張騫，馮平*，楊?；?/p>

1(榆林學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 榆林，719000) 2(西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌，712100)

肉制品復(fù)雜的風(fēng)味體系是由具有滋味和香味的成分組成的。滋味成分一般都是非揮發(fā)性的，而香味成分實際上都是揮發(fā)性的[1]。香味是構(gòu)成食品風(fēng)味的重要因素，食品風(fēng)味的好壞在很大程度上取決于食品的香味。決定肉類制品香氣主要是其中的揮發(fā)性芳香物，這些化合物有些是烴、醇、醛、酮、酸、酯等簡單化合物，有些是含O、S、N原子的雜環(huán)化合物，如呋喃、噻吩等。研究肉制品的香味，對肉和肉制品加工工業(yè)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。

1 肉制品中香味形成的主要機(jī)制

1.1 營養(yǎng)元素的降解

肉中營養(yǎng)元素的降解是形成香味的重要途徑，這些物質(zhì)在降解過程中產(chǎn)物經(jīng)過一系列復(fù)雜的反應(yīng)構(gòu)成了肉制品香味[2-3]。表1綜述了形成肉香味的主要途徑。

脂肪是形成香味的前體物質(zhì)之一，肉制品中香味的60%來自脂質(zhì)氧化[2]，因此脂肪在很大程度上決定了畜禽肉香味的形成[3]。其中，一些含雙鍵不飽和脂肪酸極易氧化，產(chǎn)生酮、醛、酸等揮發(fā)性羰基化合物；此外，含烴基的脂肪酸氧化后，再經(jīng)脫水、環(huán)化生成內(nèi)酯化合物，這類物質(zhì)具有強(qiáng)烈的肉香味[4]。肉制品中部分氨基酸可降解，通過脫氨、脫羧等方式可生成H2S、半胱胺酸等物質(zhì)，這些中間產(chǎn)物可進(jìn)一步生成噻唑類、噻吩類物質(zhì)；如胱氨酸、半胱氨酸加熱產(chǎn)生噻唑、噻吩等，這些化合物閾值較低，可賦予肉強(qiáng)烈的香氣[5]。硫胺素是一類含S、N的雙環(huán)化合物，在肉中含量的含量相對較高(0.5～1 mg/100g)，加熱時分解可產(chǎn)生多種物質(zhì)，包括呋喃、脂肪鏈硫醇以及雙環(huán)化合物等，這類化合物存在于肉香氣成分中[6]。FLORES研究了肉中硫胺素的降解產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)有肉香味的化合物有3-巰基-2-戊酮、2-甲基四氫呋喃-3-硫醇、4,5-二甲基噻唑以及2,5-二甲基呋喃-3-硫醇，香味特征為煮肉香、烤肉香等[7]。

1.2 美拉德反應(yīng)

美拉德反應(yīng)(Maillard)是氨基酸與還原糖之間反應(yīng)形成熟肉制品香味最重要途徑之一，其中，還原糖的羰基和氨基化合物在縮合過程中形成葡基胺，再進(jìn)一步脫水、重排以及脫氧產(chǎn)生大量的降解產(chǎn)物，以糠醛，羥基酮和二羰基化合物等為代表[8]。該反應(yīng)能產(chǎn)生大量的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，包括呋喃、吡嗪、噻吩、咪唑和環(huán)烯硫化物等[9]；從牛肉香味中鑒定出來的低分子質(zhì)量揮發(fā)性物質(zhì)都可以從美拉德反應(yīng)找到原型[10]。Maillard又是一個非常復(fù)雜的反應(yīng)體系，氨基酸與還原糖不僅可以通過多種途徑反應(yīng)，并且產(chǎn)物又可以相互作用或與肉中其他成分發(fā)生反應(yīng)。比如糖的分解產(chǎn)物α, β-丁二酮可與氨基酸的降解產(chǎn)物反應(yīng)形成氨基酮，而氨基酮自身縮合和氧化形成烷基吡嗪，產(chǎn)生烤肉香。

表1 形成肉香味的主要途徑Table 1 The main pathway of meat volatile production

2 肉制品中香味物質(zhì)的提取

近年來，不同的提取技術(shù)不斷被應(yīng)用到肉制品中揮發(fā)性香味物質(zhì)的檢測中[11]，最常見的提取技術(shù)包括同時蒸餾萃取法(simultaneous distillation-extraction,SDE)，動態(tài)頂空分析法(dynamictheadspace analysis,DHS)和固相微萃取法(solid-phase microextraction,SPME)。

2.1 同時蒸餾萃取法

SDE是一種簡單的技術(shù)，能將芳香成分的濃縮與分離合二為一，具有良好的重復(fù)性和較高的萃取量，常用于揮發(fā)性香味物質(zhì)的提取?？傮w來說，SDE檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量高于DHS和SPME。MARTA研究發(fā)現(xiàn)，通過SDE提取檢測出揮發(fā)物的含量分別是SPME、DHS的17和1.7倍[12]；GARCIAESTEBAN等采用SDE技術(shù)檢測發(fā)酵香腸中的揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)現(xiàn)SDE能萃取出更多高沸點(diǎn)揮發(fā)性物質(zhì)[13]。安紅梅等綜述了SDE在食品分析中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)SDE法能萃取的范圍較寬，比如酚類化合物僅能被SDE法萃取[14]。但SDE法的缺點(diǎn)也很明顯，大量使用有機(jī)溶劑，易污染環(huán)境，并且提取過程高溫加熱會對有些熱敏性成分造成不同程度的破壞以及在溶劑濃縮時會造成低沸點(diǎn)揮發(fā)物的損失。

2.2 動態(tài)頂空吹掃捕集提取法

動態(tài)頂空吹掃捕集技術(shù)(DHS)在分析揮發(fā)性物質(zhì)方面用得比較廣泛，它是利用惰性氣體在樣品頂端不斷吹掃，將揮發(fā)性組分帶入特殊的吸附材料上進(jìn)行收集，富集的揮發(fā)性組分再進(jìn)行解吸附進(jìn)入色譜進(jìn)行分析。在分析揮發(fā)性物質(zhì)方面用的比較廣泛，DHS其不需要溶劑，無污染，快速便捷，對半揮發(fā)性和揮發(fā)性的物質(zhì)親和力高，能真實地反映物質(zhì)的香氣成分；但DHS只能抽提釋放到頂空中的芳香物，提取數(shù)量低于SDE，但高于SPME，ELMORE等發(fā)現(xiàn)DHS檢測出大部分芳香物質(zhì)的含量是SPME的5倍[15]。RESCONI等利用DHS技術(shù)提取羊肉的風(fēng)味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)此法條件溫和，能提取更多的熱敏性低的香味成分[16]。

2.3 固相微萃取技術(shù)

SPME是20世紀(jì)90年代初興起的一種新的采樣技術(shù)，可集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣為一體，能萃取的范圍較寬，副產(chǎn)物較少，但SPME只對低分子質(zhì)量的物質(zhì)萃取效率好。并且SPME可選擇不同的纖維涂層吸附不同類型揮發(fā)性組分，比如二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅烷(DVB/CAR/PDMS)纖維涂層能C3～C20的揮發(fā)性組分。陳海濤等利用SPME和SDE提取臘肉中的香味物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，SPME能提取較多的酯類和醛類，而SDE則能提取較多的醇類和醛類[17]。

2.4 三種技術(shù)在在肉制品中的應(yīng)用

目前，3種提取技術(shù)已廣泛應(yīng)用到肉制品香味物質(zhì)檢測中。SDE由于萃取及抽提充分，而SPME、DHS只能抽提釋放到頂空中的芳香物，因此SDE提取數(shù)量高于SPME、DHS，而DHS和SPME的優(yōu)勢在于能提取低分子質(zhì)量的化合物，因為其缺少濃縮過程，不會造成揮發(fā)物的損失。ELMORE等發(fā)現(xiàn)在對香味物質(zhì)的提取方面，SPME可彌補(bǔ)DHS的不足[18]，而DIRINCK等發(fā)現(xiàn)SDE測定腌制火腿的香味要優(yōu)于DHS[19]，LIU等研究鹵鴨的香味物質(zhì)發(fā)現(xiàn)SPME優(yōu)于DHS，SPME能彌補(bǔ)SDE的缺點(diǎn)[20]。研究認(rèn)為DHS和SDE可很好地結(jié)合，而在進(jìn)行大量樣品對比或者沒有熱脫附儀的情況下，推薦使用簡便、無污染的SPME法。

2.4.1 簡單揮發(fā)性產(chǎn)物的提取

3種方法均能檢測到C7～C21飽和烴，C5～C17的醛，C4～C9的醇，C5～C13的酮和C5～C11的不飽和醛，研究表明，揮發(fā)物成分含量最高的均來自于脂肪氧化產(chǎn)生的庚醛、辛醛、正己醇等。3種方法均能提取低沸點(diǎn)的醛，DHS提取含量最高，而n-alkanals的含量高于不飽和醛及芳香醛；SDE能提取高沸點(diǎn)的醛，如12-甲基十三醛，其對羊肉的多汁性有很大的貢獻(xiàn)，DHS和SDE中提出反-2-反-4-癸二烯醛是一種具有強(qiáng)烈燒烤味的芳香物質(zhì)。

脂肪氧化也會產(chǎn)生大量的酮、醇；2007年，LIU等通過分析烤鴨揮發(fā)物與Marta結(jié)果一致，SDE能檢測出高沸點(diǎn)的酮，包括2-壬酮、2-癸酮和2-十三酮等[12,20]；其中一些酮類可作為合成吡嗪和噻唑的重要中間產(chǎn)物，如通過DHS提取出2,3-丁二酮和2,3-戊二酮；而直鏈羧酸主要是通過SDE提取出來的，其主要是磷脂和甘油三酯的熱降解產(chǎn)生。

2.4.2 復(fù)雜揮發(fā)性產(chǎn)物的提取

美拉德反應(yīng)主要產(chǎn)生含N、含S及雜環(huán)的化合物是重要的香味物質(zhì)[21]，它們在肉中的含量很少，但閾值很低[22]，對肉的香味貢獻(xiàn)很大。DHS提取出吡嗪、吡咯、吡啶和二甲基硫醚含量高于SDE和SMPE；SDE能很好地提取出噻吩、噻唑及脂肪族含硫化合物，2007年，LIU等研究發(fā)現(xiàn)用SDE能提取烤鴨中的吡咯、甲基吡嗪、2-乙?；邕颍玈PME不能提取，吡嗪與烤制羊肉的芳香味有很大聯(lián)系[20]。低分子質(zhì)量的含硫化合物，則被認(rèn)為是美拉德反應(yīng)中很多雜環(huán)化合物的必需的中間產(chǎn)物[22]，比如,被DHS提取出SO2，甲硫醇和CO2等；脂環(huán)族硫化物和2-硫代呋喃甲醇被SDE提取，SPME不適合提取含硫的化合物，但SPME和DHS能檢出噻吩。

3 不同加工方式加工的肉制品中的香味物質(zhì)

除了原料肉的不同，加工方式是影響肉制品香味物質(zhì)產(chǎn)生的一個重要因素。目前，國內(nèi)外肉制品的主要加工方式有熱加工處理、腌制、煙熏和發(fā)酵等。由于加工條件不同，加工出來的成品呈現(xiàn)出不同的特征香味物質(zhì)。

3.1 熱加工處理

熱處理是肉制品加工最直接的方式，以煮制、油炸等方式為主。在熱處理過程中，肉制品通過脂類氧化、硫胺素降解以及美拉德反應(yīng)，共同構(gòu)成肉類物質(zhì)中的滋味與香味，加熱處理能大大增加了肉中的香味物質(zhì)[12,23]。NARENDRA等和XIE等分別對羊肉和豬肉進(jìn)行加熱處理后發(fā)現(xiàn)香味物質(zhì)是醛類、烴類和雜環(huán)化合物等[24-26]。

3.1.1 蒸煮加熱方式

蒸煮能讓肉中的營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來，讓肉變得透爛，更有消化，并且使肉香味充分的釋放。通過蒸煮，肉中的蛋白溶出增多，脂肪氧化、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物增加，賦予肉良好的香味。陳惠等對草魚煮制后發(fā)現(xiàn)，醛類和醇類是其主要的香味物質(zhì)，并且加熱溫度越高，醛類物質(zhì)越豐富[27]。沈銘聰?shù)韧ㄟ^煮制處理鹽水鴨，發(fā)現(xiàn)煮制的香味物質(zhì)種類最多，其整體香味更濃郁[28]。

3.1.2 油炸加熱方式

在常見的加熱方式中，油炸方式能形成良好的風(fēng)味特征，原料肉與油脂在加熱過程中發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，油脂的降解能為油炸制品的香氣提供物質(zhì)基礎(chǔ)，涉及的反應(yīng)類型為美拉德反應(yīng)、油脂氧化以及氨基酸降解等。油炸制品代表性的物質(zhì)為醛類、醇類以及含硫化合物等[28-29]。肉在油炸時脂肪會氧化，產(chǎn)生了醛、酮、酚、酯等物質(zhì)，能形成良好香味。飽和脂肪酸在常溫下比較穩(wěn)定，而脂肪加熱氧化所產(chǎn)生的香味物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其常溫氧化，溫度超過150 ℃時則氧化生成己醛、辛醛、壬醛、2-戊酮、2-壬酮和2-十一酮等物質(zhì)；糖類在高溫下會發(fā)生焦糖化反應(yīng)，產(chǎn)生特別的香氣，代表性的產(chǎn)物為二酮、醛、醇、呋喃及其衍生物等，這些都是香味化合物的重要組成部分。MEINERT等發(fā)現(xiàn)油炸豬肉的特征香味物質(zhì)在150 ℃油炸時，來源于脂質(zhì)氧化的占主導(dǎo)地位，而在250 ℃油炸時，來源于美拉德反應(yīng)的物質(zhì)占優(yōu)勢[30]。

3.2 腌制

腌制是肉類加工中一種重要的處理方式，其具有代表性的肉類產(chǎn)品包括金華火腿、臘肉等，揮發(fā)性物質(zhì)是影響其香味特征的主要因素。以火腿、臘肉為例，腌臘制品的香味特征物質(zhì)多為醛、醇、烴類[30-32]。

在腌臘肉制品中，大部分香味物質(zhì)來源于不飽和脂肪酸的氧化或酶促氧化及與蛋白質(zhì)、肽、氨基酸的進(jìn)一步反應(yīng)，其他揮發(fā)性物質(zhì)來則是游離氨基酸的Strecker降解和Maillard反應(yīng)。脂肪氧化對腌肉香味的形成有著不可忽略的作用，產(chǎn)生了腌肉制品大部分的揮發(fā)性香味物質(zhì)，且閾值較低。MARTNEZ等報道，干腌火腿中特征香味的產(chǎn)生與脂質(zhì)氧化的開始是一致的[33]；醛的氣味閾值低及在脂質(zhì)氧化中生成快，是干腌火腿中特征香味的主要貢獻(xiàn)因素[34]。研究發(fā)現(xiàn)，腌制產(chǎn)生的脂肪氧化產(chǎn)物明顯少于其他加工方式，可能是腌制肉制品中的亞硝酸鹽抑制了脂肪氧化。腌肉中的特征香味是由Maillard反應(yīng)中多種中間產(chǎn)物與醛、H2S等相互反應(yīng)產(chǎn)生的，2-甲基丙醛、2-甲基丁醛和含硫化合物等是腌肉的特征香氣物質(zhì)[35]。

腌肉中的酯類物質(zhì)含量相對偏低，因為其中添加入亞硝酸鹽，一方面抑制了酯類生成，另一方面，酯類物質(zhì)的蓄積需要高溫，腌制肉制品加工溫度控制較低，也阻止了酯類物質(zhì)生成；而腌制肉中含量較高的烴類化合物因其閾值較大，一般對腌臘制品香味貢獻(xiàn)不大；徐為民等對風(fēng)鵝(腌臘制品)加工過程中的揮發(fā)性香味物質(zhì)作了研究，發(fā)現(xiàn)醛、羧酸、雜環(huán)類物質(zhì)的種類明顯增多，醛的種類和數(shù)量大大增加，包括己醛、辛醛，以及3-甲基-戊醛等支鏈醛[36]。

3.3 煙熏

煙熏是利用熏材的不完全燃燒而產(chǎn)生的煙氣成分和熱量來加工肉制品一種常見方法，熏烤制品中的香氣成分來源于兩種：熏煙中的香氣成分，煙熏烤時被肉品吸附；另一種是在熏烤時，肉中糖類、蛋白質(zhì)及脂肪間的相互反應(yīng)及其降解產(chǎn)物。熏煙主要的成分是糠醛、愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚和2, 6-二甲氧基苯酚等[37]。這些具有特殊香味的成分吸附在肉品表面，并逐漸向肉品內(nèi)部滲透，使肉品賦予煙熏材料中的香氣成分；同時，熏煙中還含有有機(jī)酸和醇，它們的反應(yīng)產(chǎn)物酯具有芳香味[38]。

煙熏和烘烤時溫度都較高，在較高的溫度下，糖類裂解會產(chǎn)生一些揮發(fā)性的醛、酮類香味物質(zhì)，最終產(chǎn)生具有芳香氣味的呋喃衍生物、羰基化合物、醇類和芳香烴類[39]；而氨基酸和肽在125 ℃以上時會發(fā)生脫氨基和脫羧基作用形成醛、醇、烴、胺等，300～400 ℃ 時發(fā)生脫羧基作用產(chǎn)生揮發(fā)性醛類[40]。同時，熏烤肉品由于內(nèi)部缺少氧，一些不飽和脂肪能生成二聚體，其中一些二聚物有一定毒性[41]。酚類物質(zhì)是煙熏制品的香味中特色性的揮發(fā)物質(zhì)[42]；趙冰等對熏肉揮發(fā)性香味物質(zhì)分析得出，酚類物質(zhì)對熏肉香味貢獻(xiàn)最大，包括愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、2,5-二甲基苯酚、丁香酚、異丁香酚等[43]。同時，盛金鳳等對熏制即食羅非魚片的分析也發(fā)現(xiàn)熏制過程賦予了魚肉較多的以愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-已基愈創(chuàng)木酚為代表的酚類物質(zhì)，使魚肉呈現(xiàn)出特有的煙熏香[44]。呋喃類物質(zhì)也是煙熏制品的特征香味物質(zhì)之一，它是含己糖和戊糖的物質(zhì)熱降解生成，糖醛是基本的形式之一，可通過熏材熱解產(chǎn)生，進(jìn)一步反應(yīng)生成呋喃類衍生物吸附到肉中[45-46]。王電等在貴州煙熏臘肉中發(fā)現(xiàn)了多種呋喃類物質(zhì)，包括2-甲基呋喃、2-?；秽萚47]。

3.4 發(fā)酵

發(fā)酵是通過在肉制品中添加發(fā)酵劑，從而產(chǎn)生具有特殊香味和質(zhì)地的產(chǎn)品。其中，微生物和外界環(huán)境因素共同影響著肉制品，產(chǎn)品的感官特征取決肉品的蛋白質(zhì)、脂類和碳水化合物發(fā)生降解產(chǎn)生香味物質(zhì)的種類和含量，其香味成分來自于肉品中的酶與非酶反應(yīng)。在發(fā)酵肉制品中的代表性的物質(zhì)為酯類[48-49]。

微生物發(fā)酵會分解脂肪和蛋白質(zhì)并形成大量香味物質(zhì)，使產(chǎn)品具有特殊香味，這是發(fā)酵肉制品的主要香味來源[50]。脂肪在肉的發(fā)酵和成熟過程中，會發(fā)生分解和氧化，其中多不飽和脂肪酸氧化生成羰基化合物，同時產(chǎn)生醇、醛、酮類化合物，這些物質(zhì)是發(fā)酵肉香味的重要來源。微生物分解碳水化合物則會產(chǎn)生一些比較重要的香味物質(zhì)如3-羥基-2-丁酮。陳曦等對發(fā)酵香腸中香味物質(zhì)的變化研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌分解糖類產(chǎn)生乳酸并賦予香腸典型的香味[51]。酯類是發(fā)酵肉中一類極其重要的香味物質(zhì)，閾值一般都比較低，主要是通過微生物產(chǎn)生的具有水解或是合成能力的酯酶作用產(chǎn)生的；同時，發(fā)酵肉中由氨基酸降解產(chǎn)生的α-氨基酮可經(jīng)聚合反應(yīng)形成烷基吡嗪，其香味閾值低，成為發(fā)酵肉香味的重要貢獻(xiàn)因素。

研究發(fā)現(xiàn)，添加不同的發(fā)酵劑，發(fā)酵肉可產(chǎn)生不同的呈香物質(zhì)。在發(fā)酵香腸中，酵母可分解碳水化合物產(chǎn)生的醇與酸反應(yīng)生成酯，形成特有的酯香味；PRINGSULAKA等發(fā)現(xiàn)肉制品中的乳酸菌能產(chǎn)生乳酸、乙酸、琥珀酸等呈香物質(zhì)，可賦予發(fā)酵香腸的特殊香味[52]。SNCHEZ等研究發(fā)現(xiàn)，葡萄球菌能夠分解發(fā)酵肉中的支鏈氨基酸，形成一些小分子的呈香物質(zhì)[53]。GAO等將酸魚發(fā)酵中酯類物質(zhì)增加歸功于乳桿菌中的脂酶活性提高，這賦予了酸魚特殊的香味[54]。

4 結(jié)語

研究肉制品中揮發(fā)性香味物質(zhì)具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價值，揮發(fā)性香味物質(zhì)極大地影響著肉品質(zhì)，形成肉類香味物質(zhì)的主要途徑美拉德反應(yīng)、脂質(zhì)氧化以及硫胺素的降解等，實際生產(chǎn)中，人們通過熱加工處理、腌制、煙熏、發(fā)酵等處理方式加工肉制品，產(chǎn)生的特征香味各有差異，對肉制品不同處理方式產(chǎn)生揮發(fā)性香味物質(zhì)的研究有助于改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，提高效率，提高產(chǎn)品的安全性。