家鸽炖煮过程中营养物质及特征风味形成规律

鸽子(Columba livia)又称白凤、家鸽、鹁鸽、飞奴等[1]。家鸽由岩鸽驯化而来,可分为传书鸽、食用鸽和观赏鸽三类,食用鸽又称肉鸽,体型大,肉质鲜美[2]。鸽肉不仅肉质鲜美、高蛋白低脂,更重要的是含有软骨素,以及十几种氨基酸和钙、磷、铁等十多种微量元素,对促进儿童骨骼发育,预防老年人骨质疏松,加强人体营养、愈合伤口等有特殊功效[3]。因此,具有较高的食用和药用价值,是理想的动物源食品。《本草纲目》中有言:“鸽肉味成,性平,入肝肾经”,有“滋阴补肾,调精益气,祛风解毒”的功能和疗效。国家畜资委办〔2021〕1号文件把鸽增列为继鸡、鸭、鹅之后的第四家禽[4],因此常被我国居民用来炖汤。人们常说“吃肉不如喝汤”,汤的做法简单但是营养丰富,因此是世界食品文化中不可缺少的一部分,如中国汤、西班牙凉菜汤、罗宋汤等。在炖汤的过程中,由于持续的加热使肌肉中的蛋白质、糖类、脂肪等各类营养物质分解,产生的不饱和脂肪酸会进一步与系统中的美拉德反应产物相互作用,产生大量的风味化合物,使肉汤具有独特的风味和营养[5]。目前,国内外对肉汤的研究主要集中在工艺和风味特性。姬云云等[6]研究了不同炖煮时间对羊肉汤风味品质的影响,确定炖煮4 h的羊肉汤的风味最优,同时表明3-甲基丁醛、E-2-癸烯醛、香芹酚等对羊肉汤的风味具有贡献。QI等[7]研究表明随着炖煮时间的延长,鸡汤中蛋白质含量显著增加,鸡汤风味在炖煮2 h内释放更加完整。ZHANG等[8]对鸡汤的味道、影响因素和评价方法的研究中发现,氨基酸及其衍生物、肌苷酸、糖和有机酸等物质相互作用,对鸡汤的风味影响较大。

鸽子汤含有高水平的蛋白质、多不饱和脂肪酸、游离氨基酸,脂肪含量低,易消化而深受人喜爱,但目前对于鸽汤在炖煮过程中营养及风味变化的研究较少。李柳冰等[9]研究不同前处理方式对鸽汤品质和风味特性的影响,得出经前处理后的鸽汤风味和营养价值均有所提高。黄桂颖等[10]研究了菊芋鸽子汤的炖制工艺,建议炖汤的适宜时间为4 h。本文以家鸽为研究对象,利用传统方式煮制鸽汤,在不同的煮制时间探索鸽汤的基本营养成分、气味和滋味特征的变化,评估煮制过程中鸽汤中营养及风味物质形成及释放规律,为进一步开发高营养肉制品及预制汤类产品的生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

相同饲养条件下42日鸽龄的成年雄性白羽王鸽,由辽宁省锦州市义县王景屯肉鸽养殖场统一提供。

5-肌苷酸(5′-inosine monophosphate,IMP)、5 -腺苷酸(5′-adenosine monophosphate,AMP)、5′-鸟苷酸(5′-guanosine monophosphate,GMP)标准品均为色谱纯,北京索莱宝科技有限公司;甲醇为色谱纯,阿拉丁;硫酸、盐酸、硼酸、石油醚、氢氧化钠、磷酸二氢钾、氢氧化钾、葡萄糖、苯酚、酒石酸、氯化钾、乙醇等均为分析纯,天津福晨化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

L5S紫外可见分光光度计,日本岛津公司;海能K9840+SH220凯氏定氮仪,郑州海能仪器有限公司;Allegra 64R台式高速冷冻离心机,贝克曼公司;DHG-9240A电热恒温干燥箱,上海一恒医疗器械有限公司;SER148/6全自动脂肪测定仪,威尔普公司;Agilent1260高效液相色谱仪,Agilent公司;7890N-5975C气相色谱-质谱联用仪,美国Agilent公司;airsense PEN3电子鼻,德国AIRSENSE公司;SA402B controller味觉分析系统,INSENT公司;T25数显型分散器,德国IKA有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鸽汤的制作方法

参考黄桂颖等[10]的方法并稍作修改,选取饲养日龄为42 d的肉鸽,宰后去除内脏、头和爪,每只鸽子质量约为200～300 g,选取质量相同的鸽子分为3组,每组6只鸽子。100 ℃沸水焯水3 min后,放入蒸煮袋中加入沸水封口炖煮,肉水质量比1∶2,控制炖煮温度和功率不变,炖煮温度为100 ℃,功率为800 W,分别煮制1、2、3 h,炖煮完成后将鸽汤用四层纱布过滤后,将清液收集于离心管中,置于-20 ℃冰箱中保存备用。

1.3.2 基本营养成分的测定

蛋白含量测定参考GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》;脂肪含量测定参考GB 5009.6—2016《食品中脂肪测定》;总糖含量测定参考GB/T 9695.31—2008《肉制品总糖含量测定》将测定结果用3次测定的平均值表示。

1.3.3 电子舌及电子鼻的测定

电子舌采用冯媛等[11]的测定方法并作简单修改,取10 mL鸽汤样品稀释至100 mL,倒入电子舌专用杯中,并按照仪器使用说明摆放样品并安装相应的探头,单次采样时间为120 s,每秒测定1次。每个样品重复4次,测定结果舍弃第1次,取后3次结果进行分析。电子鼻测定采用徐永霞等[12]的方法并简单修改,取10 mL鸽汤样品,用5层保鲜膜封口后置于50 ℃水域中加热30 min,每个样品重复测试5次。电子鼻检测和清洗需要总时间为240 s,选取稳定后75～80 s处数据进行分析。

1.3.4 核苷酸测定

参考QI等[13]的方法并稍作修改。量取5 mL鸽汤样品加入20 mL高氯酸溶液(5%)后进行均质,在4 ℃条件下离心10 min(10 000 r/min),取沉淀后重复上述操作过程,将离心后的上清液混合,然后用KOH溶液(5 mol/L)将上清液pH调至5.4,最后用蒸馏水定容至100 ml,过0.22 μm聚醚砜滤膜后置于高效液相色谱仪器进行进样分析。HPLC主要色谱条件[14]:进样量为10 μL,TSKgel ODS-80TM色谱柱(5 μm,4.6 mm×250 mm)柱温为30 ℃,流速0.8 mL/min,检测波长254 nm,流动相分别为:洗脱液A为甲醇,洗脱液B为pH 5.4磷酸二氢钾缓冲液(0.05 mol/L);AB洗脱液分别过0.45 μm滤膜后,超声30 min去除气泡。采用二元流动相进行梯度洗脱分离,其中A与B梯度洗脱比例:0%/100%;11 min:10%/90%;18 min:0%/100%;23 min:0%/100%,检测时长23 min。

1.3.5 挥发性风味物质测定

参考戚军等[15]的方法对挥发性风味物质进行提取:鸽汤样品室温解冻混合均匀后,准确称取5 g鸽汤样品,置于20 mL气质进样瓶中密封。进样瓶置于50 ℃恒温水浴锅中,并将顶空固相微萃取针头(75 μm CAR/PDMS)插入后萃取30 min,对浓缩鸽汤样品中的挥发性风味物质进行采集。气相分离条件:进样口温度250 ℃,解吸附3 min后不分流进样。用TR-5 MS毛细管柱进行分离解吸附后的风味物质。色谱升温程序:从40 ℃开始持续3 min;然后以3 ℃/min,将温度升至70 ℃,不保持;再以5 ℃/min,将温度升至180 ℃后不保持,最后以10 ℃/min,将温度升至280 ℃后持续5 min。氦气作为载气,流速为1 mL/min。离子源温度设为230 ℃,荷质比扫描范围为30～550 m/z。定性方法:采用NIST11.L进行谱库检索鉴定,将匹配度>60的化合物进行整理分析。定量方法:采用峰面积归一法对测定结果进行定量,即得各挥发性成分的相对含量。

1.4 数据统计分析

运用Origin 2018对鸽汤的电子鼻及其电子舌数据作图分析。并用SPSS 20.0软件对鸽汤中营养成分进行显著性分析,结果取3次测定的平均值并以X±S的形式表示。

2 结果与分析

2.1 鸽汤营养成分及其理化性质分析

炖煮过程中鸽汤的蛋白、脂肪以及总糖含量如下表所示。如表1所示,随着煮制时间的延长,鸽汤中的蛋白、脂肪以及总糖含量均增加,且存在显著差异(P<0.05)。煮制3 h时鸽汤中蛋白含量最高为16.23%,此结果与朱琳芳等[16]研究鳙鱼汤中的粗蛋白浓度在3 h达到最大值结果一致,随着煮制时间的延长,加热使得肉中的胶原蛋白热溶解到汤中,可溶性蛋白较易溶出,使得汤中蛋白质含量不断升高。鸽汤中的粗脂肪含量随着煮制时间的延长而增加,且煮制3 h和1 h的鸽汤差异显著(P<0.05),与LEKJING等[17]研究鱼精汤中的脂质含量随着煮沸时间延长逐渐增加结果相同,可能是由于煮制过程中,肉中脂类物质受热溶解到汤中,使汤中脂肪含量升高。不同煮制时间鸽汤中总糖含量差异显著(P<0.05),煮制3 h时含量最高为0.35%,LIN等[18]研究不同蒸煮时间鱼头汤中总糖含量随着煮制时间的延长而增加,与鸽汤中总糖的变化趋势相同,其原因可能是汤中的水溶性蛋白和总糖在加热过程中被溶解,分子间通过二级键形成聚集体,使得汤中的总糖含量增加。肉汤煮制时间的延长有利于肉中的营养物质迁移至汤中,进一步使汤中的还原糖和氨基酸发生美拉德反应形成风味物质影响汤的风味。

2.2 不同煮制时间鸽汤电子鼻和电子舌结果分析

电子鼻通过气体传感器模拟人类的嗅觉,对气味情况进行识别的电子系统,而电子舌类似于人类的舌头,通过模拟人类的味觉准确地对样品的滋味特征进行分析和归类。图1是不同煮制时间鸽汤电子鼻气味强度雷达图,10个传感器对应的敏感物质分别为:R1(对芳烃化合物敏感)、R2(对氮氧化合物敏感)、R3(对氨、芳香化合物敏感)、R4(主要对氢气敏感)、R5(对短链烷烃敏感)、R6(对甲基类敏感)、R7(对硫化物和萜烯类敏感)、R8(对醇类和醛酮类敏感)、R9(对有机硫化物敏感)、R10(对长链烷烃敏感)。由图1可知,3组鸽汤样品的气味轮廓相似,对传感器R2、R6和R10的响应强度较大,说明鸽汤中氮氧化合物、甲基类和长链烷烃含量较高。1 h的样品在传感器R10的响应值低于2 h和3 h且差异显著,即得1 h的鸽汤中长链烷烃的含量最低;2 h的样品在R8传感器的响应值最高,且与2 h的样品差异显著,可以得出醇类和醛酮类挥发性物质在煮制2 h的鸽汤样品中含量较高;3 h和2 h的样品气味轮廓类似,3 h的样品在R6传感器的响应值最大,说明煮制3 h鸽汤中甲基类化合物的含量最高。

图2是不同煮制时间鸽汤电子舌主成分分析图,各个样品数据之间没有重合,表明电子舌数据结果能够较好地反映出3个不同煮制时间的鸽汤样品总体滋味特征;第一主成分方差贡献率为76.5%,第二主成分的方差贡献率为18.1%,总的方差贡献率为94.6%,说明可以用主成分分析来评判鸽汤的整体滋味特征。图3为鸽汤样品电子舌呈味雷达图,不同煮制时间的鸽汤整体滋味轮廓相似,对鲜味和咸味传感器较为敏感。3种样品对于酸味传感器具有显著性差异,对酸味响应值大小依此为:3 h<2 h<1 h;对于鲜味传感器,1 h和3 h的样品差异性显著,对于鲜味响应强度顺序为:1 h<3 h,汤中鲜味物质主要来源于呈味核苷酸以及呈鲜味的氨基酸。当味觉数据均大于0时,才能作为评判主要味觉的指标,而苦味、涩味、后味-A和后味-B的数值均小于0,所以不能反映鸽汤的味觉特征。酸味、咸味、鲜味和丰富性的数值均大于0,且味觉数值大小依次为:咸味>鲜味>酸味>丰富性,因此咸味和鲜味可以作为鸽汤的主要味觉特征。

2.3 鸽汤风味核苷酸含量分析

呈味核苷酸是肉类重要的滋味呈味物质。IMP是评定鲜味指标的一种重要的鲜味化合物,IMP与谷氨酸单钠结合可以产生协同效应[19]。GMP、IMP等核苷酸本身并没有感官特征,当其他呈味氨基酸与GMP和IMP共同作用时呈味强度会提高,可以作为一类风味增强剂[20]。

不同煮制时间的鸽汤中呈味核苷酸的含量变化如表2所示,呈味核苷酸总量随煮制时间延长而增加,5′-AMP、5′-GMP和5′-IMP的质量浓度在煮制3 h时达到最大值,分别为9.83、9.30和31.92 mg/100 g。由表2可知5′-IMP含量明显高于5′-GMP和5′-AMP,呈味核苷酸中主要的风味核苷酸为5′-GMP和5′-IMP,其中对鲜味有显著影响的为5′-IMP。煮制3 h和1 h的鸽汤中5′-IMP含量有显著性差异(P<0.05),而煮制2 h和3 h的鸽汤中差异不显著,5′-IMP含量保持稳定,原因可能是由于汤中的ATP发生降解后产生5′-IMP,当汤中的ATP被分解完全后汤中的5′-IMP含量保持稳定。5′-GMP和5′-AMP含量变化趋势和5′-IMP相同,煮制1 h和2 h时存在显著性差异,而1 h和2 h差异不显著。此结果与杨平等[21]在研究猪肉汤中核苷酸含量变化的趋势相似,并建议煮汤时间控制在3 h内会有较高的核苷酸含量。

阈值大小和主要呈味核苷酸的含量可以反映汤品的整体风味,当某种物质的滋味活性值(taste activity value,TAV)>1时,表示该物质会影响整体的风味,而TAV<1时则没有影响。由表3可知,随着煮制时间的延长3种呈味核苷酸的TAV均增加,其中5′-IMP的TAV>1,说明对鸽汤的滋味有影响,且在3 h时最大值为1.28。而5′-IMP和5′-AMP的TAV<1,对鸽汤的滋味影响不大。煮制3 h时鸽汤中5′-IMP质量浓度最高且TAV>1,因此5′-IMP是鸽汤中的主要呈味核苷酸,对鸽汤的滋味特征具有重要影响,此结果与电子舌测定出鸽汤中主要的呈味特征为鲜味结果一致。

2.4 挥发性风味物质

炖煮过程中肉汤中的脂肪酸容易发生氧化和分解反应,生成醛、酮、酸和酯类等挥发性风味物质。由表4和表5可知,鸽汤中共检测出67种挥发性化合物,包括醇类、烷烯烃类、醛类、酮类、酯类等。煮制1 h的鸽汤共检测出17种挥发性化合物:烷烃含量为80.64%,醇类含量为13.64%,醛类含量为5.18%,酮类含量为0.52%;煮制2 h的鸽汤共检测出36种挥发性化合物:烷烃含量为84.29%,醇类含量为8.68%,醛类含量为5.73%,酮类含量为0.57%,煮制3 h的鸽汤共检测出34种挥发性化合物:烷烃含量为94.71%,醇类含量为1.38%,醛类含量为3.43%,酯类含量为0.48%。由图4可知,3种不同煮制时间的鸽汤中,烷烯烃类为含量最多的挥发性化合物,醇类和醛类含量较少,酮类、酯类等含量最少。

在鸽汤中共检出7种醛类物质,随着煮制时间的延长,鸽汤中醛类物质的相对含量先增加后降低,在煮制2 h时鸽汤中醛类物质的种类最多,不同煮制时间的鸽汤中均检出戊醛、己醛和庚醛,醛类物质比醇类和酮类的气味阈值低,即使含量低也会影响汤的整体特征风味[22-23],所以醛类物质对鸽汤的整体气味特征有重要影响。鸽汤中共检测出8种醇类物质,醇类物质的种类和含量随着煮制时间延长逐渐减少,不同煮制时间的鸽汤中均检测出1-戊醇。1-戊醇和1-辛烯-3-醇主要呈现香油味和蘑菇味,对肉品风味修饰起重要作用,可增强鸽汤的脂肪香味[24]。酯类物质由游离脂肪酸和脂质氧化后产生的醇类物质之间相互作用后生成[25]。酯类物质大部分都具有果香味,对风味有重要作用,但除内酯和硫酯外,其他酯类的感官阈值都较高,对风味的影响不大[26]。在鸽汤中共检测出丙酸乙酯1种酯类物质,且酯类物质含量不高,由此推测出酯类对鸽汤的风味影响较小。酮类和酯类化合物种类少、相对含量低且香味阈值高,因此对鸽汤的特征风味影响作用不明显。

3 结论

本研究对不同煮制时间鸽汤中的营养及风味物质进行对比。结果显示不同煮制时间,鸽汤的气味和滋味特征区别较明显。呈味核苷酸的测定结果得出,5′-IMP是鸽汤中的主要呈味核苷酸,对鸽汤的滋味特征具有重要影响。GC-MS共检测出67种挥发性化合物,包括醇类、烷烯烃类、醛类、酮类、酯类等。随着煮制时间的延长,鸽汤中醛类和酮类物质的相对含量先增加后减少,煮制2 h的鸽汤风味物质中醛类和酮类物质的相对含量最高,本研究为开发高营养肉制品及预制汤类产品的工业化生产提供一定的理论依据。

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