鸡肉因具有高蛋白质、低脂肪、价格实惠等优势，深受全球不同种族、地域、宗教信仰及饮食习惯的人群青睐，使其成为全球最畅销的肉类之一[1]。据相关数据[2]统计，2024年上半年，白羽肉鸡出栏量约为41亿 只，黄羽肉鸡出栏量为15.94亿 只，小型白羽肉鸡出栏量为9.92亿 只，老母鸡出栏量为5.20亿 只。其中，老母鸡因饲养周期相对较长，肌肉中结缔组织含量升高、水分含量降低，肉质坚韧、口感欠佳，不适宜炸、炒及短时清炖等烹调加工方式[3]，但其肌间脂肪含量及蛋白质等营养物质的含量均会随饲养周期的延长而增加，更适合炖煮加工。
炖煮鸡汤营养滋补，特别是鸡肉中的优质蛋白质、肌酐、功能肽、风味肽、风味核苷酸、游离氨基酸等营养成分和风味物质被逐步溶解出来，使鸡汤味道鲜美且易于消化吸收[4]。鸡肉在炖煮过程中经历了一系列复杂的物理变化和化学反应，一方面鸡肉中的营养物质逐渐溶出，另一方面这些溶出成分之间发生相互作用，生成新的化合物。随着炖煮时间的延长，在分子间作用力和次级键（如氢键、疏水相互作用等）的驱动下，各种物质经过自组装形成微纳米颗粒（micro-nano particles，MNP）并均匀分散在汤中，从而形成稳定的汤汁体系[5]。研究[6]表明，炖煮是一种典型的食品组分自组装形成MNP的加工方式。Zou Jian等[7]报道，采用四段炖法制备的乌鸡排骨汤粒径更小，稳定性和游离氨基酸含量较高，脂肪和总甘油三酯含量较低。谭敏华等[8]研究长时间多次炖煮和低温贮藏对鸡汤品质的影响，结果显示，随着炖煮时间的延长和次数的增加，鸡汤中蛋白质、游离氨基酸和可溶性固形物含量提高，风味更佳。邹治城等[9]同样发现，炖煮不仅使鸡骨中的营养物质迁移至汤中，同时会形成相对稳定的MNP体系，且具有较强的抗氧化活性。综上所述，在一定时间范围内，鸡汤品质与烹饪时间呈正相关，炖煮时间越长，鸡汤中的溶出物越多，鸡汤品质和风味越好[10]。然而，先前的报道主要侧重于研究鸡汤炖煮容器、烹饪工艺和炖煮次数等因素对风味特性的影响，关于炖煮时间对汤体稳定性及风味物质动态释放规律的探索却鲜有报道。尽管已有研究为鸡汤制作提供了有益参考，却未能全面、系统地呈现炖煮过程中风味物质的动态变化过程。本研究聚焦于炖煮时间对老母鸡汤汁特性及风味动态变化的影响，以期为开发优质鸡汤产品提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
老母鸡（日龄约450 d，平均体质量约2 000 g） 辽宁沈阳禾丰食品公司；双缩脲试剂、溴酚蓝、三氟乙酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；牛血清白蛋白 北京百奥莱博科技有限公司；实验用水均为去离子水。
1.2 仪器与设备
32YK13电炖锅 苏泊尔有限公司；AR124CN电子天平 美国奥豪斯仪器有限公司；Turbiscan Lab Expert多重光散射分析仪 法国Formulaction公司；Discovery HR-1流变仪 美国TA公司；OCA-20视频光学接触角测量仪 德国Data Physics公司；PEN3电子鼻 德国Air Sense公司；Flavour Spec®气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）仪德国G.A.S.公司；Allegra 64R冷冻离心机 美国Beckman公司；UV2550紫外-可见分光光度计 日本Shimadzu公司；Nano-ZS90激光粒度仪 英国马尔文仪器公司。
1.3 方法
1.3.1 鸡汤的制备
将新鲜宰杀的老母鸡清洗干净后，去除头部、颈部、爪，一分为二（每半约650 g），去除可见脂肪，切成长约3 cm的小块，放入高温蒸煮袋（尼龙/聚乙烯材质）。将鸡肉块与纯净水以1∶2的质量比混合，密封于高温蒸煮袋中[11]。将密封好的样品放入500 W（（98.00±0.47）℃）的电炖锅中加水分别炖煮1、2、3、4、5、6 h，炖煮过程中始终保持微沸状态。鸡汤炖煮完成后，将上层的浮油去除，然后用200 目的双层纱布过滤去除固体物质，得到鸡汤样品，一部分样品冷却至室温，用于电子鼻和GC-IMS分析，其余样品保存在-20 ℃冰箱中备用。
1.3.2 多重光散射测定
根据Kim等[12]的方法稍作修改，使用多重光散射分析仪测定鸡汤样品的物理稳定性。取30 mL鸡汤样品置于多重光专用测试瓶中，对其进行静置垂直扫描测试，扫描间隔设置为30 min，共持续扫描13 h。通过透射光（transmission，TM）及背散射光（backscattering，BS）强度随时间变化的曲线准确反映样品上浮、絮凝等不稳定现象[13]，对TM和BS进一步分析，计算其Turbiscan稳定性指数（Turbiscan stability index，TSI），按式（1）计算：
式中：Xi为BS强度的平均值；n为扫描次数。
1.3.3 流变特性测定
根据Matos等[14]的方法，采用流变仪测定鸡汤的黏度。参数设置：温度25 ℃，锥板角度2°、直径40 mm，间隙0.1 mm，剪切速率0.1～200 s-1。
在20～80 ℃的范围内，以5 ℃/min的升温速率进行温度扫描，通过流变仪软件获得储能模量（G’）和损耗模量（G”）。
1.3.4 蛋白表面疏水性测定
根据黄香兰等[15]的方法并稍作修改。将10 mL鸡汤用去离子水稀释2 倍，取2 mL稀释液与200 μL溴酚蓝溶液（1 mg/mL）充分混合。用2 mL离子水与200 μL溴酚蓝溶液混合均匀，作为对照组。将所有样品10 000 r/min离心15 min，上清液稀释10 倍后，利用紫外-可见分光光度计在波长595 nm处测定其吸光度。以溴酚蓝结合量表示蛋白表面疏水性，按式（2）计算：
式中：A0和As分别为对照组和样品的吸光度。
1.3.5 界面蛋白吸附量测定
根据Hebishy等[16]的方法并稍作修改。将新鲜制备的鸡汤离心20 min（25 ℃、10 000×g），用注射器将下层水相缓慢吸出并通过滤膜（0.45 μm）以去除杂质。通过双缩脲法确定未吸附到界面上的蛋白质含量，标准蛋白为牛血清白蛋白[17]。界面蛋白吸附量按式（3）计算：
式中：A为液滴的比表面积/（m2/g），由激光粒度仪测得；Ct为鸡汤中总蛋白含量/（g/g）；Cs为水相蛋白含量/（g/g）。
1.3.6 动态界面张力测定
参考Wang Jinmei等[18]的方法，将鸡汤样品置于注射器中，平衡30 min达到所需的恒定温度（25 ℃）。由电动注射控制单元推动注射器在针尖处形成10 μL样品液滴后，注射到装有鸡油的光学玻璃色杯中，静置180 min以达到在油-水界面完全吸附。液滴的图像由高清摄像机连续录制，组合成视频后由SCA 20软件进行分析。实验过程中应避免外界振动对测量结果产生影响。
1.3.7 电子鼻测定
称取5 g鸡汤置于50 mL烧杯中，并立即用3 层保鲜膜密封，沸水浴加热5 min后，用电子鼻传感器对样品进行检测，每组样品重复3 次。测定参数：检测时间120 s，进样流量和内部流量均为300 mL/min，数据采集时间106～116 s[19]。随后对不同炖煮时间鸡汤样品的电子鼻测定数据进行主成分分析（principal component analysis，PCA）。
1.3.8 GC-IMS测定
参照Sun Xiangxiang等[20]的方法并稍作修改。取2 g鸡汤于20 mL顶空瓶中，60 ℃孵化20 min，使用自动顶空进样系统进样。采用Rtx-5MS色谱柱（15 mm×0.53 mm，1 μm），进样针温度85 ℃，进样量500 μL，分析时间30 min，载气/漂移气为N2。使用GC-IMS Library Search软件内置的GC保留指数（NIST 2020）数据库和IMS迁移时间数据库检索和比对，对目标物进行定性分析。
1.4 数据处理
采用SPSS 19.0软件对数据进行单因素方差分析，结果以平均值±标准差表示；运用Duncan多重比较进行差异显著性分析，P＜0.05为具有显著差异；使用Origin 8.0软件绘图。
2 结果与分析
2.1 鸡汤汤体稳定性分析
TSI是一个无单位的相对数值，可用于跟踪不同炖煮时间汤体的稳定性变化。TSI越小，汤体的稳定性越高[21]。如图1所示，随着扫描时间的延长，所有鸡汤样品的TSI均增加，表明鸡汤样品的稳定性随测定时间的延长逐渐降低。在整个扫描过程中，除炖煮1 h的鸡汤样品外，其余鸡汤样品的TSI均呈现先快速增长后缓慢上升的趋势。炖煮1 h的鸡汤在扫描初期TSI较低，可能是由于在较短的炖煮时间内，从鸡肉中溶出的物质较少，汤体相对稳定，但当扫描时间超过10 h（36 000 s）后，TSI显著上升，可能是汤中的物质出现上浮或下沉，汤体稳定性降低，在13 h的静置垂直扫描过程中，TSI始终呈增长趋势。而炖煮时间为2、3 h的鸡汤样品在扫描大约8 h（30 000 s）后，TSI以平缓的趋势上升；炖煮4、5、6 h的鸡汤样品在扫描大约2 h（10 000 s）后开始呈平缓增长趋势，且在整个扫描过程中，炖煮4、5、6 h鸡汤样品的稳定性显著优于炖煮2、3 h的鸡汤样品，说明炖煮时间超过1 h后，炖煮时间越长，汤体稳定性越高。然而炖煮4、5、6 h的鸡汤样品TSI差异不大，说明炖煮时间达到4 h时，鸡汤整体开始趋于稳定。Guan Haining等[22]研究发现，鸡白汤的TSI随烹饪时间的延长而降低，在一定的炖煮时间内，炖煮时间越长，汤体稳定性越高，与本研究结果一致。
图1 不同炖煮时间下鸡汤TSI的变化
Fig.1 Change in Turbiscan stability index of chicken soup samples with different stewing times
2.2 鸡汤流变特性分析
如图2所示，随着剪切速率的增加，样品的黏度不断降低，最后趋于平缓，表现为非牛顿流体的剪切稀化现象。这主要是由于剪切作用破坏了鸡汤油-水界面的网络，油分子在特定方向上的重排降低了流动阻力[23]。当剪切速率达到一定高度时，液滴的排列方向趋于一致，并且体系黏度逐渐趋于稳定[24]。此外，在整个剪切过程中，炖煮4 h鸡汤样品的黏度高于其他组。鸡汤黏度越高，液滴运动越慢，从而抑制了液滴的聚合或絮凝，提高了样品的稳定性。当炖煮时间超过4 h后，黏度反而有所下降，这可能是由于较长时间的炖煮使蛋白质变性程度增加，进而使其溶解度降低，形成不溶性聚集体[25]。
图2 不同炖煮时间下鸡汤黏度的变化
Fig.2 Change in viscosity of chicken soup with different stewing times
G’代表弹性，G”代表黏性，当G’＞G”，乳液弹性大于黏性，流变行为以弹性为主；反之，当G’＜G”，乳液黏性大于弹性，流变行为以黏性为主[26]。如图3所示，炖煮4、5 h鸡汤样品的G”随着温度的升高呈明显的先下降后上升趋势，可能是由于随着初期温度的升高，界面吸附能力降低，液滴间斥力减弱，破坏了原有网络结构，而随着温度的进一步升高，鸡汤中的蛋白可能发生疏水聚集，形成物理交联网络，其G”呈增加趋势，且始终高于G’，表明鸡汤样品以黏性为主。李媛[27]通过研究以β-乳球蛋白为原料制备的高内相Pickering乳液的性质与稳定性，发现随着加热时间的延长，乳液G’和G”先降低后升高，这与本研究结果一致。
图3 不同炖煮时间下鸡汤G’和G”随温度的变化
Fig.3 Changes in G’ and G” of chicken soup with different stewing times as a function of temperature
2.3 鸡汤中蛋白表面疏水性分析
如图4所示，随着炖煮时间的延长，鸡汤样品的表面疏水性呈上升趋势，炖煮5 h的鸡汤样品表面疏水性达到最大值，随后开始下降。这可能是因为适当的热处理破坏了鸡汤中蛋白分子内部的疏水相互作用，蛋白质之间的分子链展开，暴露出更多的疏水基团[28]。而炖煮6 h鸡汤样品的蛋白表面疏水性反而下降的原因可能是鸡汤中的蛋白分子在过度加热的情况下发生热降解，导致蛋白表面疏水性有一定程度的下降，但与炖煮4、5 h的鸡汤样品差异不显著。聂若彤[29]的研究也发现，胶原蛋白在加热过程中的表面疏水性呈先增加后降低的趋势。
图4 不同炖煮时间下鸡汤中蛋白表面疏水性变化
Fig.4 Change in protein surface hydrophobicity of chicken soup samples with different stewing times
小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。图5同。
2.4 鸡汤界面蛋白吸附分析
界面蛋白吸附量的提高可以增加界面蛋白膜的厚度与油滴的密度，从而使乳液体系的稳定性得到较大的改善[30]。由图5可知，界面蛋白吸附量随炖煮时间的延长呈先上升后下降的趋势，炖煮时间为4 h时，界面蛋白吸附量达到最大值（63 mg/m2），但与炖煮5、6 h的鸡汤样品差异不显著。这可能是由于适当的加热处理使蛋白质部分展开，暴露出疏水基团，促进其吸附至油水界面。尽管在本研究中炖煮5 h的鸡汤蛋白表面疏水性最高，然而较长时间的炖煮会使蛋白分子过度变性，引发分子间的不可逆聚集，影响其向油-水界面的扩散。章镇[31]研究发现，不同加热时间对核桃蛋白分子结构的影响不同，短时间的加热促使界面蛋白的吸附量增多，而当过度加热时，蛋白质分子过度聚集，蛋白聚集体体积过大，反而不利于蛋白吸附在油滴的表面，甚至析出部分蛋白，从而导致界面蛋白吸附率降低。殷静霖[32]通过研究热聚合卵白蛋白自组装纤维的形成及其稳定乳液的特性，发现在一定的加热时间内，大量的蛋白质被吸附到乳液的液滴界面上，随着加热时间的延长，界面蛋白吸附量降低。此外，TSI和黏度结果均表明，鸡汤在炖煮4 h时稳定性最佳，与本研究结果得出的炖煮4 h时界面蛋白吸附量最高相吻合，进一步证明了蛋白质的界面吸附可以增强乳液体系的稳定性。
图5 不同炖煮时间下鸡汤界面蛋白吸附量变化
Fig.5 Changes in interfacial protein adsorption of chicken soup samples with different stewing times
2.5 鸡汤动态界面张力分析
乳液的形成必然使体系界面面积增加，也就是对乳液体系做功，从而增加了体系的界面能，降低了体系的稳定性。因此，为了提高体系的稳定性，可降低其界面张力，使总界面能下降。随着界面张力的降低，乳化效应逐渐增强，最终形成稳定性较高的乳液[33]。如图6所示，炖煮1～6 h的鸡汤样品界面张力整体呈下降趋势，最终趋于稳定。在炖煮过程中，鸡肉中的蛋白质等各类物质被溶解出来并吸附到油滴表面，降低了油和水之间的界面张力，从而提高了鸡汤的稳定性[34]。炖煮4 h的鸡汤样品界面张力降低速率最高，但最终与炖煮5、6 h的鸡汤样品差异不显著。
图6 不同炖煮时间鸡汤动态界面张力变化
Fig.6 Change in dynamic interfacial tension of chicken soup samples with different stewing times
2.6 不同炖煮时间鸡汤的电子鼻分析及PCA
利用电子鼻传感器R2（对氮氧化合物灵敏）、R7（对硫化物灵敏）等对不同炖煮时间的鸡汤样品进行测定，由图7可知，电子鼻10 个传感器对不同炖煮时间的鸡汤样品均有响应，且响应值不同。其中，所有样品均对R2和R7 2 个传感器较为敏感，但不同炖煮时间的鸡汤样品对R2和R7传感器的敏感程度存在一定区别。其中炖煮4 h的鸡汤样品对R2和R7传感器的响应值最大，其次是炖煮5 h的鸡汤样品。因此，通过电子鼻分析能大致分辨鸡汤中挥发性物质的类别，对鸡汤风味进行快速鉴别和区分。
图7 不同炖煮时间下鸡汤的电子鼻响应值雷达图
Fig.7 Radar chart of electronic nose sensor response for chicken soup samples with different stewing times
由图8可知，鸡汤香气成分区域没有重叠，说明PCA可以有效区分其香气。PC1的方差贡献率为76.1%，PC2的方差贡献率为13.8%，累计方差贡献率为89.9%，高于85%，表明PC1、PC2能够很好地反映鸡汤样品的整体信息。同时，PC1的方差贡献率远大于PC2，说明在横轴的距离越远，样品香气的差异越显著。炖煮4、5、6 h的鸡汤样品处于第1、4象限，位于纵轴的右侧区域且距离较近，炖煮1、2、3 h的鸡汤样品处于第2、3象限，位于纵轴左侧区域且距离较近，因此根据香气成分的差异性，可以将不同炖煮时间的鸡汤样品大致分为2 组，即1～3 h为一组，4～6 h为一组，2 组之间的香气成分差异显著。
图8 不同炖煮时间下鸡汤的PCA图
Fig.8 PCA plot showing variation in aroma components among chicken soup samples with different stewing times
2.7 鸡汤GC-IMS分析
老母鸡汤汁中共鉴定出68 种挥发性风味物质，包括单体（M）、二聚体（D）、三聚体（T），其中醛类15 种、酯类11 种、酮类9 种、醇类10 种、烃类6 种、酸类3 种、硫醚类2 种、呋喃类2 种、萜烯类1 种、吡嗪类1 种、醚类1 种、含硫含氮化合物1 种、未表征化合物6 种。
如图9A所示，每个不同的色斑代表各挥发性风味物质的含量，红色和白色分别代表含量高、低。鸡汤中大部分挥发性风味物质的漂移时间为1.0～2.0 ms，保留时间为100～800 s[35-36]。如图9B所示，不同炖煮时间的鸡汤含有相似的挥发性风味物质，但其峰强度因炖煮时间不同而存在差异。炖煮4 h鸡汤中的大部分挥发性风味物质峰强度高于其他样品，其次是炖煮时间为5 h的鸡汤。
图9 不同炖煮时间下鸡汤中挥发性有机物GC-IMS二维谱图（A）及三维谱图（B）
Fig.9 Two-dimensional (A) and three-dimensional GC-IMS spectra (B) of volatile compounds in chicken soup with different stewing times
由图10可知，炖煮时间不同，鸡汤中挥发性风味物质的含量也不同。炖煮1、2、3 h鸡汤中挥发性风味物质的信号强度与炖煮4、5、6 h的鸡汤存在明显差异，炖煮4 h的鸡汤中挥发性风味物质含量最高，这可能是由于疏水性蛋白通过包裹挥发性物质减少了风味物质的逸散。随着炖煮时间的延长，挥发性风味物质的含量有所下降。炖煮4 h后鸡汤中的风味物质含量降低可能是因为长时间的炖煮导致风味物质之间、风味物质与脂质、蛋白之间发生了一系列反应，降解或转化成其他风味化合物。这一结果与电子鼻及PCA结果（炖煮4～6 h组与炖煮1～3 h组显著分离）一致，进一步说明鸡汤炖煮时间并非越长越好，适度炖煮能够促进风味的释放，而过度加热会导致风味物质降解。Meng Qian等[37]研究表明，10 h煮制时间内，由于长时间加热导致骨汤中的己醛和二叔丁基苯酚损失，壬醛和辛醛的含量显著提高，醛类物质含量呈先升高后降低的趋势，且在炖煮4、5 h鸡汤中含量丰富。Lai Jing等[38]研究表明，挥发性风味化合物的产生与原料的营养成分、炊具、烹饪时间和烹饪方式等多种因素有关。鸡汤中主要的风味物质有1-己醛、辛醛、壬醛、庚醛、丙醛、乙酸乙酯、1-辛烯-3-酮、2-己烯-1-醇、3-戊酮、2,3-丁二酮、2-丁酮、2-戊基呋喃。鸡汤中主要的挥发性化合物是醛类，来自炖煮过程中脂肪的氧化和降解。其中已醛、壬醛具有动物脂肪味或油脂味[39]。已醛和戊醛与挥发性风味关系较大，呈新鲜味、金属味和水果味[40]。相关研究[20]显示，醛类物质在鸡汤挥发性物质中含量最高，且气味阈值较低，对总体挥发性风味的贡献较大。此外，酯类、酮类和酸类物质具有果香和清香，当酯类物质和酮类物质共存时可对鸡汤的风味起到协调、平衡作用[41]。呋喃类物质也是重要的风味化合物，主要来源于氨基酸的降解、脂肪的氧化分解和美拉德反应，2-戊基呋喃具有强烈的肉香味和植物的芳香味，对鸡汤风味的形成具有不可替代的作用[42]。
图10 不同炖煮时间鸡汤GC-IMS指纹图谱
Fig.10 GC-IMS fingerprint of chicken soup with different stewing times
1～6.未鉴定出的物质。
3 结 论
炖煮时间的延长对老母鸡汤汁特性和风味均产生了影响。在1～6 h的炖煮过程中，鸡汤的蛋白表面疏水性及界面蛋白吸附量呈先上升后下降的趋势，G’、G”和动态界面张力整体呈下降趋势。当炖煮时间达到4 h时，鸡汤黏度、界面蛋白吸附量均达到最大值，整体状态稳定。此外，通过电子鼻测定和PCA，发现鸡汤香气成分区域没有重叠，表明PCA可以有效区分其香气。GC-IMS测定结果显示，炖煮4 h鸡汤中大部分风味物质的信号强度最高。然而，关于鸡汤中某些风味物质的含量与其稳定性之间的相关机制尚不清楚，有待进一步研究。
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