菊芋鸽子汤的炖制工艺优化及其成分分析

黄桂颖，黄晓莹，陈俊文，张焜，陈海光，赵肃清，赵文红

(1.广东工业大学 轻工化工学院, 广州 510006；2.仲恺农业工程学院 轻工食品学院, 广州 510225)

菊芋，又名洋姜，菊科，向日葵属植物，广泛生长在我国各省较干旱贫瘠的土地上，是一种丰富、廉价和生命力强的可再生蔬菜。菊芋根茎含有80%以上的菊糖以及少量的多胺、维生素、矿物质和精油等。据报道，菊芋根茎具有预防糖尿病和抗癌活性，其含有的菊糖也被誉为能促进肠道健康的“益生元”。因此，菊芋根茎被用作功能性和低卡路里食品原料[1]。菊芋根茎质地脆嫩，具有生姜、生胡萝卜、生苹果、绿胡椒、洋蓟、坚果、生马铃薯和甜味的复合香气，是良好的待开发餐饮食材[2]。鸽子的肉是中成药的重要药料[3]。现代医学指出，鸽肉能提高免疫力和记忆力，强身健体。鸽肉富含蛋白质和多种微量元素, 是一种高蛋白的营养食材。目前，鸽肉的烹饪方式以红烧为主。驰名菜式有红烧乳鸽和脆皮乳鸽，颜色鲜红、皮脆肉嫩、香气浓郁，是广东特色菜之一。

广东汤，又名广府汤，是粤菜系中的一道传统名肴。其历代相传、长盛不衰的最主要原因之一是气候的影响。广东属于亚热带季风气候，夏季高温干燥，冬季潮湿寒冷。通过液体的形式摄入人体所需的各种营养成分是广东人维持人体健康的一种方式。广东汤品种丰富，多以植物与肉类混合为主，经炖制或者煲制而成，如虫草花猪肉、红萝卜猪骨汤、五指毛桃鸡汤、苦瓜炖排骨等。随着历史的发展，广东汤品成为人们对文化、营养品和美味佳肴追求的“三位一体”[4]，因此，营养价值与风味状况是评价广东汤品的重要指标。广东汤的营养和挥发性风味成分主要通过两种方式进入汤体，即在一定温度下，汤材中的营养和挥发性风味物质直接溶于汤水中，或者汤材中成分之间各种的化学反应产物，包括脂肪和氨基酸降解、美拉德反应和脂质氧化等的产物。可见，汤的材料种类、料液比、熬制方式和熬制时间是影响汤品中的营养成分和挥发性风味成分的重要因素。本研究尝试以功能性食品菊芋和鸽肉，通过传统的炖制方式，制备营养和美味的广东汤品。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜菊芋根茎(下文称菊芋)：徐州食品专营网店；鸽子：广州钟落潭农贸市场；生姜、食盐：广州钟落潭超市；硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、硼酸、甲基红、次甲基蓝、盐酸、标准氨基酸(异亮氨酸)、茚三酮溶液、氯化亚锡、葡萄糖、苯酚、磷酸二氢钾、三氯化铁、石油醚等：均为分析纯，购于广州化学试剂厂。

三重四极杆型气相色谱-质谱联用仪(GC-MS-TQ) 岛津企业管理(中国)有限公司；电炖锅 美的集团有限公司；消化炉、半自动凯氏定氮仪 浙江托普仪器有限公司；电热恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司；紫外分光光度计 上海美普达仪器有限公司；离心机 常州翔天实验仪器厂；电热恒温干燥箱 上海博讯实业有限公司；超声波振荡仪 深圳云奕科技股份有限公司。

1.2 实验方法

菊芋鸽子汤的工艺流程：新鲜鸽子肉→清洗切块→沸水热烫→加入菊芋和生姜→常压炖制→成品。

以感官评价为评价指标，通过单因素和正交实验，研究了料液比、鸽肉与菊芋的质量比、炖制时间3项工艺参数对菊芋鸽子汤风味的影响，确定菊芋鸽子汤炖制的最佳工艺参数。L9(33)正交试验设计见表1。

表1 正交试验设计表Table 1 Orthogonal test design table

1.2.2 菊芋鸽子汤感官评定

取适量的汤品，加入1%的食盐，搅拌均匀后，用玻璃器皿放置，冷却到60 ℃时，评价人员对风味物质进行评价。随后评价人员通过口腔摄入的方式对汤品的色泽、口味和风味进行评定，评定标准见表2。

表2 菊芋鸽子汤感官评定标准Table 2 Sensory evaluation criteria of Helianthustuberosus and pigeon soup

综合得分：色泽×10%+香气×30%+口味× 40%+风味×20%。

1.2.3 营养指标的测定

以最佳工艺参数炖制的菊芋鸽子汤经冻干后，对其蛋白质、氨基酸、脂肪、总糖和还原糖的含量进行测定。

1.2 纳入标准与排除标准 纳入标准：①符合功能失调性子宫出血相关诊断标准[6]；②术前半年内经诊刮病理排除子宫内膜癌以及癌前病变患者；③无生育要求但要求保留子宫；④无手术禁忌证患者；⑤宫腔深度4～10 cm。排除标准：①希望保留生育功能患者；②已经证实或有可疑子宫内膜癌或癌前病变患者；③生殖系统或其他系统急性感染患者；④存在子宫肌层薄弱相关手术治疗患者；⑤宫腔先天畸形患者。

1.2.3.1 蛋白质的测定

采用凯氏定氮仪法测定菊芋鸽子汤中蛋白质的含量(参考GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》)。

蛋白质含量X= (V×C×0.014×F)M×100%。

式中： X为样品蛋白质含量，%；V为相关的标准溶液体积，mL；C为盐酸标准滴定溶液浓度，mol/L；0.014为1 mmol氮的质量，g/mmol；M为样品质量，g；F为氮换算为蛋白质的系数，6.25。

1.2.3.2 氨基酸的测定

采用茚三酮比色法测定氨基酸含量(参考GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的测定》)。

1.2.3.3 脂肪的测定

采用索氏减重法测定脂肪含量(参考GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》)。

1.2.3.4 多糖的测定

采用硫酸-苯酚法测定总糖含量(参考GB/T 9695.31-2008《肉制品总糖含量测定》)，采用斐林试剂法测定还原糖含量[5]。分别测定菊芋鸽子汤和菊芋汤中的多糖含量。

多糖含量[6]=总糖含量-还原糖含量。

1.2.4 挥发性成分GC-MS-TQ分析法

1.2.4.1 固相微萃取(SPME)

取8 mL汤品于20 mL的样品瓶中，加盖密封，在磁力搅拌器上85 ℃加热。使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头对汤品的挥发性萃取1 h，然后把萃取头插入GC-MS-TQ进样口，解吸温度250 ℃，解吸2 min[7]。

1.2.4.2 GC-MS-TQ条件

毛细管色谱柱：Rtx-5Sil MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。柱温程序：40 ℃保持2 min，以10 ℃/min的速度升温到300 ℃，保持10 min。分流比：10∶1，进样口温度：250 ℃，离子源温度：200 ℃，接口温度：250 ℃，离子化方式：EI，电子能量：70 eV，灯丝电流：150 μA，扫描质量数范围(m/z)：33～500 amu。

1.2.4.3 定性定量分析方法

使用NIST14 谱库检索进行定性，使用面积归一化法进行定量。

2 结果与分析

2.1 菊芋鸽子汤炖制工艺参数的优化

图1 菊芋鸽子汤炖制工艺参数正交试验优化结果Fig.1 Orthogonal experimental results of Helianthus tuberosusand pigeon soup stewing process parameters

以感官评价为指标，对菊芋鸽子汤炖制工艺参数料液比、鸽肉与菊芋的比例以及炖制时间进行了正交试验优化。通过极差分析，结果显示料液比对汤风味感官评分的影响最大，其次是鸽肉与菊芋的比例，炖制时间对汤的感官评分影响最小。由图1可知，最佳工艺参数为料液比1∶2、炖制时间4 h、鸽肉与菊芋的比例1∶1.5。

2.2 菊芋鸽子汤的营养成分分析

炖制是一种广东汤常用的制备方式，即汤料与水在100 ℃的水浴中加热一段时间，使营养物质和风味物质进入到汤水中，同时，也为新营养和风味物质的形成提供了环境。1.2.3的实验结果显示，菊芋鸽子汤干品含有21.2%蛋白质和0.074%氨基酸，证明炖制的方式可以较好地提取鸽肉和菊芋中丰富的蛋白质。菊芋鸽子汤可作为补充蛋白质的营养品[8]。菊芋鸽子汤干品中含量为10.3%的脂肪是风味和口感的贡献者之一，也是油溶性维生素的载体，使油溶性维生素能更有效地被人体吸收。因为菊芋的主要成分是菊糖，炖制的条件与菊糖的提取条件相仿，因此，6.2%的多糖中96.3%来源于菊芋菊糖[9]。人体内没有分解菊糖的酶，菊糖的摄入不会引起机体血糖的升高。菊糖到达人体肠道后，被有益菌消化，产生能促进机体免疫力提高的短链脂肪酸和丙酸等活性物质。可见，菊芋的使用增加了汤品的营养与功能[10]。

2.3 菊芋鸽子汤的挥发性风味成分分析

图2 菊芋鸽子汤GC-MS总离子流图Fig.2 GC-MS total ion chromatogram of Helianthustuberosus and pigeon soup

表3 鸽子汤和菊芋鸽子汤中挥发性风味物质Table 3 Analysis volatile substances in Helianthustuberosus and pigeon soup

续 表

续 表

由图2和表3可知，经SPME萃取，GC-MS-TQ分析得到菊芋鸽子汤含有70种挥发性组分，包括醛类物质24种、酮类10种、醇类11种、烃类11种、酸类9种、酯类4种、呋喃1种。其中，水果甜香风味的苯乙醛，柑橘和玫瑰香气的壬醛，甜味和脂肪香味的β-红没药烯，姜似风味的莰烯组成了菊芋的特征风味物质[11,12]。十三烷醛、十六烷醛、α-松油醇、(E)-橙花叔醇、(E,E)-α-金合欢烯、角鲨烯和(Z,Z)-9,12-亚油酸是菊芋精油的挥发性组分[13]。十六烷醛和(E)-橙花叔醇、α-松油醇和(E,E)-α-金合欢烯分别呈花香气味、丁香味和姜似风味。角鲨烯和(Z,Z)-9,12-亚油酸则具有一定的生物活性[14]。十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸和十八烷酸是菊芋在热加工过程中，细胞膜降解时释放出的有机酸[15]。

炖制方式使源自脂质热降解的挥发性化合物在鸽肉的特征风味中占主导地位。己醛、庚醛、辛醛、壬醛、十二烷醛、十三烷醛、十六烷醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、(E)-2-十二烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-十五烷酮、2-十七烷酮、1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-戊基呋喃为鸽肉脂质降解的挥发性产物[16]。氨基酸的降解也对汤品中鸽肉风味的形成有一定帮助，如苯甲醛和苯乙醛等芳香醛由苯丙氨酸降解而成[17]。己醛、苯甲醛和苯乙醛组成了鸽肉等禽肉的特征风味物质，使鸽肉汤具有青草、杏仁、花香和脂肪的混合风味[18]。己醛也被认为是评价肉制品氧化程度和风味品质的重要指标之一，与鸽肉汤的腥味有关[19]。辛醛、癸醛、(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛集合了脂肪香气、肉味以及植物类香气(蔬果香、花香和蘑菇香)于一体，对炖汤中鸽肉的风味贡献很大[20]。

姜在菊芋鸽子汤中的用量虽少，但其特征风味物质仍能被检测到，如冰片、β-桉叶油醇、莰烯、β-水芹烯和(E,E)-α-金合欢烯等。结合感官评价结果，姜和菊芋的姜似风味成分对菊芋鸽子汤的风味有正面的影响[21]。

综上所述，菊芋鸽子汤的风味主要来源于菊芋和鸽肉的特征风味成分，炖制的方法对其有重要影响。姜对汤品的风味有调节作用。

3 结论

本研究对菊芋鸽子汤的炖制工艺参数进行正交试验的优化，经感官评定得到了最佳的炖制参数：料液比为1∶2，鸽子菊芋比为1∶1.5，炖制时间为4 h。菊芋鸽子汤含有丰富的蛋白质和脂肪，能为人体提供充分的营养素。菊芋鸽子汤含有菊糖，对人体肠道健康有积极的作用。通过SPME萃取，GC-MS-TQ法分析得到菊芋鸽子汤的70种挥发性组分，其中醛类物质24种、酮类10种、醇类11种、烃类11种、酸类9种、酯类4种、呋喃1种。菊芋经热水浸提的特征风味成分和鸽肉脂质热降解的特征风味成分共同构成了菊芋鸽子炖汤的风味。可见，菊芋既能增加汤品的营养价值，又可调节汤品风味。