不同加工方式对姜母鸭感官风味影响的差异性分析

王德华，苏永裕，林祥木，张 怡，胡 涛，张志刚,*，胡嘉淼,，*

（1.福建农林大学，肉食品安全生产技术国家重点实验室，福建 福州 350002；2.厦门银祥集团有限公司，肉食品安全生产技术国家重点实验室，福建 厦门 361100）

姜母鸭由于其独特的口味和较强的食疗效果深受闽南及台湾人的喜爱，有厦门一宝、闽台一绝之美誉[1]。其制作原料主要是姜母和红面番鸭，姜母是指有着3年生长期的老姜，红面番鸭因其面部长有红色的肉疣而得名[2-3]，这种从南美秘鲁引入我国的鸭品种，皮薄肉厚且瘦肉多，脂肪少，用其加工出来的鸭肉味道香醇、鲜嫩多汁、不油腻，肉质紧密[4]。刘源等[5]将不同加工鸭肉制品包括水煮鸭、盐水鸭、烤鸭的滋味成分进行比较，结果表明，鲜味氨基酸天冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu）、甜味氨基酸丙氨酸（Ala）以及风味核苷酸对鸭肉制品的滋味贡献显著，盐水鸭的特殊加工工艺以及烤制加工使鸭肉制品具有较高的非挥发性滋味成分含量。郑坚强等[6]对肉鸭的深入加工进行研究，通过试验研制出了盐水鸭、酱鸭和烤鸭3种简单、易行、味美且营养价值高的肉鸭产品，并确定了最佳工艺参数。但目前关于炒制、卤制、烤制姜母鸭的味觉指标分析研究尚未见报道。

风味是肉制品的重要品质指标之一，包括气味和滋味[7]。食品风味的检测手段主要有顶空-固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）[8]和感官评价。HS-SPME结合GC-MS具有操作周期长、成本高、操作难度大等缺点[9]。感官评价是建立在科学的评价程序和方法的基础上，由品评员通过视觉、嗅觉、听觉、味觉以及触觉等对食品及其他物质的特性进行描述的一种科学方法[10]，目前已经广泛应用于食品及其他产品的感官特征评价及产品鉴别、产品开发、市场调查等方面的研究[11]。传统的感官评价技术一般只进行定性评价，不能进行精确的定量评价[12]。然而吴昀等[13]通过感官属性强度分析和感官嗜好性评价的方法对市售番鸭的感官特性进行了定性定量评定，确立了一套科学的感官评价流程。程焕等[14]利用尺度法对红茶和绿茶的滋味分属性进行了评定，实现了茶业感官品质的定量分析。随着传感器技术的发展，电子鼻和电子舌在食品检测中得到了不断的研究与应用[15]。电子舌是一种使用类似于生物系统的材料作传感器的敏感膜，当类脂薄膜的一侧与味觉物质接触时，膜电势发生变化，从而产生响应，检测出各类物质之间的相互关系[16-17]，是分析化学在液态领域检测的新方向[18]，有多通道电极味觉传感器[19]、伏安法电子舌[20]、生物传感器[21]和电子舌敏感膜[22]等分类。目前电子舌检测技术已经广泛应用于食品药品的智能感官分析领域，如食品新鲜程度的检测[23]、果蔬成熟度的检测、饮料及酒类的辨别区分[24]等。Zhang等[25]采用电子鼻、电子舌和同时蒸馏萃取GC-MS技术评价了不同干燥方式对金桔鱼片风味的影响，结果表明，电子鼻和电子舌系统能够有效地鉴别4种样品的挥发性物质。郑舒文等[26]在基于电子鼻和电子舌技术的鳕鱼鲜度评定研究中指出，用电子鼻和电子舌区分不同鲜度的鱼肉，电子舌的区分度远高于电子鼻。Aliani等[27]结合TS-5000Z电子舌传感器的味觉信息数据成功建立了一种基于电子舌的药物苦味强度预测方法，为其他食品、药物的苦味预测模型的建立提供了参考。Atsu等[28]通过味觉测试和味觉传感器成功测定了克拉霉素在各种饮料中的苦味。赵童瑶等[29]探讨了不同来源龙胆苦味和品质相关性研究。Bajec等[30]揭示了涩味在食品中的感官特性。

本试验以烤制、卤制和炒制的姜母鸭为原料，利用TS-5000Z味觉分析系统和食品感官属性强度分析方法，使用具有广域选择特异性的人工脂膜传感器，模拟生物活体的味觉感受机理[31-32]，通过检测3种处理方式下姜母鸭的各种味物质和人工脂膜之间的静电作用或疏水性相互作用产生的膜电势的变化，实现对5种基本味（酸、甜、苦、咸、鲜）和涩味的评价，以期找到烤制、卤制和炒制姜母鸭的有效味觉指标，并将不同加工方式姜母鸭做有效区分，为姜母鸭制品的产业化生产提供试验数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

冻白条鸭，每只屠宰后质量为1.6～1.7 kg，品种为樱桃谷鸭；老姜、麻油、米酒、酱油、香醋、食盐、白砂糖、味精、香辛料，购于本地市场；氯化钾、盐酸、无水乙醇、酒石酸，购于西陇化工股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

TS-5000Z味觉分析系统，日本INSENT公司；30-50型真空滚揉机，亿邦食品机械有限公司；XY型天然气炒制机，山东心悦机械设备有限公司；MJ-BL2582型料理机，美的生活电器制造有限公司；KQ-300VDE型数控超声波清洗机，昆山市超声仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 姜母鸭样品的制备

1.2.1.1 烤制版姜母鸭

樱桃谷鸭于0～4℃条件下进行解冻，除去腺体和异物，按照120%注射量注射食用盐、料酒、水等调料的混合液。在真空度为0.06 MPa，转速为5 r/min条件下用真空滚揉机滚揉30 min；上架烘烤，第1段60℃，1.5 h，第2段170℃，50 min；杀菌、冷却备用。

1.2.1.2 卤制版姜母鸭

樱桃谷鸭于0～4℃条件下进行解冻，除去腺体和异物，在开水中煮制10 min，去除血水，进行表面熟化；油炸上色，在93℃的卤水中卤制2 h，温度保持在85～88℃；烘干杀菌、冷却备用。

1.2.1.3 炒制版姜母鸭

樱桃谷鸭于0～4℃条件下进行解冻，除去腺体和异物，分切成3～5 cm的块状，在开水中煮制5 min，去除血水，进行表面熟化；将焯水后的肉块，放入天然气炒制机内，并加入辅料，开大火至物料温度为85℃再开中火，炒制到物料温度为92℃时，开中小火，炒制有轻微的焦香味，出锅；杀菌、冷却备用。

1.2.2 TS-5000Z味觉分析

1.2.2.1 参比溶液（RefSol）的制备

在30 mmol/L KCl中加入0.3 mmol/L的酒石酸，制备成无味的RefSol。

1.2.2.2 味觉分析

取不同加工处理方式的鸭肉样品去骨后置于料理机中打碎，称取打碎的肉样40 g置于500 mL烧杯中，量取160 mL蒸馏水添加到烧杯中，玻璃棒搅拌均匀，置于超声波清洗机中超声5 min，3 000 r/min离心5 min后滤纸过滤取上清液测试。

1.2.3 食品感官分析与评价

随机选取30名志愿者组成感官评价分析小组，并对其进行食品感官分析与评价基本方法的培训。参考相关文献[13,33-34]确定食品感官分析强度评分尺度表和感官描述词及其定义（见表1、2）。

表1 食品感官分析强度评分尺度表Table 1 Scale of intensity score for food sensory analysis

表2 食品感官描述词及其定义Table 2 Food sensory descriptors and their definitions

1.2.4 数据处理

电子舌检测数据以RefSol为标准的绝对输出值，模拟人口腔中只有唾液时的状态。其中Tasteless为无味点，即RefSol的输出，RefSol由KCl和酒石酸组成味觉值，故酸味的无味点为-13，咸味的无味点为-6，以此为基准，当样品的味觉值低于Tasteless时说明样品无该味道，反之则有。

试验结果用TS-5000Z味觉分析系统自带软件、Origin和SIMCA进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同加工方式姜母鸭有效味觉指标的确定

图1 以RefSol为基准的不同加工方式姜母鸭风味雷达图Fig.1 Radar diagram of flavors in ginger duck under different processing methods based on RefSol reference solution

图2 姜母鸭样品有效味觉指标雷达图Fig.2 Radar diagram of effective taste indicators of ginger duck samples

根据RefSol确定各味觉的无味点，其中酸味和咸味的基准液由氯化钾和酒石酸配制而成，故基准溶液中含有少量的酸和盐，酸味和咸味的无味点分别为-13和-6，其余味觉指标均为0。从图1中可见，本次测试的3种姜母鸭样品的酸味明显低于无味点，其次是苦味回味和涩味回味。其他味觉指标则均在无味点以上，因此除酸味、苦味回味和涩味回味外的指标均是姜母鸭的有效味觉指标。将酸味、苦味回味和涩味回味去掉后比较3种不同加工方式姜母鸭样品有效的味觉指标，从有效味觉指标味觉图2中可见，整体味道上来看烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭的各项指标较为接近，与炒制版姜母鸭均存在明显的差异，这可能是由于姜母鸭在炒制加工过程中，更多的苦味、涩味、鲜味、丰富性呈味物质被释放出来，这些呈味物质包括糖类、氨基酸类、无机盐类以及酸类物质[35]。

2.2 不同加工方式姜母鸭的味觉指标分析

比较不同加工方式姜母鸭的苦味和涩味如图3所示，X轴为苦味，Y轴为涩味。由图3可见，炒制版姜母鸭样品的苦味和涩味最强，涩味值在1左右，苦味值接近超过4，烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭产品涩味接近无味点，苦味接近3。样品间在苦涩上的差异超过1个刻度差异显著（下同）。由此可知，炒制版姜母鸭在涩味和苦味方面明显高于烤制版姜母鸭及卤制版姜母鸭。姜母鸭中的苦味并不同于咖啡、茶等样品给人的苦味感，肉制品的苦味可能与其辛香料等的添加具有一定的关系，香辛料中的呈味物质在炒制加工过程中的含量变化可能是造成苦味滋味凸显的原因之一。

图3 姜母鸭样品苦味和涩味散点图Fig.3 Scatter diagram of bitter and astringency in ginger duck samples

丰富性是鲜味的回味，主要反映了鲜味的持久性，又称为鲜味持久性，主要是鲜味传感器对氨基酸、核酸类物质的应答，经常用来反映鱼汤、酱油等样品鲜味的情况。咸、鲜味是姜母鸭样品重要的味觉指标，由图4可见，不同加工方式的姜母鸭样品的鲜味在11.8～12.4之间，样品间差异不超过0.5个刻度，不同加工方式的姜母鸭样品在鲜味上无明显差别。炒制版姜母鸭的咸味程度远大于烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭，烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭的咸味差异约为1个刻度。姜母鸭在加工过程中咸味程度和NaCl的含量呈显著正相关，相关研究表明，滋味物质的呈味作用具有综效性，鸭肉的味觉特征与多种滋味物质显著相关。烤制、卤制和烤制的加工方式在一定程度上影响呈味物质，如氯化钠、氨基酸含量的变化，从而使得炒制版、烤制版、卤制版姜母鸭的咸味依次降低，卤制版和烤制版姜母鸭的丰富性接近，炒制版较之最大。

图4 姜母鸭样品鲜味和丰富性散点图Fig.4 Scatter diagram of umami and richness in ginger duck samples

2.3 姜母鸭的不同加工方式与味觉相关性分析

为探究姜母鸭的加工方式与酸、甜、苦、咸、鲜和涩味6个味觉指标之间的关系，基于电子舌检测数据对不同加工方式的姜母鸭通过SIMCA进行PCA-X建模分析，并绘制Biplot，Scaling模式为UV。结果如图5所示，第一主成分（PC1）的解释方差为62.9%，第二主成分（PC2）的解释方差为24.1%，第一、第二主成分的累计解释方差贡献率为87.0%，可以反映样本的绝大部分信息。Score plot以散点的形式表示了不同的姜母鸭样品，距离越近表明样品滋味相似程度越高，距离较远则反之。不同加工方式的姜母鸭样品能够得到较好的区分，烤制版和卤制版接近，与炒制版具有明显的差异。Loading plot是对Score plot的进一步补充解释，散点表示了不同的变量。以同一原点绘制Score plot和Loading plot得到和Biplot，样品和变量之间的相对位置表示了样品和变量之间的相关性。图5中炒制版姜母鸭具有明显的聚类，与烤制版和卤制版分布于不同的象限，烤制版和卤制版距离接近，但卤制版聚类优于炒制版。此外，丰富性、咸味、苦味、苦味回味的聚类位置与炒制版姜母鸭相似，鲜味在炒制版姜母鸭过原点的相反位置。宋诗清等[36]研究发现，不同提取方式可以显著影响金华火腿骨鲜味呈味物质（谷氨酸、天冬氨酸）和苦味呈味物质（赖氨酸）的含量，从而影响金华火腿骨的感官体验。此外，研究发现随着气温的降低，茶叶中鲜味氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸、茶氨酸）、甜味氨基酸（脯氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸）和苦味氨基酸（异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸）共占游离氨基酸含量分别出现升高、降低和降低趋势[37]。由此可见，炒制工艺相比烤制和卤制，由于制作温度、受热方式的差异和香辛料的添加，可以提高或降低鲜味、咸味及苦味呈味物质的变化，从而造成感官味觉上的差异。

图5 不同加工方式姜母鸭PCA得分和载荷图Fig.5 PCA score and loading plots of ginger ducks through different processing methods

2.4 电子舌数据重现性和传感器区分度分析

对传感器响应稳定性进行验证，取烤制版、卤制版和炒制版姜母鸭各3只，每只样品检测3次并取其平均值，进行如图6所示的数据重现性分析。如图所示，采用TS-5000Z味觉分析系统可以很好的对姜母鸭样品的味觉指标进行检测分析，不同样品间具有稳定的数据重现性。

图6 数据重现性分析Fig.6 Data reproducibility analysis

如表4所示，θ为平均误差；x¯为所有样品的平均值；s为所有样品的标准偏差；m1用以判定同一样品不同浓度的误差率（m1（%）=θ/x¯×100），m2用以判定不同样品的误差率（m2（%）=θ/s×100），反映传感器的区分能力，值越低样品的区分性越好。误差率为20%，样品最大可识别为5组，误差率为50%，样品最大可识别为2组，误差率为100%，则样品不能得到有效识别。由此可见，在传感器区分度分析中，所有的味觉传感器对该姜母鸭样品的区分性均很好。

表4 传感器区域度分析Table 4 Sensor region analysis

2.5 不同加工方式姜母鸭感官属性强度

食品感官分析员经过专业培训后，依据食品感官分析强度评分尺度表，按照食品感官描述词及其定义，对不同加工方式的姜母鸭样品进行感官属性强度分析。如表5所示，咸味、鲜味、苦味及丰富性均能被品评员感官感知，与TS-5000Z味觉分析系统结果相比，姜母鸭样品的涩味与无味点接近，不能被品评员感官感知，进一步体现了现代仪器分析技术在食品检测领域的优势。在图7姜母鸭样品有效味觉属性强度的雷达图中，炒制版姜母鸭在咸味、苦味、咸味和丰富性上均大于烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭，烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭在如图所示的有效味觉指标中属性强度相近，且与TS-5000Z味觉分析系统结果规律相似，进一步论证了TS-5000Z味觉分析系统在肉类制品味觉指标分析的可靠性。智能感官结果与人工感官结果相印证，且区分效果优于人工感官评价结果。可见智能感官可部分替代人工感官以及传统仪器分析，实现姜母鸭加工方式和品质的快速鉴定与区分。

表5 姜母鸭样品感官属性强度分析结果Table 5 Sensory attribute strength analysis results of ginger duck samples 单位：分

图7 姜母鸭样品有效味觉属性强度雷达图Fig.7 Radar diagram of effective taste attribute intensity of ginger duck samples

3 结论

TS-5000Z味觉分析系统对不同加工方式的姜母鸭的味觉具有明显的应答，与人工感官结果相印证，且区分效果优于人工感官评价结果。炒制的姜母鸭样品均没有酸味、苦味回味和涩味回味，除此以外其他味觉指标均是其有效的味觉指标。姜母鸭样品具有一定的苦涩味，其中炒制版姜母鸭的涩味和苦味均明显高于烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭，烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭在苦涩味方面非常接近，数值上的差异不超过0.5个刻度，人的味觉难以进行分辨，二者的涩味接近于0；苦味与样品中添加的辛香料等有关，与其风味具有一定的关系；咸味、鲜味和丰富性方面，三者在鲜味方面差异很小，但在丰富性上存在明显不同，炒制版姜母鸭的鲜味回味（丰富性）远高于另外两个样品，同样炒制版姜母鸭的咸味也是最强的；整体来看，烤制版姜母鸭和卤制版姜母鸭在味道上非常相似，炒制版姜母鸭与之差异显著。不同加工方式姜母鸭样品滋味产生差异与鸭肉中的风味前体物质在加工中的变化规律有关，这些风味前体物质包括游离氨基酸、核苷酸、小肽、糖类、脂肪、硫胺酸、无机盐等[38]。鸭肉经过美拉德反应、脂质降解、硫胺素降解等反应也会产生复杂多样的风味物质。加工温度和受热方式会显著影响肉品风味物质的含量，影响机制有两种：一是影响肉品基本成分降解生成风味物质的速度；二是影响滋味物质的分解速度。有研究发现由于陶瓷瓦罐受热均匀，其传统工艺的瓦罐鸡汤滋味优于现代高压熬制和电磁炉熬制的鸡汤[39]。不同加工方式的干腌火腿，其氨基酸含量与加工温度呈正相关[40]。烤制、卤制鸭肉在制作过程中温度均达到了170℃以上（卤制要经过油炸工艺），炒制的最高温度为121℃，不同加工方式的氨基酸变化有待进一步研究。该研究确定了不同加工方式姜母鸭的有效味觉指标，并对比分析了不同加工方式造成的味觉差异，进一步为鸭肉制品风味变化规律研究提供了参考。