基于气相色谱-离子迁移谱与化学计量学分析卤煮与腌蒸方式对烤鸡背风味品质的影响

冯玉建1,王洪伟1,徐 娜2,逄建龙1,郭治凤1,张庆永3,颜瑞萍4,郑兆芹4,李飞凤4,张 丽4,吕青骎2,王 鹏2,*

(1.潍坊畜禽屠宰质量标准创新服务中心,山东 潍坊 262200;2.南京农业大学食品科学技术学院,肉品质量控制与新资源创制全国重点实验室,江苏 南京 210095;3.山东德州扒鸡股份有限公司,山东 德州 253034;4.诸城市畜牧业发展中心,山东 潍坊 262200)

摘 要:以山东传统特色肉制品诸城烤鸡背为研究对象,系统比较新卤腌蒸(new-brine steaming,NS)、老卤腌蒸(old-brine steaming,OS)、新卤卤煮(new-brine boiling,NB)与老卤卤煮(old-brine boiling,OB)4 种加工方式对其风味品质的影响。综合运用色泽分析、游离氨基酸测定、气相色谱-离子迁移谱、电子鼻、电子舌及感官评价等多种现代分析技术,深入揭示不同加工工艺对烤鸡背风味物质形成的作用机制。结果表明,卤煮处理(NB与OB组)能显著提升挥发性风味物质(如乙酸乙酯、3-庚酮等)的含量,并有效富集鲜味氨基酸,其中谷氨酸含量在NB组中达到196.22 mg/100 g,使其感官综合评分最高(7.257)。相比之下,腌蒸工艺(NS与OS组)因美拉德反应程度较弱及部分氨基酸流失,导致风味协调性较差。尽管OB组样品中苦味氨基酸积累量较高(56.71 mg/100 g),在一定程度上影响其滋味接受度,但其特征香气成分保留能力突出。本研究优化了传统烤鸡背加工工艺,并明确了NB为提升产品整体风味品质的最佳加工方式。

关键词:烤鸡背;加工方式;气相色谱-离子迁移谱;感官评价;风味品质

鸡背,亦称鸡架或鸡骨架,是指鸡胴体经去除腿、胸、翅、头、爪及内脏后所得的骨架部分[1]。鸡背是一种营养价值较高的食物资源,富含多种人体必需营养素[2]。鸡背的蛋白质量分数约12%~35%,主要以胶原蛋白和黏性多糖等形式存在[3];其脂肪含量相对较低,且脂肪酸构成较为合理,饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比例适中;此外,矿物质含量丰富,尤其是钙和磷,二者比例接近人体吸收的最佳比值2∶1,具有较高的营养利用价值[4]。值得注意的是,鸡背中蛋白质的组成结构、氨基酸的分布模式以及脂肪含量等理化特性,与其在深加工过程中特征风味的形成密切相关[5]

风味是决定食品整体品质的核心要素,直接影响消费者的接受度与购买行为[6]。诸城烤鸡背作为山东诸城地区的传统特色美食,在当地饮食文化中具有重要地位。其独特风味的形成是一个复杂的动态过程,涉及热加工中多种物理、化学反应的交互作用,其中加工方式的选择对风味的定向调控至关重要[7]。例如,传统的卤煮-烤制与现代的腌蒸-烤制等不同工艺会在热传递效率、水分迁移行为、美拉德反应程度及脂肪氧化途径等方面产生显著差异,进而影响挥发性风味物质的种类、含量及最终产品的感官特性[8]。熏烤步骤则是诸城烤鸡背形成诱人烤香和金黄色泽的关键环节,该过程中发生美拉德反应,使烤鸡背焦香浓郁。卤煮与腌蒸这2 种熏烤前处理方式会影响风味前体物质的浸出与产生,它们作为熏烤阶段美拉德反应的底物,奠定了烤鸡背的风味底味,从而对最终产品的风味产生决定性影响。

目前,对诸城烤鸡背风味形成机制的系统研究仍较为缺乏。虽有研究关注卤煮或腌蒸对肉类风味的影响,但多集中于整鸡制品[9-10]。与传统的烧烤制品不同,卤煮或腌蒸这2 种熏烤工艺前的重要加工环节对烤鸡背风味的形成具有重要影响,进而决定消费者的感官喜好度与购买欲。因此,本研究以鸡背为原料,系统比较新卤腌蒸(new-brine steaming,NS)、老卤腌蒸(old-brine steaming,OS)、新卤卤煮(new-brine boiling,NB)与老卤卤煮(old-brine boiling,OB)4 种加工方式对诸城烤鸡背风味品质的影响,旨在从游离氨基酸、挥发性风味物质等呈味与呈香成分的角度深入探究,为这一传统美食的工艺标准化与品质提升提供理论依据;同时,也为优化加工参数、精准调控风味提供技术参考,从而满足现代消费需求,推动地方特色食品产业的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

葱、姜 安丘俊宇食品科技有限公司;八角、白芷乐陵云大食品有限公司;食盐 山东岱岳盐业有限公司;白砂糖 广西东门南华糖业有限公司;鸡背山东诸城外贸有限公司;L-酒石酸、磺基水杨酸、氯化钾、氯化银 国药集团化学试剂有限公司。本研究所用试剂均为分析纯或色谱纯。

1.2 仪器与设备

CR-400便携式色差仪 日本Konica Minolta公司;PEN3电子鼻 德国AIRSENSE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;L-8900氨基酸自动分析仪 日本Hitachi公司;PD500-TP均质机英国GreenPrima公司;TC 12E绞肉机 意大利Sirman公司;Acanti J-E高速冷冻离心机 美国Beckman Coulter公司;SA402B电子舌 日本Insent公司。

1.3 方法

1.3.1 烤鸡背的加工

选用现配现用的新卤和反复炖煮10 次的老卤2 种卤水,以及腌制-蒸煮和炖煮2 种制作方式。用于700 g鸡架的卤料配比如下:白糖15 g、食盐5 g、酱油40 mL、蚝油30 mL、料酒30 mL、大葱5 段、姜片5 片、大蒜4 瓣拍碎、五香粉5 g(花椒、八角、小茴香、桂皮、白芷、丁香等质量比1∶1)、白胡椒3 g,加水没过鸡架2/3。腌蒸组:将鸡背清洗干净,选用新卤、老卤2 种卤汤,先将鸡背进行统一腌制(滚揉腌制15 min),随后进行蒸制(汽蒸45 min),其余步骤均按照传统制作方式进行[11],分别获得NS和OS 2 组样品。卤煮组:将鸡背清洗干净,选用与腌蒸组同样的新卤和老卤进行炖煮(卤煮45 min),其余步骤相同,分别获得NB与OB 2 组样品。原料选用带脖子鸡骨架,首先将其放入清水中浸泡20 min去除血腥味,再分别采用腌蒸或卤煮的方式进行加工,随后用铁锅熏烤10 min,最后经冷却至常温后真空包装。

1.3.2 色泽测定

选定颜色较深的骨肉和颜色较浅的皮肉,分别用色度仪进行色泽测定,得到亮度值(L*)、红度值(a*)和黄度值(b*)。每组样品测定6 次,计算平均值±标准差。随后分别将不同组烤鸡架置于绞肉机中, 以300 r/min的转速进行斩拌,总斩拌时间20 s(分4 次进行,每次5 s,间隔10 s),获得鸡骨架肉泥,用于后续分析测定。

1.3.3 滋味分析

1.3.3.1 游离氨基酸测定

参考Rivas-Cañedo等[12]的方法并作适当调整。准确称取6.00 g鸡骨架肉泥至50 mL离心管,加入20 mL 3%磺基水杨酸,置于冰浴10 000 r/min匀浆,具体操作为:匀浆20 s,间隔10 s,重复3 个循环。匀浆完成后,于4 ℃、10 000×g离心15 min,用注射器取上清液4 mL于15 mL离心管,加入等体积正己烷,涡旋振荡30 s后,静置20 min。吸取下层水相用0.22 µm水系滤膜过滤至液相小瓶,经氨基酸自动分析仪进行定性及定量分析,每组样品重复测定3 次。

1.3.3.2 电子舌检测

参考Yuan Haibin等[13]的研究,准确称取20 g样品于500 mL离心瓶,加入100 mL超纯水,振荡混匀1 min后于40 ℃水浴锅孵育15 min,4 ℃、3 000 r/min离心15 min,上清液经纱布过滤后置于电子舌样品杯中,采用两步清洗法测定样品的苦味、涩味、鲜味、咸味等基本味觉特征。

1.3.4 气味分析

1.3.4.1 GC-IMS检测

准确称取2.0 g鸡骨架肉泥于20 mL顶空瓶,采用GC-IMS对鸡背中的挥发性风味物质进行鉴定分析。载气和漂移气均为高纯氮气(99.9%),孵育条件为温度65 ℃、时间20 min。进样针温度85 ℃、进样量500 µL。采用FS-SE-54-CB-1色谱柱(25 m×0.53 mm,1 µm),柱温设置为60 ℃。其余条件参考Xu Na等[14]的方法进行设置。采用LAV分析软件对挥发性物质进行定性分析(基于保留时间和漂移时间比对谱库)和相对定量。

1.3.4.2 电子鼻检测

参考Li Jinlin等[15]的研究,准确称取2.0 g样品于20 mL顶空瓶,于40 ℃水浴锅中孵育10 min后,采用便携式电子鼻进行测定,平衡时间100 s,测定时间150 s,清洗时间180 s。测定时进样针插入顶空瓶,并辅以空心针(带木炭过滤器)进行补气。该仪器配备W1W、W2W、W1C、W3C、W5C、W1S、W2S、W3S、W5S、W6S共10 个传感器,其性能见表1。

表1 电子鼻传感器性能描述
Table1 Performance description of electronic nose sensors

W5S对氮氧化物敏感W3C对氨类化合物敏感W1W对无机含硫化合物、烯萜敏感W2S对醇、醚、醛、酮类化合物敏感传感器名称性能W1C对芳香族化合物具有高选择性W6S对氢化物敏感W5C对短链烷烃敏感W1S对甲烷具有高灵敏度W2W对有机硫化物、芳烃敏感W3S对烷烃和芳香烃类化合物敏感

1.3.5 感官评定

感官评价小组由21 名成员(10 名男性、11 名女性,年龄20~30 岁)组成,所有成员均为本实验室长期从事食品感官分析或肉品科学研究的人员,均熟悉肉制品的各项感官属性及评价流程,具备区分和描述滋味、香气、质地等基本感官特性的能力。将4 种不同工艺制成的烤鸡背样品沿脊柱对称分割成约10 g的均匀小块,采用随机3 位数对4 种类型的烤鸡背进行编号,随后将烤鸡背样品随机呈递给21 名评价员,参考表2从色泽、香气、滋味、口感和喜好度5 个方面分别对诸城烤鸡背进行感官评分[16]。每个样品盘旁均配备常温纯净水,供评价员在样品间漱口以清除余味。参考Xue Shan等[17]的方法,根据模糊数学统计分析法综合评判4 种烤鸡背的品质。因素集X={色泽,香气,滋味,口感,喜好度}={X1X2X3X4X5},各指标不同级别分数的人数分别除以总评价人数即获得模糊矩阵A,采用强制决定法确定烤鸡背各感官指标的权重L={色泽,香气,滋味,口感,喜好度}={0.10,0.25,0.25,0.15,0.25};得分评语集E={优,良,一般}={7,5,2}。烤鸡背各感官指标的综合评价结果(S)按式(1)计算:

表2 诸城烤鸡背感官评价标准
Table2 Sensory evaluation criteria for Zhucheng grilled chicken rack

指标1~3 分4~6 分 7~9 分色泽颜色过深或过浅,无光泽颜色较浅或不均匀,光泽度一般金黄色且色泽均匀、富有光泽香气香气微弱或有明显异味香气较淡或特征香气不够突出香气浓郁、特征香气明显且无异味滋味味道过咸、过淡或有明显不协调感滋味较单一或味道略有不协调滋味丰富、味道协调、回味悠长口感肉质过硬或过软,咀嚼困难或油脂感过重、过轻肉质稍硬或过软、弹性不足肉质软硬适中、富有弹性、咀嚼性良好且油脂感适宜不喜欢,一般,很喜欢,喜好度鸡背的感官品质较差,鸡背的感官品质一般,鸡背的整体感官品质优良,存在明显缺陷(如异味等)无明显优点或缺点,不会主动选择仅有轻微不足之处

模糊数学感官评分(U)按式(2)计算:

此外,根据得分高低进行烤鸡背的感官排序,利用Kramer检验法进一步明确各组烤鸡背之间的差异性。参考《食品感官鉴评》[18],得到Kramer检验J=21、P=4时的临界值如表3所示。首先,若各样品的秩和(R)值均在上段范围内,则各样品间不存在显著差异,若存在任意样品的R≥最大值(Rimax)或≤最小值(Rimin),则各样品间有显著差异[19]。其次,R值均在下段范围内的样品可划分为一组,低于下段下限或高于上限则各自为一组,各组之间均存在显著差异[20]

表3 J=21、P=4时的临界值
Table3 Critical values for J = 21, P = 4

区间5%显著水平1%显著水平上段41~6438~67下段44~6141~61

1.4 数据处理

采用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析,并采用Duncan’s法进行事后多重比较,显著性水平设为 P<0.05。采用SIMCA 14.1软件进行偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)和主成分分析(principal component analysis,PCA)。实验数据均以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 烤鸡背色泽分析

不同制作方式下,诸城烤鸡背的深骨肉与浅皮肉在色泽上变化见表4。L*为正值表示偏亮,负值表示偏暗;a*为正值表示偏红,负值表示偏绿;b*为正值表示偏黄,负值表示偏蓝[21]。由表4可知,在深骨肉的色泽上,OB组的L*、a*以及b*均最高,分别为45.48、19.09和32.6,但和NS组之间无显著差异(P>0.05);NB组和OS组的各数值则相对较低,尤其是NB组的b*为26.56,显著低于其余处理组(P<0.05)。NB组深骨肉的色泽参数值虽然相对较低,但其浅皮肉的a*(11.32)和 b*(37.09)显著高于其余处理组(P<0.05)。整体上 深骨肉的各色泽参数均低于浅皮肉,尤其是在L*和a*方面差别较大,b*的差别相对较小,表明加工方式对不同部位的颜色响应存在差异。

表4 烤鸡背的色泽
Table4 Color parameters of grilled chicken racks

L*a*b*L*a*b*OB45.48±1.53a19.09±1.72a32.60±2.29a61.29±2.23b7.72±1.59b31.95±2.63b OS43.13±1.67 c16.40±0.97 b29.33±1.47 b62.88±1.89 ab7.73±0.56 b32.96±2.31b组别深骨肉浅皮肉NB43.34±1.85bc15.39±2.75b26.56±2.92c57.89±1.56c11.32±1.26a37.09±0.81a NS45.19±0.95ab17.08±1.30ab31.44±2.87ab64.81±1.71a8.13±1.15b34.71±1.17ab

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.2 烤鸡背滋味分析

2.2.1 游离氨基酸分析

如表5所示,4 种工艺制成的烤鸡背游离氨基酸含量存在显著差异(P<0.05)。NB与OB组的鲜味氨基酸(umami amino acid,UAA)总量显著高于NS与OS组(P<0.05),表明其鲜味更为突出,其中谷氨酸作为最主要的鲜味成分[12],在NB和OB组中含量均大于190 mg/100 g,约为蒸制组的4 倍,表明卤煮工艺更利于鲜味物质的形成。值得注意的是,NS组虽UAA含量最低,但其甜味氨基酸(sweetness amino acid,SAA)总量最高(70.74 mg/100 g),同时苦味氨基酸(bitterness amino acid,BAA)也最高(62.96 mg/100 g),风味协调性较差。总体来看,卤煮工艺能显著提升鲜味氨基酸的保留效率,而卤水新旧对游离氨基酸组成影响较小。

表5 4 种烤鸡背的游离氨基酸含量
Table5 Free amino acid contents of four kinds of grilled chicken racks

mg/100 g游离氨基酸NBNSOBOS天冬氨酸(Asp)8.34±0.07b9.41±0.12a8.14±0.26b7.81±0.09c苏氨酸(Thr)17.78±0.45c26.49±0.28a22.03±0.40b18.56±0.23c丝氨酸(Ser)11.88±0.03b14.73±0.13a11.43±0.09c11.08±0.12d谷氨酸(Glu)196.22±2.31a43.73±1.60d190.59±4.02b49.06±0.68c甘氨酸(Gly)11.27±0.12c13.54±0.05a11.73±0.19b10.01±0.06d丙氨酸(Ala)13.18±0.28b15.98±0.10a15.65±0.14a11.22±0.18c半胱氨酸(Cys)1.20±0.04a1.32±0.09a1.23±0.13a1.16±0.04a缬氨酸(Val)4.65±0.06c5.84±0.22a5.13±0.13b5.00±0.11b甲硫氨酸(Met)2.34±0.03c2.89±0.11a2.57±0.06b2.48±0.06b异亮氨酸(Ile)2.88±0.05d3.67±0.03a3.21±0.02c3.32±0.09b亮氨酸(Leu)6.09±0.11c7.27±0.05a6.79±0.08b6.59±0.17b酪氨酸(Tyr)8.35±0.09c10.13±0.13b10.77±0.23a7.58±0.12d苯丙氨酸(Phe)4.78±0.05b5.12±0.03a5.02±0.06a4.63±0.08c赖氨酸(Lys)9.47±0.21c11.68±0.08a9.81±0.19b9.61±0.16bc组氨酸(His)3.26±0.01b3.75±0.22a3.31±0.01b3.44±0.07b精氨酸(Arg)9.35±0.15b11.28±0.31a8.87±0.43b8.24±0.15c UAA204.56±2.25a53.14±1.61c198.73±4.23b56.87±0.59c SAA54.11±0.55c70.74±0.38a60.83±0.56b50.87±0.58d BAA52.36±0.71c62.96±0.53a56.71±0.55b52.04±1.01c

注:天冬氨酸和谷氨酸为UAA;苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸和丙氨酸为SAA;其余氨基酸为BAA。同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05);表6同。

2.2.2 电子舌分析

基于电子舌传感器响应值转化的味觉特征如图1A所示。酸味响应值约为-45,远低于其他味觉指标,故未予展示。鲜味是烤鸡背样品中最突出的味觉信号,响应值介于11~13之间,且4 组样品间存在显著差异 (P<0.05),其强度依次为NS>OB>NB>OS。咸味为次要味觉特征,响应值在4~6之间,与麻椒鸡相关研究结果一致[22];腌蒸组(NS、OS)的咸味响应显著高于卤煮组(NB、OB)(P<0.05),表明腌蒸工艺更有利于盐分的渗透。在NS组中,鲜味与咸味呈现协同增强效应。OB组虽鲜味响应值较高,但咸味响应值较低,推测是由于老卤在反复使用过程中盐分有所损失,同时蛋白质降解产生的鲜味肽与氨基酸增强了鲜味感知[23]。苦味、涩味及回味响应值均接近于0,对整体风味贡献较小,其中NS组在苦味和涩味方面的表现最优。PCA结果(图1B)显示,PC1和PC2的累计方差贡献率达83.9%,对整体信息具有代表性,且能够有效区分不同样品的味觉特征。OB与NB组在PCA图中分布接近甚至重叠,表明卤煮工艺下样品的滋味轮廓较为相似,受卤水新旧影响较小。相比之下,NS与OS组分布离散,说明腌蒸工艺的滋味特征受卤水陈化程度影响较大。

图1 烤鸡背的电子舌传感器响应值(A)和PCA散点图(B)
Fig.1 Electronic tongue response values for taste characteristics of grilled chicken racks (A) and principal component analysis (PCA) scatter plot (B) based on the response values

2.3 烤鸡背气味分析

2.3.1 GC-IMS分析

通过GC-IMS共鉴定出60 种挥发性化合物(表6),包括酮类(14 种)、酯类(13 种)、醇类(11 种)、醛类(8 种)、醚类(3 种)、吡嗪类(3 种)及其他(8 种)。酮类是种类最多的挥发性物质,主要来源于美拉德反应、氨基酸降解与脂肪氧化,贡献花果香与酒香[24]。其中2-戊酮相对含量>4%,在OB组中显著较高(P<0.05);3-庚酮具有脂肪香[25],亦在老卤组中含量较高。总体上OB组的酮类物质总量具有显著优势(P<0.05)。酯类物质阈值低,主要由羧酸和醇羟基之间发生酯化反应生成[26]。乙酸乙酯单体和二聚体的相对含量最大,其具有强烈的果香[27],在卤煮组(NB、OB)中的含量显著高于腌蒸组(P<0.05),而具有花香的乙酸-2-苯乙酯[28]与果香的丁酸异戊酯[29]则在腌蒸组中更丰富。总体上腌蒸的方式更有助于鸡架中酯类物质的累积。醇类物质中1-戊醇具有淡淡的醇香和果香[30],相对含量>5%,在OB至OS组中依次递减(P<0.05);芳樟醇具有柑橘花香和甜玫瑰气味[31],在腌蒸组中含量较高。总体上NB中醇类占比表现最突出,而OS则最差。吡嗪类物质如2,5-二甲基吡嗪与2-甲基吡嗪在卤煮组中更易积累,赋予坚果香、烘焙香和烧烤香[32];而2-异丙基-3-甲氧基吡嗪则为腌蒸工艺的特征物质。醚类物质具有一定的芳香气味,能够赋予肉独特的感官。具有坚果味和清果香的对甲苯甲醚[33]在NB组中相对含量达3.75%,是其他样品中的2~5 倍,可作为NB鸡架的特征香气物质。具有芳香味的苯乙醚[34]和具有蒜香的甲基烯丙基三硫醚[35]在腌蒸组的相对含量较高。在其他类物质中,具有洋葱气味的烯丙基腈[36]相对含量最高,且在卤煮组中的含量约为腌蒸组中的3 倍。此外还有6 种未定性物质在4 个鸡背样品中存在差异。其中3号和6号未鉴定物质在腌蒸组中相对含量更多,1号和5号则在卤煮组中更突出。

表6 烤鸡背挥发性风味物质种类及其相对含量
Table6 Types and relative contents of volatile flavor substances in grilled chicken racks%

序号化合物CAS化学式NBNSOBOS 1乙酸-2-苯乙酯103-45-7C10H12O20.85±0.62b1.89±0.45a0.86±0.52b2.21±0.23a 2丁酸异戊酯106-27-4C9H18O20.29±0.06b5.86±0.32a0.28±0.07b6.21±0.52a 3戊酸异丁酯10588-10-0C9H18O20.05±0.01c0.67±0.07a0.04±0.00c0.41±0.05b 4庚酸乙酯106-30-9C9H18O20.06±0.01c0.82±0.13a0.05±0.01c0.21±0.02b 5丁丁酸酸--22--甲甲基基丁丁酯酯--md51115-64-1C9H18O200..4303±±00..0123bc00..7998±±00..0193aa00..4590±±00..0095bc00..7870±±00..0176ba 6丁酸丁酯109-21-7C8H16O20.05±0.01c0.38±0.01a0.07±0.01c0.25±0.04b 7戊戊二二酸酸二二甲甲酯酯--md1119-40-0C7H12O401..0247±±00..0031aa00..6135±±00..0122bc00..2938±±00..0038ba00..7104±±00..0093bc 8丁丁二二酸酸二二甲甲酯酯--md106-65-0C6H10O400..4145±±00..0042bc00..7826±±00..1125aa00..1131±±00..0042cc00..4506±±00..0031bb 9丁酸乙酯105-54-4C6H12O22.51±0.05a1.58±0.11c2.11±0.10b2.06±0.13b 10乙酸异丁酯110-19-0C6H12O22.83±0.44b1.95±0.07c2.68±0.17b3.23±0.12a 11丙酸正丙酯106-36-5C6H12O20.96±0.47b0.92±0.20b1.14±0.22b2.32±0.17a 12乙酸异丙酯108-21-4C5H10O20.76±0.06b0.33±0.17d1.01±0.11a0.53±0.09c 13乙乙酸酸乙乙酯酯--md141-78-6C4H8O245..2351±±00..0158aa22..0800±±11..4333bb55..2144±±00..2321aa33..0573±±00..2163bb总计20.56±0.76c23.33±2.55b21.06±0.27c27.42±0.57a 1侧柏酮1125-12-8C10H16O0.13±0.04c1.13±0.11a0.19±0.12c0.79±0.08b 22-壬酮821-55-6C9H18O0.05±0.01b0.17±0.07a0.05±0.00b0.07±0.02b 32-辛酮111-13-7C8H16O0.34±0.01b0.86±0.12a0.76±0.43a0.83±0.08a 41-辛烯-3-酮4312-99-6C8H14O1.36±0.09a0.67±0.07b1.19±0.18a0.84±0.18b 5(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮30086-02-3C8H12O0.12±0.02c1.87±0.23a0.34±0.09c1.35±0.16b 6苯乙酮98-86-2C8H8O0.04±0.01c0.32±0.04a0.04±0.01c0.15±0.05b

续表6

序号化合物CAS化学式NBNSOBOS 72-庚酮110-43-0C7H14O2.70±0.06a1.73±0.12c2.60±0.14a1.95±0.10b 83-庚酮106-35-4C7H14O4.63±0.09b4.00±0.25c5.84±0.43a5.56±0.23a 93-乙基环戊酮10264-55-8C 7 H 12 O0.41±0.01 b 0.27±0.02 c 0.40±0.01 b 0.48±0.04 a 102-己酮591-78-6C6 H12 O1.19±0.04c1.05±0.08c1.38±0.07b1.58±0.12a 11环己酮108-94-1C6H10O1.26±0.02b0.87±0.03c1.72±0.08a0.79±0.05c 124-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮3658-77-3C6H8O30.34±0.15b1.39±0.14a0.27±0.14b1.48±0.16a 132-戊酮107-87-9C5H10O6.98±0.16b5.36±0.53c7.81±0.39a4.44±0.14d 142,3-戊二酮600-14-6C5H8O22.34±0.06a1.32±0.84b2.09±0.16a1.41±0.18b总计21.91±0.21 b 21.00±0.50 c 24.68±0.12 a 21.71±0.96 bc 1桉叶油醇470-82-6C10 H18 O0.05±0.01c0.64±0.07a0.05±0.00c0.42±0.18b 2α-松油醇98-55-5C10H18O0.20±0.08bc0.33±0.09a0.11±0.03c0.23±0.04b 3芳樟醇78-70-6C10H18O0.17±0.04c1.21±0.15a0.06±0.02c0.93±0.14b 4脱氢芳樟醇20053-88-7C 10 H 16 O0.05±0.01 c 0.29±0.01 a 0.06±0.00 c 0.14±0.05 b 51-辛醇111-87-5C8H18O0.86±0.06ab0.99±0.30ab1.09±0.07a0.74±0.08b 62-乙基-1-己醇104-76-7C8H18O0.06±0.01c0.44±0.05a0.12±0.14c0.26±0.01b 72-苯乙醇-m60-12-8C8H10O1.53±0.04 c1.85±0.16b0.51±0.11d2.09±0.15a 2-苯乙醇-d1.04±0.04 a1.08±0.07 a0.46±0.08 c0.79±0.10 b 8庚醇111-70-6C7H16O1.47±0.03a0.85±0.10b1.25±0.36a0.77±0.07b 9苯甲醇100-51-6C7H8O1.58±0.04a1.49±0.11a1.13±0.39b1.10±0.08b 101-戊醇71-41-0C5H12O7.32±0.36b5.76±0.54c8.84±0.37a5.09±0.10d 111-丁硫醇109-79-5C4H10S4.15±0.06 a2.95±0.48 b4.10±0.22 a2.78±0.22 b总计18.48±0.22a17.87±0.86a17.76±0.21a15.33±0.37b 1壬醛124-19-6C9H18O1.79±0.14a0.67±0.24b1.92±0.15a0.66±0.09b 2辛醛124-13-0C8H16O0.76±0.07a0.66±0.04a0.43±0.22b0.57±0.11ab 3(E)-2-辛烯醛-m2548-87-0C8H14O0.05±0.01 b0.77±0.10 a0.06±0.02 b0.91±0.43 a(E)-2-辛烯醛-d0.06±0.01b0.89±0.21a0.06±0.00b0.07±0.01b 4苯乙醛-m122-78-1C8H8O0.07±0.02 c0.81±0.08a0.05±0.01c0.45±0.10b苯乙醛-d0.04±0.01 c 1.11±0.09 a 0.05±0.01 c 0.46±0.25 b 5庚醛111-71-7C7H14O11.62±0.29 a7.61±0.46 b11.66±0.36 a7.95±0.35 b 63-甲基-2-丁烯醛107-86-8C5H8O2.55±0.09a1.49±0.12b2.63±0.06a1.45±0.05b 7己醛66-25-1C6H12O1.25±0.05a0.51±0.02c0.96±0.03b0.33±0.03d 8苯甲醛100-52-7C 7 H 6 O1.70±0.05 a 0.91±0.14 c 1.15±0.18 b 0.70±0.13 d总计19.91±0.28 a15.44±0.18 c18.98±0.47 b13.55±0.41 d 1苯乙醚103-73-1C8H10O0.14±0.02b1.98±0.03a0.18±0.08b2.70±1.79a 2对甲苯甲醚104-93-8C8H10O3.75±0.18a1.80±0.34b0.75±0.23c1.45±0.45b 3甲基烯丙基三硫醚34135-85-8C 4 H 8 S 30.40±0.18 b 0.66±0.06 a 0.26±0.15 b 0.79±0.09 a总计4.29±0.34 a4.44±0.37a1.19±0.17b4.94±1.77a 12-异丙基-3-甲氧基吡嗪25773-40-4C8H12N2O0.07±0.03b0.71±0.06a0.13±0.03b0.65±0.48a 22,5-二甲基吡嗪123-32-0C6H8N23.44±0.10a2.14±0.07c3.20±0.17b2.13±0.14c 32-甲基吡嗪109-08-0C 5 H 6 N 21.34±0.04 b 1.19±0.14 c 2.22±0.08 a 0.41±0.06 d总计4.85±0.11 b 4.04±0.24 c 5.55±0.11 a 3.19±0.37 d 1萜品油烯586-62-9C10H160.56±0.04b1.59±0.14a0.09±0.01c1.60±0.13a 2柠檬烯-m138-86-3C10H160.27±0.07b2.31±0.33a0.14±0.04b2.39±0.15a柠檬烯-d0.05±0.00 c 0.67±0.05 a 0.09±0.00 c 0.47±0.04 b 3α-蒎烯80-56-8C10 H160.05±0.01c0.92±0.10a0.05±0.01c0.28±0.20b 4苯酚108-95-2C6H6O0.08±0.02c1.37±0.14a0.68±0.55b1.51±0.16a 5辛酸124-07-2C8H16O21.10±0.08b0.68±0.03c1.30±0.06a0.61±0.02c 6甲苯108-88-3C 7 H 81.87±0.08 b 1.39±0.07 c 2.47±0.14 a 0.81±0.02 d 7烯丙基腈109-75-1C 4 H5 N2.72±0.15a0.90±0.46b2.47±0.20a0.90±0.04b 82-乙酰基吡咯1072-83-9C6H7NO0.39±0.04d0.52±0.05c0.77±0.05a0.63±0.10b总计7.03±0.22c9.69±0.98a7.95±0.57b8.74±0.25b 10.19±0.01 a0.12±0.04 b0.17±0.02 a0.13±0.02 b 20.73±0.05a0.60±0.07b0.32±0.07c0.56±0.08b 30.13±0.06 b1.01±0.33a0.09±0.04b1.07±0.07a未定性物质40.31±0.01c0.49±0.03b0.17±0.07d1.26±0.07a 51.52±0.39 b0.81±0.36 c1.95±0.05 a1.24±0.08 b 60.05±0.01c0.48±0.04a0.06±0.01c0.40±0.08b总计2.91±0.35c3.51±0.43b2.75±0.17c4.65±0.09a

注:m.单体;d.二聚体。

通过GC-IMS指纹图谱直观比较4 种烤鸡背样品的挥发性风味物质差异(图2)。图中纵列代表同一化合物在不同样品中的信号响应,横行则反映单个样品中不同化合物的信号强度;颜色越亮,表明该挥发性物质的含量越高。不同加工方式样品的风味轮廓存在明显区分。红框区域a标示出NS与OS组共有、而卤煮组(NB、OB)中缺失的特征风味物质,主要包括乙酸-2-苯乙酯、芳樟醇等。橙色区域b为NS组特有的化合物,如(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、丁酸丁酯等。黄色区域c为8 种存在二聚体的物质,包括丁酸-2-甲基丁酯、丁二酸二甲酯、柠檬烯、苯乙醛、(E)-2-辛烯醛、2-苯乙醇、戊二酸二甲酯和乙酸乙酯;其中前6 种在腌蒸组中含量较高,后2 种则在卤煮组中更为突出。绿色区域d为4 组样品共有的挥发性成分,且大部分在卤煮组中响应更强。紫色区域e中亮度较高的信号点为NB组的标志性风味物质,如对甲苯甲醚、己醛、烯丙基腈等。白色区域f则对应OS组的特征风味分子,包括乙酸异丁酯、2-己酮、3-乙基环戊酮等。该图谱清晰表明,加工方式显著影响烤鸡背挥发性风味物质的组成与分布。

图2 烤鸡背中挥发性风味物质GC-IMS指纹图谱
Fig.2 GC-IMS fingerprint of volatile flavor substances in grilled chicken racks

2.3.2 电子鼻分析

如图3A所示,鸡背电子鼻W5S、W1S、W1W、W2S、W2W 5 个传感器的响应值>2,其中W5S传感器在NS组中响应强度最高(45.00),其次为OS组(27.80),而在NB与OB组中响应值较低且无显著差异(P>0.05)。W5S对含氮氧化物(如吡咯、吡嗪等)具有较高敏感性,该类物质多为美拉德反应中Amadori重排后环化反应的产物[37],表明腌蒸工艺可能促进了相关反应途径。W1W和W2W传感器响应值均>3,其变化趋势与W5S一致,二者分别对无机硫化物(如硫化氢)和有机硫化物(如2-糠基硫醇、2-甲基-3-呋喃硫醇)敏感。硫化氢可由半胱氨酸Strecker降解产生,带来不良气味[38],而有机硫化物如2-糠基硫醇、2-甲基-3-呋喃硫醇等,则是烤鸡中的典型香气物质[39]。与之相反,W1S和W2S传感器(分别对甲基类物质和醇、醛、酮类化合物敏感)在卤煮组中的响应值显著高于腌蒸组(P<0.05)。其余传感器响应值介于1~2之间(图3B)。W1C、W3C和W5C在卤煮组中响应更强,W1C尤其对芳香族成分敏感[40],推测卤煮工艺更有利于短链烷烃和芳香类挥发性物质的积累。电子鼻PCA结果(图3C)显示,PC1的方差贡献率达99.63%,PC2的方差贡献率为0.34%,前2 个PC的累计方差贡献率为99.97%,说明前2 个PC能代表整体信息,且有效区分了不同样品的整体气味轮廓。NB与OB组在PCA图中分布接近且存在重叠,表明其香气特征相似;NS组则远离其他样本,香气轮廓差异明显;OS组位于2 类之间。该结果与电子舌分析一致,进一步证实加工方式对产品风味特征的显著影响。

图3 烤鸡背的电子鼻传感器响应值(A)、响应值雷达图(B)和PCA散点图(C)
Fig.3 Electronic nose sensor response for grilled chicken racks (A), radar chart (B), and PCA scatter plot (C) based on the response values

2.4 烤鸡背感官评价

基于21 名感官评价员评分结果构建4 种烤鸡背的模糊矩阵如下:

进一步计算获得4 组样品的综合评价矩阵SNB={0.757,0.238,0.005}、SNS={0.440,0.465,0.095}、SOB={0.459,0.517,0.024}、SOS={0.453,0.457,0.090},最终获得各烤鸡背样品的模糊数学感官评分分别为UNB=7.257、UNS=6.036、UOB=6.307、UOS=6.086。结果表明,NB组产品的感官评分显著高于其他组别,反映出该工艺在整体接受度上最具优势。OB组评分次之,说明卤煮工艺整体优于腌蒸。而NS组得分最低,可能由于该工艺条件下卤料风味未能充分渗透,且蒸制方式不利于美拉德反应等风味形成途径的充分进行。尽管OB组具备老卤所带来的风味复杂性,但其评分仍低于NB组,推测是因老卤中累积的呈味物质在一定程度上掩盖了主体鲜味[41]

诸城烤鸡背的感官评分排序结果如表7所示,综合秩序和排序结果与模糊数学感官结果相一致。虽然各组在色泽指标上无显著差异(P>0.05),但在香气、口感、滋味及喜好度方面,NB组R值均显著低于其他组(P<0.05),表明其在这些关键感官属性上均受到显著偏好。相反,NS组在香气和口感上的R值显著偏高(P<0.05),表现最差。综上所述,NB为诸城烤鸡背的最佳加工工艺。

表7 烤鸡背排序秩次结果统计Tabel 7 Rank order statistics of sensory scores of grilled chicken racks

评价员色泽香气滋味口感喜好度R值NBNSOBOSNBNSOBOSNBNSOBOSNBNSOBOSNBNSOBOS 11.53.53.51.512.542.513421342123.53.51021.51.5431.541.5313.53.52242214321032.512.5424132413123.53.534121041.51.5341.51.5341.51.5341.51.5341.51.53410541322.52.52.52.532412.52.541214310623142.542.512.542.51142.52.5341210733311.541.533.53.5213.53.51233311081.53.53.51.53.523.511.5431.53.53.51.51.52.542.5110921341.531.541.51.5432422123.53.510104213234123.513.53.53.5212.542.511011242223.513.523.513.523.513.523.513.5101221341.51.534123412.52.5421341013213.53.5123.53.512431.51.534123410141432133312431.53.53.51.5123.53.510152.5412.5341.51.52.5412.5341.51.5341210161.51.53.53.51.53.53.51.513241.51.534142310171.5341.51234123414321432101812432413142312.52.541423101912.542.5134212341.51.543123410202.52.5413313142313.523.53.5123.51021213.53.51.51.543214312.532.51.51.54310 R值42.547.563573861.553.5573460575937.50 62.00 54.50 55.00 38.558.554.558.5

2.5 PLS-DA

采用PLS-DA对色泽、游离氨基酸、挥发性风味物质、电子舌、电子鼻及感官评价的全部数据进行降维处理[42],进而有效筛选导致不同鸡背样品风味差异的关键特征物质与特征指标。如图4A~B所示,模型共提取3 个PC,前2 个PC累计方差贡献率为76.9%,此外模型为0.878,为0.984,Q2为0.97,经200 次置换检验,R2Q2回归线截距分别为0.18和-0.41,均小于0.5,表明模型稳定可靠,未出现过拟合,适用于烤鸡背样品整体特征差异物质的鉴定与分类。NB和OB样品较为相近位于X轴正半轴,NS和OS样品则位于X轴负半轴,该结果与电子鼻、电子舌检测结果相似。因子载荷散点图(图4C)进一步揭示了各风味指标与样品之间的关联性:OS样品与丙酸正丙酯距离最近,表明该酯类物质为其特征挥发性成分;NS样品则与(E)-2-辛烯醛以及Met、Val、Lys等游离氨基酸关联较强;NB样品综合得分最高,其风味特征与5号未知物质、乙酸乙酯、1-辛烯-3-酮、2,3-戊二酮及1号物质密切相关,同时色泽参数a*也对其外观有积极贡献;OB样品则主要受电子鼻传感器W1S和W2S的响应影响。变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)值分析结果显示,共有46 种变量的VIP值>1 (图4D)。其中VIP值排名前10的差异变量包括对甲苯甲醚、2-乙酰基吡咯、2-苯乙醇-d、Tyr、3-庚酮、W1S传感器响应值、2-己酮、综合感官评分、Ala和辛醛,其中涵盖6 种挥发性风味成分、2 种氨基酸和1 项电子鼻传感器指标。这些特征指标可作为区分不同加工工艺鸡背样品的重要依据。

PUAA.鲜味氨基酸占比,PSAA.甜味氨基酸占比,PBAA.苦味氨基酸占比。图4 PLS-DA得分图(A)、200 次置换检验图(B)、散点图(C)和VIP值(D)
Fig.4 Score plot (A), cross-validation of partial least squaresdiscriminant analysis model obtained from 200 permutation tests (B), scatter plot (C), and variable importance in projection value (D)

3 讨 论

本研究通过系统分析不同加工方式(NS、OS、NB、OB)对诸城烤鸡背风味的影响,揭示了关键风味差异的形成机制。结果表明,卤煮工艺(NB和OB组)在挥发性风味物质的种类和含量上显著优于腌蒸工艺(NS和OS组)。这一差异主要源于2 种工艺截然不同的热传递模式与水分迁移行为。卤煮过程中,样品完全浸没于沸腾的卤汁,实现了高效的对流热传递。这种剧烈且持续的热作用能更有效地激发美拉德反应、促进脂肪的水解与氧化[43],并为香辛料风味物质的溶出与交换提供了理想的介质。例如,NB组中乙酸乙酯、3-庚酮和对甲苯甲醚等风味物质相对含量显著较高,为其带来明显的果香、脂肪香和坚果香[25],与感官评价中“香气浓郁”的结果相一致。相比之下,腌蒸工艺依赖于蒸汽冷凝释放的潜热,热传递效率相对较低,且环境温度难以超过100 ℃。同时,蒸制过程中鸡肉内部水分向外迁移,可能携带部分水溶性风味前体物质(如游离氨基酸、小分子肽)流失,导致参与风味反应的底物减少。这正是卤煮组鲜味氨基酸和挥发性物质(如乙酸乙酯、3-庚酮)相对含量显著较高的根本原因。加之老卤反复使用易积累苦味氨基酸(如亮氨酸、赖氨酸),进而影响风味的协调性[44]

卤水的新旧程度对风味构成也具有重要影响。NB组在鲜味氨基酸(如谷氨酸)含量方面表现优异,而OB组虽具有一定鲜味基础,但苦味氨基酸的积累导致其滋味评分偏低(表5)。该结果与老卤中蛋白质长期热降解生成肽类及杂环化合物的过程相关[23,45]。电子鼻数据进一步支持上述结论,W5S传感器(对含氮化合物敏感)在腌蒸组中响应较高,表明美拉德反应中间产物积累较多[46]。值得注意的是,卤煮组中W1C传感器(对芳香成分敏感)响应显著,说明卤煮有助于香辛料(如八角、 白芷)中挥发性萜烯类物质的释放,从而增强香气层次[47]。在色泽方面,新卤和老卤会显著影响烤鸡背的a*和b*(P<0.05),新卤制作的烤鸡背有助于提高浅皮肉的a*和b*,可能与卤料中的天然色素(如姜黄素)及热诱导的肌红蛋白变性有关[48]。腌蒸和卤煮2 种加工方式则主要对烤鸡背浅皮肉的L*产生影响,蒸的方式有助于L*的提高,但可能因氧化程度较低导致色泽饱和度不足,影响消费者视觉偏好。

4 结 论

本研究通过多维度分析明确加工方式对诸城烤鸡背风味品质具有显著影响。NB工艺在鲜味氨基酸含量、挥发性风味物质丰富度及感官协调性方面均表现最佳,为最优加工方式。OB虽香气表现良好,但苦味积累制约其整体接受度;腌蒸工艺则因氨基酸流失与美拉德反应不充分,风味品质较差。基于以上结果,建议在实际生产中优先采用NB工艺,并通过优化卤料配方(如引入天然抗氧化剂)与控制炖煮时间以提升风味稳定性。此外,结合电子鼻、电子舌等技术构建快速风味评价体系,可为传统禽肉制品的标准化与工业化生产提供技术支持,也为其他骨类副产物的风味调控研究提供了有益参考。

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Effect of Boiling and Steaming on the Flavor Quality of Grilled Chicken Rack: A Comparative Study by Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometry and Chemometric Analysis

FENG Yujian1, WANG Hongwei1, XU Na2, PANG Jianlong1, GUO Zhifeng1, ZHANG Qingyong3,YAN Ruiping4, ZHENG Zhaoqin4, LI Feifeng4, ZHANG Li4, LÜ Qingqin2, WANG Peng2,*

(1. Weifang Innovation Service Center for Livestock and Poultry Slaughtering Quality Standards, Weifang 262200, China;2. State Key Laboratory of Meat Quality Control and Cultured Meat Development, College of Food Science and Technology,Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 3. Shandong Dezhou Braised Chicken Co. Ltd., Dezhou 253034, China;4. Zhucheng Animal Husbandry Development Center, Weifang 262200, China)

Abstract: This study investigated the effects of four processing methods, namely new-brine steaming (NS), old-brine steaming (OS), new-brine boiling (NB), and old-brine boiling (OB) on the flavor quality of Zhucheng grilled chicken rack, a traditional meat product from Shandong. By integrating multiple analytical techniques including colorimetry, free amino acid analysis, gas chromatography-ion mobility spectrometry (GC-IMS), electronic nose, electronic tongue, and sensory evaluation, the formation mechanisms of flavor compounds under different processing conditions were thoroughly elucidated. The results demonstrated that the boiling methods (NB and OB) significantly enhanced the content of volatile compounds (such as ethyl acetate and 3-heptanone, etc.) and enriched umami amino acids, with glutamic acid reaching 196.22 mg/100 g in the NB group, which achieved the highest overall sensory score (7.257). In contrast, the steaming methods (NS and OS) resulted in poor flavor balance due to insufficient Maillard reaction and loss of certain amino acids.Although the OB samples accumulated higher levels of bitter amino acids (56.71 mg/100 g), which somewhat reduced taste acceptability, they exhibited higher retention of characteristic aroma compounds. This study provides a theoretical basis for optimizing the processing technology and flavor regulation of traditional grilled chicken rack, confirming that NB is the optimal method for enhancing the overall flavor quality.

Keywords: grilled chicken rack; processing methods; gas chromatography-ion mobility spectrometry; sensory evaluation;flavor quality

收稿日期:2025-09-26

基金项目:山东省重点研发计划(乡村振兴科技创新提振行动计划)项目(2024TZXD029-2);国家现代农业(肉鸡)产业技术体系建设专项(CARS-41)

第一作者简介:冯玉建(1973—)(ORCID: 0009-0007-1324-8100),男,硕士,研究方向为畜禽屠宰加工及产品质量控制。E-mail: zcrck@163.com

*通信作者简介王鹏(1979—)(ORCID: 0000-0002-6442-2849),男,教授,博士,研究方向为畜禽屠宰加工及产品质量控制。E-mail: wpeng@njau.edu.cn

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250926-303

中图分类号:TS251.5

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2026)09-0070-10

引文格式:
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