肉汤的熬制过程是一个复杂的物理化学变化过程，肉源汤体中的营养物质，如脂类、蛋白质、多糖、核酸、矿物质、维生素以及一些生物活性物质[1]在加热的过程中以水为介质慢慢渗透到溶液中，经过一段时间的加热后最终达到浸出物的相对平衡，从而形成相对稳定的汤体[2]。原料肉中的蛋白质、核酸、多糖等大分子物质溶解性比较差，在熬制过程中不断被水解，形成呈味性能较好的小分子物质[3]，并在加热过程中相互作用，进一步发生反应，对肉汤的风味产生有利影响[4]，且随着肉汤熬煮时间的延长，营养物质不断溶出的同时，汤中的风味物质也不断增加[5]。
在煮汤的过程中，一些非挥发性和水溶性的化合物，主要是游离氨基酸、核苷酸以及一些有机酸和糖会影响汤的味道[6]，同时蒸煮过程中发生的美拉德反应、脂质氧化以及反应产物之间的相互作用会影响汤的香味和颜色[7]。越来越多的研究者利用先进仪器及分析方法对汤体形成过程中的风味化合物进行研究。如Bi Hongyan等[8]利用主成分分析和偏最小二乘法判别分析对河豚鱼汤中的化合物进行高效液相色谱-质谱联用鉴定，共鉴定出19 种与鱼类的风味营养等有关的化合物。Feng Yunzi等[9]采用气相色谱-嗅闻-质谱联用（gas chromatographyolfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）技术对肉鸡肉汤和土鸡肉汤的香气进行分析，共得到29 种香气活性成分。肖群飞等[10]以白猪五花肉炖煮肉汤，通过溶剂辅助蒸发提取，GC-MS分析，鉴定出102 种挥发性化合物，含量较高的为烃类化合物和醛类化合物，同时，采用香气提取物稀释分析法结合GC-O技术分析，鉴定出33 种气味活性化合物。
本文以肉源汤体中关键成分的迁移与其风味调节为研究视角，概述汤体熬制过程中几种关键物质的迁移规律，并通过不同途径对汤体中风味化合物进行调节，同时总结组学技术在食品风味分析中的应用，为肉汤风味的深入研究提供参考。
1 肉源汤体形成过程中关键成分的迁移
肉源汤体的形成不仅伴随着原料内营养因子的溶解、扩散等迁移途径，同时在炖煮条件的促使下逐渐形成复杂的汤汁乳液，并与其原料进行相互的营养递送，最终成为一种物理形态下的稳定汤汁体系，其迁移形成过程如图1所示。因此，营养物质的动态迁移与呈味分子的逸出是汤体形成的重要途径，其汤汁的形成恰是经过炖煮后，营养粒子趋于平衡状态的结果[11]，而对于关键成分迁移的研究更加取决于各个成分间的递变规律。
图1 炖煮过程中汤汁体系内营养成分的迁移
Fig. 1 Migration of nutrients in broth system during stewing
1.1 肉源汤体中蛋白质的迁移
煮制是加速汤体中蛋白质分解为小分子肽及游离氨基酸的重要手段，同样在加热的驱使下游离氨基酸进一步脱氧、脱羧形成挥发性羰基化合物，这些均构成汤汁的重要风味成分。
Qi Jun等[12]研究发现，随着煮制的进行，鸡汤汤体中蛋白质增加的同时其结构也发生了不同程度的变化。Zhang Jinjie等[13]则认为，煮制温度会影响蛋白质水解进程，适宜的高温会使总肽和总游离氨基酸不断从肉质中迁移至汤汁中，使其含量达到最高。倪冬冬等[14]在分析大鲵汤加工过程中营养品质的变化规律时得到了相同的研究结果，同时也得出汤汁中必需氨基酸与非必需氨基酸含量比值随熬煮时间的延长先上升后下降。盐及辅料的添加对汤汁中蛋白质的迁移也具有积极影响。Somwan等[15]在对花鲈鱼鱼汤的研究中发现，蒸煮过程中蛋白质的含量显著升高，加热时间的延长增加了蛋白质等大分子物质的水解，从而产生各种单分子化合物和小分子肽。Wen Duan等[16]研究生姜对鸡汤的影响，得出生姜的添加会促进游离氨基酸含量的显著增加，并使得谷氨酸含量出现峰值（122.74 g/mL）。
1.2 肉源汤体中总糖的迁移
糖类在汤汁中的变化途径主要有2 种形式，一类是降解形成醛、酮类等挥发性羰基化合物，另一类是经脱水、环化，形成羟甲基呋喃类物质[17]，这些均是形成汤汁风味重要的前体物质。随着煮制的进行，糖类物质在汤体中也会发生不同程度的变化。
禄彦科[18]通过对猪骨汤成分迁移的研究发现，其体系中总糖的含量随热处理时间的延长基本呈现线性增长。Liu Lin等[19]对大西洋鲑鱼和鳙鱼鱼头汤中营养物质迁移的研究也得出，鱼头组织中的总糖在150 min前随着煮制时间的延长不断迁移到汤中，并与氨基酸持续进行美拉德反应，以增进风味的形成。
1.3 肉源汤体中脂肪酸的迁移
脂肪酸在汤体中的迁移是引起其风味与质构变化的重要诱因，也是构成不饱和脂肪酸分布的直接因素。总体的趋势为随着煮制的进行脂肪含量呈现上升趋势，只是外界条件会制约其迁移速率。
Jayasena等[20]在韩国本土鸡（Korean native chickens，KNC）和零售肉鸡（commercial broilers，CB）脱脂冻干鸡汤制备过程中，对分离出的脂质层脂肪酸组成进行分析，发现KNC鸡汤样品分离出的脂质层中必需脂肪酸和二十二碳六烯酸等不饱和脂肪酸的含量高于CB鸡汤样品，迁移效果更显著。Qian Xueli等[21]在研究金枪鱼头汤中脂类物质的迁移规律时发现，在（90±2） ℃条件下煮制150 min（料液比1∶8）时，肉汤和煎汤中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的含量均达到最大值，且汤中脂质等组分的含量高于肉汤，同时脂质会诱导其他成分形成复杂的胶体结构。此外，添加物影响了脂质的迁移性质。Li Yunlong等[22]研究槲皮素和肉桂醛对炖牛肉汤营养成分的影响，结果表明，槲皮素与肉桂醛均不同程度地增加了炖牛肉汤中不饱和脂肪酸与总脂肪酸的含量。
1.4 肉源汤体中核酸的迁移
核酸含量的递增是汤汁中核苷酸迁移聚合的结果，也是构成风味的重要来源。彭婷婷等[23]对扒鸡汤的研究表明，随着煮制次数的增加，总核苷酸的含量呈现上升趋势。而外源物的添加对核酸迁移的影响往往会出现不同的结果。李云龙[24]研究发现，肉桂醛会导致牛肉汤中次黄嘌呤核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸含量显著下降，其可能的原因是肉桂醛在熬煮过程中形成的降解产物促进了二者的降解。徐永霞等[25]以鳕鱼和蟹味菇为原料熬制菌菇鳕鱼汤时发现，菌菇鳕鱼汤中5’-鸟苷酸（5’-guanosine monophosphate，GMP）、5’-肌苷酸（5’-inosine monophosphate，IMP）和5’-腺苷酸（5’-adenosine monophosphate，AMP）含量均显著提高，且总量是对照组鳕鱼汤的4.15 倍。
2 肉源汤体形成过程中风味调节
汤汁风味的形成主要通过3 个途径，如图2所示：一是蛋白质、糖类等物质的热降解与脱氧作用，生成挥发性羰基化合物；二是脂类的降解与氧化作用，转化为酯类、烃类、醇类等化合物；三是氨基与羰基的美拉德反应，因其反应物结构不同，生成的香味物质也有所差异[26]。
图2 肉汤中风味成分的形成途径
Fig. 2 Formation pathways of flavor components in broth
2.1 鲜味肽与氨基酸的变化
鲜味肽是一类分子质量150～5 000 Da，由氨基酸组成且具有鲜味或风味增强作用的多肽，不仅提升鲜味强度，同时还参与风味的形成，强化整体的浓郁、醇厚和持久感[27]。谢晓霞[28]以文蛤和蓝蛤为研究对象，其汤汁中鉴定得到的7 种小分子肽有助于提升鲜味和咸味。Kong Yan等[29]从鸡汤中确定12 种寡肽的序列，进一步研究表明，鸡肉酶解液风味价值优于对照组鸡汤。Li Xuepeng等[30]通过超滤、凝胶过滤层析和反相高效液相色谱等方法，从蛤蜊汤中获得7 种新多肽物质，经鉴定这些多肽物质具有鲜味和增味作用。Liu Ziyuan等[31]从红鳍东方鲀肌肉汤中鉴定出7 个鲜味肽段，其有效鲜味阈值为0.06～0.27 mmol/L。进一步证实肉源汤汁中的鲜味肽对汤汁品质的贡献。
此外，氨基酸与小肽的变化也会调节风味的变化。张慢[32]通过滋味物质和感官品质的偏最小二乘回归判别分析发现，谷氨酸与肉香味呈显著正相关，苯丙氨酸与肉香味呈显著负相关，谷氨酸和组氨酸与异味属性呈显著负相关。Zhang Lili等[33]研究与感官品质相关的鸡胴体中风味物质时发现，小肽是导致不同部位鸡汤的主成分分析和感官分析差异显著的原因之一，且使鸡汤滋味活性值大于1。秦琛强等[34]发现，鸡汤滋味变化是由于呈鲜味的谷氨酸和呈甜味的丙氨酸及鸡汤中存在的一些多肽类物质所引起。通过GC-MS检测发现，鸡汤中的醛类物质是鸡汤产生的特征性香味成分。
2.2 脂肪酸的变化
脂肪酸既是汤汁中重要的营养物质，也是其重要的风味来源，对其特性的研究往往起到至关重要的作用[35]。Zou Jian等[36]研究煮制、炖制、蒸制3 种方法对排骨和丝瓜鸡汤中脂肪酸的影响，结果表明，鸡汤中饱和脂肪酸受炖制影响最大，煮制次之，最后是蒸制，而不饱和脂肪酸呈现相反的趋势，在排骨汤中，该项结论恰恰相反，即饱和脂肪酸受炖制的影响最小，不饱和脂肪酸则受炖制影响最大，这可能与原料中脂肪酸构成有关。钱雪丽等[37]对鱼头汤的研究表明，白汤中不同脂肪酸的组成均大于清汤，这说明白汤的乳化行为能够有效促进脂肪酸优化风味进程。食盐能够有效调节汤体的渗透压，从而协调脂肪与风味间的平衡。诸琼妞等[38]研究表明，无盐肉汤脂肪酸中的饱和脂肪酸含量均高于加盐肉汤，致使滋味比加盐肉汤更加鲜美。
此外，脂肪酸的组成形式也是影响汤汁风味的重要原因。Zhao Jian等[39]分析黑猪肉汤中的风味成分发现，黑猪肉汤风味独特的原因之一可能是肉汤中单不饱和脂肪酸含量较高，而多不饱和脂肪酸含量较低。
2.3 美拉德反应
美拉德反应是丰富风味化合物的重要途径，汤汁中诸多杂环化合物更适宜参与其反应进程，并起着关键作用[40]。陈启航等[41]在鲣鱼蒸煮液的酶解液美拉德反应产物中检出18 种氨基酸成分，且总含量较高，同时具有较好的营养功能性。You Mengchen等[42]利用美拉德反应研究3 种类型（猪、鸡和牛）汤体，结果表明，猪骨汤经美拉德反应后核苷酸与小肽含量升高，利于汤汁口感的形成。Kwon等[43]研究9 种谷胱甘肽美拉德反应产物（glutathione Maillard reaction products，GMRPs）对牛肉汤感官特性和消费者接受度的影响，结果表明，糖型和pH值等反应条件对含GMRPs牛肉原料汤的感官特性有影响，且木糖有利于形成肉汤的基本风味，从而受到消费者青睐。
2.4 汤体乳化状态对风味的影响
近年来，汤汁的乳化行为对其风味的影响逐渐成为食品汤体风味的研究热点。万勇斌[44]研究发现，在一定范围内，乳化温度越高，随着乳化时间的延长，牛骨白汤各项感官评价指标分数越高，风味越好。Qi Jun等[45]从明胶对乳剂风味结合能力的影响角度探讨了鸡汤风味保留机理，结果表明：脂肪是乳化液中重要的芳香化合物，随着明胶炖煮时间的延长，乳剂的粒径显著减小，预先加热的明胶乳液与具有较高疏水性的挥发性化合物结合能力增强；加热后的明胶增大了水/油界面的界面压力，使得油滴粒径变小，进一步增大了油滴与风味化合物的结合面积，增强了鸡汤风味强度。同时，戚军[46]进一步研究得出，随着乳液中脂肪含量的增加（0.25%～20.00%），乳液的风味结合能力从约10%增加到90%以上，明胶显著增强汤体乳化特性的同时还提高了鸡汤对风味物质的结合能力，证实明胶乳化特性的改变导致鸡汤乳化体系中脂肪的变化，进而影响鸡汤的风味物质含量。
3 组学研究在肉源汤体风味分析中的应用
3.1 感官组学
感官组学是近年来提出的概念，是在分子水平上研究食品感官质量的多学科交叉技术。它的核心内容是在分子水平上定性、定量和描述分析，并精确构建食品的风味重组物[47]。目前，涉及到特征香气成分的感官组学分析方法主要包括香气活性值、香气描述分析、香气萃取物稀释分析、香气重组与香气遗漏实验[48]。
Xiao Zhichao等[49]利用1H核磁共振（1H nuclear magnetic resonance，1H NMR）与GC-MS在对地方鸡汤与商品鸡汤中水溶性低分子质量化合物和脂肪酸鉴定的基础上，评价2 种鸡汤风味化合物组成特征上的差异，结果发现，经炖煮后商品鸡汤中风味化合物含量最高。Zhang Man等[50]应用感官组学分析手段，经GC-O-MS分析法鉴定出猪排骨汤中有29 种气味活性化合物，并进一步利用偏最小二乘回归法揭示感官属性和气味活性化合物之间的相关性，得出乙醛、辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬酮、癸醛、苯甲醛、(E)-2-壬烯醛与感官属性存在显著相关性。Li Jinlin等[51]采用同时蒸馏萃取和固相微萃取对草鱼汤中挥发物进行提取，用GC-MS进行分析，共鉴定出113 种化合物，草鱼汤中挥发性成分主要为萜类和醛类，并进一步得出萜类、醛类和其他类挥发物是草鱼汤受消费者喜爱的重要影响物质。Zhang Jiaying等[52]采用GC-MS指纹图谱和主成分分析相结合的方法，对牦牛骨汤（bone soup of yak，YBS）和黄牛骨汤（bone soup of cattle，CBS）中的挥发性化合物进行研究，分别鉴定出40、43 种化合物，并进一步得出YBS和CBS的特征风味分别共有16 种和35 种。Sang等[53]利用感官组学，采用GC-飞行时间质谱（GC-time-of-flight mass spectrometry，GC-TOF-MS）和感官评价相结合的非靶向分析方法，对不同反应条件下的GMRPs进行比对，考察牛肉挥发性成分与感官属性的关系，同时也证明了GMRPs中有与牛肉风味相关的关键挥发性化合物。
3.2 蛋白质组学
蛋白质组学是在整体、动态及网络的水平上对蛋白质进行研究，特别是对蛋白质结构和功能的大规模研究。目前蛋白质组学主要有三大技术，分别为蛋白质分离技术、蛋白质鉴定技术（质谱鉴定）和生物信息学[54]。
Jia Wei等[55]采用非标记定量技术比较生、煮制、蒸制、烤制山羊肉的蛋白表达，研究3 种热处理方式对山羊肉蛋白表达的影响，其中对照组和热处理组（煮制、蒸制、烤制）分别鉴定出551、84、72、121 个蛋白，与对照组相比，处理组的差异表达蛋白分别为101、98、109 个，为理解肉类蛋白质组学提供了依据。Zhu Chaozhi等[56]利用相对定量和绝对定量的等量异位标记技术对不含盐和盐含量2%的肉汤中差异蛋白组学进行对比研究，结果表明，从2 种汤中鉴定出112 个差异表达蛋白。
3.3 脂质组学
脂质组学是在代谢组学基础上发展起来的新兴组学领域，主要研究生物基质中脂质分子的综合分析[57]。张静[58]选用超高相液相色谱-电喷雾电离-串联质谱对大眼金枪鱼头汤中微纳胶粒脂质组成进行分析，共检出17 类、631 种脂质分子，并根据质谱数据对脂质分子进行了鉴定。Shi Cuiping等[59]采用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱-高分辨质谱对生、蒸制、煮制、烤制罗非鱼片中的游离二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸和花生四烯酸进行脂质组学分析，研究得出，3 种热处理方式对罗非鱼片脂质组学特征差异有不同影响，总共有8 种脂质变量（脂多糖、溶血磷脂酰甘油、溶血磷脂酰肌醇、甘油二酯、溶血卵磷脂、甘油三酯、溶血磷脂酰乙醇胺、神经酰胺）和137 种单独的脂质变量在生、蒸制、煮制、烤制罗非鱼片间表现出显著差异。
3.4 非靶向代谢组学
非靶向代谢组学是对整个代谢组进行全面、系统的分析，利用大量代谢物的数据进行甄辨处理，从而获取差异性质的一种研究方法。其主要分析技术包括NMR、色谱、质谱、色谱-质谱联用和毛细管电泳-质谱等，其中使用较为广泛的是气相/液相色谱-串联质谱和NMR[60]。
近年来，非靶向代谢组学在医疗诊断的研究方面较为广泛，逐渐涉及到果蔬贮藏及具有发酵性质的食品风味研究中，在肉源汤汁方面的应用研究报道相对较少。Wang Jing等[61]利用代谢组学和基因表达分析方法考察单月桂酸甘油（glycerol monolaurate，GML）对大黄鱼营养价值、生长性能、肌肉结构和口感强度的影响，结果表明，添加GML组大黄鱼肌肉的口感指标（鲜味和丰富度）和风味相关氨基酸（谷氨酸、甘氨酸和脯氨酸）含量呈现显著升高的趋势。Liu Tao等[62]利用质谱代谢组学研究中链单甘油酯（medium chain mono-glycerides，MG）对鲜鸡肉品质、代谢物组成和口感的影响，结果表明，添加MG可改善肉汤和肉本身的味道，MG组肉汤中上调的L-肌肽、肌肽、尿苷和烟酰胺含量促进了肉味和鲜味的产生。
4 结 语
汤汁的形成一方面是蛋白质、总糖、脂肪酸、核苷酸等非挥发性组分随着煮制时间的延长逐渐迁移进入肉汤，构成肉汤的重要营养成分及体态，另一方面，这些物质在加热过程中相互作用，进一步发生美拉德反应、脂质降解及热降解等反应，不断调节肉汤的风味，滋味和风味共同决定肉汤的品质[63]。随着各种现代仪器与分析方法的介入，越来越多的学者对汤类产品的研究不断深入，从营养物的迁移到风味释放机理、从前期的代谢产物到特征滋味的演变，从功能成分的富集与小分子簇的形成机制到感官组学与多组学的联合评价、从单纯的GC-MS到全二维GC-TOF-MS等技术的升级，为肉源汤体品质的提升与风味的增赋提供了较强、较权威的理论依据。
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