超声辅助炖制对黄羽鸡汤香味的影响

戚军，陈亚，徐颖，熊国远，梅林

(安徽省农产品加工工程实验室，安徽农业大学 茶与食品科技学院，安徽 合肥，230036)

2019年我国鸡肉消费量达到1 398万t[1]，约占到全球消费量的13%；其中黄羽肉鸡的出栏量约占到总出栏量的50%。优质黄羽肉鸡由于其饲养周期长(一般超过180 d)，肉中风味前体物质含量高，如不饱和游离脂肪酸[2]，进一步加工可产生良好的风味。此外，由于养殖周期长，优质黄羽肉鸡含有较多含量的总胶原蛋白，且部分胶原蛋白高度交联[3]，导致可溶性胶原蛋白含量低于白羽肉鸡，从而增加肉硬度和韧性。有研究报道黄羽肉鸡中股二头肌和胸大肌的肌束膜厚度约为白羽肉鸡的1.5～2倍，因此黄羽肉鸡需要长时间的炖制才能获得较好的嫩度，但是前期研究发现，黄羽鸡汤炖制2 h后，继续加热1 h，其香味物质总量损失80%[4]，因此在优质黄羽鸡汤的加工中如何提高其香味物质含量尤为重要。

在鸡汤香味的研究中，国外学者发现，煮鸡的香气活性物质包括3-甲硫基丙醛、2-甲基-3-巯基呋喃、甲基吡嗪、2-乙基-4-甲基噻唑[5]、己醛、(E)-2-壬烯醛[6]，(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛[7]和(E,Z)-2,4-癸二烯醛[8]；国内学者利用风味组学技术研究中国传统黄羽鸡汤风味，发现除少量的含硫含氮美拉德反应产物外，鸡汤中风味活性物质包括大量脂肪族醛类物质；这些风味物质主要通过美拉德反应和脂肪氧化产生[9]。国内外研究的差异主要跟原料种类以及加热强度有关，中国传统鸡汤通常采用小火慢炖的方式，因此脂肪氧化是其主要的香味物质生成路径。因此，通过调控鸡汤炖制过程中的脂肪氧化可能会影响鸡汤香味。

传统超声波在肉制品中的应用主要集中于超声波改善肉品的嫩度、提高肉品的腌制效率以及超声波杀菌[10]，基本原理是利用高强度低频率(20～100 kHz，10～1 000 W/cm2)的空化效应和热效应实现改造肌肉细胞结构、调控蛋白酶及脂肪酶及高强度的机械作用。前期发现超声辅助炖制改善了酱牛肉的滋味和香味[11]，增加了酮类和酯类含量，这可能是由于超声波的空化效应加速了脂肪氧化。但是，超声辅助炖制对鸡汤等汤制品香味的影响仍未知，因此本文主要研究超声辅助炖制对鸡汤香味形成过程中的脂肪氧化及最终产物-挥发性风味含量的影响，进一步可为肉汤乃至酱卤卤汤的风味调控提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：300 d固始黄羽鸡。

试剂：三氯乙酸(trichloroacetic acid，TCA)，上海麦克林生化科技有限公司；2-硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)，上海科丰实业有限公司；环己酮，上海麦克林生化科技有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

超声波蒸煮锅，济宁天华超声波电子仪器公司；T25高速分散器，德国IKA公司；Allegra离心机，美国贝克曼库尔特公司；PE-Lambad35紫外分光光度计，美国铂金埃尔默公司；PEN3电子鼻，德国Airsensense公司；DSQⅡ气质联用仪器，美国热电公司；超低温冰箱，博西华家用电器有限公司；HH36恒温水浴锅，金坛市金城国胜试验仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 实验样品制备

所选取黄羽鸡日龄约300 d，活鸡均重1.7 kg，宰杀后去内脏，去头、去爪后质量在900～1 100 g，试验共采用30只黄羽鸡(5组×6只/组)。整只鸡劈半后放置于5 L的大烧杯内，加入沸水，使烧杯内肉液比为1∶2，用保鲜膜密封杯口。控制5组实验处理温度(90 ℃)、处理时间(2 h)、处理频率(20 kHz)一致，根据实际生产应用设置梯度实验，将烧杯分别置于使用功率为0、250、500、750、1 000 W的超声波蒸煮锅(内体积为280 mm3，煮锅底部有12个直径为66 mm的超声波发声探头)内炖制。炖制完成后，将烧杯内鸡汤与鸡肉分别取出，冷却至室温。将鸡胸肉与鸡腿剁碎后，用匀浆机混匀，鸡汤用分液漏斗去除顶部油脂，分别装袋密封。在-24 ℃的超低温冰箱内保存，留待备用。

1.3.2 鸡汤TBA值的测定

分别取上述鸡汤样液2.5 mL，分别加入7.5 mL 20%的TCA溶液和10 mL蒸馏水于离心管内混合，避光静置1 h后，离心20 min，分别取离心后上清液2 mL与0.02 mol/L TBA 溶液2 mL于试管内混合，同时做空白试验。

1.3.3 鸡汤中挥发性风味物质的测定

挥发性风味物质的提取：将超低温冰箱内的鸡汤样品于室温下自然解冻，解冻后称取约5 g的鸡汤样品放入20 mL气质进样瓶中，然后将其压盖密封。将进样瓶放置孵化炉中，进一步把顶空固相微萃取萃取头插入进样瓶，并在50 ℃ 下，萃取30 min，收集和富集鸡汤样品中的挥发性风味物质。

(1)气相分离条件：进样口温度250 ℃，解吸附3 min，进样方式为不分流进样。采用TR-5 MS毛细管柱进行分离解吸附后的风味物质。气相色谱升温程序如下：40 ℃开始保持3 min；然后以3 ℃/min 升温至70 ℃，不保持；再以5 ℃/min升温至180 ℃，不保持，最后以10 ℃/min升温至280 ℃，保持5 min。氦气为载气，流速为1 mL/min。

(2)质谱扫描条件：离子源温度为230 ℃，荷质比扫描范围为30～550m/z。挥发性风味物质的保留时间通过正构烷烃标准品转化为线性保留指数。

(3)风味物质成分鉴定：采用NIST 08(Natl.Inst.of Standards and Technology,Gaithersburg,Md.,U.S.A.)谱库检索，以及与文献比较相对保留指数确定样品的挥发性风味物质。根据DOALD[12]的方法确定挥发性风味物质的含量，采用环己酮作为内标的半定量方法，即通过比较挥发性风味物质的峰面积与内标的峰面积计算风味物质含量。

1.3.4 电子鼻测定鸡汤

取10 mL鸡汤样品于电子鼻进样瓶中，在85 ℃的条件下，水浴15 min。后将进样针插入待测鸡汤样品的进样瓶中进行测量。每种样品平行测定5次，每次测量重复进行3次。(电子鼻分析参数：采集间隔1 s，清洗时间120 s，归零时间5 s，预进样时间5 s，测量时间120 s，传感器仓流量300 m/min，初始注射流量300 m/min)。

1.4 数据处理

运用SAS软件(SAS institute Inc.U.S.A)对数据进行统计分析,使用单因素方差分析(ANOVA)对数据进行分析,然后用Duncan法进行多重比较。统计学显著定义为P< 0.05。电子鼻的数据用StatSoft软件(Version7.0, Tulsa,Oklahoma, USA)作主成分行分析。试验独立重复4次。

2 结果与分析

2.1 鸡汤中TBA值的数据分析

图1为不同超声功率辅助炖煮的鸡汤中脂肪氧化的变化规律。随着超声功率的增加，鸡汤TBA值先上升后下降(P<0.05)，表明鸡汤中游离脂肪酸的初级氧化产物先增加后减少[13]。超声辅助炖制对鸡汤脂肪氧化的影响与雷辰等[14]发现的超声炖煮促进五花肉脂肪氧化的结果类似。超声炖制鸡汤过程中，一方面由于超声的空化效应导致甘油类或磷脂类脂肪酸水解成游离脂肪酸，与高天丽等[15]发现的利用超声辅助处理干制横山羊肉会降低羊肉中的总饱和脂肪酸含量，同时会增加肉品中总不饱和脂肪酸含量的结果类似，汤样中不饱和脂肪酸含量的增加可导致游离脂肪酸初级氧化程度增加。另一方面，池岸英等[16]研究表明，虾肉经过微波蒸煮肉中的醇类与醛类等物质会转移到汤中，并在汤中检测出少量含硫化合物质。随着超声功率的增加，肉中水溶性物质转移到汤中的程度增加，这可能会导致肉中促氧化剂转移到汤中，促进游离脂肪酸的初级氧化。在超声功率1 000 W时，鸡汤脂肪初级氧化速率降低，可能是由于此时超声促进大量脂肪氧化初级产物转化为终极产物，即挥发性风味物质，使得TBA值降低。

图1 不同超声功率鸡汤中TBA含量测定Fig.1 Determination of TBA in different ultrasonic power chicken broth注：(1)结果表示均值±标准差(n=3)；(2)不同字母代表差异显著(P<0.05)

2.2 鸡汤风味物质成分变化分析

不同超声功率辅助炖煮的鸡汤挥发性风味物质如表1所示。随着超声功率的增加，鸡汤中挥发性风味物质总量及醛类物质含量总体呈现下降趋势；醇类、酮类及酯类先上升后下降，在750 W功率时达到最大值。由TBA值可知鸡汤中游离脂肪酸初级氧化产物在前期呈显著上升趋势，但是此时游离脂肪酸的终产物(挥发性风味物质)含量显著下降，表明此时超声促进了香味物质的挥发，导致其含量下降，这与PÉREZ-ALVAREZ等[17]报道相一致。

根据表1结果，主要风味物质34种，其中主要包括醇类物质5种，醛类物质11种，烷烃类物质8种、烯烃类物质1种、酯类物质3种、酮类物质5种及其他物质1种，与宋焕禄等[18]发现的固始鸡经过高压处理后鸡汤中的主要风味物质为壬醛、十六醛和1-戊醇等多种醛类和醇类物质的结果一致。有研究表明在鸡汤炖煮过程中鸡汤风味物质主要依靠脂肪氧化形成，这说明脂肪氧化是鸡汤风味物质形成的主要路径。前期表明醛类物质是汤中主要的香味活性物质，主要是由于其阈值较低且浓度较高。RAMARATHNAM等[19]研究发现鸡汤中香味的主要活性化合物为己醛、戊醛、壬醛、(E)-2-壬醛、(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛。由表2可知，鸡汤中的己醛、戊醛、壬醛、癸醛、庚醛、正辛醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-癸烯醛和(E)-2-辛烯醛都具有较高的浓度且其 OAV ≥ 1[己醛、戊醛、壬醛、庚醛、正辛醛、(E)-2-癸烯醛和(E)-2-辛烯醛，OAV 在10～1 000；庚醛、(E)-2-己烯醛，OAV≥2]。鸡汤中主要风味物质是醛类和醇类，呈脂香味，醛类物质含量一直随超声功率增加显著下降；醇类物质含量则在500 W时达到最大值，后随着超声功率增加显著下降，这对鸡汤的香味感知产生不利影响。

表1 超声功率对鸡汤中挥发性风味物质含量的影响Table 1 Volatile flavor content in chicken broth

表2 超声功率对鸡汤香气活性值的影响Table 2 Effect of ultrasonic power on aroma activity of chicken broth

在本研究中，1-戊醇和1-辛烯-3-醇具有香味活性,主要呈现香油味和蘑菇味；这2种物质在其他肉制品中也十分常见,并对肉品风味修饰起重要作用。1-戊醇也存在于其他肉制品风味中，可由多不饱和脂肪酸的自动氧化形成[20]。1-辛烯-3-醇来自于亚油酸或其他多不饱和脂肪酸的自动氧化[20-21]，可增强肉中的脂肪香味。酮类起源于氨基酸降解、PUFA的热降解或美拉德反应[22]。饱和烷烃可以通过脂肪酸中的脱羧反应以及碳-碳键断裂形成，一些不饱和烃类和环状烃类物质可由类胡萝卜素和不饱和脂肪酸的热氧化之后的次级反应产生。虽然当前在鸡汤中检测到酮类、烃类，但由于其含量低以及阈值高，其对香气影响可忽略不计。

2.3 鸡汤电子鼻数据分析

不同超声频率辅助炖制的鸡汤的电子鼻结果如图1所示。鸡汤样品PC1和PC2贡献率和为94.61%，大于90%，由此可判断为这2个主成分已经涵盖了样品的主要香味物质的信息特征[25]。结果表明，对照组与超声试验组的鸡汤样品之间存在显著差异；根据图1中第1主成分，可把这5组汤样归结为3个区域，即对照组与超声250 W组、超声500及750 W以及超声1 000 W；根据图1中第2主成分，可把这5组汤样归结为2个区域，即超声250 W组、对照组及超声500 W组和超声750 W组及超声1 000 W组；这表明超声功率对鸡汤香味的总体影响是循环渐进的，对照组与超声处理组鸡汤的感官评价结果表明750 W组鸡汤处理组的风味总体可接受程度与对照组没有显著差异，其余处理组感官评分均低于对照组(结果未列出)。电子鼻和气相色谱-质谱联用分析结果表明，超声750 W组中醛类物质显著低于比照组中，但醇类物质显著高于对照组，这可能是由于醇类物质含量提高对总体香味的修饰和提升作用。

图2 不同超声功率鸡汤香气成分PCA分析Fig.2 PCA analysis of aroma components of different ultrasonic power chicken broth

超声辅助炖制工艺显著影响鸡汤风味，导致鸡汤中醛类物质含量下降，醇类物质含量上升，因此本研究对下一步工艺研发做出如下改进：(1)适当调整超声辅助炖制鸡汤时间，炖制时间过长会导致风味物质含量降低，通过调整超声炖制时间可以影响游离脂肪酸的降解和氧化，促进关键风味物质的生成。(2)提高超声炖制鸡汤过程中的实验环境的密封性，操作过程密封性差可能造成鸡汤风味物质损失，因此增强炖制过程容器密封性以及适当降低加热强度，可以降低鸡汤风味物质的挥发。

3 结论

在不同的超声功率下，鸡汤中的挥发性风味物质总量显著降低，主要由于鸡汤中主要的风味活性物质降低，其中1-戊醇、1-辛烯-3-醇等5种醇类物质以及己醛、戊醛、正辛醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-癸烯醛等11种醛类物质含量明显下降，但是醇类和酯类含量在采用750 W超声处理组中含量最高，且此时鸡汤中脂肪氧化程度最高。此外，实验表明超声辅助炖制可以减缓鸡汤的脂肪氧化。实验结果证明：通过调控鸡汤炖制过程中的脂肪氧化可能会影响鸡汤香味。