超聲輔助燉制對黃羽雞湯香味的影響

戚軍，陳亞，徐穎，熊國遠，梅林

(安徽省農產品加工工程實驗室，安徽農業大學 茶與食品科技學院，安徽 合肥，230036)

2019年我國雞肉消費量達到1 398萬t[1]，約占到全球消費量的13%；其中黃羽肉雞的出欄量約占到總出欄量的50%。優質黃羽肉雞由于其飼養周期長(一般超過180 d)，肉中風味前體物質含量高，如不飽和游離脂肪酸[2]，進一步加工可產生良好的風味。此外，由于養殖周期長，優質黃羽肉雞含有較多含量的總膠原蛋白，且部分膠原蛋白高度交聯[3]，導致可溶性膠原蛋白含量低于白羽肉雞，從而增加肉硬度和韌性。有研究報道黃羽肉雞中股二頭肌和胸大肌的肌束膜厚度約為白羽肉雞的1.5～2倍，因此黃羽肉雞需要長時間的燉制才能獲得較好的嫩度，但是前期研究發現，黃羽雞湯燉制2 h后，繼續加熱1 h，其香味物質總量損失80%[4]，因此在優質黃羽雞湯的加工中如何提高其香味物質含量尤為重要。

在雞湯香味的研究中，國外學者發現，煮雞的香氣活性物質包括3-甲硫基丙醛、2-甲基-3-巰基呋喃、甲基吡嗪、2-乙基-4-甲基噻唑[5]、己醛、(E)-2-壬烯醛[6]，(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛[7]和(E,Z)-2,4-癸二烯醛[8]；國內學者利用風味組學技術研究中國傳統黃羽雞湯風味，發現除少量的含硫含氮美拉德反應產物外，雞湯中風味活性物質包括大量脂肪族醛類物質；這些風味物質主要通過美拉德反應和脂肪氧化產生[9]。國內外研究的差異主要跟原料種類以及加熱強度有關，中國傳統雞湯通常采用小火慢燉的方式，因此脂肪氧化是其主要的香味物質生成路徑。因此，通過調控雞湯燉制過程中的脂肪氧化可能會影響雞湯香味。

傳統超聲波在肉制品中的應用主要集中于超聲波改善肉品的嫩度、提高肉品的腌制效率以及超聲波殺菌[10]，基本原理是利用高強度低頻率(20～100 kHz，10～1 000 W/cm2)的空化效應和熱效應實現改造肌肉細胞結構、調控蛋白酶及脂肪酶及高強度的機械作用。前期發現超聲輔助燉制改善了醬牛肉的滋味和香味[11]，增加了酮類和酯類含量，這可能是由于超聲波的空化效應加速了脂肪氧化。但是，超聲輔助燉制對雞湯等湯制品香味的影響仍未知，因此本文主要研究超聲輔助燉制對雞湯香味形成過程中的脂肪氧化及最終產物-揮發性風味含量的影響，進一步可為肉湯乃至醬鹵鹵湯的風味調控提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：300 d固始黃羽雞。

試劑：三氯乙酸(trichloroacetic acid，TCA)，上海麥克林生化科技有限公司；2-硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)，上海科豐實業有限公司；環己酮，上海麥克林生化科技有限公司。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

超聲波蒸煮鍋，濟寧天華超聲波電子儀器公司；T25高速分散器，德國IKA公司；Allegra離心機，美國貝克曼庫爾特公司；PE-Lambad35紫外分光光度計，美國鉑金埃爾默公司；PEN3電子鼻，德國Airsensense公司；DSQⅡ氣質聯用儀器，美國熱電公司；超低溫冰箱，博西華家用電器有限公司；HH36恒溫水浴鍋，金壇市金城國勝試驗儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 實驗樣品制備

所選取黃羽雞日齡約300 d，活雞均重1.7 kg，宰殺后去內臟，去頭、去爪后質量在900～1 100 g，試驗共采用30只黃羽雞(5組×6只/組)。整只雞劈半后放置于5 L的大燒杯內，加入沸水，使燒杯內肉液比為1∶2，用保鮮膜密封杯口。控制5組實驗處理溫度(90 ℃)、處理時間(2 h)、處理頻率(20 kHz)一致，根據實際生產應用設置梯度實驗，將燒杯分別置于使用功率為0、250、500、750、1 000 W的超聲波蒸煮鍋(內體積為280 mm3，煮鍋底部有12個直徑為66 mm的超聲波發聲探頭)內燉制。燉制完成后，將燒杯內雞湯與雞肉分別取出，冷卻至室溫。將雞胸肉與雞腿剁碎后，用勻漿機混勻，雞湯用分液漏斗去除頂部油脂，分別裝袋密封。在-24 ℃的超低溫冰箱內保存，留待備用。

1.3.2 雞湯TBA值的測定

分別取上述雞湯樣液2.5 mL，分別加入7.5 mL 20%的TCA溶液和10 mL蒸餾水于離心管內混合，避光靜置1 h后，離心20 min，分別取離心后上清液2 mL與0.02 mol/L TBA 溶液2 mL于試管內混合，同時做空白試驗。

1.3.3 雞湯中揮發性風味物質的測定

揮發性風味物質的提取：將超低溫冰箱內的雞湯樣品于室溫下自然解凍，解凍后稱取約5 g的雞湯樣品放入20 mL氣質進樣瓶中，然后將其壓蓋密封。將進樣瓶放置孵化爐中，進一步把頂空固相微萃取萃取頭插入進樣瓶，并在50 ℃ 下，萃取30 min，收集和富集雞湯樣品中的揮發性風味物質。

(1)氣相分離條件：進樣口溫度250 ℃，解吸附3 min，進樣方式為不分流進樣。采用TR-5 MS毛細管柱進行分離解吸附后的風味物質。氣相色譜升溫程序如下：40 ℃開始保持3 min；然后以3 ℃/min 升溫至70 ℃，不保持；再以5 ℃/min升溫至180 ℃，不保持，最后以10 ℃/min升溫至280 ℃，保持5 min。氦氣為載氣，流速為1 mL/min。

(2)質譜掃描條件：離子源溫度為230 ℃，荷質比掃描范圍為30～550m/z。揮發性風味物質的保留時間通過正構烷烴標準品轉化為線性保留指數。

(3)風味物質成分鑒定：采用NIST 08(Natl.Inst.of Standards and Technology,Gaithersburg,Md.,U.S.A.)譜庫檢索，以及與文獻比較相對保留指數確定樣品的揮發性風味物質。根據DOALD[12]的方法確定揮發性風味物質的含量，采用環己酮作為內標的半定量方法，即通過比較揮發性風味物質的峰面積與內標的峰面積計算風味物質含量。

1.3.4 電子鼻測定雞湯

取10 mL雞湯樣品于電子鼻進樣瓶中，在85 ℃的條件下，水浴15 min。后將進樣針插入待測雞湯樣品的進樣瓶中進行測量。每種樣品平行測定5次，每次測量重復進行3次。(電子鼻分析參數：采集間隔1 s，清洗時間120 s，歸零時間5 s，預進樣時間5 s，測量時間120 s，傳感器倉流量300 m/min，初始注射流量300 m/min)。

1.4 數據處理

運用SAS軟件(SAS institute Inc.U.S.A)對數據進行統計分析,使用單因素方差分析(ANOVA)對數據進行分析,然后用Duncan法進行多重比較。統計學顯著定義為P< 0.05。電子鼻的數據用StatSoft軟件(Version7.0, Tulsa,Oklahoma, USA)作主成分行分析。試驗獨立重復4次。

2 結果與分析

2.1 雞湯中TBA值的數據分析

圖1為不同超聲功率輔助燉煮的雞湯中脂肪氧化的變化規律。隨著超聲功率的增加，雞湯TBA值先上升后下降(P<0.05)，表明雞湯中游離脂肪酸的初級氧化產物先增加后減少[13]。超聲輔助燉制對雞湯脂肪氧化的影響與雷辰等[14]發現的超聲燉煮促進五花肉脂肪氧化的結果類似。超聲燉制雞湯過程中，一方面由于超聲的空化效應導致甘油類或磷脂類脂肪酸水解成游離脂肪酸，與高天麗等[15]發現的利用超聲輔助處理干制橫山羊肉會降低羊肉中的總飽和脂肪酸含量，同時會增加肉品中總不飽和脂肪酸含量的結果類似，湯樣中不飽和脂肪酸含量的增加可導致游離脂肪酸初級氧化程度增加。另一方面，池岸英等[16]研究表明，蝦肉經過微波蒸煮肉中的醇類與醛類等物質會轉移到湯中，并在湯中檢測出少量含硫化合物質。隨著超聲功率的增加，肉中水溶性物質轉移到湯中的程度增加，這可能會導致肉中促氧化劑轉移到湯中，促進游離脂肪酸的初級氧化。在超聲功率1 000 W時，雞湯脂肪初級氧化速率降低，可能是由于此時超聲促進大量脂肪氧化初級產物轉化為終極產物，即揮發性風味物質，使得TBA值降低。

圖1 不同超聲功率雞湯中TBA含量測定Fig.1 Determination of TBA in different ultrasonic power chicken broth注：(1)結果表示均值±標準差(n=3)；(2)不同字母代表差異顯著(P<0.05)

2.2 雞湯風味物質成分變化分析

不同超聲功率輔助燉煮的雞湯揮發性風味物質如表1所示。隨著超聲功率的增加，雞湯中揮發性風味物質總量及醛類物質含量總體呈現下降趨勢；醇類、酮類及酯類先上升后下降，在750 W功率時達到最大值。由TBA值可知雞湯中游離脂肪酸初級氧化產物在前期呈顯著上升趨勢，但是此時游離脂肪酸的終產物(揮發性風味物質)含量顯著下降，表明此時超聲促進了香味物質的揮發，導致其含量下降，這與PéREZ-ALVAREZ等[17]報道相一致。

根據表1結果，主要風味物質34種，其中主要包括醇類物質5種，醛類物質11種，烷烴類物質8種、烯烴類物質1種、酯類物質3種、酮類物質5種及其他物質1種，與宋煥祿等[18]發現的固始雞經過高壓處理后雞湯中的主要風味物質為壬醛、十六醛和1-戊醇等多種醛類和醇類物質的結果一致。有研究表明在雞湯燉煮過程中雞湯風味物質主要依靠脂肪氧化形成，這說明脂肪氧化是雞湯風味物質形成的主要路徑。前期表明醛類物質是湯中主要的香味活性物質，主要是由于其閾值較低且濃度較高。RAMARATHNAM等[19]研究發現雞湯中香味的主要活性化合物為己醛、戊醛、壬醛、(E)-2-壬醛、(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛。由表2可知，雞湯中的己醛、戊醛、壬醛、癸醛、庚醛、正辛醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-癸烯醛和(E)-2-辛烯醛都具有較高的濃度且其 OAV ≥ 1[己醛、戊醛、壬醛、庚醛、正辛醛、(E)-2-癸烯醛和(E)-2-辛烯醛，OAV 在10～1 000；庚醛、(E)-2-己烯醛，OAV≥2]。雞湯中主要風味物質是醛類和醇類，呈脂香味，醛類物質含量一直隨超聲功率增加顯著下降；醇類物質含量則在500 W時達到最大值，后隨著超聲功率增加顯著下降，這對雞湯的香味感知產生不利影響。

表1 超聲功率對雞湯中揮發性風味物質含量的影響Table 1 Volatile flavor content in chicken broth

表2 超聲功率對雞湯香氣活性值的影響Table 2 Effect of ultrasonic power on aroma activity of chicken broth

在本研究中，1-戊醇和1-辛烯-3-醇具有香味活性,主要呈現香油味和蘑菇味；這2種物質在其他肉制品中也十分常見,并對肉品風味修飾起重要作用。1-戊醇也存在于其他肉制品風味中，可由多不飽和脂肪酸的自動氧化形成[20]。1-辛烯-3-醇來自于亞油酸或其他多不飽和脂肪酸的自動氧化[20-21]，可增強肉中的脂肪香味。酮類起源于氨基酸降解、PUFA的熱降解或美拉德反應[22]。飽和烷烴可以通過脂肪酸中的脫羧反應以及碳-碳鍵斷裂形成，一些不飽和烴類和環狀烴類物質可由類胡蘿卜素和不飽和脂肪酸的熱氧化之后的次級反應產生。雖然當前在雞湯中檢測到酮類、烴類，但由于其含量低以及閾值高，其對香氣影響可忽略不計。

2.3 雞湯電子鼻數據分析

不同超聲頻率輔助燉制的雞湯的電子鼻結果如圖1所示。雞湯樣品PC1和PC2貢獻率和為94.61%，大于90%，由此可判斷為這2個主成分已經涵蓋了樣品的主要香味物質的信息特征[25]。結果表明，對照組與超聲試驗組的雞湯樣品之間存在顯著差異；根據圖1中第1主成分，可把這5組湯樣歸結為3個區域，即對照組與超聲250 W組、超聲500及750 W以及超聲1 000 W；根據圖1中第2主成分，可把這5組湯樣歸結為2個區域，即超聲250 W組、對照組及超聲500 W組和超聲750 W組及超聲1 000 W組；這表明超聲功率對雞湯香味的總體影響是循環漸進的，對照組與超聲處理組雞湯的感官評價結果表明750 W組雞湯處理組的風味總體可接受程度與對照組沒有顯著差異，其余處理組感官評分均低于對照組(結果未列出)。電子鼻和氣相色譜-質譜聯用分析結果表明，超聲750 W組中醛類物質顯著低于比照組中，但醇類物質顯著高于對照組，這可能是由于醇類物質含量提高對總體香味的修飾和提升作用。

圖2 不同超聲功率雞湯香氣成分PCA分析Fig.2 PCA analysis of aroma components of different ultrasonic power chicken broth

超聲輔助燉制工藝顯著影響雞湯風味，導致雞湯中醛類物質含量下降，醇類物質含量上升，因此本研究對下一步工藝研發做出如下改進：(1)適當調整超聲輔助燉制雞湯時間，燉制時間過長會導致風味物質含量降低，通過調整超聲燉制時間可以影響游離脂肪酸的降解和氧化，促進關鍵風味物質的生成。(2)提高超聲燉制雞湯過程中的實驗環境的密封性，操作過程密封性差可能造成雞湯風味物質損失，因此增強燉制過程容器密封性以及適當降低加熱強度，可以降低雞湯風味物質的揮發。

3 結論

在不同的超聲功率下，雞湯中的揮發性風味物質總量顯著降低，主要由于雞湯中主要的風味活性物質降低，其中1-戊醇、1-辛烯-3-醇等5種醇類物質以及己醛、戊醛、正辛醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-癸烯醛等11種醛類物質含量明顯下降，但是醇類和酯類含量在采用750 W超聲處理組中含量最高，且此時雞湯中脂肪氧化程度最高。此外，實驗表明超聲輔助燉制可以減緩雞湯的脂肪氧化。實驗結果證明：通過調控雞湯燉制過程中的脂肪氧化可能會影響雞湯香味。