肉类风味成分生成途径及其
影响因素的研究进展
摘 要: 肉是人类必需物质蛋白质、脂肪、维生素等的重要来源,肉制品风味的优劣直接影响到人们对其消费欲望。本文主要介绍了肉制品风味的来源,重点论述了肉制品风味的形成机理,此外,还对影响肉品风味的因素进行了分析。最后对肉制品的风味作了总结,并对今后肉品风味研究进行了展望。在实践中,为肉制品的风味的改善提供理论依据。 关键词:肉制品;风味;影响因素,进展
Abstract
Meat is a kind of important resource of essential nutrients such as protein, fat, vitamins etc. for human beings. The quality of the flavor of meat products will directly affect people to its desire for consumption This article mainly introduces the source of meat flavor,focusing on the formation mechanism of the meat flavor,in addition,the factors that affect meat flavor were analyzed. Finally the flavor of meat products was summarized,and the future research for meat flavor was also prospected.In practice, this paper provides a theoretical basis for the improvement of the meat flavor.
Key words: meatproduct;flavor;progress;influential factors;
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一 前 言
肉类是人体所需蛋白质、维生素和矿物质的重要来源,它是人类膳食的重要组成部分,其独特的风味是肉类食品受消费者喜欢的重要因素,肉品风味包括滋味和香味两种:滋味来源于肉中的滋味呈味物质如无机盐、游离氨基酸、小肽和核酸代谢产物如肌苷酸、核糖等等;香味主要由肌肉在受热过程中产生的挥发性风味物质如不饱和醛酮、含硫化合物以及一些杂环化合物产生。
肉类风味只有加热以后才能获得,而未烹调的肉类很少或没有香味,而只有血腥味。在烧煮期间,瘦肉和脂肪组织中的非挥发性化合物之间发生了复杂的系列热诱导反应,从而导致大量反应产物生成。尽管熟肉的风味受所形成的味感物质的影响,但在加热期间形成的挥发性化合物(嗅感物质)决定了其香味特征,并大大有助于形成特征性肉类风味。已鉴定出的肉类挥发性化合物有1000多种。风味不是一种化合物的结果,熟肉的风味特征是无数不同组成物质在数量上微妙的平衡结果。
本世纪40年代以来,许多科学家对肉类风味开展了大量的研究工作,但迄今对肉类风昧的了解仍然有限。因为风味物质成分极其复杂而且含量过微,随着科研手段和仪器的改进,尤其是核磁共振、高分辨气相色谱质谱、气相色谱一质谱联用,高效液相色谱的出现,使肉类风味的研究得以迅速发展。
二 肉香的来源
2.1 肉类的香味成分
肉类的复杂风味体系都是由具有滋味和香味活性的成分组成的。尽管肉类食品的滋味活性成分一般都是非挥发性的,但它们的香味活性成分实际上都是挥发性的
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。我们接受还是拒绝一种食品基本取决于它的风味。而且首先是其香
味。食品香气是构成食品风味的重要因素之一.食品风味的好坏在很大程度上取决于食品的香气。决定食品香气的是食品中的挥发性芳香物质,同样决定肉类香气的也是肉类制品中的挥发性芳香物。这些化合物大体上可以归纳为两大类:一类是烃、醇、醛、酮、酸、酷等简单化合物;另一类是含氧、硫、氮原子的杂
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环化合物,如吠喃及其衍生物和唾吩及其衍生物等。
表l列出了肉中的呈味物质。其中次黄嘌呤游离氨基酸 、脂类等是呈味的关键因素。 经研究证实肉中的类脂类物质经加热也可产生挥发性物质 ,赋予肉制品特殊的香气 。
表1 肉中的呈味物质
葡萄糖、果糖、核糖、甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、 赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸 无机盐类、谷氨酸单钠盐、天门冬氨酸 天门冬氨酸、谷氨酸、组氨酸、天冬酰胺,琥珀酸、乳酸、磷酸 肌酸、苦味肽、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、 丝氨酸.酪氨酸 谷氨酸单钠盐、次黄嘌呤、鸟苷酸、琥珀酸钠以及天冬氨酸钠和某些二肽(谷氨酸一天冬氨酸、谷氨酸一谷氨酸、谷氨酸一丝氨酸等) [6]
甜味 咸味 酸味 苦味 鲜味 2.2 关于肉香的来源
关于肉香的来源有两种观点:(1)瘦肉起源说,认为香味是瘦肉的水溶性前体物经加热产生的,脂肪不产生对肉香有特殊作用的含N 、S芳香化合物;支持该学说的陈国宏(1992)、刘富桂(1992)等人指出中国地方鸡的肌肉中与风味有关的谷氨酸等鲜甜氨基酸含量相对较高。(2)脂肪起源说,认为香味来自于脂肪而不是瘦肉。马鸿胜(1997)等人在研究中发现亚油酸和亚麻酸的含量是影响风味的主要因素。从研究脂肪在加热风味成分中的作用的感观实验来看,烧烤不含脂肪的牛肉时,通过其挥发出的香味能判断出是牛肉的比率仅为45.2% 若用含有10% 脂肪的牛肉做实验, 判断率会增至为90.2%。牛肉和猪肉的脂肪在空气中加热时,一开始就会产生肉香气,而在真空(或氧气)中加热,则不能生成肉的加热香气。这说明脂肪氧化对风味的生成是很重要的 。一般认为,瘦肉产
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生基本肉味,而不同畜禽肉的风味差异则源于脂肪。
三 肉类风味的形成
肉的风味是由于受热而产生,因为生肉很少或根本没有香味,只有类似血腥的味道。当肉受热或经过其它处理之后,会不同程度地产生各种香气,如烧烤,蒸煮。清炖,红烧等。对于肉类风味形成机理,前人做过许多研究工作
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,A
风味不是某一化合物的结果,熟肉的风味特征是无数不同组成物在数量上微妙的平衡结果,一般认为,烹调后肉的风味是多种化合物的产物,如表2所列,这些化合物包括:有味觉特征的非挥发性或水溶性化合物.增效剂或协同剂;有香味特征的挥发性化合物。
表2 肉香中的主要化合物
内酯 [13]
丁酸内酯、戊酸内酯、乙酸内酯、庚酸内酯、内酯类 呋喃 2一戊基呋喃、5一硫甲基糠醛、4一羟基一2,5一二甲基一 2一二氢呋哺酮、4一羟基一5一甲基一2一二氢呋喃酮 吡嗪 2一甲基吡嗪、2,5一二甲基吡嗪、2,3,5一三甲基吡嗪、2,3,5,6一四甲基吡嗪、2,5一二甲基一3一乙基吡嗪 甲硫醇、乙硫醇、甲基硫化氢、二甲基硫、2一甲基噻吩、 四含硫化合物 氢噻吩酮一3、2—甲基噻唑、苯并噻唑、5,6一二氢一2,4,6一三甲基 国内外很多化学工作者都通过实验证实,肉类的香气的形成主要是肉类中的前体物(如氨基酸.肤、核酸、糖类、类脂和维生素等)经过一系列变化,产生的挥发性与非挥发性的成分发生交互反应,形成最终的风味化合物成过程见下图l。
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,其形
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第一前体物 前体物 中间物
糖类 二酮、醛、醇、呋喃 氨基酸 NH3、醛、氨基酮 蛋白质 含硫化合物 H2S、甲硫醇 脂类 脂类 醛西昆、醇、脂肪酸、烃类 碳水化合物 硫胺素 巯基酮 核苷酸 呋喃酸 肽类
图1 肉类风味化合物的形成
图1表明了加热时形成肉香的各种前体物及化学反应。肉类香味的形成过程相当复杂, 主要包括:还原糖与氨基酸的美拉德反应;肽和氨基酸的降解;糖的降解;硫胺素的热降解;脂质氧化,脂类与美拉德反应产物间的相互作用。各种降解产物之间的反应其中美拉德反应对加热时风味的产生起主要作用,即使最简单形式: 一个氨基酸分子和一个还原糖分子也会生成一百多种挥发性产物 (Farmer 等 1989)改善食品的色、香、味
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肉类风味化合物 。肉制品中大多数风味物都是该反应的产物。
3.1还原糖与氨基酸的美拉德反应
氨基酸与还原糖之间发生的美拉德反应是形成肉品风味最重要的途径之一。该反应复杂,产生了大量的风味化合物。反应的初级阶段,还原糖羰基和氨基化合物缩合,形成葡基胺。随后,通过脱水重排和脱氧生成各种各样的糖脱水和降解产物,如糠醛和呋喃衍生物、羟基酮和二羧基化合物。在反应的最后阶段,这些化合物与其它活性化合物如胺、氨基酸、醛、硫化氢和氨之问发生作用,产生肉类特有的香气化合物。伴随美拉德反应产生二羧基化合物的一个重要的辅助反应是氨基酸斯特勒克降解反应。氨基酸经脱羧脱氨基形成醛,而二羧基化合物转化为ɑ一氨基酮或氨基醇。这些化合物以及由美拉德反应产生的羧基化合物,为进一步风味形成反应提供了丰富的中间产物。并产生很重要的风味化合物。包括呋喃、吡嗪、吡咯、恶唑、噻吩及其它杂环化合物。
3.2 肽和氨基酸的降解
肽和氨基酸经降解生成大量产物,如氨、CO2、氨基酸 、醛和 H2S 等。 一
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些氨基酸继续反应。如半胱氨酸、胱氨酸加热形成噻唑及其衍生物,半胱氨酸还生成噻吩。经研究证明胱氨酸和半胱氨酸是形成肉香气的必需氨基酸。â 羟基氨基酸,如丝氨酸和苏氨酸是形成吡嗪的特征氨基酸。Merritt和Robertson还注意到香气的形成基于肽的降解而生成的一系列氨基酸。氨基酸除本身具有呈味性外,还可在较高温度下经Strecker氨基酸反应产生挥发性醛类。
3.3 糖的降解
糖在高温下会发生焦糖化反应,戊糖生成糠醛,己糖生成羟甲基糖醛,进一步加热产生具有芳香气味的呋喃衍生物、羰基化合物、醇类、脂肪烃和芳香烃。其中的二羰基化合物和三羰基化合物是产生香味的Strecker降解的主要参与物,而呋喃酮与H2S反应产生强烈的肉香气。
3.4硫胺素热降解
产物为呋喃 、呋喃硫醇、噻吩和含硫化合物。硫胺素是一个含硫、氮的双环化合物,受热时降解产生一系列有强烈香味的含硫、氮化合物,如 2— 甲基 —3—呋喃硫醇( Grosch 1990) 就是鸡肉、牛肉香味的主要产物。硫胺素降解的第一步是噻唑环中 C —N 及 C—S键的断裂形成甲基硫基酮,由此中间产物得到一系列的存在于肉香气中的含硫杂环化合物。已鉴定的硫胺素分解产物有68种一半以上是含硫化合物、硫取代呋喃 、噻吩 、噻唑 、双环化合物和脂环化合物,且多数具有诱人的肉香味。肉中的核苷酸如肌苷单磷酸盐加热后产生5 —磷酸核糖,然后脱磷酸、脱水,形成5 —甲基 —4 —羟基 —呋喃酮,该产物易与硫化氢反应产生强烈的肉香气。
3.5 脂质氧化
脂质氧化是酸败的主要原因,但也有助于食品形成的可口气味。 当被内源酶催化时,会形成水果或蔬菜的特征香味;当温度不加控制时,会形成“油污”和“酸败”等气味;当加热催化时,脂质受热氧化可产生大量的风味物质,对肉香味的形成产生重要作用。当脂肪分子有几个游离基时,在 60℃就会发生自动氧化,内酯、醇、酮和低级脂肪酸的产生都与脂肪的热解有关,可影响肉风味。 脂质氧化是通过自由机制进行的,区别在于气味化合物生成的平衡 。
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3.6 脂类与美拉德反应产物间的相互作用
脂类自动氧化产生的饱和与不饱和醛类也是熟肉风味的贡献者。羰基化合物与氨基或硫醇基间的反应是美拉德初级反应和形成香气化合物的后期阶段的重要步骤,可以认为加热时由脂类产生的羰基化合物也参与了美拉德反应。肉中已被鉴定的挥发物中,很多是由脂类和美拉德反应产物之间相互作用形成的,如在烤牛肉、炸鸡中发现几个2位置上带有n —烷基取代物(C4 —C8)的噻唑;在加热的牛肉、鸡肉挥发物中现其它的2 —烷基唑带有更长的n —烷基取代物 (C13C15 );从熟牛肉中分出 50 多种烷基 —3 —噻唑和烷噻唑。
四 影响肉品风味的因素
4.1 pH值、温度、水分活度等因素
饱和醛、烯醛及二烯醛在挥发物中浓度随pH值的增加而下降,其原因可能是高pH值促进它们与氨基酸的缩合反应
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。硫胺素的降解也受pH值影响,硫胺素
在碱性环境中更易分解。温度的增加有利于Maillard反应和脂类氧化。较高温度不仅加速各种化学反应速度,而且增加肉中游离氨基酸和其它风味前体物的释放速度。水分活度是样品水分存在形式的热力学表示法,可用样品水蒸气压与纯水蒸汽压的比值来近似度量。生肉本身含有大量水分,而肉香前体物多数是水溶性的,因此水是肉香形成反应的重要介质。
4.2 品种和部位差异
畜禽胴体不同部位的肉,其风味也有差异。一般腰部肌肉较软嫩,但缺乏风味;胸部肌肉膈部肌肉韧部较大,风味浓郁;像牛的臀部肌肉特别是半腱肌比背最长肌风味好。
4.3 年龄差异
一般认为,6月龄牛无典型牛肉风味,12月龄稍好,18月龄以上才有牛肉风味,再高风味无差异。研究表明,30月龄公牛牛排风味和多汁性优于18月龄,18和90月龄母牛肉经品尝无差异。因此认为动物一旦成熟,其肉品风味比较稳定
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。
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4.4 饲养与营养因素
饲养因素对肉风味具有重要作用,影响动物的皮下脂肪和瘦肉组织中脂肪酸含量和组成及其它脂溶性成分,而这些物质与肉风味具有一定关系,烹饪饲喂过高亚油酸含量饲料的猪肉的样品醛的浓度相对较高,特别是戊醛和己醛,它表明脂质的氧化作用增加了
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。
4.5 肌内脂肪含量
脂肪对肉类风味的影响主要存在如下两种方式:(1)不饱和脂肪酸氧化形成羰基化合物,这种羰基化合物含量适宜时,口感风味则佳;如低于或超过一定水平则形成异味的感觉;(2)脂肪中贮积有脂溶性化合物,热加工时产生挥发性物质,使得肉类的风味酣浓。
4.6 肉的产酸成熟与否
屠宰后动物的肉经过冷却、产酸、成熟,其肉的风味就好,这是因为肉在冷却、产酸和成熟的过程中经过一系列的物理化学变化,使肉变得柔软芬芳的结果。经过实验证实,屠宰后的肉没有经过冷却、产酸和成熟,直接烹调食用不会具有良好风味。
4.7 贮藏环境条件
肉的贮藏保管条件的好坏,直接影响着肉的质量和风味。即使是正常完备的冷藏保管条件,随着时间的延长也会逐渐失去风味。首先是脂肪组织的变化,这主要是在贮存中受到微生物的侵蚀,肉中蛋白质会腐败分解而产生硫化氢、氨以及吲哚等不良气味。另外,若将肉与有浓烈气味的物品混合存放,亦会使肉染上浓烈的气味。因此,贮存肉品的条件要完备、良好,要掌握好贮存时间,避免污染,是保证质量和良好风味的关键。
4.8 其他因素
比如动物在屠宰前,若口服或注射一些有气味的药物,像樟脑、薄荷及磺胺类,屠宰后的肉品便会带有难闻的气味,影响肉品的风味。患有疾病的动物(如气肿
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疽、酮血症、苯酚中毒症等)屠宰后的肉,往往带有特殊的气味,风味极差。加工环境,如屠宰车间和肠衣车间与炼油车间相邻,屠宰品的环境卫生条件不好,屠宰的肉品风味不佳。有些熟肉制品因工序处理不当或使用工具不卫生,气味不良,其风味也往往不佳。
结论与展望
肉制品中的风味物质是一个极其复杂的混合物,它是由各种风味前体物质经过降解、氧化、Maillard反应等许多复杂的化学反应而生成的,其中最重要的是Maillard反应和脂质降解反应。肉品风味形成机理尚不十分清楚,国内外风味研究集中于模拟呈味反应来探讨其反应机理。然而随着现代分析仪器与分离技术的发展,已鉴定出的有关肉类风味的化合物超过1000 种。由于风味的某些关键物存在量极少,且很大程度上是交互作用的产物,到目前为止,还没有发现某一种或某一类化合物能够单独产生某一种肉品香味的全部特征,至今也无法完全解开肉类风味的秘密。
应进一步深入研究的工作包括:各种畜禽肉品风味如何区别;哪些风味是所有肉品都有的,哪些风味是某一肉品所独有;其前体是什么,前体是如何在动物体内外转化成香味物质。今后对肉类风味的主要研究方向有:分离鉴定出含量极微且对风味具有特异性的关键化合物;搞清这些关键化合物的反应机理,人工配制出纯真的肉类香精,以满足人们对纯真肉类风味的需求,造福人类。有关肉品风味成分的定量分析和呈味机理还有待于进一步研究。
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