鸭肉的风味及其形成的研究

冯宇隆 谢 明 黄 苇 唐 静 闻治国 侯水生

(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，动物营养学国家重点实验室，北京 100193)

中国是世界上最大的鸭肉生产国［1］。北京烤鸭、广东烧鸭、南京盐水鸭等鸭肉食品作为我国传统的禽肉食品在我们日常餐桌上非常常见。传统的鸭肉具有颜色洁白、组织细嫩、低脂肪、高蛋白质、低胆固醇和风味独特等优点［2－3］。由于胆固醇和脂肪的过量摄入可导致人类动脉硬化和心血管疾病的发生，而脂肪组织中饱和脂肪酸含量的升高是引起心血管疾病的直接原因。鉴于以上原因，大多数的人更倾向于吃瘦肉，而不愿意吃含脂肪量高的肉制品。因此，面对品质和消费要求的冲突，需要对肉制品制定一个既能满足消费者要求又富含营养的标准［4］。

随着中国经济的不断发展，目前肉品的供应基本满足市场的消费量，随之而来的是消费者对肉品营养、风味口感和安全的高度重视。所谓肉风味是指肉香味(odor)和肉滋味(aroma)2个层面，肉香味物质是指肌肉受热过程所产生的挥发性混合物，如醛类、酮类、醇类、酸酯类及含硫、氧、氮的直链和杂环类化合物;而肉滋味物质主要是肉中的滋味呈味物质，如游离氨基酸、小肽类、ATP代谢物、无机盐和维生素等［5］。影响肉品风味的因素有很多，主要包括宰前因素(动物年龄、体重、基因类型和饲料等)和宰后动物肌肉的状态(pH、无机盐含量、水分含量以及蛋白酶活性的高低等)［6］。

1 风味的描述

风味是影响肉品食用口感好坏的一个重要因素，肉品风味物质的产生主要出现在肉的加热熟化过程中，因为未熟化的肉只含少量香味阈值(odor threshold)较高的挥发性物质［7］，嗅闻时只具有腥味和微弱的金属味。风味物质根据其化学特征可分为有味觉的非挥发性物质、增味剂和协同剂、有香味特征的挥发性物质［8］。人们主要通过嗅觉和味觉来对熟肉进行评估，其中味觉主要感觉到的是熟肉的滋味，嗅觉主要感觉到的是肉品的挥发性芳香味。熟化前后肉品风味的变化主要与大量的风味前体物(flavor precursors)有关，风味前体物彼此间的复杂化学反应使得在肉品熟化时产生特异的风味［9］。

2 风味前体物

通过测定生肉的挥发性物质，发现生肉中的挥发性物质比熟化后的肉少很多［7］，而且生肉中的挥发性物质香味阈值很高，一般嗅闻不到芳香味。例如，Soncin等［10］利用顶空固相微萃取(headspace solid phase microextraction，HS-SPME)和气质联用仪(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)分析研究生鸭肉中挥发性物质，发现生鸭肉中挥发性物质主要是醇类(6种)、酮类(1种)、醛类(3种)、杂环化合物(1种)和羧酸类(1种)。其中醇类物质为1－戊醇、1－己醇、1－庚醇、正辛醇、1－辛烯－3－醇和苯乙醇，酮类物质为2－羟基丁酮，醛类物质为己醛、壬醛和苯甲醛，杂环化合物为2－戊基呋喃，羧酸类物质为己酸。张晶晶等［7］利用HS-SPME萃取挥发性物质并用GC-MS检测生樱桃谷鸭胸肉挥发性物质，得到类似的结果:醇类(1种)、酮类(3种)、醛类(3种)、烃类(2种)、其他(1种)，其中醇类物质为1－戊醇，酮类物质为丙酮、2，3－丁二酮、2－丁酮，醛类物质为己醛、辛醛、壬醛，烃类物质为戊烷、辛烷，其他物质为牛磺酸。生肉经熟化后挥发性物质明显增多是由于风味前体物之间的复杂化学反应，因此风味前体物的种类和含量是决定肉品可接受性和影响品质高低的重要因素［11］。风味前体物根据其化学性质可分为2类:水溶性前体物(watersoluble precursors)和脂类(lipids)［12］。

水溶性前体物主要有游离氨基酸、小肽［肌肽(β-Ala-His)、鹅肌肽(β-Ala-1-methyl-His)、谷胱甘肽(γ-Glu-Cys-Gly)等］、核苷酸及其代谢产物［肌苷酸(IMP)、苯丙胺(AMP)、肌苷等］、糖类(葡萄糖、果糖、甘露糖等)、硫胺素和无机盐等［13－15］。游离氨基酸是由体内蛋白水解酶分解自身蛋白质产生［11，16］，其中半胱氨酸是最重要的氨基酸风味前体物。许多小肽在组织中是自然存在的，如骨骼肌中的肌肽、鹅肌肽和谷胱甘肽，这些在肌肉中具有特殊生物学功能的小肽已被广泛研究。除此之外，肉品储藏和熟化过程中蛋白质的降解也会产生一些小肽，如肌原纤维和细胞骨架蛋白的降解。生肉中89%的小肽是肌肽、鹅肌肽和谷胱甘肽，其余的小肽由蛋白水解酶分解自身蛋白质而来［17］。动物屠宰以后肌肉中的ATP继续降解，产生大量的IMP，IMP不稳定，在酶的作用下继续分解为肌苷、次黄嘌呤、核糖等［18］。按含量计算，IMP及其相应的核苷、肌苷占据了降解物总量的大多数，而次黄嘌呤、鸟苷酸(GMP)、AMP等总含量很低。肉品中含有多种糖类(核糖、葡萄糖、甘露糖、果糖和麦芽糖)，这些糖类主要由糖酵解和核苷酸降解所得，其中葡萄糖、果糖和甘露糖的浓度最高，而核糖的浓度最低［13］。

肌内脂肪(intramuscular fat)是指位于肌肉内的脂肪，包括全部的磷脂(主要存在于细胞膜)、甘油三酯(能量的主要储存形式)和胆固醇。在禽类肌肉中，甘油三酯不仅大量地储存在肌肉内的脂肪细胞中(至少80%)，而且以液滴的形式储存在肌纤维细胞质中(占总甘油三酯的5% ～20%)。肌内脂肪的含量及其脂肪酸的组成对于肉的质量属性具有重要的影响，包括感官质量的高低和有益健康的程度［19］。除此之外，脂肪酸的组成对于肉品熟化过程中的风味形成具有重要的影响。有研究者通过选择性地去掉鸭肉中的磷脂和甘油三酯，并对去脂肉进行感官评定和仪器分析，结果表明甘油三酯对鸭肉的特征性风味及其肉香味影响不大，而磷脂对其影响很大［20］。鸭肉中不饱和脂肪酸的含量较高，是一种健康优良的肉品。Cobos等［21］通过测定绿头鸭胸肌和腿肌的脂肪酸组成，发现鸭肉脂肪酸主要由 C16∶0(18% ～22%)、C18∶0(12% ～22%)、C18∶1(17% ～ 34%)、C18∶2(13% ～23%)和 C20∶4(8% ～19%)组成。江新业等［22］通过气相色谱法分析鸭肉和鸡肉脂肪酸含量，结果表明鸭肉脂肪酸含量是鸡肉的2倍多，其中以软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和花生四烯酸为主，占脂肪酸质量的88% ～94%，而且北京鸭和樱桃谷鸭还含有少量的共轭亚油酸。不饱和脂肪酸受热极易氧化分解，因此鸭肉中高含量的不饱和脂肪酸通过加热氧化分解可能是引起鸭肉产生特异性风味的主要原因。

3 风味的形成过程

研究特异性风味的形成不仅要了解肉品熟化前风味前体物的种类和含量，更需要了解风味物质的构成以及风味物质的形成机理。肉品熟化过程中发生的最主要反应是美拉德反应(Maillard reaction)和脂质降解(lipid degradation)，特别是半胱氨酸和核糖之间的反应可能是肉香物质的主要来源。脂质降解也赋予肉品重要的芳香味，而且脂质降解产物可以与美拉德反应的生成物发生交互反应进而生成更多的风味物质。除此之外，其他化合物(硫胺素、碳水化合物)的热降解也对风味的形成具有重要的贡献。多聚不饱和脂肪酸的分解产物不仅影响半胱氨酸和核糖之间的反应，而且影响肉品熟化后的肉香物质的含量［23］。

硫胺素是一种含硫、氮的双环化合物。当受热时可产生多种含硫和含氮挥发性物质。据报道，已经鉴定出的硫胺素分解产物有68种，其中1/2以上是含硫化合物，包括脂肪链硫醇、含硫碳酰化合物、硫取代呋喃、噻吩、噻唑、双环化合物和脂环化合物，他们多数具有诱人的香味［24］。脂质降解也能产生上百种的挥发性物质，其中包括烃类、酮类、醛类、羧酸类、醇类和酯类，特别是杂环化合物(内酯、烷基呋喃)对风味的形成具有重要的影响［25］。

美拉德反应的本质是还原糖类的羰基和氨基酸等化合物的氨基之间的缩合反应。该反应也可以在醛糖或酮糖和氨基酸之间发生，而且可以引申到各种醛类、酮类、蛋白质、多肽、胺类，甚至包括氨在内，其反应的过程非常复杂。美拉德反应的第1步是氨基酸的氨基和还原糖的羰基发生脱水缩合反应，主要形成糠醛、呋喃酮和二羰基化合物等;相应后续反应产生其他简单化合物，如醛类、吡嗪类、氨和硫化氢等;其他的风味物质主要来自许多“活性中间体”间的复杂化学反应，使得肉品挥发性风味物质的种类和含量更加复杂，如产生的杂环化合物，特别含硫化合物(甲硫氨醛、甲硫醇和2－丙烯醛)和含氮化合物(吡嗪、吡啶、吡咯)。当然，脂质氧化降解产生的醛类等化合物以及其他异源化合物也可参加到美拉德反应中，使得美拉德反应更加复杂［26］。

4 鸭肉特异性风味的产生

尽管已经有很多研究通过GC-MS测得不同品种、不同加工方式鸭肉的挥发性物质［2－3，7，27－28］，但是这些研究几乎都没有量化这些风味物质对于鸭肉特殊风味的贡献率。而特异性风味是由什么引起，目前的研究还主要集中在挥发性风味物质的分离鉴定方面。例如，Baruth等［29］通过分离鉴定烤野鸭和烤家养鸭的挥发性香味物质。结果并没有检测到能赋予烤肉特异性风味的特异性化合物。但在每个烤肉样品中都均检测到80多种挥发性香味物质。GC-MS检测家养烤鸭和野生烤鸭的挥发性物质，发现它们彼此之间含有18种不同类型的挥发性物质，其中5种化合物在家养鸭中没有检测到。有趣的是，通过气相色谱－嗅觉分析法(gas chromatography-olfactory，GC-O)并没有检测出家养鸭和野生鸭风味的感觉差异。这说明鸭肉种属风味差异不明显。Lesimple等［30］采用同时蒸馏萃取法(simultaneous distillation and extraction，SDE)萃取鸭肉加工过程中的挥发性风味物质，并通过GC-MS检测到62种化合物，包括酚类、醇类、醛类、酮类、酯类、烷烃类、烯类、含硫化合物、醚类和脂肪酸。江新业等［31］利用SDE萃取北京鸭和樱桃谷鸭的挥发性香味物质，并用GC-MS分析鉴定，其中北京鸭分离到46种化合物，樱桃谷鸭分离到42种化合物，鉴定出的挥发性物质包括醇类、醛类、酮类、烷类、含氧、氮、硫的直链和杂环化合物。其中，醇类含量最高，其次为醛类和酮类，酸酯含量最低。江新业等［31］认为醛类、直链含硫化合物及其杂环化合物是鸭肉的主要风味物质，尤其(E，E)－2，4－癸二烯醛、二(2－甲基丙基)二硫和2－戊基呋喃的影响最大。挥发性风味物质的萃取技术可能是影响不同的研究者测得的挥发性物质种类和数量差异的原因。因为目前尚未存在某一萃取技术可以完整地萃取到挥发性物质，只有若干萃取技术相互补充才能达到有效提取。例如，Liu等［3］采用HS-SPME、吹扫捕集－热脱附(purge and trap，P＆T)和SDE 3种不同的方法从鸭肉中鉴定出116种挥发性风味物质，包括醇类(14种)、醛类(31种)、烃类(25种)、酸类(7种)、酮类(15种)、酯类(4种)、呋喃类(7种)、含硫化合物(8种)和含氮化合物(5种)。同时通过比较不同萃取技术的萃取效果，发现HS-SPME和SDE 2种方法互补使用，可以较好地萃取分析鸭肉挥发性风味物质，因为HS-SPME对低沸点物质萃取效果较好，SDE对高沸点物质萃取效果较好。

气相色谱－嗅觉分析－质谱联用(GC-O-MS)技术是采用人的鼻子作为检测器，将嗅闻检测仪与分离挥发性物质的气相色谱结合的一种技术。闻香师可在嗅味检测器的出口嗅闻并描述所闻到的香味，并对其描述。Chen等［32］运用 SDE、动态顶空提取和GC-O-MS对北京烤鸭的香味活性化合物进行分析，并通过香气抽提稀释分析方法(aroma extract dilution analysis，AEDA)、动态顶空稀释分析法(dynamic headspace dilution analysis，DHDA)和气味阈值法(OAVs)比较研究北京烤鸭的挥发性香味物质，确定香味活性化合物对其风味的贡献大小。其中AEDA检测到了34种化合物，DHDA检测到了42种化合物，综合AEDA和DH-DA 2种分析方法发现，北京烤鸭的主要香味物质是3－甲基丁醛、己醛、二甲基三硫、3－甲硫基丙醛、2－甲基丁醛、辛醛、庚醛、2－甲基－3－呋喃硫醇、2－糠基硫醇、2－乙基－3，5－二甲基吡嗪、(E，E)－2，4－壬二烯醛、1－辛稀 －3－醇、壬醛、癸醛、(E)－2－癸烯醛、(E，E)－2，4－癸二烯醛、(E)－2－壬烯醛、(E，Z)－2，6－壬二烯醛、(E，E)－2，4－辛二烯醛等。其中最重要的是3－甲基丁醛(黑巧克力味)、己醛(青草味)、3－甲硫基丙醛(土豆味)、二甲基三硫化合物(大蒜味)。

刘源［33］利用HS-SPME比较分析了鸭尾肉、尾脂和胸肉的挥发性物质，结果在尾部鸭肉及其脂肪中首次检测到支链脂肪酸2－甲基己酸、4－甲基己酸、4－甲基辛酸。随后张音等［34］采用SPME-GC-MS的方法在麻鸭肉汤中也鉴定出壬酸和4－甲基壬酸等酸类。而4－甲基辛酸、4－甲基壬酸等甲基侧链的脂肪酸对羊肉的膻味具有重要的贡献［35］。因此可以推断支链脂肪酸可能对鸭肉的风味作用巨大。

Wu等［36］应用SDE技术，并用GC-MS分离鉴定了水煮鸭、鸭脂肪组织、广东式烤鸭及其肉汁，结果显示脂肪酸的常见降解产物是水煮鸭的主要挥发性物质，除此之外，在水煮鸭中还首次鉴定出吲哚，并由此推断吲哚可能是造成鸭肉特殊风味的物质。因为吲哚具有极强的挥发性和浓烈的焦油气味，当浓度高时其气味甚至令人窒息，但当浓度低于0.1%时，吲哚具有较强的花香和令人愉快的气息。但之后有关鸭肉风味的报道均未涉及到吲哚。直到2006年刘源［33］采用 SDE技术，以不同的萃取时间为条件研究鸭肉中吲哚的来源，结果显示在萃取时间为15～60 min萃取液中没有检测到吲哚，而只有在2 h及以后的萃取液中才检测多吲哚，并且吲哚的含量随着萃取时间的延长而呈指数增加(R2=0.998 9)。由此可以推断吲哚并不是鸭肉本身的成分，而是在同时蒸馏萃取时生成的后续反应物。

5 小结

目前有关鸭肉风味研究的报道相对较少，相关研究只是广泛研究了肉品风味的挥发性物质及肉香味的形成机理，也从营养、遗传、管理加工等因素进行了针对性的研究，但是至今人们仍没有对鸭肉种属间的风味差异以及特异性风味的来源作出较为合理的解释;另一方面，过去的育种过于强调生产性能而忽视了肉品质的重要性，导致所选肉品的受欢迎度明显比地方品种低。到目前为止，就如何从育种方面改善肉品风味的报道仍旧很少，但可以从营养饲料方面着手改善肉品的风味。

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