發酵肉制品中風味物質研究進展

摘要：風味物質是判斷發酵肉制品品質優劣的重要指標。綜述了發酵肉制品的風味物質組成，部分風味物質的氣味特征、閾值以及一些酶在風味物質形成過程中的作用，并對影響發酵肉制品風味物質形成的因素進行了簡要闡述。目前，從發酵肉制品中分離得到了近百種芳香化合物，但并非所有的都能決定發酵肉制品的特征風味，只有少數成分決定特征風味，不同發酵肉制品風味不同，其風味物質形成是一個動態變化過程，加工過程和貯藏過程對發酵肉制品的風味物質均產生影響。

關鍵詞：發酵肉制品；風味；影響因素

中圖分類號： TS251.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0251-03

收稿日期：2013-11-27

基金項目：國家自然科學基金（編號：31160329）。

作者簡介：王俊鋼（1982—），男，碩士，助理研究員，研究方向為畜產品加工。E-mail：wjgang728@163.com。發酵肉制品以新鮮畜禽肉為原料，通過人工接種或者自然發酵的方式，借助微生物發酵，經過一系列腌制、發酵、干燥等工藝手段得到的一類具有特殊風味且保質期長的肉制品[1-2]。發酵肉制品種類很多，形式多種多樣，在我國有很長的發展歷史。我國著名的發酵肉制品有浙江的金華火腿、云南的宣威火腿、上海咸肉、新疆的熏馬腸、四川臘肉、廣東臘肉等；國外比較著名的發酵肉制品有黎巴嫩大香腸和法國的薩拉米香腸等。因發酵肉制品經過腌制和干燥等過程，降低了制品的水分活度，因此其品質穩定、風味獨特，在常溫狀態下即可達到較長的保質期，深受消費者青睞。

風味是指人對味、嗅、視、聽等感覺而引起的物理化學反應和心理感覺，是這些感覺的綜合效應[3]。風味物質主要有2類，即揮發性和非揮發性風味化合物。隨著國際市場對發酵肉制品品質要求越來越高以及食品工業對天然風味物質需求的增加，發酵肉制品的風味日益受到人們的關注[4]。發酵肉制品的風味組成特征是產品的一個重要質量指標，人們通過對發酵肉制品中風味成分的監測所得到的信息來了解其成熟度，以及貯藏過程中品質變化趨勢。目前，我們對風味物質鑒定技術尚不成熟，因此出現了很多避開風味談品質的現象。近年來，相關學者對發酵肉制品的風味進行了研究[5-8]，并取得了良好進展，四川臘肉、宣威火腿、金華火腿等風味物質及其產生機理已研究闡明[5，9-10]，風味物質控制已經成為提升發酵肉制品質量的重要指標。此外，分析技術進步也給風味物質的研究提供了技術保障，特別是氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）分析技術的發展[11]，使得畜產品加工由簡單的粗加工向精細加工方向發展。目前，我國對發酵肉制品風味的研究尚處在初級階段。本研究通過論述近年來國內外發酵肉制品風味物質，闡述了發酵肉制品生產、加工、貯藏過程中風味物質及其相關變化；分析影響發酵肉制品風味物質形成因素，并對發酵肉制品風味物質提取和鑒定分析的方法以及分析儀器的發展作了簡單闡述。為探索發酵肉制品中風味物質變化機理，提升發酵肉制品品質等問題提供參考。

1發酵肉制品中風味物質組成

食品風味是指人在品嘗食品過程中嗅覺、味覺和三叉神經感覺特征等一系列復雜感覺，它包括人能感覺到的香氣、味道、口感以及食品的外部特征[3]。芳香物質能刺激消費者的感官和心理[3，12]，使食品呈現自身的特征，對人們購買欲、食欲和消化系統具有很大的影響。發酵肉制品中的風味物質一般是一些蛋白質水解、脂肪氧化或者微生物作用產生[13]，發酵肉制品的產地、選用的原料、加工工藝對其風味物質的組成也有很大影響。

發酵肉制品的風味很大一部分是由氨基酸和還原糖之間發生的美拉德反應和脂質的熱降解反應形成的。風味物質主要成分有烷烯烴、醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、酚類、芳香烴、含氧雜環化合物、含氮化合物、含硫化合物、含氯化合物等。這些成分味道各異，有的濃郁，有的清淡，有的味道甚至很難被聞到，只有將它們作為一個整體時，才具有發酵肉制品特殊的香味特征。發酵肉制品的特征風味不是簡單由芳香物質的濃度所決定的，有些特征風味濃度非常低但是對整個食品的風味貢獻很大。人們在衡量某種揮發性組分的作用時往往綜合考慮實際含量濃度和該物質的閾值濃度（該物質能被嗅覺感知的最低濃度），從而引入了對數閾值單位來衡量芳香物質的實際作用效果。

對數閾值濃度=lg[實際濃度/閾值濃度（水中）]。

對數閾值濃度值越大，說明該物質在其制品中所發揮的作用越大。以重慶臘肉為例，對數閾值濃度最高的是酚類物質，其次是羰基類化合物，貢獻最小的是醇類化合物[14]。

2發酵肉制品中風味物質的產生途徑

2.1蛋白質水解

蛋白質的水解對發酵肉制品風味的貢獻相當大。在加工貯藏過程中，蛋白質發生了不同程度的水解，產生分子質量大小不同的肽類和游離的氨基酸。另外，某些氨基酸還通過Strecker降解過程，產生醛類和酮類化合物[15]。其中，肽類主要是肌肉蛋白質在內源酶的作用下水解產生，研究表明，組織蛋白酶B或B+L在整個加工過程中都保持活性，而鈣激活中性蛋白酶在腌制過程結束之后就已經完全失去活性，蛋白酶D也只在加工前期起作用。多肽大多呈苦味，特別是分子小于1 800 Du的寡肽，一般情況下，組織蛋白酶活性高就導致蛋白質水解嚴重，發酵肉制品就容易感到苦味。游離氨基酸與發酵肉制品的風味形成密切相關，是酸味、甜味和苦味的前體物質。谷氨酸和天冬氨酸具有鮮味，L-氨基酸呈甜味、苦味或者酸味，帶有親脂性側鏈時呈苦味[7]。而蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸這3種氨基酸的苦味閾值特別低，因此發酵肉制品中的苦味很大程度上來源于這3種氨基酸。此外，發酵肉制品中另一部分重要的風味物質也可以通過游離氨基酸的Strecker 降解反應或美拉德反應產生，從發酵肉制品中分離得到的揮發性化合物中，帶有側鏈的化合物一般都有氨基酸的參與，比如帶側鏈的醛和甲基酮等。endprint

2.2脂類物質水解氧化

發酵肉制品中揮發性風味物質約有60%來自于脂類物質的水解氧化。脂類物質在發酵肉制品加工過程中形成風味成分一般是經過水解、氧化進一步與其他化合物反應，其中風味物質中的醇、甲基酮、呋喃、烷烯烴以及直鏈醛都可經過脂類物質的變化產生[16]。中性脂肪、磷脂的氧化水解是脂類物質形成風味物質的基礎，氧化和水解有著密不可分的關系，水解一般有酶的參與，而脂類物質的氧化多與脂肪酸的飽和度有關系。脂肪水解生成脂肪酸，脂肪酸之后再發生氧化反應與蛋白質之間的反應，這一步反應才是生成風味物質的關鍵。揮發性脂肪酸形成的酯類物質可以使得肉制品具有果香甜味，長鏈的脂肪酸所產生的酯則會帶來一種更具脂香特征的風味物質[17]。發酵肉制品一般加工時間較長，比如金華火腿就需要1年多的加工時間，為脂肪組織的不飽和脂肪酸分解氧化提供了時間上的保證，在這漫長的時間里，生成了醇、醛、酮和部分呋喃類化合物。脂肪通過氧化，使得烷氧基自由基和1個脂肪分子反應，生成了1個醇和1個烷基自由基，后者再參與到游離基的鏈傳遞過程，隨著碳鏈的增長，風味也變得越來越強，從而產生了脂肪香、清香、木香等特征[18]。烷氧自由基還可以分解生成醛和另一個烷自由基，這就是醛的產生。當烷氧基被另一個烷游離基氧化后，就生成了酮和烴類化合物。有的醛類化合物味道清香，有的則具有類似橘子皮的味道。大多數酮則具有清香味。

2.3微生物分解作用

肉中碳水化合物是微生物生長繁殖的營養物質。碳水化合物經過微生物的分解形成乳酸或異性發酵生產了醋酸，使得肉制品呈現出酸味。同時，碳水化合物經過微生物作用，產生雙己肽等分子量相對較低的化合物，這些化合物也可以使得發酵肉制品呈現出一定的特殊風味。聶曉華等分別將植物乳桿菌和戊糖片球菌以及2者混合添加到發酵魚肉香腸中發現其揮發性風味物質組成有著明顯的不同[19]。李平蘭等研究發現，將戊糖乳桿菌31-1和木糖葡萄球菌添加到發酵香腸中，發現成熟過程中游離氨基酸的絕對含量有明顯增加，微生物酶對個別游離氨基酸變化具有較大的影響[20]。

3影響發酵肉制品中風味物質形成的因素

3.1原料肉

不同動物（豬、馬、牛、羊等）原料肉的風味存在很大差異，而且同種動物其不同解剖部位其風味也不盡相同，因此發酵肉制品的風味也千差萬別。Lorenzo等在研究脂肪含量對發酵香腸風味影響研究時發現，脂肪含量分別為5%、10%、20%的發酵香腸的揮發性風味物質有明顯不同[21]，這可能是由于組織肌肉中的酯酶以及蛋白酶的活性使得在發酵肉制品加工過程中產生的游離脂肪酸和氨基酸數量不同，從而導致了發酵肉制品風味的差異。原料肉產地對發酵肉制品風味也有很大的影響，西班牙伊比利亞火腿就是選用西班牙當地最接近野豬的品種伊比利亞黑蹄豬制成的，其風味獨特，被譽為世界上最好吃的豬肉。我國浙江產的金華火腿在選用豬肉上也特別考究，只有用浙江原產的土豬“兩頭烏”才能生產出最優質的金華火腿。

3.2發酵劑

發酵劑在很多發酵肉制品中都需要外源性添加，以保證具有特殊的風味，很多微生物都可以作為發酵劑添加到發酵肉制品中，像乳酸菌、酵母菌和霉菌是添加最多的微生物，有時單獨使用，有時混合使用，世界上最著名的意大利薩拉米香腸、德國香腸、丹麥紅腸等都是添加了外源性發酵劑。國內的金華火腿、宣威火腿、四川臘肉都沒有添加外源性微生物，而是利用當地環境中的微生物，自然發酵而成。生產發酵肉制品的發酵劑能夠改善產品品質，促進肉產品特有的顏色，形成良好的風味。黃艾祥曾對宣威火腿加工過程中微生物作用與宣威火腿的品質進行了研究[10]。優質發酵劑的使用不但可以提高肉制品的營養性和安全性，而且使得生產工藝易于標準化。特殊功能性發酵劑能夠產生芳香性化合物、促進肉的發色、產生易于人體消化吸收的小分子物質、細菌素和其他抗菌成分等，同時可以抑制生物胺等有毒有害物質的產生。

3.3生產工藝

世界各地的發酵肉制品品種特別多，生產加工工藝都有所不同，因此其風味也各具特色。不同地區的人們飲食生活習慣不同，設計出的加工配方也不同，不同地區可生產出具有本民族特色的發酵肉制品。Sara Corral等研究發現，在加工發酵香腸過程中將鹽分降低了16%后，其風味物質有所減少；他還用KCl來替代16%的NaCl，通過檢測發現KCl的添加改變了發酵香腸中的揮發性風味物質，主要是一些酸性化合物和醛類化合物有所增加[22]。王佳媚對此進行相應的研究，結果表明，在一定濃度范圍內，低濃度的鹽分可以促進干腌火雞腿揮發性物質的生成[6]。不同地區不同生活習慣的人往往在加工發酵肉制品過程中會加入某些生物調料，比如黑胡椒、小茴香、花椒等香辛料，都會影響發酵肉制品中風味物質的成分。

3.4加工環境

在發酵肉制品加工過程中，風味與加工條件及產品的要求關系也十分密切，公司規模化生產和小家小戶單獨生產的同種產品風味不同，即使是同種產品分別由不同公司生產，風味也完全不同。西班牙的伊比利亞火腿除了原料考究外，加工環境也非常重要，西班牙特殊的地理環境，包括溫度、濕度、以及發酵過程中火腿內部的pH值，以及添加的亞硝酸鹽、抗壞血酸等都會對發酵肉制品的風味有著不同程度的影響，這就是為什么世界其他地區不能做出正宗的伊比利亞火腿的原因。

4發酵肉制品中風味物質的研究方法

發酵肉制品中的揮發性風味物質不僅決定著肉類的風味特征，而且對判斷發酵肉制品發酵程度有著明顯的指示作用。傳統“三簽法”對金華火腿品質的初步判斷非常重要。風味物質的提取、分離、富集和鑒定分析和分析儀器發展同步，風味物質提取技術主要包括：固相萃取技術、頂空-固相微萃取技術（HS-SPME）、同時蒸餾萃取技術（SDE）和熱脫附儀等方法。氣相色譜儀和質譜儀（GC-MS）的結合應用，使得我們能夠清楚地了解這些揮發性成分的主要構成，包括成分和含量。目前，我們已經知道發酵肉制品中的一些揮發性風味物質主要是醇、酮、烴、酸、酯類等以及含氧、硫、氮原子的雜環化合物（例如呋喃和噻吩等）。endprint

4.1SDE法

SDE法目前在提取發酵肉制品風味物質上應用最為廣泛。SDE法有著操作方便快捷、成本低、重復性好以及香味物質回收率高等優點。SDE提取方法特別適用于水溶性和低揮發性化合物的分離濃縮。國內外研究學者通過SDE方法，研究發現揮發性物質的種類隨著加工時間的延長有所增加，這些揮發性物質中醛類對風味物質的形成起主要作用。通過SDE法與其他方法結合能夠鑒定出發酵香腸的香氣成分，而且使用GC/MS還能將這些香氣成分進行定量分析[23]。

4.2HS-SPME法

HS-SPME方法操作簡單，操作費用相對較低，很多學者將其作為樣品預處理的方法。目前，國外對這項技術研究得相對較為廣泛，田懷香也曾經用HS-SPME分析技術鑒定了金華火腿中幾十種揮發性風味成分[9]。同時，運用SPME與GC/MS結合的方法，對傳統的金華火腿揮發性風味物質進行研究，檢測出幾十種風味物質，主要包括醛、醇、脂類、羧酸、酮、脂肪族和芳香族碳水化合物、含硫化合物以及吡嗪類物質等。國內外大量的文獻報道指出，SPME法與其他分析方法結合，能有效分析傳統發酵肉制品風味物質。

4.3熱脫附儀法

熱脫附是一種廣泛使用的技術，它能將揮發性和半揮發性化合物從各種基質中萃取和分離出來。而熱脫附儀運用動態頂空原理設計，可以對樣品進行全能處理，熱脫附儀法之前主要用來監測環境中的芳烴和鹵代烴等化合物，目前，國外已有學者將此方法運用在食品風味檢測上，田懷香也利用熱脫附儀技術分析了金華火腿中的揮發性風味物質[9]。

5展望

近年來，隨著研究水平的提高和分析技術的發展，發酵肉制品中的風味物質研究也越來越成熟，風味物質與產品品質的相關性分析也取得了良好進展[24]。由于我國幅員遼闊，民族眾多，因此發酵肉制品的制作方法也千差萬別，導致發酵肉制品品種多樣，很難標準化。我國對芳香物質的研究尚處于起步階段，通過研究各種風味物質閾值，可以了解不同風味物質的作用大小，為了提高產品質量，增加風味，還必須明確這些物質作用。研究發酵肉制品風味，不僅僅是鑒定香氣成分，更應該明確這些物質合成前提及合成途徑，找出風味物質在合成途徑中的前體物質，還要研究相關酶的活性變化規律和作用機理，指導發酵肉制品加工過程，使能代表發酵肉制品的特征香氣成分更加突出。由于發酵肉制品的風味物質成分復雜，形成途徑多種多樣，多數風味物質形成機理至今尚不十分清楚，所以還需要對發酵肉制品的風味開展進一步研究。發酵肉制品的特征風味會隨著貯藏時間的延長而發生變化，保證發酵肉制品在貯藏期內品質不發生較大變化尤為重要。

隨著基因工程、細胞技術、酶工程的發展和完善，發酵肉制品研究必將進入一個嶄新的領域。發酵肉制品中微生物作用也將成為今后研究重點。發酵肉制品的關鍵在于發酵，發酵便是微生物活動的一種體現，生物育種技術的發展將為培育新型微生物提供技術保障，將來發酵性能高、產酶及產香濃郁的功能性微生物將被培育并應用在發酵肉制品的工廠化、規模化加工中。人們在將來便會享受到色、香、味俱佳，安全營養的優質發酵肉制品。

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