被鉴出化学结构。鸡肉汤中的主要呈味物质为2--4-反-癸二烯醛和γ-十二内酯,这两种化物均是脂肪氧化产物。而最重要的香气化合物是2-甲基-3-呋喃硫醇及其氧化物二聚体-双(2-甲基-3-呋喃基)二硫化物。含硫化合物、羰基化合物和杂环化合物被认为是肉香味的主要成分。
112天然肉味香精
生产天然肉味香精最初是选择水解植物蛋白(hydrolysedvegetableprotein,HVP)与还原糖、含硫氨基酸,经过Maillard反应加热制成。但香气不能十分逼真于肉味,因此近年来以水解动物蛋白(hydrolyedanimalprotein,HAP)为基料制备肉味香精的研究逐步受到重视。水解动物蛋白按分解方法不同分为水解型和酶解型。水解型是采用酸或碱水解蛋白原料制成的。由于碱水解蛋白质会破坏氨基酸并产生有害物质与不良风味。酸对蛋白的水解作用强烈,比较快速彻底,但已生成的氨基酸随着水解时间的延长会发生二次分解。其中胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸,在酸性条件下分解后会产生含硫化合物,或与水解液中其它物质结合生成氯化甲基蛋氨酸硫盐(MMSCL)和氯丙醇。MMSCL在中性或碱性条件下分解产生二甲基硫醚((CH)2S),导致水解液有一种强烈的臭味(分解臭)[4]。而有关氯丙醇的毒性问题,美国在FAO/WHO第837号中报导了它们会引起癌症,影响肾脏及生育,尤其对肝脏、肾脏和甲状腺等危害较大[5]。酶解型是选择蛋白酶分解蛋白原料制成的。肉类蛋白质经酶作用被分解为氨基酸、肽类及核苷酸类物质。游离的氨基酸和核苷酸类都有极好的呈味能力,味道鲜美,而多肽则有微妙复杂的风味,可使总的味道深奥、协调,呈现的是自然清纯的肉香风味和浓郁醇厚口感[6]。Chhuy[7]报道,利用木瓜蛋白酶/胃蛋白酶/胰蛋白酶于60℃水解火鸡肉120min,水解物和含硫化合物、还原糖等共热,可形成强烈的肉香味。Lieske[8]报道,用胃蛋白酶于40℃~43℃水解鸡肉达16h,可生成分子量为2000~5000肉味较佳的肽类,再加热酶水解物,可获得强烈的煮鸡或烧烤鸡肉味,肉味强度优于传统的煮鸡或烤鸡方法产生的香味80~100倍。石田贤吾、Heinz也有类似报道[9]。另外酶解型蛋白产品只有原料带来的盐分残留,产物为低盐产品。与酸法相比,酶法水解效率高,且条件温和,专一性强,反应易控制,改性效果好,所以酶解产品的风味优于酸法水解产物。但酶解型产品的游离氨基酸含量(约40%~50%)低于酸水解的游离氨基酸含量(80%~100%)。
2鸡肉风味、香味形成机理
211鸡肉风味来源
21111鸡肉的水溶性风味前体
鸡肉等禽肉类在熟化过程中生成的小分子水溶性化合物-还原糖(葡萄糖、果糖、核糖等)、肽类(含硫多肽、肌肽、脂肽、磷酸肽、谷甘肽、核甘肽等)、氨基酸(特别是含硫氨基酸等)是香气的前体,受热产生鸡肉的基本风味。Lieske认为,蛋白质的降解是形成肉味前体物质必需的步骤,而肉的特征香气是在加热过程中,由肉味前体物质之间的相互作用产生的。
21112鸡肉的脂质
鸡肉中的脂质产生风味物质主要通过某种程度的氧化产生鸡肉的特征风味和热降解(饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸氧化和降解)产生的一些衍生化合物,如醛、酮和内酯等组成的气味,赋予了鸡肉风味以及加热脂肪组织时产生的硫化氢,会与乙醛反应而生成香味物质。另外磷脂在冷冻过程中发生氧化,也可生成香味物质[10]。类脂物降解还可产生其他肉香味成分-苯甲醛、苯甲酸、烷基苯等。
212鸡肉风味物质
鸡肉风味物质可分为滋味化合物和香气化合物,即味感物质和嗅感物质。味感物质是具有滋味或触觉的非挥发性或水溶性物质。它们作用于舌的不同部位可能会产生咸、甜、酸、苦、鲜等感觉。鸡肉中的味感物质存在于生肉中,不需要烹煮来产生。在产生鸡肉味的味感化合物中,香气前体物质蛋白质、肽、氨基酸和核苷酸最重要;鸡肉的嗅感物质即鸡肉中的香气化合物,主要是脂肪、游离氨基酸、含硫氮化合物及羰基诱导体等,他们大都是在加热过程中产生的,其特征化合物已证明主要是硫化物和羰化物。因为如果除掉鸡肉香气成分中的硫化物,肉类的特有香味就会失去;如除去羰化物,鸡肉的特征香气消失。随着分析仪器及方法的快速发展,逐渐鉴定出烹煮鸡肉中较低浓度的赋予香味的化合物,包括含硫化合物、其它含氧或含氮杂环化合物、酮和醛。但是它们的浓度却较低。这些化合物单独存在时呈现出不同的香气,但结合在一起能形成炖煮鸡肉的特征香气。反,反-2,4-癸二烯醛、γ-十二内酯和反-十一烯醛是烹煮鸡肉中比较重要的香气化合物。花生四烯酸被认为是赋于鸡肉特征风味特别重要的物质[11]。Ishida和Yamamato[12]报道了最强的鸡肉香味产自水溶性的蛋白质和氨基酸组分。据研究产生炖鸡特征香味的化合物是从亚油酸等多聚不饱和脂肪酸衍生而来的。何香,许时婴[13]对鸡肉蒸煮的挥发性成分采用同时蒸馏提取及GC-MS联机分析分离鉴定出了44种化合物(主要为醛类、醇、酯类、芳香族、酮类、烷烃、醚、呋喃类),其中羰基化合物数量最多,认为对鸡肉的特征香味起重要作用。
当代的研究已初步了解肉类风味形成的来源,鸡肉风味来自于低分子溶于水的挥发性物质,芳香及特殊气味由构成脂肪的脂肪酸决定。脂肪以外的特殊风味产生于氨基酸和还原糖的混合体发生的Maillard反应。加热可促使肉中积累的香气和滋味物质释放、呈现出来。加热方法不同,鸡肉的风味和香气不同。
213鸡肉香味化合物形成途径
21311Maillard反应
Maillard反应是还原糖与氨基酸之间的非酶褐变反应,是产生肉香味的最主要反应,是食品加热产生风味最重要的途径之一。Maillard反应包括一系列化学反应,产生了大多数烹煮食品的风味,在这些化学反应中,一种或多种氨基酸/肽/蛋白质通过多种途径和还原糖反应,生成香气挥发物、非酶褐变产物和一些抗氧化物。鸡肉蛋白酶解物含有丰富的氨基酸和肽,利用之通过Mail2lard反应制备的产品,香气与肉味纯正、逼真。
半胱氨酸在肉香味形成中十分重要。H2S由半胱氨酸和二羰基Maillard反应产物之间的反应形成,它既对总体肉味有贡献,又可作为中间体,产生含硫风味化合物。鸡肉中H2S的主要来源是蛋白质。H2S与5-甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮反应,形成鸡汤中肉味最重要的香气化合物2-甲基-3-呋喃硫醇(于1990年由Gas2ser和Grosch鉴定出)和肉样香气化合物双(2-甲基-3-呋喃基)二硫化合物等。它们在没有氨基酸存在的条件下,也可由H2S和核糖-5′-磷酸盐通过Maillard反应而形成[9]。
21312硫胺素的降解
硫胺素是含有硫和氮的二环化合物,被认为是重要的肉味前提物质。因为通过热降解可产生呋喃类、呋喃硫醇类、噻吩类、噻唑等许多含硫和氮挥发性化合物,这些化合物许多具有肉香气。如2-甲基-3-呋喃硫醇,是鸡肉风味中肉香味的典型成分。
21313脂质氧化
脂肪的热氧化可产生理想的食品风味。脂肪酸的氧化降解产物中,许多挥发性物质都是鸡肉香味的重要成分。当加热时,脂类的热氧化对理想肉味的形成起关键作用。在烹煮或烧烤肉时,类脂物质中不饱和酰基链的氧化作用也是挥发性香味的重要来源之一。不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和花生四烯酸)中的双键,在加热过程中发生氧化反应,生成过氧化物,再分解为香气阈值很低的挥发性羰基化合物如酮、醛、酸等;羟基脂肪酸水解成羟基酸,经过加热脱水、环化生成内酯化合物,具有鸡肉等香味[14]。Mottram[15]等人研究表明形成不同肉类的特种风味的化合物主要来源于脂类,尤其是磷脂。马鸿胜等[16]研究中发现影响鸡肉香味的主要原因是亚麻油酸和亚麻酸的含量。
21314其它反应
这些反应包括:氨基酸和肽的热降解作用和糖降解。氨基酸、肽和糖的热降解可以产生大量且重要的风味物质,有些肉香气非常强烈。
3影响鸡肉风味的因素
311温度Maillard反应和脂肪氧化在提高加热温度时易于进行。研究表明加热鸡肉时,肉中温度由60°C~80°C时,这两种反应产生的挥发性物质的总量会增加。提高加热温度可增加肉中游离氨基酸及其他物质的释放速率。另外风味的强度和气味化合物的平衡会随着温度的升高而改变。
312pH值pH值决定着许多形成风味的物理、化学反应,也影响产生鸡肉风味的香味化合物量的多少及脂肪氧化产物。在低pH值的模型系统下,肉中呋喃硫醇(对鸡肉风味十分重要)和二硫、三硫化物含量更高。随着pH值的升高而吡嗪和噻唑等其它化合物反而增加。这些化合物都是Maillard反应产物于不同pH值条件下形成的。
另外屠宰和屠后处理、动物本身的因素(如品种[17,18]、年龄、性别等[19-21])、饲养和饲料、烹煮方法等都可以影响鸡肉的风味。
4总结
生肉中的前体物质赋予了鸡肉良好的风味。一些鸡肉的风味较好,而一些风味较差,尽管目前还不完全清楚为什么,但有关研究逐渐揭示了肉味的形成机理和影响因素,从而为人们最终改善禽肉风味并用之制备鸡肉味较佳的香精,提供理论依据和现实的指导意义。
1肉味及其肉味香精
111肉味
生鲜肉淡而有微腥味,香味很弱,加热烹煮熟肉能产生诱人的肉香气即肉味。20世纪50代主要研究肉味的不挥发性前体物质。50年后期至60年代前期,研究肉味的挥发性芳香味合物。近年来随着色谱和波谱等技术日渐成熟,对肉味的成分也越来越清晰。目前被鉴定出与肉味有关的挥发成分大约1000种化合物(主要包醇类、酸类、醛类、酯类、烃类、醚类、内酯、杂环合物和其他含硫化合物)[1、2]。对鸡肉味研究多的是Gasser和Grosch[3]。他们已从鸡汤中定出16种主要的风味化合物。其中14种被鉴出化学结构。鸡肉汤中的主要呈味物质为2--4-反-癸二烯醛和γ-十二内酯,这两种化物均是脂肪氧化产物。而最重要的香气化合物是2-甲基-3-呋喃硫醇及其氧化物二聚体-双(2-甲基-3-呋喃基)二硫化物。含硫化合物、羰基化合物和杂环化合物被认为是肉香味的主要成分。
112天然肉味香精
生产天然肉味香精最初是选择水解植物蛋白(hydrolysedvegetableprotein,HVP)与还原糖、含硫氨基酸,经过Maillard反应加热制成。但香气不能十分逼真于肉味,因此近年来以水解动物蛋白(hydrolyedanimalprotein,HAP)为基料制备肉味香精的研究逐步受到重视。水解动物蛋白按分解方法不同分为水解型和酶解型。水解型是采用酸或碱水解蛋白原料制成的。由于碱水解蛋白质会破坏氨基酸并产生有害物质与不良风味。酸对蛋白的水解作用强烈,比较快速彻底,但已生成的氨基酸随着水解时间的延长会发生二次分解。其中胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸,在酸性条件下分解后会产生含硫化合物,或与水解液中其它物质结合生成氯化甲基蛋氨酸硫盐(MMSCL)和氯丙醇。MMSCL在中性或碱性条件下分解产生二甲基硫醚((CH)2S),导致水解液有一种强烈的臭味(分解臭)[4]。而有关氯丙醇的毒性问题,美国在FAO/WHO第837号中报导了它们会引起癌症,影响肾脏及生育,尤其对肝脏、肾脏和甲状腺等危害较大[5]。酶解型是选择蛋白酶分解蛋白原料制成的。肉类蛋白质经酶作用被分解为氨基酸、肽类及核苷酸类物质。游离的氨基酸和核苷酸类都有极好的呈味能力,味道鲜美,而多肽则有微妙复杂的风味,可使总的味道深奥、协调,呈现的是自然清纯的肉香风味和浓郁醇厚口感[6]。Chhuy[7]报道,利用木瓜蛋白酶/胃蛋白酶/胰蛋白酶于60℃水解火鸡肉120min,水解物和含硫化合物、还原糖等共热,可形成强烈的肉香味。Lieske[8]报道,用胃蛋白酶于40℃~43℃水解鸡肉达16h,可生成分子量为2000~5000肉味较佳的肽类,再加热酶水解物,可获得强烈的煮鸡或烧烤鸡肉味,肉味强度优于传统的煮鸡或烤鸡方法产生的香味80~100倍。石田贤吾、Heinz也有类似报道[9]。另外酶解型蛋白产品只有原料带来的盐分残留,产物为低盐产品。与酸法相比,酶法水解效率高,且条件温和,专一性强,反应易控制,改性效果好,所以酶解产品的风味优于酸法水解产物。但酶解型产品的游离氨基酸含量(约40%~50%)低于酸水解的游离氨基酸含量(80%~100%)。
2鸡肉风味、香味形成机理
211鸡肉风味来源
21111鸡肉的水溶性风味前体
鸡肉等禽肉类在熟化过程中生成的小分子水溶性化合物-还原糖(葡萄糖、果糖、核糖等)、肽类(含硫多肽、肌肽、脂肽、磷酸肽、谷甘肽、核甘肽等)、氨基酸(特别是含硫氨基酸等)是香气的前体,受热产生鸡肉的基本风味。Lieske认为,蛋白质的降解是形成肉味前体物质必需的步骤,而肉的特征香气是在加热过程中,由肉味前体物质之间的相互作用产生的。
21112鸡肉的脂质
鸡肉中的脂质产生风味物质主要通过某种程度的氧化产生鸡肉的特征风味和热降解(饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸氧化和降解)产生的一些衍生化合物,如醛、酮和内酯等组成的气味,赋予了鸡肉风味以及加热脂肪组织时产生的硫化氢,会与乙醛反应而生成香味物质。另外磷脂在冷冻过程中发生氧化,也可生成香味物质[10]。类脂物降解还可产生其他肉香味成分-苯甲醛、苯甲酸、烷基苯等。
212鸡肉风味物质
鸡肉风味物质可分为滋味化合物和香气化合物,即味感物质和嗅感物质。味感物质是具有滋味或触觉的非挥发性或水溶性物质。它们作用于舌的不同部位可能会产生咸、甜、酸、苦、鲜等感觉。鸡肉中的味感物质存在于生肉中,不需要烹煮来产生。在产生鸡肉味的味感化合物中,香气前体物质蛋白质、肽、氨基酸和核苷酸最重要;鸡肉的嗅感物质即鸡肉中的香气化合物,主要是脂肪、游离氨基酸、含硫氮化合物及羰基诱导体等,他们大都是在加热过程中产生的,其特征化合物已证明主要是硫化物和羰化物。因为如果除掉鸡肉香气成分中的硫化物,肉类的特有香味就会失去;如除去羰化物,鸡肉的特征香气消失。随着分析仪器及方法的快速发展,逐渐鉴定出烹煮鸡肉中较低浓度的赋予香味的化合物,包括含硫化合物、其它含氧或含氮杂环化合物、酮和醛。但是它们的浓度却较低。这些化合物单独存在时呈现出不同的香气,但结合在一起能形成炖煮鸡肉的特征香气。反,反-2,4-癸二烯醛、γ-十二内酯和反-十一烯醛是烹煮鸡肉中比较重要的香气化合物。花生四烯酸被认为是赋于鸡肉特征风味特别重要的物质[11]。Ishida和Yamamato[12]报道了最强的鸡肉香味产自水溶性的蛋白质和氨基酸组分。据研究产生炖鸡特征香味的化合物是从亚油酸等多聚不饱和脂肪酸衍生而来的。何香,许时婴[13]对鸡肉蒸煮的挥发性成分采用同时蒸馏提取及GC-MS联机分析分离鉴定出了44种化合物(主要为醛类、醇、酯类、芳香族、酮类、烷烃、醚、呋喃类),其中羰基化合物数量最多,认为对鸡肉的特征香味起重要作用。
当代的研究已初步了解肉类风味形成的来源,鸡肉风味来自于低分子溶于水的挥发性物质,芳香及特殊气味由构成脂肪的脂肪酸决定。脂肪以外的特殊风味产生于氨基酸和还原糖的混合体发生的Maillard反应。加热可促使肉中积累的香气和滋味物质释放、呈现出来。加热方法不同,鸡肉的风味和香气不同。
213鸡肉香味化合物形成途径
21311Maillard反应
Maillard反应是还原糖与氨基酸之间的非酶褐变反应,是产生肉香味的最主要反应,是食品加热产生风味最重要的途径之一。Maillard反应包括一系列化学反应,产生了大多数烹煮食品的风味,在这些化学反应中,一种或多种氨基酸/肽/蛋白质通过多种途径和还原糖反应,生成香气挥发物、非酶褐变产物和一些抗氧化物。鸡肉蛋白酶解物含有丰富的氨基酸和肽,利用之通过Mail2lard反应制备的产品,香气与肉味纯正、逼真。
半胱氨酸在肉香味形成中十分重要。H2S由半胱氨酸和二羰基Maillard反应产物之间的反应形成,它既对总体肉味有贡献,又可作为中间体,产生含硫风味化合物。鸡肉中H2S的主要来源是蛋白质。H2S与5-甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮反应,形成鸡汤中肉味最重要的香气化合物2-甲基-3-呋喃硫醇(于1990年由Gas2ser和Grosch鉴定出)和肉样香气化合物双(2-甲基-3-呋喃基)二硫化合物等。它们在没有氨基酸存在的条件下,也可由H2S和核糖-5′-磷酸盐通过Maillard反应而形成[9]。
21312硫胺素的降解
硫胺素是含有硫和氮的二环化合物,被认为是重要的肉味前提物质。因为通过热降解可产生呋喃类、呋喃硫醇类、噻吩类、噻唑等许多含硫和氮挥发性化合物,这些化合物许多具有肉香气。如2-甲基-3-呋喃硫醇,是鸡肉风味中肉香味的典型成分。
21313脂质氧化
脂肪的热氧化可产生理想的食品风味。脂肪酸的氧化降解产物中,许多挥发性物质都是鸡肉香味的重要成分。当加热时,脂类的热氧化对理想肉味的形成起关键作用。在烹煮或烧烤肉时,类脂物质中不饱和酰基链的氧化作用也是挥发性香味的重要来源之一。不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和花生四烯酸)中的双键,在加热过程中发生氧化反应,生成过氧化物,再分解为香气阈值很低的挥发性羰基化合物如酮、醛、酸等;羟基脂肪酸水解成羟基酸,经过加热脱水、环化生成内酯化合物,具有鸡肉等香味[14]。Mottram[15]等人研究表明形成不同肉类的特种风味的化合物主要来源于脂类,尤其是磷脂。马鸿胜等[16]研究中发现影响鸡肉香味的主要原因是亚麻油酸和亚麻酸的含量。
21314其它反应
这些反应包括:氨基酸和肽的热降解作用和糖降解。氨基酸、肽和糖的热降解可以产生大量且重要的风味物质,有些肉香气非常强烈。
3影响鸡肉风味的因素
311温度Maillard反应和脂肪氧化在提高加热温度时易于进行。研究表明加热鸡肉时,肉中温度由60°C~80°C时,这两种反应产生的挥发性物质的总量会增加。提高加热温度可增加肉中游离氨基酸及其他物质的释放速率。另外风味的强度和气味化合物的平衡会随着温度的升高而改变。
312pH值pH值决定着许多形成风味的物理、化学反应,也影响产生鸡肉风味的香味化合物量的多少及脂肪氧化产物。在低pH值的模型系统下,肉中呋喃硫醇(对鸡肉风味十分重要)和二硫、三硫化物含量更高。随着pH值的升高而吡嗪和噻唑等其它化合物反而增加。这些化合物都是Maillard反应产物于不同pH值条件下形成的。
另外屠宰和屠后处理、动物本身的因素(如品种[17,18]、年龄、性别等[19-21])、饲养和饲料、烹煮方法等都可以影响鸡肉的风味。
4总结
生肉中的前体物质赋予了鸡肉良好的风味。一些鸡肉的风味较好,而一些风味较差,尽管目前还不完全清楚为什么,但有关研究逐渐揭示了肉味的形成机理和影响因素,从而为人们最终改善禽肉风味并用之制备鸡肉味较佳的香精,提供理论依据和现实的指导意义。