水产品、畜禽肉异味物质及其脱除技术的研究进展

王子凌 王海滨* 周晓荣 路洪艳 彭利娟 王 军 罗 灏 郭 晶 张红宇 潘秀云

1.武汉轻工大学食品科学与工程学院 湖北武汉 430023 2.武汉轻工大学化学与环境工程学院 湖北武汉 430023 3.湖北云鹤盐业销售有限公司 湖北武汉 430071 4.益盐堂(应城)健康盐制盐有限公司 湖北应城 432499

食品中的气味和滋味(简称味“风味”)有很多种，有些是比较常见的，而也有些风味是独特的。然而，某些特殊的气味或滋味可能会使我们的口腔、鼻子、舌头等器官感觉到不适，从而产生厌烦的感觉，这种会导致大部分人不能接受的味道，一般被称作“异味”[1]。随着时代的发展，人们的生活质量和生活条件也在不断地提高和改善，人们也对食品风味有着越来越高的要求。消费者评价食品的一项极其重要的感官方面的指标就是食品的风味，这项指标将会直接地影响到消费者感官，使他们对于食品的品质有所判断，很大程度上影响着食品的销售。食品的口感、食用价值和市场竞争力会因为这些异味物质的存在而直接大幅度降低[2]。

畜禽肉及制品是现在人们生活中常见的食品，肉制品有着营养丰富，味道鲜美，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、风味物质等优点[3,4]。水产品也是现在老百姓生活中常见的佳肴，口感独特、风味好、营养价值高。水产及其制品蛋白质含量高，脂肪、胆固醇含量较低，有着科学合理氨基酸成分组成比例，大都是由不饱和脂肪酸组成，而不饱和脂肪酸是易被人体消化吸收的，很大程度上有益健康[5]。随着人们对食品风味要求的提高，异味问题也在很大程度上限制了肉制品的加工与销售。在农产品及其加工过程中，普遍发现了食品异味问题，大大影响食品品质和商业价值,并且覆盖多个地区及种类，很大程度上限制了世界食品产业的快速发展。

近年来，随着对挥发性异味形成的机制的探索，以及对其去除技术方面研究的逐步深入，一系列效果较好，且应用广泛的消除方法也被发掘出来，使得许多产品的风味有了很大的改善，在一定程度上促进了畜禽、水产及其制品方面的行业发展。

本文对畜禽水产异味物质成分以及去除技术进行综述，并对不同技术的利弊加以对比，以期望对异味物质去除的利用和发展提供参考。

1 水产品

1.1 腥味物质及形成机理

水产品的腥味物质主要有四种来源：氧化三甲胺的降解、脂质氧化、其他物质的酶催化转化和外界环境次生代谢产物。

氧化三甲胺是一种含氮化合物，是很多水产品本身所含有的一种独特的内源性物质。当其浓度达到某个值时，品尝水产品时会有甜味，其鲜味也会得到进一步的增强。虽然三甲胺氧化物本身不是异味物质，但其受热会分解为三甲胺(trimethylamine，TMA)、二甲胺(dimethylamine，DMA)和甲醛[6,7]，并且其也会受到压力的影响，如果在高压环境中，分解会加速，加大三甲胺的形成。如是不新鲜的鱼，就会分解其粘液和一些蛋白质，生成肽和氨基酸，随后如δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六羟基吡啶等异味物质也会在一些酶和微生物的作用下显现出来。而三甲胺会与这些化合物结合，随后生成的化合物会导致异味[8]。常见腥味物质产生机理及气味贡献见表1。

表1 常见腥味物质产生机理及气味贡献[9]

在特定的某些脂肪氧化酶作用下，一些不饱和脂肪酸会由于酶促反应或自动氧化进行分解，生成产物氢过氧化物。这些初级代谢产物的稳定性较弱，容易进一步分解产生多种挥发性化合物。经过气质联用仪的检测，得出多数水产品中主要的异味是由于某些小分子化合物的挥发作用，即醛类、酮类及羧酸类等，腥味也是由于这些次级氧化产物共同作用导致的[10]。

在酶的催化作用下，由鱼肉分解出来的含硫、氮的前体物质将会进行脱羧与脱氨反应从而生成腥味化合物，导致鱼肉会有腥味产生。此外，某些异味物质也可由类胡萝卜素在酶的作用下生成，导致鱼肉会有腥味[11]。

养殖过程中，水域中如放线菌、蓝细菌等微生物会产生一些次级代谢产物，而这些次生代谢产物本身就会带有腥味，随后被吸附，积累在鱼体内，导致腥味的产生。水域环境中的异味物质主要包括土臭素(geosmin)以及二甲基异莰醇(或二甲基异冰片，2-methylisoborneol,MIB)[12]、2,4,6-三氯代茴醚(2,4,6-trichloroanisole,TCA)、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪(2-isobutyl-3-methoxypyrazine,IBMP)和2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(2-isopropyl-3-methoxypyrazine,IPMP)等，土臭素和二甲基异莰醇均是最重要的腥味来源，且在室温条件下呈现半挥发的性质[13]。

1.2 脱除技术

水产品腥味物质的脱除技术包括：感官掩蔽法、物理学法、化学法和生物学法等。

1.2.1 感官掩蔽法

感官掩蔽法主要是在加工过程中使用如葱、姜、蒜与花椒、八角常用的家庭调味料或香辛料进行烹煮，或者一些具有独特风味的物质，在加工过程中能够将鱼的腥味掩盖住的方法。原理是腥味物质会与调味料及香辛料中有机物质的发生化学反应，起到去除腥味的作用[14]。

1.2.2 物理法

物理法包括盐溶法、包埋法、吸附法、辐照法、微胶囊法以及有机溶剂萃取法。

(1)盐溶法。

主要是利用盐析作用和渗透压，这种方法可以有效的将异味物质析出以达到脱除腥味的目的[14]。雷跃磊[15](2018)等认为合适的腌制工艺能够减轻水产品中的腥味，且食盐在渗入过程中还能够促进形成特殊风味。

(2)包埋法。

主要是通过笼型分子的包裹作用，而某些异味物质的相对分子质量较低，容易被包裹，致使这些异味物质无法发挥作用，异味就随之消除了[16]。罗美燕[17](2021)等用β-环糊精加入到沙蟹汁，明显降低了氮氧化合物、甲基类化合物等一些带有挥发性的腥味物质，芳香类化合物的浓度也被显著提高了，证明其脱腥效果更加突出。

(3)吸附法。

主要是利用孔状结构与大比表面积的吸附物，将流经的异味物质吸附在其表面[11]。李斌[18](2013)等利用了活性炭对罗非鱼鱼皮明胶溶液进行腥味脱除，发现脱腥效果良好。

(4)辐照法。

主要是将水产品进行60Co或137Cs辐射处理，利用电离作用改变异味物质的分子结构。采用辐照法进行脱腥的优点是简易、操作简单，可大量处理等[9]。

(5)微胶囊法。

主要是用高分子成膜材料将芯材的小颗粒或液滴包裹住，使得异味物质无法发挥作用[16]。王正云[19](2020)等利用壳聚糖(chitosan，CS)和大豆分离蛋白(soybean protein isolate，SPI)两种生物大分子聚合物作为壁材，对青鱼内脏中的鱼油进行微胶囊化，有效地抑制了不饱和脂肪酸氧化的同时，也高效地掩蔽了产品的腥味。

(6)有机溶剂萃取法。

主要是利用不同的有机溶剂将食品中的异味物质根据不同的溶解度分别萃取出来[11,20]。这样不仅可以去除异味物质，还可以降低食品中的脂肪氧化程度。但这种方法有可能使得部分有机溶剂残留在食品中，蛋白质也可能由于有机溶剂而变性导致食品品质发生变化。

1.2.3 化学法

化学法包括酸碱法、抗氧化剂法、臭氧法。

(1)酸碱法。

就是将腥味物质与酸和碱发生化学反应，并且将脂肪、腥味物质进行溶解萃取，以达到脱除腥味物质的目的。酸碱法一定pH条件下将部分蛋白质溶解展开，然后过滤掉其中的不溶物，再将pH调整到等电点，过滤回收其中的沉淀物。另外，脂质和色素也可以溶出，大幅度抑制脂肪氧化，有效的去除腥味物质[21]。

(2)抗氧化剂法。

主要是通过茶叶中茶多酚、黄酮类物质、萜烯类化合物以及儿茶类化合物的生物活性[22]，以祛除腥味物质。研究表明黄酮类、酚类化合物有钝化酶和除臭的作用[23]。

(3)臭氧法。

臭氧是一种氧化剂，降解产物为单原子态氧和羟基自由基，这些降解产物的强氧化作用能有效除去还原性物质，部分不利的有机物也可以降解去除，处理后，保留无味或者气味阈值更大的挥发性物质，脱腥效果较好[24]。

1.2.4 生物法

生物法包括摄食法、微生物发酵脱腥法、微生物酶法脱腥。生态脱腥是利用微生物的代谢功能等正常生命活动，分解掉水产品中的异味物质，也可以利用生物酶分子的修饰作用，将一些异味物质变成其他物质[25]。

(1)摄食法。

利用一些浮游生物捕食菌类及藻类。此种方法较为绿色环保、健康安全。但这种生物学技术发展还并不完善，还需要进一步的深入研究，开发无公害且经济实用的鱼类异味脱除技术[26]。另外，在养殖时向饲料中添加某些物质也可以减少或掩盖鱼体内的异味物质。

(2)微生物发酵脱腥法。

目前利用酵母脱除异味的原因有以下几点：①酵母的疏松结构将异味物质吸附使其不能发挥作用；②异味物质如醛、酮等被酵母合成大分子物质，随后有些细胞将其聚集起来，使其不能发挥作用；③酵母里的酶降异味物质反应合成其他物质[21]。小分子的异味物质被微生物代谢或分子结构修饰成其他大分子物质[27]。

(3)酶法脱腥。

主要是利用酶解液中多肽类物质的一级结构变化，进而改变了蛋白质的功能特性，减少了游离氨基酸含量，除去了蛋白质类的异味物质，而中性蛋白酶具有健康安全的优点。

2 畜禽制品

2.1 羊肉

2.1.1 羊膻味物质

羊肉的异味一般特指羊肉的膻味，产生这种膻味的化合物主要是C8-C10的支链脂肪酸，还有4-甲基苯酚和3-甲基吲哚等化合物[28]。羊膻味物质在动物体内合成积累主要是由于动物体内脂肪的作用。

羊膻味的主要来源是挥发性的4-烷基支链脂肪酸4-甲基辛酸(4-Me-8:0)、4-甲基壬酸(4-Me-9:0)、4-乙基辛酸(4-Et-8:0)。反刍动物瘤胃L-色氨酸会代谢生成3-甲基吲哚，这种代谢产物与吲哚都有类似粪便气味，在畜产品中沉积导致一些不良风味的形成。4-甲基苯酚也是由瘤胃细菌作用于酪氨酸而产生的，4-甲基苯酚可能会跟随血液而沉积脂肪组织中，使得羊肉中会有羊膻味。脂肪的主要组成部分之一的脂肪酸会直接影响到脂肪氧化的过程，从而导致羊肉及其制品和乳制品中的挥发性风味物质生成[29]。脂肪氧化也会导致羊肉中带有羊膻味，醛类、酮类、内酯类等不饱和脂肪酸的氧化产物会导致羊肉及其制品和羊乳制品产生膻味[30]。羊肉的熟肉制品由于戊醛、己醛及2,3-辛二酮的原因也会产生热异味。

2.1.2 脱除方法

对于羊肉膻味的处理方法大致分为感官掩蔽法、物理化学法、微生物法和漂洗法。

(1)感官掩蔽法。

人们通常采用在羊肉加工时加入与萝卜或红枣，可以减轻羊肉中的膻味；或炖煮羊肉时加入大蒜、辣椒、醋等调味料，掩盖住膻味。也可以利用中草药，人们常用的香辛料如白芷、砂仁、八角、香叶、绿豆等对羊肉进行处理，但只能暂时地盖住膻味，并没有脱除掉羊膻味的物质，也没有改变其存在形式。

(2)物理化学法。

就是对羊肉进行蒸汽喷发进行超高温杀菌，同时利用真空去除蒸汽，以到达去除异味的目的。

(3)微生物法。

利用植物乳酸杆菌和乳脂链球菌制成混合发酵剂，加入羊肉制品中可以达到脱膻的效果。

(4)漂洗法。

利用调节不同pH值的水，在一定的温度下对于羊肉进行漂洗可以达到脱膻的目的[31]。

2.2 兔肉

兔肉腥味是指兔肉在加工后会有一种异味。经气相-质谱检测证实了己醛等中级醛是导致兔肉腥味的主体物质[32]；谢跃杰[33](2018)等使用了超临界CO2流体萃取，确定了己酸也是导致兔肉有腥味的原因之一。不饱和ω-6脂肪酸的氧化也会生成己酸[34]；酶、化学或细菌的影响，还包括脂类、氨基酸或碳水化合物的分解都会产生己酸[35]，同时己醛氧化分解也会生成己酸。

公兔去势后其腥味会明显减少，现在兔肉最有效的去腥方法就是在养殖过程中将其去势。肉中腥味成分的浓度也会受兔子的不同品种的影响；腥味物质的含量随着兔子年龄的增加而逐步增加。因此，在兔肉制品加工过程中，应选择腥味成分浓度较低也就是相对较好的品种。原料的选择也很重要，宰杀年龄适宜的肉兔，可以减少产品的腥味。目前兔肉产品中，大多数都是在加工过程中加入调味料或香辛料掩盖腥味，即感官掩蔽法，这也是一种较为方便、快捷的去腥方式。

脂氧合酶在生物体内会分解脂肪酸，生成各种具有腥味挥发性化合物。选择在兔肉屠宰经过预处理后，用厚朴和白芍或其提取液即有显著的抗氧化功能的中草药对其进行处理，可以抑制体内LOX同工酶的活性从而减少宰后腥味物质的生成，对兔肉产品的风味改善有一定的作用和意义[36]。

2.3 猪肉

未去势公猪肉中的典型异味主要来源为粪臭素和雄烯酮，其中粪臭素会散发粪便的臭味，而雄烯酮会导致尿骚味的产生[37]。猪肉中异味物质的主要来源为L-色氨酸的降解和睾丸分泌物。L-色氨酸主要来源为饲粮或内源蛋白质分解，而在后肠道厌氧微生物的作用下L-色氨酸会降解产生3-甲基吲哚即粪臭素，导致粪便臭味强烈而持久[2]。

人工注射促性腺激素释放激素抗原，可以降低未去势公猪体内的异味物质，而在饲料中添加维生素E也能在一定程度上减少异味。而在屠杀后也有数种方法能有效的去除猪肉中的腥味，有中和法，就是加入的酸性物质，例如柠檬汁、醋、番茄酱等将碱性的异味物质中和掉，以达到脱除异味的目的。但是这种方法可能有残余，会影响最终的风味。酒精法就是通过加入酒精，将肉中的醛、酮、硫化物、醇溶蛋白等物质溶解析出，再加热挥发带走异味，但这种方法局限性较大。感官掩蔽法，就是加入常用的葱姜蒜等香气物质在去除异味的同时，还能使猪肉带有调味料的香气，但是这也会改变其本身的味道，对于需要保持原味的烹饪方法不适合。热除腥法是通过加热除去如甲硫醇、乙硫醇等沸点较低的腥味物质。也可以用滚油、沸水，但是难以精确地控制其温度，可能会导致肉制品的营养成分流失、品质损伤等[38]。朱氏黎花[38](2016)等将生猪肉浸泡在50℃的温水中20～40min，发现能够有效地消除腥味，但是重量有一定的损失。这表明证明生猪肉中的部分异味物质可以通过用温水浸泡的方法去除，而浸出液呈碱性，证明猪肉中某些物质溶于水后呈现碱性。

2.4 鸭肉

鸭肉等熟肉制品有一种独特的异味，一般是冷藏后再次加热所导致的人们称之为热异味(warmed-overflavor，WOF)，即“酸败气味”、“纸板气味”、“陈腐气味”。多种肉类中都含有WOF物质，且不同种类的肉制品的WOF也不完全相同。如熟鸭肉制品中低级醛类(戊醛、已醛、己醛及丙二醛等)、醇类和2,3-辛二酮等会导致WOF[39]，而牛肉WOF由己醛和2,3-辛二酮引起，鸡肉中的WOF物质为己醛，羊肉由戊醛、己醛及2,3-辛二酮的原因产生WOF。

综上所述，对于大部分肉制品来说，己醛都是构成WOF的关键性因素。脂质尤其是磷脂的氧化是导致WOF的主要因素。脂类化合物在氧气或某些催化物(如非血红素铁离子)的影响下，氧化生成氢过氧化物。而氢过氧化物并不稳定，从而进一步分解产生戊醛、已醛、庚醛等低级醛类。WOF的主要来源之一也是磷脂快速氧化[2]。

研究表明，如果在鸭肉加工过程中添加葡萄糖，那么异味物质的生成将会相对较少，同时脂质氧化会受到氨基化合物和葡萄糖美拉德反产物的影响，随着反应的进行抗氧化程度也会随着产物浓度的增加而增强，从而减少异味物质的产生[40]。研究发现，脂肪氧化也受各种抗氧化剂的影响，比如茶多酚儿茶素中的羟基氢容易释放出氢离子，与酰基甘油中的不饱和脂肪酸争夺氧自由基，从而阻止或降低脂肪的氧化程度[41]。

3 展望

风味物质是决定食品的品质的重要因素。然而食品原材料本身带有异味、在加工和储藏过程中产生异味物质，这些现象已经并且还会持续地严重制约食品行业的发展。这也是国际食品行业风味研究的热门问题之一。目前，对于食品原料中的异味化合物的形成机理及脱除技术研究已经有报道，并且效果很好。但从总体来看，异味物质的研究重点还是水产品，而对于禽畜肉类的研究相对较少。

醇、醛、酮、酸、胺等食品中主要的挥发性成分是导致肉制品有异味的主要原因。而异味也不单纯是某一种成分在起作用，更多的还是多种成分进行的复合作用的结果，从而导致食品有令人不愉快的气味影响消费。在脱除技术的选择上，应该基于不同种类的产品，不同的处理方式中异味物质的理化性质和形成机制，有针对性地选择方法，使异味物质减少甚至消失。此外，对异味脱除技术的选择，不仅要考察脱除效果，还应该结合对不同食品的营养成分、安全性和品质的影响等方面进行综合评价。

未来，还需要更加有效地探索水产品和畜禽肉中的异味物质，及其在加工过程中可能会导致异味物质产生的原因，以期能够在养殖和加工环节减少或避免异味物质的形成，使水产品和畜禽肉制品能够更进一步发展，让广大消费者更好地体验美味食品。