安攀宇 李燮昕 李艷梅 李 維 張 淼 林 丹

(1四川旅游學院食品學院，四川 成都 610100；2成都大學肉類加工四川省重點實驗室，四川 成都 610106)

傳統(tǒng)的熬煮雞湯主要通過長時間水浴加熱，促使原料肉中的蛋白質水解為氨基酸，并經(jīng)熱反應使雞肉內(nèi)的大量風味物質遷移至水中，故滋味鮮美[1]。但此做法原料利用率較低，需要消耗大量能量，產(chǎn)品為液態(tài)貯藏成本較高。因此，長期以來餐飲業(yè)多使用雞肉風味調味料替代雞湯[2]。多數(shù)市售雞肉風味調味料成品的雞肉風味模擬性較差，可能是企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，使用了植物蛋白[3]，其所含氨基酸等美拉德反應原料與雞肉相似度不高。

研究發(fā)現(xiàn)，雞肉中的氨基酸種類和數(shù)量豐度較高[4－5]，適合作為熱反應底物。雞胸肉在雞胴體中占比大，但由于其脂肪含量低，肌纖維含量高，使得常規(guī)烹飪后的雞胸肉風味欠佳、口感較差，降低了人們對雞胸肉的消費欲望。利用雞胸肉通過美拉德反應制備雞肉風味基料，一方面可以將雞肉中本身具有的風味物質進行表達，保證熱反應體系中氨基酸種類的同源性，也避免了雞肉風味調味料對“雞肉原味”不能完整呈現(xiàn)的問題[6]；另一方面還可以加大對低附加值雞肉產(chǎn)品的利用[7－9]。

本研究將雞胸肉進行生物酶解，再通過美拉德反應，以褐變度及感官評分為主要優(yōu)化指標，通過4 因素3 水平的Box-Behnken 響應面優(yōu)化反應條件，并使用氣相色譜－離子遷移譜聯(lián)用技術(gas chroma-tography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS)對所制產(chǎn)品與市售同類產(chǎn)品的風味品質進行比對分析，以期利用雞胸肉研制一種雞肉風味基料，為低值雞肉制品的深度開發(fā)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凍雞胸肉購自成都市新都區(qū)家樂福超市，將其去除結締組織、脂肪，備用。木瓜蛋白酶、風味蛋白酶(酶活分別為60 000 和30 000 U·g－1)，南寧東恒華道生物科技有限責任公司；木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、乳糖、半乳糖、維生素B1(食品級，純度≥99%)，山東福田藥業(yè)有限公司；雞油(食品級)，濰坊市利臣油脂；罐頭土雞湯、特鮮濃縮雞汁，均為市售商品。

1.2 儀器與設備

DS－1 高速組織粉碎機，上海標本模型廠制造；DGL－35B 全自動立式高壓蒸汽滅菌器，上海力辰儀器科技有限公司；H2050R 臺式高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機儀器有限公司；UV－2204C 全自動紫外可見分光光度計，上海析譜公司；ST2100 型pH 計，奧豪斯儀器(常州)有限公司；FlavourSpec? 風味分析儀，德國G.A.S 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 風味基料的制備 根據(jù)安攀宇等[10]的方法對雞胸肉進行復合酶解，制備美拉德反應底物，再按照本研究試驗設計方案建立熱反應體系，具體操作流程如下:

雞胸肉→清洗→切塊→打漿(固液比＝1 ∶4.20，m∶m)→酶解[總酶量2.16%(木瓜蛋白酶∶風味蛋白酶＝1 ∶3.24，m ∶m，52℃酶解4 h，水解度為32.71%)]→滅酶(100℃，10 min)→冷卻→離心(7 200 r·min－1，10 min，4℃)→取上清液→加入2%維生素B1、4%雞油→加入還原糖→攪拌均勻、調整pH 值→加熱→成品。

1.3.2 褐變度的測定 根據(jù)童彥等[11]的方法進行改進，對美拉德反應成品進行吸光度測量。取1 mL 樣品置于玻璃試管中，加入9 mL 去離子水，振蕩搖勻，倒入比色皿內(nèi)，置于420 nm 處測量褐變度。

1.3.3 單因素試驗 本試驗基礎工藝為:還原糖添加量3%，pH 值7，熱反應時間90 min，熱反應溫度100℃。在此基礎上，分別研究適合熱反應體系的還原糖種類(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、果糖、乳糖和半乳糖)、還原糖添加量(1%、2%、3%、4%和5%)、pH 值(5、6、7、8 和9)、熱反應時間(30、60、90、120 和150 min)以及熱反應溫度(80℃、90℃、100℃、110℃和120℃)5 個單因素對雞肉風味基料的風味及褐變程度的影響。

1.3.4 響應面試驗設計 在單因素試驗的基礎上，以木糖添加量、體系初始pH 值、熱反應溫度和熱反應時間4 個因素進行響應面試驗，響應的因素與水平如表1 所示。

表1 響應面試驗因素與水平Table 1 Response surface test factors and levels

1.4 風味基料的感官評定

參照高瑞鶴等[12]的方法，抽選15 名經(jīng)過感官評價學習、體質和精神素質健康、無不良嗜好、不偏食的大學生組成參評人員，對其進行肉味香精風味基料的色、香、味等相關知識培訓，以及樣品感官的預評價練習等培訓。要求評價小組成員評價前12 h 不喝酒、不吸煙，不吃辛辣刺激食品，評定過程中禁止評價小組成員相互討論，下一樣品評定之前，間隔5 min 并以溫水漱口。

將待評價的樣品統(tǒng)一稀釋10 倍后，分別盛入50 mL透明玻璃瓶中，以隨機順序出現(xiàn)的方式，讓評定人員從色澤、氣味、滋味3 個方面對試驗樣品進行感官評價，每個樣品重復2～3 次。評價標準見表2。

1.5 模糊數(shù)學感官評價模型建立

1.5.1 建立評價因素集 感官評價中樣品各感官指標因素的集合，稱為評價因素集[13]。本研究中，雞肉風味基料的評價因素集包括色澤(U1)、氣味(U2)和滋味(U3)(表2)，表示為U＝{U1，U2，U3}。

1.5.2 建立評價等級集 對感官指標的評價結果進行等級劃分的集合，稱為評價等級集，由評價小組討論得出，將評價結果劃分為優(yōu)秀(C1)、良好(C2)、中等(C3)和較差(C4)4 個等級，表示為C ＝{C1，C2，C3，C4}。參照王瓊等[14]和湯衛(wèi)東等[15]的方法，采用10分制，8～10 分表示等級為優(yōu)秀，6～8 分等級為良好，4～6 分等級為中等，0～4 分等級為較差，取各等級分數(shù)的中間值為該等級評價得分(表2)，即有C ＝{9，7，5，2}。

表2 雞肉風味基料感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of chicken flavor matrix

1.5.3 建立評價權重集 各項因素指標在總體的感官評價中所占比重的集合，即為評分權重集。評價人員通過對比分析給出相應的比重系數(shù)，以此組成模糊向量(X)。本研究采用用戶調查法[16]，隨機邀請20名評價人員對雞肉風味基料的感官評價指標(色澤、氣味和滋味)進行權重分析，并取各評價人員的權重分析平均值得到權重集，為X＝{0.266 5，0.399 0，0.334 5}。

1.5.4 模糊矩陣的確立和模糊轉換 按照不同等級對前期所得評價結果進行劃分，并統(tǒng)計各等級的票數(shù)，然后將各等級票數(shù)分別除以總票數(shù)即得到模糊關系矩陣R，進而得到第i個樣品的評價結果Yi＝X×Ri[17]，該樣品的綜合評價矩陣T也可得出，即Ti＝Yi×C。

1.6 氣相色譜—離子遷移譜聯(lián)用 ( gas chromatography-ion mobility spectrometry，GCIMS)分析

1.6.1 樣品處理 每種樣品分別取2 g，置于20 mL頂空進樣瓶中，密封，編號，每個樣品做3 組平行。

1 號樣品為按照1.3.1 方法制備的雞肉風味基料。

2 號樣品為自制雞湯，制作方法:將邊長1 cm 的雞胸肉焯水后，按一定料液比(雞肉∶水＝1 ∶10，m ∶m)加水并加入2%食鹽(按肉重計)，放入高壓鍋中燉煮90 min(上汽后計時)即為成品。

3 號樣品為市售某品牌罐頭雞湯，配料為雞胸肉、水和食鹽。

4 號樣品為市售某品牌濃縮雞汁，主要原料為雞胸肉，按產(chǎn)品說明加適量水后融化為雞汁液。

1.6.2 自動進樣單元條件 4 種樣品均為液體，進樣體積500 μL，孵育時間15 min，孵育溫度60℃，進樣針溫度65℃，孵化轉速500 r·min－1。

1.6.3 GC-IMS 分析條件 使用MXT－5 金屬毛細管氣相色譜柱(15 m×0.53 mm×1 μm)，色譜柱溫度60℃。載氣為N2(純度≥99.999%)，載氣時間為20 min，載氣流速:0～2 min，保持2 mL·min－1；2～20 min，由2 mL·min－1線性升高至100 mL·min－1。漂移氣流速保持150 mL·min－1，IMS 溫度45℃。

1.7 數(shù)據(jù)處理

利用FlavourSpec? 風味分析儀配備的分析插件進行樣品的風味物質圖譜分析，使用GC×IMS Library Search 軟件內(nèi)置的NIST 數(shù)據(jù)庫和IMS 數(shù)據(jù)庫對1～4號樣品的風味物質進行定性分析。

本研究其余試驗所得數(shù)據(jù)由Excel 2019、SPSS 22.0、Design Expert 8.0 和Origin 9.1 進行統(tǒng)計分析和繪圖處理。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

由表3 可知，在相同熱反應條件下，加入阿拉伯糖增強了美拉德反應產(chǎn)物的褐變程度，導致成品顏色變深，但感官評分比木糖組低，這與前人的研究結果相一致[18－19]。研究表明，在美拉德反應中，木糖的參與能促使產(chǎn)品產(chǎn)生類似于焦糖的香甜味[20]，這有助于成品獲得良好的感官性能，因此木糖是本研究中美拉德反應體系最適宜的還原糖。

由表3 還可知，雞肉風味基料的褐變程度隨著木糖添加量增加、pH 值增大、熱反應時間延長以及熱反應溫度的升高而不斷增加，但感官評分均呈先增后降的趨勢。前人研究發(fā)現(xiàn)，隨著還原糖濃度增加[21－22]、pH 值增大[23－24]、熱反應溫度升高[25]以及熱反應時間延長[26]，均促使美拉德反應向正向進行。然而風味物質大量積累的同時也會產(chǎn)生類黑精，使褐變度持續(xù)增大。雞肉風味基料的顏色過深，對感官評分也造成了一定的影響，有相關研究也得到類似結論[27]。

表3 不同反應條件對雞肉風味基料褐變度及感官評分的影響Table 3 Effects of different reaction conditions on Browning degree and sensory score of chicken flavor matrix

本研究發(fā)現(xiàn)，雞肉風味基料褐變度較大的試驗組，感官評分總體較低，說明并不是美拉德反應越充分，產(chǎn)生的呈味物質越多，產(chǎn)品整體的感官風味越好。食品的風味是各種呈味物質(特別是呈香風味物質)的整體反映[28－29]。綜上，本研究對美拉德基礎反應條件的選擇以模糊感官評價為主，即在雞胸肉酶解液中添加3%的木糖，調整體系初始pH 值為7，在100℃反應90 min，作為雞肉風味基料的基礎工藝條件。

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 模糊評價結果 根據(jù)表4 以色澤為例，第一組試驗中0 人評價優(yōu)秀，1 人評價為良好，11 人評價為中等，3 人評價較差，分別計算出各等級評價人數(shù)占總人數(shù)的比例，得到U1 ＝{0.000，0.067，0.733，0.200}，同理可 得U2 ＝{0.000，0.733，0.267，0.000}，U3 ＝{0.000，0.200，0.800，0.000}，將其換算成數(shù)字矩陣，即有:

同理可得R2，R3，R4，…，R29，結合權重集(X＝{0.266 5，0.399 0，0.334 5})，根據(jù)1.5.4 的處理方法計算各樣品的模糊感官評價結果:

同理可得Y2，Y3，Y4，…，Y29。

模糊數(shù)學綜合總分T＝Y×C({9、7、5、2})，則:

同理可得T2＝5.138、T3＝4.807、T4＝5.765、T5＝3.363、T6＝4.038、T7＝4.965、T8＝3.514、T9＝7.720、T10＝6.360、T11＝3.770、T12＝3.080、T13＝5.595、T14＝5.666、T15＝6.928、T16＝8.058、T17＝6.316、T18＝5.893、T19＝3.309、T20＝5.509、T21＝3.008、T22＝7.276、T23＝5.936、T24＝7.703、T25＝6.426、T26＝5.631、T27＝6.443、T28＝5.108、T29＝6.261。

2.2.2 響應面試驗設計結果及分析 通過對響應面結果(表5)進行方差分析可知，試驗中感官評分及褐變度模型P值分別為0.000 3 和0.000 6(均<0.01)，說明試驗方法具有比較高的可靠性，該響應面回歸模型可對試驗結果進行較好的預測分析。失擬項均大于0.05，說明試驗誤差小，模型擬合程度高，能用該模型對風味基料的感官評分及褐變度進行分析及預判。各模型的判定系數(shù)R2分別為88%和87%，說明模型具有較高的準確性及通用性。兩個指標信噪比均遠大于4，表明該模型擬合度和可信度較高。綜上所述，該模型可以較好地解釋雞肉風味基料的感官變化，能夠對雞肉風味基料的最佳配方進行預測，預測模型見表6。

表4 模糊數(shù)學感官評價等級集合Table 4 Fuzzy mathematics sensory evaluation grade set

2.2.3 因子交互作用及響應面分析 根據(jù)圖2 可知，AC、AD、BC、BD、CD兩兩因素的交互作用對雞肉風味基料感官影響的響應曲面圖呈拋物線狀，存在峰值。隨著木糖添加量、pH 值、熱反應時間以及熱反應溫度的增加，感官評分達到峰值后下降；其中pH 值和溫度的交互作用對風味基料感官評分影響最大。

2.3 驗證試驗

褐變度是美拉德反應的發(fā)生程度的主要指標之一，當美拉德反應越充分時體系的顏色越深，但此時產(chǎn)品風味可能會惡化，因此在本試驗中僅作為輔助指標，本試驗以感官評分為主要評價標準，通過Design-Expert 8.0 軟件優(yōu)化預測得到制備雞肉風味基料的最佳熱反應條件為:木糖添加量2.87%、pH 值6.97、熱反應時間85.97 min、熱反應溫度101.09℃，此條件下綜合感官評分預測值為7.322?？紤]到實際試驗的可操作性，按照添加3%木糖，在pH 值7、溫度101.1℃條件下反應86 min，進行3 次平行試驗驗證軟件預測結果的準確性，得到的綜合感官評定結果實測值與預測值相對誤差均在5%以下，說明此試驗方法的準確性較高。

表5 雞肉風味基料響應面結果Table 5 Response surface analysis of chicken flavor matrix

2.4 雞肉風味基料揮發(fā)性風味物質分析

2.4.1 不同雞肉風味樣品GC-IMS 指紋圖譜比較及揮發(fā)性有機物(volatile organic compounds，VOCs)分析 圖3 為通過GC-IMS 分析建立的不同雞肉風味樣品的VOCs 指紋圖譜。為方便觀察對比，將整個指紋圖譜拆分為左(即a 區(qū))、右(即b 區(qū))兩部分。圖3 中每一行代表一個樣品，每一列代表一種VOCs。在同列中，可以通過色塊的亮度對比VOCs 的含量，色塊亮度越大，說明某種VOCs 在樣品中的含量越高。結果表明，同一種樣品組內(nèi)的VOCs 種類和含量相似度高，不同樣品的VOCs 具有較明顯差異，A、B、C、D 4 個區(qū)域分別為不同樣品的VOCs 特征峰區(qū)。通過軟件內(nèi)置的NIST 數(shù)據(jù)庫和IMS 數(shù)據(jù)庫對物質進行定性分析，4 種樣品均具有其獨特的風味物質，2 號樣品中二烯丙基硫醚、α－蒎烯、6－甲基－5－庚烯－2－酮等物質的含量較高，3 號樣品中2－乙基呋喃、2－戊基呋喃、甲硫基丙醛、γ－丁內(nèi)酯、2－己醇、1，2－丙二醇、己酸、戊酸、1－辛烯－3－酮等物質的含量較高，4 號樣品中乙酸香葉酯、E－2－戊烯醛、β－羅勒烯、β－蒎烯、2－戊烯醛、2－丁烯醛、2－呋喃甲醇、二甲硫醚、2－甲基噻吩、檸檬烯、苯酚等物質的含量較高。

結合圖3 和表7 可知，4 種樣品總共分離出85 種VOCs，其中有76 種可以準確定性。4 種樣品分離出的VOCs 中，醛類、酮類和醇類物質占VOCs 種類的70%分別有28 種、13 種和12 種，雜環(huán)類6 種，酯類和萜烯類均為5 種，酚類3 種，酸類和醚類均為2 種。該檢測結果與唐春紅等[30]的研究結果一致，即雞肉中主要的風味物質為醛類、酮類和醇類。

在GC-IMS 結果分析中，同一種風味物質的特征峰強度越大(小)，說明該物質在樣品中的含量越高(低)。本研究中由于不同樣品含有的VOCs 總量并不一致，對樣品中VOCs 的相對含量使用峰強度對比較合理。由圖4 可知，4 個雞肉樣品的VOCs 含量各不相同，1 號樣品(雞肉風味基料)的風味物質含量最高，結合圖3 可知其中主要為醛類(己醛最高)、酮類和醇類。其次為3 號樣品(罐頭雞湯)，而2 號(自制雞湯)和4 號樣品(雞汁液)中醛、酮類物質的含量較低。

2.4.2 不同雞肉風味樣品相似性分析 圖5 是對4種樣品的VOCs 峰強度進行層次聚類分析并繪制的熱圖，可以直觀反映出風味物質在不同樣品中的豐度情況，并根據(jù)顏色梯度和相似程度來分析不同樣品之間的異同，熱圖中色塊顏色越偏紅表示豐度越高，越偏藍表示豐度越低[31]。由圖5 的聚類樹狀圖可知，4 種樣品組內(nèi)相似度高，說明GC-IMS 方法可靠，穩(wěn)定性較好。根據(jù)VOCs 豐度情況可以將4 種樣品分為兩大類，即1 號樣品(雞肉風味基料)和3 號樣品(罐頭雞湯)為一類，另外2 種樣品為一類。這也說明本研究制得的雞肉風味基料與罐頭雞湯產(chǎn)品的風味類似。

3 討論

烹調中美拉德體系的建立，需要根據(jù)反應底物的不同，提供不同的環(huán)境因素(如pH 值、反應溫度和反應時間等)[32－33]。環(huán)境條件的變化會使美拉德反應的程度出現(xiàn)較大差異，美拉德反應程度過低時，風味物質無法產(chǎn)生，但美拉德反應充分時，也可能產(chǎn)生令人不愉悅的感官風味[34－35]。通過人為控制這些因素，可以對美拉德反應的完成程度進行定向調節(jié)，以達到特定風味的表達，這也是食品工業(yè)中利用美拉德反應制備香精香料的基本原理[36－37]。

表7 雞肉風味樣品揮發(fā)性有機物定性分析Table 7 Qualitative analysis of volatile organic compounds in chicken flavor samples

表7(續(xù))

表7(續(xù))

圖4 不同雞肉風味樣品VOCs 含量差異圖Fig.4 Diagram of VOCs content difference of different chicken flavor samples

本研究中制作的雞肉風味基料相對于其他3 種樣品有更好的風味表達，其原因可能是由于前期使用了蛋白酶解技術，使得體系中有更豐富的氨基酸能參與熱反應，后期又調控了美拉德反應進程，故產(chǎn)生的VOCs 更為豐富。罐頭雞湯和自制雞湯的風味呈現(xiàn)主要是雞肉在燉煮過程中自發(fā)進行的美拉德反應和脂質氧化，由于整個反應過程耗時較長、不可控因素較多且未進行人為干預，產(chǎn)品的VOCs 豐度較本研究產(chǎn)品低[38－39]。而雞汁液的VOCs 豐度最低，說明該類調味品模擬雞肉風味效果較差，不能完整體現(xiàn)出雞肉的感官風味，究其原因可能是因為該類產(chǎn)品使用的原料并不是雞肉源。有研究表明，經(jīng)過熱反應生成的VOCs中，醛類和醇類由脂肪氧化降解產(chǎn)生，揮發(fā)性強，呈味閾值低，對雞肉風味貢獻最大，有令人愉快的脂香味、果香味[40－41]。酮類物質由脂肪氧化降解或美拉德反應產(chǎn)生[42]，具有新鮮的果香味和奶油香味，呈味閾值相對于醛類較高，但仍是雞肉風味的重要組成。因此，產(chǎn)品中應盡可能積累以上這些對風味表達有積極作用的VOCs。

圖5 不同雞肉風味樣品VOCs 峰強度聚類分析熱圖Fig.5 Heat map of VOCs peak intensity cluster analysis of different chicken flavor samples

4 結論

本研究通過單因素試驗和4 因素3 水平響應面試驗優(yōu)化得到雞肉風味基料的最佳工藝條件如下:木糖添加量3%、pH 值7、熱反應時間86 min、熱反應溫度101.1℃。此條件下制得的雞肉風味基料與市售罐頭雞湯、自制雞湯、市售濃縮雞汁等雞肉風味產(chǎn)品進行GC-IMS 分析，得出雞肉風味基料的VOCs 豐度最高，能較好反映雞肉的感官性狀；且雞肉風味基料與市售罐頭雞湯具有較高的相似度。