水產(chǎn)品、畜禽肉異味物質(zhì)及其脫除技術(shù)的研究進展

王子凌 王海濱* 周曉榮 路洪艷 彭利娟 王 軍 羅 灝 郭 晶 張紅宇 潘秀云

1.武漢輕工大學食品科學與工程學院 湖北武漢 430023 2.武漢輕工大學化學與環(huán)境工程學院 湖北武漢 430023 3.湖北云鶴鹽業(yè)銷售有限公司 湖北武漢 430071 4.益鹽堂(應城)健康鹽制鹽有限公司 湖北應城 432499

食品中的氣味和滋味(簡稱味“風味”)有很多種，有些是比較常見的，而也有些風味是獨特的。然而，某些特殊的氣味或滋味可能會使我們的口腔、鼻子、舌頭等器官感覺到不適，從而產(chǎn)生厭煩的感覺，這種會導致大部分人不能接受的味道，一般被稱作“異味”[1]。隨著時代的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量和生活條件也在不斷地提高和改善，人們也對食品風味有著越來越高的要求。消費者評價食品的一項極其重要的感官方面的指標就是食品的風味，這項指標將會直接地影響到消費者感官，使他們對于食品的品質(zhì)有所判斷，很大程度上影響著食品的銷售。食品的口感、食用價值和市場競爭力會因為這些異味物質(zhì)的存在而直接大幅度降低[2]。

畜禽肉及制品是現(xiàn)在人們生活中常見的食品，肉制品有著營養(yǎng)豐富，味道鮮美，富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、風味物質(zhì)等優(yōu)點[3,4]。水產(chǎn)品也是現(xiàn)在老百姓生活中常見的佳肴，口感獨特、風味好、營養(yǎng)價值高。水產(chǎn)及其制品蛋白質(zhì)含量高，脂肪、膽固醇含量較低，有著科學合理氨基酸成分組成比例，大都是由不飽和脂肪酸組成，而不飽和脂肪酸是易被人體消化吸收的，很大程度上有益健康[5]。隨著人們對食品風味要求的提高，異味問題也在很大程度上限制了肉制品的加工與銷售。在農(nóng)產(chǎn)品及其加工過程中，普遍發(fā)現(xiàn)了食品異味問題，大大影響食品品質(zhì)和商業(yè)價值,并且覆蓋多個地區(qū)及種類，很大程度上限制了世界食品產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

近年來，隨著對揮發(fā)性異味形成的機制的探索，以及對其去除技術(shù)方面研究的逐步深入，一系列效果較好，且應用廣泛的消除方法也被發(fā)掘出來，使得許多產(chǎn)品的風味有了很大的改善，在一定程度上促進了畜禽、水產(chǎn)及其制品方面的行業(yè)發(fā)展。

本文對畜禽水產(chǎn)異味物質(zhì)成分以及去除技術(shù)進行綜述，并對不同技術(shù)的利弊加以對比，以期望對異味物質(zhì)去除的利用和發(fā)展提供參考。

1 水產(chǎn)品

1.1 腥味物質(zhì)及形成機理

水產(chǎn)品的腥味物質(zhì)主要有四種來源：氧化三甲胺的降解、脂質(zhì)氧化、其他物質(zhì)的酶催化轉(zhuǎn)化和外界環(huán)境次生代謝產(chǎn)物。

氧化三甲胺是一種含氮化合物，是很多水產(chǎn)品本身所含有的一種獨特的內(nèi)源性物質(zhì)。當其濃度達到某個值時，品嘗水產(chǎn)品時會有甜味，其鮮味也會得到進一步的增強。雖然三甲胺氧化物本身不是異味物質(zhì)，但其受熱會分解為三甲胺(trimethylamine，TMA)、二甲胺(dimethylamine，DMA)和甲醛[6,7]，并且其也會受到壓力的影響，如果在高壓環(huán)境中，分解會加速，加大三甲胺的形成。如是不新鮮的魚，就會分解其粘液和一些蛋白質(zhì)，生成肽和氨基酸，隨后如δ-氨基戊酸、δ-氨基戊醛和六羥基吡啶等異味物質(zhì)也會在一些酶和微生物的作用下顯現(xiàn)出來。而三甲胺會與這些化合物結(jié)合，隨后生成的化合物會導致異味[8]。常見腥味物質(zhì)產(chǎn)生機理及氣味貢獻見表1。

表1 常見腥味物質(zhì)產(chǎn)生機理及氣味貢獻[9]

在特定的某些脂肪氧化酶作用下，一些不飽和脂肪酸會由于酶促反應或自動氧化進行分解，生成產(chǎn)物氫過氧化物。這些初級代謝產(chǎn)物的穩(wěn)定性較弱，容易進一步分解產(chǎn)生多種揮發(fā)性化合物。經(jīng)過氣質(zhì)聯(lián)用儀的檢測，得出多數(shù)水產(chǎn)品中主要的異味是由于某些小分子化合物的揮發(fā)作用，即醛類、酮類及羧酸類等，腥味也是由于這些次級氧化產(chǎn)物共同作用導致的[10]。

在酶的催化作用下，由魚肉分解出來的含硫、氮的前體物質(zhì)將會進行脫羧與脫氨反應從而生成腥味化合物，導致魚肉會有腥味產(chǎn)生。此外，某些異味物質(zhì)也可由類胡蘿卜素在酶的作用下生成，導致魚肉會有腥味[11]。

養(yǎng)殖過程中，水域中如放線菌、藍細菌等微生物會產(chǎn)生一些次級代謝產(chǎn)物，而這些次生代謝產(chǎn)物本身就會帶有腥味，隨后被吸附，積累在魚體內(nèi)，導致腥味的產(chǎn)生。水域環(huán)境中的異味物質(zhì)主要包括土臭素(geosmin)以及二甲基異莰醇(或二甲基異冰片，2-methylisoborneol,MIB)[12]、2,4,6-三氯代茴醚(2,4,6-trichloroanisole,TCA)、2-異丁基-3-甲氧基吡嗪(2-isobutyl-3-methoxypyrazine,IBMP)和2-異丙基-3-甲氧基吡嗪(2-isopropyl-3-methoxypyrazine,IPMP)等，土臭素和二甲基異莰醇均是最重要的腥味來源，且在室溫條件下呈現(xiàn)半揮發(fā)的性質(zhì)[13]。

1.2 脫除技術(shù)

水產(chǎn)品腥味物質(zhì)的脫除技術(shù)包括：感官掩蔽法、物理學法、化學法和生物學法等。

1.2.1 感官掩蔽法

感官掩蔽法主要是在加工過程中使用如蔥、姜、蒜與花椒、八角常用的家庭調(diào)味料或香辛料進行烹煮，或者一些具有獨特風味的物質(zhì)，在加工過程中能夠?qū)Ⅳ~的腥味掩蓋住的方法。原理是腥味物質(zhì)會與調(diào)味料及香辛料中有機物質(zhì)的發(fā)生化學反應，起到去除腥味的作用[14]。

1.2.2 物理法

物理法包括鹽溶法、包埋法、吸附法、輻照法、微膠囊法以及有機溶劑萃取法。

(1)鹽溶法。

主要是利用鹽析作用和滲透壓，這種方法可以有效的將異味物質(zhì)析出以達到脫除腥味的目的[14]。雷躍磊[15](2018)等認為合適的腌制工藝能夠減輕水產(chǎn)品中的腥味，且食鹽在滲入過程中還能夠促進形成特殊風味。

(2)包埋法。

主要是通過籠型分子的包裹作用，而某些異味物質(zhì)的相對分子質(zhì)量較低，容易被包裹，致使這些異味物質(zhì)無法發(fā)揮作用，異味就隨之消除了[16]。羅美燕[17](2021)等用β-環(huán)糊精加入到沙蟹汁，明顯降低了氮氧化合物、甲基類化合物等一些帶有揮發(fā)性的腥味物質(zhì)，芳香類化合物的濃度也被顯著提高了，證明其脫腥效果更加突出。

(3)吸附法。

主要是利用孔狀結(jié)構(gòu)與大比表面積的吸附物，將流經(jīng)的異味物質(zhì)吸附在其表面[11]。李斌[18](2013)等利用了活性炭對羅非魚魚皮明膠溶液進行腥味脫除，發(fā)現(xiàn)脫腥效果良好。

(4)輻照法。

主要是將水產(chǎn)品進行60Co或137Cs輻射處理，利用電離作用改變異味物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。采用輻照法進行脫腥的優(yōu)點是簡易、操作簡單，可大量處理等[9]。

(5)微膠囊法。

主要是用高分子成膜材料將芯材的小顆?；蛞旱伟。沟卯愇段镔|(zhì)無法發(fā)揮作用[16]。王正云[19](2020)等利用殼聚糖(chitosan，CS)和大豆分離蛋白(soybean protein isolate，SPI)兩種生物大分子聚合物作為壁材，對青魚內(nèi)臟中的魚油進行微膠囊化，有效地抑制了不飽和脂肪酸氧化的同時，也高效地掩蔽了產(chǎn)品的腥味。

(6)有機溶劑萃取法。

主要是利用不同的有機溶劑將食品中的異味物質(zhì)根據(jù)不同的溶解度分別萃取出來[11,20]。這樣不僅可以去除異味物質(zhì)，還可以降低食品中的脂肪氧化程度。但這種方法有可能使得部分有機溶劑殘留在食品中，蛋白質(zhì)也可能由于有機溶劑而變性導致食品品質(zhì)發(fā)生變化。

1.2.3 化學法

化學法包括酸堿法、抗氧化劑法、臭氧法。

(1)酸堿法。

就是將腥味物質(zhì)與酸和堿發(fā)生化學反應，并且將脂肪、腥味物質(zhì)進行溶解萃取，以達到脫除腥味物質(zhì)的目的。酸堿法一定pH條件下將部分蛋白質(zhì)溶解展開，然后過濾掉其中的不溶物，再將pH調(diào)整到等電點，過濾回收其中的沉淀物。另外，脂質(zhì)和色素也可以溶出，大幅度抑制脂肪氧化，有效的去除腥味物質(zhì)[21]。

(2)抗氧化劑法。

主要是通過茶葉中茶多酚、黃酮類物質(zhì)、萜烯類化合物以及兒茶類化合物的生物活性[22]，以祛除腥味物質(zhì)。研究表明黃酮類、酚類化合物有鈍化酶和除臭的作用[23]。

(3)臭氧法。

臭氧是一種氧化劑，降解產(chǎn)物為單原子態(tài)氧和羥基自由基，這些降解產(chǎn)物的強氧化作用能有效除去還原性物質(zhì)，部分不利的有機物也可以降解去除，處理后，保留無味或者氣味閾值更大的揮發(fā)性物質(zhì)，脫腥效果較好[24]。

1.2.4 生物法

生物法包括攝食法、微生物發(fā)酵脫腥法、微生物酶法脫腥。生態(tài)脫腥是利用微生物的代謝功能等正常生命活動，分解掉水產(chǎn)品中的異味物質(zhì)，也可以利用生物酶分子的修飾作用，將一些異味物質(zhì)變成其他物質(zhì)[25]。

(1)攝食法。

利用一些浮游生物捕食菌類及藻類。此種方法較為綠色環(huán)保、健康安全。但這種生物學技術(shù)發(fā)展還并不完善，還需要進一步的深入研究，開發(fā)無公害且經(jīng)濟實用的魚類異味脫除技術(shù)[26]。另外，在養(yǎng)殖時向飼料中添加某些物質(zhì)也可以減少或掩蓋魚體內(nèi)的異味物質(zhì)。

(2)微生物發(fā)酵脫腥法。

目前利用酵母脫除異味的原因有以下幾點：①酵母的疏松結(jié)構(gòu)將異味物質(zhì)吸附使其不能發(fā)揮作用；②異味物質(zhì)如醛、酮等被酵母合成大分子物質(zhì)，隨后有些細胞將其聚集起來，使其不能發(fā)揮作用；③酵母里的酶降異味物質(zhì)反應合成其他物質(zhì)[21]。小分子的異味物質(zhì)被微生物代謝或分子結(jié)構(gòu)修飾成其他大分子物質(zhì)[27]。

(3)酶法脫腥。

主要是利用酶解液中多肽類物質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)變化，進而改變了蛋白質(zhì)的功能特性，減少了游離氨基酸含量，除去了蛋白質(zhì)類的異味物質(zhì)，而中性蛋白酶具有健康安全的優(yōu)點。

2 畜禽制品

2.1 羊肉

2.1.1 羊膻味物質(zhì)

羊肉的異味一般特指羊肉的膻味，產(chǎn)生這種膻味的化合物主要是C8-C10的支鏈脂肪酸，還有4-甲基苯酚和3-甲基吲哚等化合物[28]。羊膻味物質(zhì)在動物體內(nèi)合成積累主要是由于動物體內(nèi)脂肪的作用。

羊膻味的主要來源是揮發(fā)性的4-烷基支鏈脂肪酸4-甲基辛酸(4-Me-8:0)、4-甲基壬酸(4-Me-9:0)、4-乙基辛酸(4-Et-8:0)。反芻動物瘤胃L-色氨酸會代謝生成3-甲基吲哚，這種代謝產(chǎn)物與吲哚都有類似糞便氣味，在畜產(chǎn)品中沉積導致一些不良風味的形成。4-甲基苯酚也是由瘤胃細菌作用于酪氨酸而產(chǎn)生的，4-甲基苯酚可能會跟隨血液而沉積脂肪組織中，使得羊肉中會有羊膻味。脂肪的主要組成部分之一的脂肪酸會直接影響到脂肪氧化的過程，從而導致羊肉及其制品和乳制品中的揮發(fā)性風味物質(zhì)生成[29]。脂肪氧化也會導致羊肉中帶有羊膻味，醛類、酮類、內(nèi)酯類等不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物會導致羊肉及其制品和羊乳制品產(chǎn)生膻味[30]。羊肉的熟肉制品由于戊醛、己醛及2,3-辛二酮的原因也會產(chǎn)生熱異味。

2.1.2 脫除方法

對于羊肉膻味的處理方法大致分為感官掩蔽法、物理化學法、微生物法和漂洗法。

(1)感官掩蔽法。

人們通常采用在羊肉加工時加入與蘿卜或紅棗，可以減輕羊肉中的膻味；或燉煮羊肉時加入大蒜、辣椒、醋等調(diào)味料，掩蓋住膻味。也可以利用中草藥，人們常用的香辛料如白芷、砂仁、八角、香葉、綠豆等對羊肉進行處理，但只能暫時地蓋住膻味，并沒有脫除掉羊膻味的物質(zhì)，也沒有改變其存在形式。

(2)物理化學法。

就是對羊肉進行蒸汽噴發(fā)進行超高溫殺菌，同時利用真空去除蒸汽，以到達去除異味的目的。

(3)微生物法。

利用植物乳酸桿菌和乳脂鏈球菌制成混合發(fā)酵劑，加入羊肉制品中可以達到脫膻的效果。

(4)漂洗法。

利用調(diào)節(jié)不同pH值的水，在一定的溫度下對于羊肉進行漂洗可以達到脫膻的目的[31]。

2.2 兔肉

兔肉腥味是指兔肉在加工后會有一種異味。經(jīng)氣相-質(zhì)譜檢測證實了己醛等中級醛是導致兔肉腥味的主體物質(zhì)[32]；謝躍杰[33](2018)等使用了超臨界CO2流體萃取，確定了己酸也是導致兔肉有腥味的原因之一。不飽和ω-6脂肪酸的氧化也會生成己酸[34]；酶、化學或細菌的影響，還包括脂類、氨基酸或碳水化合物的分解都會產(chǎn)生己酸[35]，同時己醛氧化分解也會生成己酸。

公兔去勢后其腥味會明顯減少，現(xiàn)在兔肉最有效的去腥方法就是在養(yǎng)殖過程中將其去勢。肉中腥味成分的濃度也會受兔子的不同品種的影響；腥味物質(zhì)的含量隨著兔子年齡的增加而逐步增加。因此，在兔肉制品加工過程中，應選擇腥味成分濃度較低也就是相對較好的品種。原料的選擇也很重要，宰殺年齡適宜的肉兔，可以減少產(chǎn)品的腥味。目前兔肉產(chǎn)品中，大多數(shù)都是在加工過程中加入調(diào)味料或香辛料掩蓋腥味，即感官掩蔽法，這也是一種較為方便、快捷的去腥方式。

脂氧合酶在生物體內(nèi)會分解脂肪酸，生成各種具有腥味揮發(fā)性化合物。選擇在兔肉屠宰經(jīng)過預處理后，用厚樸和白芍或其提取液即有顯著的抗氧化功能的中草藥對其進行處理，可以抑制體內(nèi)LOX同工酶的活性從而減少宰后腥味物質(zhì)的生成，對兔肉產(chǎn)品的風味改善有一定的作用和意義[36]。

2.3 豬肉

未去勢公豬肉中的典型異味主要來源為糞臭素和雄烯酮，其中糞臭素會散發(fā)糞便的臭味，而雄烯酮會導致尿騷味的產(chǎn)生[37]。豬肉中異味物質(zhì)的主要來源為L-色氨酸的降解和睪丸分泌物。L-色氨酸主要來源為飼糧或內(nèi)源蛋白質(zhì)分解，而在后腸道厭氧微生物的作用下L-色氨酸會降解產(chǎn)生3-甲基吲哚即糞臭素，導致糞便臭味強烈而持久[2]。

人工注射促性腺激素釋放激素抗原，可以降低未去勢公豬體內(nèi)的異味物質(zhì)，而在飼料中添加維生素E也能在一定程度上減少異味。而在屠殺后也有數(shù)種方法能有效的去除豬肉中的腥味，有中和法，就是加入的酸性物質(zhì)，例如檸檬汁、醋、番茄醬等將堿性的異味物質(zhì)中和掉，以達到脫除異味的目的。但是這種方法可能有殘余，會影響最終的風味。酒精法就是通過加入酒精，將肉中的醛、酮、硫化物、醇溶蛋白等物質(zhì)溶解析出，再加熱揮發(fā)帶走異味，但這種方法局限性較大。感官掩蔽法，就是加入常用的蔥姜蒜等香氣物質(zhì)在去除異味的同時，還能使豬肉帶有調(diào)味料的香氣，但是這也會改變其本身的味道，對于需要保持原味的烹飪方法不適合。熱除腥法是通過加熱除去如甲硫醇、乙硫醇等沸點較低的腥味物質(zhì)。也可以用滾油、沸水，但是難以精確地控制其溫度，可能會導致肉制品的營養(yǎng)成分流失、品質(zhì)損傷等[38]。朱氏黎花[38](2016)等將生豬肉浸泡在50℃的溫水中20～40min，發(fā)現(xiàn)能夠有效地消除腥味，但是重量有一定的損失。這表明證明生豬肉中的部分異味物質(zhì)可以通過用溫水浸泡的方法去除，而浸出液呈堿性，證明豬肉中某些物質(zhì)溶于水后呈現(xiàn)堿性。

2.4 鴨肉

鴨肉等熟肉制品有一種獨特的異味，一般是冷藏后再次加熱所導致的人們稱之為熱異味(warmed-overflavor，WOF)，即“酸敗氣味”、“紙板氣味”、“陳腐氣味”。多種肉類中都含有WOF物質(zhì)，且不同種類的肉制品的WOF也不完全相同。如熟鴨肉制品中低級醛類(戊醛、已醛、己醛及丙二醛等)、醇類和2,3-辛二酮等會導致WOF[39]，而牛肉WOF由己醛和2,3-辛二酮引起，雞肉中的WOF物質(zhì)為己醛，羊肉由戊醛、己醛及2,3-辛二酮的原因產(chǎn)生WOF。

綜上所述，對于大部分肉制品來說，己醛都是構(gòu)成WOF的關鍵性因素。脂質(zhì)尤其是磷脂的氧化是導致WOF的主要因素。脂類化合物在氧氣或某些催化物(如非血紅素鐵離子)的影響下，氧化生成氫過氧化物。而氫過氧化物并不穩(wěn)定，從而進一步分解產(chǎn)生戊醛、已醛、庚醛等低級醛類。WOF的主要來源之一也是磷脂快速氧化[2]。

研究表明，如果在鴨肉加工過程中添加葡萄糖，那么異味物質(zhì)的生成將會相對較少，同時脂質(zhì)氧化會受到氨基化合物和葡萄糖美拉德反產(chǎn)物的影響，隨著反應的進行抗氧化程度也會隨著產(chǎn)物濃度的增加而增強，從而減少異味物質(zhì)的產(chǎn)生[40]。研究發(fā)現(xiàn)，脂肪氧化也受各種抗氧化劑的影響，比如茶多酚兒茶素中的羥基氫容易釋放出氫離子，與酰基甘油中的不飽和脂肪酸爭奪氧自由基，從而阻止或降低脂肪的氧化程度[41]。

3 展望

風味物質(zhì)是決定食品的品質(zhì)的重要因素。然而食品原材料本身帶有異味、在加工和儲藏過程中產(chǎn)生異味物質(zhì)，這些現(xiàn)象已經(jīng)并且還會持續(xù)地嚴重制約食品行業(yè)的發(fā)展。這也是國際食品行業(yè)風味研究的熱門問題之一。目前，對于食品原料中的異味化合物的形成機理及脫除技術(shù)研究已經(jīng)有報道，并且效果很好。但從總體來看，異味物質(zhì)的研究重點還是水產(chǎn)品，而對于禽畜肉類的研究相對較少。

醇、醛、酮、酸、胺等食品中主要的揮發(fā)性成分是導致肉制品有異味的主要原因。而異味也不單純是某一種成分在起作用，更多的還是多種成分進行的復合作用的結(jié)果，從而導致食品有令人不愉快的氣味影響消費。在脫除技術(shù)的選擇上，應該基于不同種類的產(chǎn)品，不同的處理方式中異味物質(zhì)的理化性質(zhì)和形成機制，有針對性地選擇方法，使異味物質(zhì)減少甚至消失。此外，對異味脫除技術(shù)的選擇，不僅要考察脫除效果，還應該結(jié)合對不同食品的營養(yǎng)成分、安全性和品質(zhì)的影響等方面進行綜合評價。

未來，還需要更加有效地探索水產(chǎn)品和畜禽肉中的異味物質(zhì)，及其在加工過程中可能會導致異味物質(zhì)產(chǎn)生的原因，以期能夠在養(yǎng)殖和加工環(huán)節(jié)減少或避免異味物質(zhì)的形成，使水產(chǎn)品和畜禽肉制品能夠更進一步發(fā)展，讓廣大消費者更好地體驗美味食品。