食品组分的相互作用一直以来都是食品科学研究领域的焦点，特别是随着风味科学研究的日益兴起，肉类营养组分相互制约、底物的参与以及协同作用已成为肉制品科学前沿研究的关键领域。而原料肉在烹制过程中蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质等营养元素的迁移及相互作用在肉源汤体的形成中体现得最为充分，特别是在肉汤风味形成的机制中，羰氨的化学作用，酮、醛、酸参与美拉德反应产生挥发性杂环化合物以及多组分混合体系协同关联均成为肉汤风味形成的关键因素[1]。
Meng Qian等[2]在骨汤烹调过程中营养素的解吸和风味化合物形成研究中发现，粗蛋白质和游离氨基酸在常压烹饪中达到溶解平衡，对肉汤风味产生一定的影响，同时矿物质（K、Ca、Na、Mg）随煮制时间的延长而增加，7 h时，5’-肌苷酸（5’-inosine monophosphate，IMP）+5’-鸟苷酸（5’-guanosine monophosphate，GMP）对汤的香气增强效果最大。Zhang Lili等[3]在对鸡汤的味道成分、影响因素及评价方法的研究中发现，鸡汤的味道主要由IMP、氨基酸及其衍生物、有机酸、糖和肽等物质的相互作用产生，在这些化合物中，IMP是鸡肉鲜味的组成部分，除IMP外，氨基酸及其衍生物、有机酸和多肽对鸡汤的口感也有强烈影响。Fan Yuting[4]对醛类物质在猪肉肉汤风味形成贡献的研究中发现，醛类物质主要是在热处理过程中通过脂质降解形成，其与美拉德中间体相互作用，影响含硫化合物的形成，进而对汤的风味产生影响。Zhang Jian等[5]在对食品中蛋白质与风味物质相互作用的研究中发现，食物基质中的蛋白质本身没有风味，但它们可以结合或吸附风味化合物，影响食用时的风味感知。
本文以肉源汤体关键组分相互作用及其对汤体风味的调控为研究视角，概述肉源汤体的营养组分及其存在形态、关键组分的相互作用对风味的影响，总结加工方式对组分的释放及其对风味的调控，将为有关风味化合物与关键组分相互作用机制提供准确信息，也为进一步解释肉源汤体中关键组分的相互作用对风味影响的机理提供理论参考。
1 肉源汤体的营养组分及其存在形态
1.1 关键营养组分变化及对风味的影响
蛋白质和脂肪是肉汤中主要的营养组分，随着炖煮的进行，它们对肉汤风味的形成发挥着关键作用。煮制过程中肉类中的脂质会发生热降解或者热降解产物发生次级反应，生成各种风味物质，同时蛋白质水解产生各类游离氨基酸，除本身呈味外，还会与还原糖或其他羰基化合物发生美拉德反应，产生挥发性化合物，从而赋予肉类良好的风味[6]。Zhang Jinjie等[7]报道，在鲫鱼汤中由肌原纤维和肌浆蛋白水解产生的多肽和氨基酸是构成鱼汤风味的主要成分。Mano等[8]报道，日式海带鲣鱼汤中蛋白质降解产生的氨基酸为肉汤带来良好风味。Meng Qian等[2]也报道，骨汤中的蛋白质和肽水解会形成风味前体物质。此外，肉汤中的蛋白质对风味物质也具有一定的吸附作用，这种结合不仅有助于风味调节，还可能改善肉制品的感官特性。Qi Jun等[9]在对黄羽鸡汤中蛋白质鉴定的研究中发现，随着炖煮时间的延长，鸡汤中明胶与肌动蛋白除含量增加外，其表面疏水性也随之增加，从而增加了肉汤中风味化合物与蛋白质的结合能力，进而影响风味感知。此外，脂肪对于肉汤的营养与风味也有显著贡献，Tomaschunas[10]、Ventanas[11]等研究发现，肉源汤体的风味强度、回味及醇厚的口感取决于脂肪含量。陈春梅[12]在对超声波辅助炖煮羊肉汤的工艺优化及风味分析的研究中发现，脂肪热氧化产生醛、酮、内酯等，产生强烈风味，同时蛋白质通过降解、脱氨基、脱羧基和羟化作用进一步形成风味化合物，影响肉汤风味。
此外，肉汤中的维生素和矿物质也会影响其风味。杨平等[13]在研究不同煮制温度对猪肉汤滋味成分变化的影响中发现，肉汤在熬煮过程中，VB1从猪肉中逐渐溶出进入到肉汤中，当肉汤中VB1含量达到最大值（5.395±0.178） mg/L后一部分VB1会发生热降解产生风味物质，使肉汤产生风味。矿物质不仅是肉汤体系重要的营养物质，同时也是呈味定性的重要因素，有研究表明，Na+、K+、Cl-会使肉汤呈现咸味特征[14]，其中Na+通过减弱蛋白质对风味化合物的吸附促进风味化合物的释放。戚军[15]在对牛肉汤风味的研究中发现，Mg2+和Ca2+含量的减少可降低肉汤的咸味，其中Ca2+能促进蛋白质的胶凝，并能结合挥发性分子，从而增强风味的保留，PO43-可降低苦味，增加鲜味和酸味。Zhang Gaonan等[16]在对不同鱼汤消化前后营养成分及抗氧化活性变化的研究中发现，鱼汤中含有丰富的矿物质，其中黑鱼汤中矿物质的含量显著高于鲫鱼汤，且钙、锌、铁含量最高。
1.2 关键组分存在形态及作用
1.2.1 微/纳米粒子（micro/nano particles，MNPs）的形成
炖煮使得大量脂类、蛋白质、多糖等营养成分从原料中不断迁移，在共价键和非共价键的影响下，分子间相互作用形成具有一定形态的自组装胶体，从而形成MNPs聚集体[17]，进而影响汤制品的理化性质。Qian Xueli等[18]报道，肉汤在煮制过程中蛋白质和糖会很快溶入汤中，与扩散到汤中的脂质发生相互作用，聚集形成胶体粒子。Lin Liu等[19]研究大西洋鲑鱼头和鳙鱼头汤时发现，烹煮能够促进蛋白质和脂肪等营养物质的迁移，并自组装形成稳定的水分子层，随着时间的延长，MNPs可结合形成更大的团聚体。苏红[20]利用激光共聚焦显微镜观察鳙鱼和三文鱼头汤在熬煮150 min时形成的MNPs结构时发现，脂肪自组装形成球形颗粒，而蛋白质、磷脂和糖均分布在脂肪球的外围，共同形成稳定的颗粒。禄彦科[21]报道，猪骨汤MNPs的主要成分是蛋白质和油脂，其余多糖、核苷酸、多价金属离子等组分结合组装于胶粒中。Ma Chenchen等[22]在对金枪鱼头汤中胶体颗粒结构变化的研究中发现，沸腾是MNPs自组装形成的重要动力，同时其尺寸随着沸腾时间的延长而增大。Yao Hui等[23]考察肉汤炖煮过程中MNPs的形成及转化机制，研究发现，在炖煮过程中随着炖煮循环次数的增加，MNPs的数量和尺寸逐渐增大，直到其直径稳定在1 500 nm左右。
1.2.2 MNPs的作用
随着肉汤中MNPs的不断形成，逐步促进了由分子间相互作用驱动的自由物质的空间聚合和自组装，使得营养物质与风味化合物在炖煮过程中进一步积累[23]。汤体中MNPs结构复杂，不仅有利于营养素和风味物质的聚集，还可以成为营养素递送的有效通道。Yu Zhaoshuo等[24]从淡水哈喇汤中分离出蛋白质-多糖偶发纳米颗粒（incidental nanoparticles，iNPs），结果表明，直径为40～149 nm的iNPs主要由碳水化合物和蛋白质组成，并载有牛磺酸（63.2%）、鸟氨酸（68.1%）和植物甾醇（60.0%）等活性物质。Wang Huiqin等[25]研究发现，骨汤中的MNPs能够改变生物活性物质的吸收行为，直接与腹腔巨噬细胞相互作用。Ke Lijing等[26]也在研究中发现，肉汤中自组装的MNPs分散体可与免疫细胞直接接触，从而进行营养递送。另外，Qian Xueli等[18]研究发现，金枪鱼头汤中形成的MNPs具有一定的抗氧化性。
1.2.3 乳化体系的形成
肉汤的乳化行为是营养素存在的又一主要形式，蛋白颗粒的细小化与脂质颗粒在煮沸翻滚下相互作用，即可形成乳白色的自乳化体系。李晓朋等[27]在研究不同煎炸用油制备河豚鱼汤时发现，煎制后的鱼更容易在炖煮过程中与可溶性蛋白等成分形成乳化包裹结构，从而稳定体系，并形成风味化合物。肉汤的乳化形态与氨基酸的序列组成存在密切关联。鸡白汤多肽平均包含13 个氨基酸残基，具有较好的表面活性，能够明显降低溶液的表面张力，同时鸡白汤中的多肽中疏水性氨基酸与亲水性氨基酸的占比接近[28]。此外，蛋白的过度变性将会影响自乳化体系的形成，从而降低肉汤的稳定效果。曾清清等[29]在研究中发现，经高温高压熬煮的鸡骨汤，蛋白质变性严重，胶原蛋白凝胶损伤较大，且冷却后不能形成胶凝状态，对脂肪的包容能力下降，使肉汤的稳定性降低。
2 关键组分的相互作用及对风味的影响
2.1 蛋白质与脂肪相互作用
蛋白质与脂肪之间的相互作用主要集中在二者形成的乳化体系上，肉汤中蛋白质含量增加促使乳化效果提高的同时，也意味着与脂肪的结合力增强[30]。肉汤在煮制过程中，随着汤的翻滚，溶于汤中的蛋白质或肽与脂肪易发生乳化作用，而且由于蛋白质的亲水亲油特性，其吸附在油水界面上削弱了脂肪液滴的聚合，降低了界面张力，进而提高了乳化体系的稳定性[31]。在肉汤体系中，蛋白质与脂肪的相互作用不仅能够有效维持体系的稳定，还可以对其风味产生影响。Qi Jun等[32]对明胶增强鸡汤的风味进行研究，结果发现，加热后的结构蛋白会增大水/油界面的压力，促使脂肪液滴粒径变小，进而有助于风味物质与油滴的结合。此外，烹饪过程中风味释放速率也受乳化体系稳定性的影响[33]。Doi等[34]研究油滴特性对模拟烹饪大蒜香气释放的影响，结果发现，油滴水平较高的乳剂能有效保留疏水性风味物质，而由蛋白质（乳清蛋白或酪蛋白酸盐）稳定的乳剂对液滴聚集的抵抗力较强，但与小分子表面活性剂（皂树皂苷和吐温-80）稳定的乳液相比较，其释放风味的速率最快。
2.2 蛋白质与碳水化合物相互作用
蛋白质和碳水化合物（主要指多糖），二者在水溶液中表现为不相溶，然而在肉汤体系中，由于二者浓度较低，而且加热增加了汤体系中二者的活力[35]，进而有助于蛋白质和多糖在汤中形成胶体颗粒[19]。同时，葡萄糖、核糖这些还原糖在肉汤炖煮过程中不仅能产生令人愉悦的甜味，还能与肉类中的氨基酸反应产生挥发性芳香化合物[6]。Olabode等[36]研究发现，汤中的蛋白质和碳水化合物在热加工过程中产生的水解产物可能形成丁醛糖衍生物，再环化形成呋喃等芳香类物质。Zhao Jian等[37]对黑猪肉汤中挥发性风味物质进行研究，结果表明，与普通猪肉汤相比，黑猪肉汤良好的风味主要是由于黑猪肉中含有较高含量的单不饱和脂肪酸以及2 种肉中所含的碳水化合物不同。另外，Doi等[33]对炖煮过程中蛋白质和多糖对水包油乳化液风味释放的影响进行研究，结果表明，浓度较高的麦芽糊精、玉米淀粉等碳水化合物会促进乳液絮凝、聚结和乳脂化，进而导致更多的油滴出现在乳液表面，使乳化体系中的芳香类物质释放，增加风味。
2.3 氨基酸与羰基化合物相互作用
氨基酸与羰基化合物最主要的作用形式就是发生美拉德反应，形成风味物质及其前体。肉在炖煮过程中释放出的多肽、氨基酸等会发生热降解以及与羰基化合物发生美拉德反应，产生挥发性含硫化合物和杂环化合物等，形成肉的基本香味[38]。同时，氨基酸与羰基化合物发生Strecker降解和氧化反应，产生不稳定的二氢吡嗪中间体，最终形成重要的挥发性物质吡嗪，进而产生风味[39]。樊馨怡等[40]也报道，汤在熬煮过程中游离氨基酸会与小分子还原糖类发生美拉德反应，生成吡嗪、吡啶、噻吩等挥发性风味物质。祁岩龙等[41]发现，在肉汤乳化体系中，蛋白质分解产生的氨基酸与具有羰基的糖类化合物经美拉德反应交联后，得到的交联物增强了肉汤的乳化性，同时使其具有较好的风味。Qian Xueli等[18]将金枪鱼头熬煮150 min后发现，随着熬煮的继续进行，汤中的还原糖和氨基酸发生美拉德反应，形成风味物质。徐永霞等[42]研究发现，猪肉汤中的苯乙醛、3-羟基-2-丁酮是通过美拉德反应形成的风味物质。
2.4 脂类与美拉德反应产物相互作用
在肉汤的炖煮过程中，脂肪降解产生的不饱和脂肪酸会与体系中的美拉德反应产物进一步发生相互作用，产生大量风味化合物，从而使肉汤产生香味[43]。Salter等[44]对甘氨酸、核糖和磷脂在美拉德反应中产生的挥发性化合物进行研究，结果发现，在肉汤乳化体系中，随着加热时间的延长，磷脂的添加会导致体系中主体成分和香气的改变，然而加热会使汤中不饱和脂肪酸，尤其是亚油酸的含量降低，从而影响肉汤风味的变化。也有研究发现，通过美拉德反应形成的化合物一方面增加了油脂的氧化稳定性，另一方面加热形成的美拉德反应产物能增强乳化性能，使其在乳化液颗粒尺寸较小时更加稳定，进而对风味产生一定的影响[45]。由此可见，脂类与美拉德反应产物的相互作用在汤汁的炖煮过程中逐渐显现，并影响汤中风味的变化。Wan Peng等[46]也报道，鱼头汤中含有大量的脂类、蛋白质和碳水化合物，烹饪过程中脂类降解产物与美拉德反应产物之间的相互作用产生了6～10 个碳的饱和醛及不饱和醛，从而产生肉的香味。
综上所述，肉汤体系中关键组分相互作用机制及存在形态如图1所示。
图1 肉源汤体关键组分相互作用机制及存在形态示意图
Fig. 1 Schematic diagram of interaction mechanism and existing forms of key nutrient components in meat broth
3 加工方式对特征风味物质的释放与风味的调控
肉汤中风味物质的产生与肉汤的加工方式密切相关，不同的加工方式，如烹饪温度、时间、烹饪器具以及水和辅料的添加等均会不同程度影响汤中风味物质的种类及含量，从而影响肉汤的特性。
3.1 烹饪温度与时间的影响
调节烹饪温度与时间等加工方式是调控特征风味物质释放最直接和最简单的处理手段，随着加热时间的延长，来自肉汤中美拉德反应的香气化合物逐渐增加[47]。Rotola-Pukkila等[48]考察3 种不同烹饪温度和时间对猪里脊鲜味化合物释放的影响，结果发现，80 ℃烹煮的肉汤中氨基酸含量显著高于60 ℃和70 ℃，说明高温有助于蛋白质的水解，并促进鲜味物质的产生。Krasnow等[49]研究烹饪温度对鸡汤理化性质的影响时发现，99 ℃烹调的肉汤，其蛋白质含量和黏度明显较高，总体可接受性更高。此外，焖煮时间的延长也会有助于鸡肉风味物质的释放。有研究表明，鸡汤中乳酸含量随着煮制时间的延长而显著增加，同时GMP和IMP含量会在加热2 h后达到峰值[3]。然而，较长的烹饪时间并不是完全有利于风味成分的产生，有研究发现，烹煮10 h的骨汤，除矿物质含量持续升高外，风味物质含量却逐渐下降，以IMP+GMP为例，其含量在7 h达到最大值后下降，说明长时间加热会导致挥发性风味化合物整体损失，影响骨汤的适口性[2]。
3.2 烹饪方式的影响
在传统肉汤制作过程中，烹饪器具所决定的加工方式对其风味的调节与改善也有着重要作用。Krasnow等[49]研究传统陶土炖锅、商用陶瓷电炖锅和低温模式（80～90 ℃加热）3 种加热方式对鸡汤质量的影响，结果发现，低温模式有助于香气物质、呈鲜氨基酸及肌苷酸在汤体中的呈现，且醛类、醇类、酮类等主要挥发性化合物含量高于其他处理组。张慢[50]利用传统砂锅与商用砂锅蒸煮肉汤，对这2 种烹饪方式产生的风味物质进行比较，结果表明，100 ℃的蒸煮更容易造成风味物质的蒸发与损失，使得脂肪氧化和美拉德反应过度，导致生成一些具有刺激性的小分子酸类和酮类物质。此外，现代技术的辅助处理也是增强肉汤风味的途径之一。Jung等[51]研究超声波处理对韩式鸡汤品质的影响，结果发现，超声处理显著提高了鸡汤的干物质和粗蛋白质含量，且处理后的鸡汤风味在感官分析中高于对照组，进而改善了鸡汤品质。
3.3 辅料添加的影响
香辛辅料不但自身能够产生香味，同时也能掩盖或者调节原有肉汤风味的释放。Wang Linhan等[52]在对红烧牛肉汤呈味物质的研究中发现，盐、蔗糖和香料包的添加能够增加牛肉汤中风味化合物的释放。张静妍[53]研究辅料的添加对牛骨汤品质的影响时发现，添加白糖后，牛骨汤产生了更多的滋味和香味物质，这是因为白糖不仅能增加汤汁的鲜味，同时也是美拉德反应的底物。Duan Wen等[54]研究发现，随着生姜的添加，鸡汤中除有机酸及总糖含量增加外，游离氨基酸含量也显著增加。此外，煲煮中适当添加盐可以改变肌纤维蛋白的结构[55]，在一定程度上阻止脂肪酸的氧化，从而改善肉汤风味的同时延长肉汤的保质期[56]。
除上述因素外，炖汤所用的水对肉汤风味也有显著影响，Zhao Bing等[57]研究发现，不同炖煮水对羊肉汤风味有显著影响，主要是由于水中不同的离子种类和含量所引起，尤其是Na+、K+、Ca2+、Mg2+含量的不同，因此为了提高羊肉汤的品质，炖煮时也需选择合适的水。
4 肉汤风味物质检测技术
目前随着技术的不断更新，新型提取方法也不断涌现，对风味物质的研究也更加深入，这更有利于了解和认识肉汤中主要的风味物质。Zhang Man等[47]用气相色谱-质谱和气相色谱-嗅觉测量技术鉴定出采用调温电炖锅炖煮出的鸡汤中鲜味游离氨基酸和IMP含量最高。Wang Linhan等[58]对牛肉肉汤加工工艺的优化及风味肽分离鉴定的研究结果表明，采用液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱分析美拉德反应与木糖反应合成的6 种多肽，均具有增强风味的能力，并采用超滤、Sephadex G-15柱层析、反相高效液相色谱等分离方法对牛肉汤中鲜味肽进行分离，同时采用感官评价结合液相色谱-质谱联用技术检测了风味肽。Zhan Huan等[59]通过偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）分析鸡肉汤中风味活性非挥发性成分及肌肉中化学成分与感官评价的相关性，结果发现，鸡汤中游离氨基酸丝氨酸对其脂肪属性有显著影响，而天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸对其鲜味有显著影响。Zhang Man等[60]采用气相色谱-质谱联用/嗅觉法鉴定出猪骨汤中有29 种气味活性化合物，再通过PLSR分析感官属性与气味活性化合物的相关性，发现己醛、辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-壬酮、癸醛、苯甲醛、(E)-2-壬烯醛与感官属性显著相关，对猪骨汤滋味和风味影响较大。Feng Yunzi等[61]采用气相色谱-嗅觉-质谱联用分析肉鸡和家养鸡2 种鸡汤的香气差异，与肉鸡汤相比，家养鸡肉汤含有更复杂的挥发物，具有更丰富的芳香特征，同时香气提取物稀释分析结果表明，(E,E)-2,4-癸二烯醛是2 种肉汤中风味稀释因子最高的香味剂，对鸡汤滋味和风味有重要影响。
5 结 语
汤在煮制过程中，肉中的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素及矿物质等营养物质逐渐溶入汤中，并且进行着一系列的化学反应，如脂质氧化、还原糖和氨基酸的美拉德反应，糖、肽及氨基酸的降解，脂类与美拉德反应产物间的相互作用等，这些反应不仅产生了大量的风味物质，而且各成分之间通过相互作用逐渐形成一个稳定体系。同时，随着多种现代仪器与分析方法的使用，各组分之间相互作用产生的风味物质逐渐明晰。另外，在肉汤加工过程中，烹饪方式、烹饪温度、时间及烹饪用水和辅料等的添加均会影响汤体稳定性及风味物质的产生。随着人们生活水平的提高，对肉汤风味、口感的要求越来越趋于完美，因此，有必要形成系统的风味定向调控技术。然而，由于汤体是个复杂的系统，不同加工方式对各组分之间及反应产物之间的相互作用以及对风味物质的调控机制还有待进一步探究。
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