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(shí)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(jiǎn)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(duì)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(yíng)養(yǎng)元素的降解

肉中營(yíng)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(guò)程中產(chǎn)物經(jīng)過(guò)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(lái)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(guò)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(duì)較高(0.5～1 mg/100g)，加熱時(shí)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(guò)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(lái)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(gè)非常復(fù)雜的反應(yīng)體系，氨基酸與還原糖不僅可以通過(guò)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(lái)，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(cè)中[11]，最常見(jiàn)的提取技術(shù)包括同時(shí)蒸餾萃取法(simultaneous distillation-extraction,SDE)，動(dòng)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(shí)蒸餾萃取法

SDE是一種簡(jiǎn)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(lái)說(shuō)，SDE檢測(cè)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(guò)SDE提取檢測(cè)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(cè)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(guò)程高溫加熱會(huì)對(duì)有些熱敏性成分造成不同程度的破壞以及在溶劑濃縮時(shí)會(huì)造成低沸點(diǎn)揮發(fā)物的損失。

2.2 動(dòng)態(tài)頂空吹掃捕集提取法

動(dòng)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(wú)污染，快速便捷，對(duì)半揮發(fā)性和揮發(fā)性的物質(zhì)親和力高，能真實(shí)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(cè)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(duì)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(cè)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(shì)在于能提取低分子質(zhì)量的化合物，因?yàn)槠淙鄙贊饪s過(guò)程，不會(huì)造成揮發(fā)物的損失。ELMORE等發(fā)現(xiàn)在對(duì)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(cè)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(duì)比或者沒(méi)有熱脫附儀的情況下，推薦使用簡(jiǎn)便、無(wú)污染的SPME法。

2.4.1 簡(jiǎn)單揮發(fā)性產(chǎn)物的提取

3種方法均能檢測(cè)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(lái)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(duì)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(huì)產(chǎn)生大量的酮、醇；2007年，LIU等通過(guò)分析烤鴨揮發(fā)物與Marta結(jié)果一致，SDE能檢測(cè)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(guò)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(guò)SDE提取出來(lái)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?cè)谌庵械暮亢苌伲撝岛艿蚚22]，對(duì)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?，但SPME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(gè)重要因素。目前，國(guó)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(lái)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(guò)程中，肉制品通過(guò)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(duì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放出來(lái)，讓肉變得透爛，更有消化，并且使肉香味充分的釋放。通過(guò)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(duì)草魚(yú)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^(guò)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(jiàn)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(guò)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(shí)脂肪會(huì)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(guò)其常溫氧化，溫度超過(guò)150 ℃時(shí)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(huì)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(shí)，來(lái)源于脂質(zhì)氧化的占主導(dǎo)地位，而在250 ℃油炸時(shí)，來(lái)源于美拉德反應(yīng)的物質(zhì)占優(yōu)勢(shì)[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(lái)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(lái)則是游離氨基酸的Strecker降解和Maillard反應(yīng)。脂肪氧化對(duì)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(bào)道，干腌火腿中特征香味的產(chǎn)生與脂質(zhì)氧化的開(kāi)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(duì)偏低，因?yàn)槠渲刑砑尤雭喯跛猁}，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(duì)腌臘制品香味貢獻(xiàn)不大；徐為民等對(duì)風(fēng)鵝(腌臘制品)加工過(guò)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(lái)加工肉制品一種常見(jiàn)方法，熏烤制品中的香氣成分來(lái)源于兩種：熏煙中的香氣成分，煙熏烤時(shí)被肉品吸附；另一種是在熏烤時(shí)，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(shí)，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(shí)溫度都較高，在較高的溫度下，糖類裂解會(huì)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(shí)會(huì)發(fā)生脫氨基和脫羧基作用形成醛、醇、烴、胺等，300～400 ℃ 時(shí)發(fā)生脫羧基作用產(chǎn)生揮發(fā)性醛類[40]。同時(shí)，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(duì)熏肉揮發(fā)性香味物質(zhì)分析得出，酚類物質(zhì)對(duì)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(shí)，盛金鳳等對(duì)熏制即食羅非魚(yú)片的分析也發(fā)現(xiàn)熏制過(guò)程賦予了魚(yú)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(yú)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(guò)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(guò)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(lái)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(huì)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(lái)源[50]。脂肪在肉的發(fā)酵和成熟過(guò)程中，會(huì)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(shí)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(lái)源。微生物分解碳水化合物則會(huì)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(duì)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(guò)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(shí)，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(yú)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(yú)特殊的香味[54]。

4 結(jié)語(yǔ)

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(jià)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(shí)際生產(chǎn)中，人們通過(guò)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(duì)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。