基于多元統(tǒng)計學解析我國四大燒雞菜肴制品 滋味物質圖譜

孫祥祥，喻余梅，楊欣宇，孟德娟，李文浩，劉 歡，張德權，王振宇,*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室，北京 100193；2.西北農(nóng)林科技大學食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100）

燒雞以其風味獨特、造型美觀、色澤鮮艷、營養(yǎng)豐富深受消費者喜愛[1]，其中山東德州扒雞、河南道口燒雞、遼寧溝幫子熏雞和安徽符離集燒雞被稱為我國四大燒雞。四大燒雞常見加工工藝主要包括造型、上色、油炸和鹵煮。在鹵煮過程中加入香辛料，輔以老湯，使產(chǎn)品味道鮮美，香氣濃郁[2-3]。此外，溝幫子熏雞在鹵煮過后還有一個獨特的煙熏過程。然而，作為我國典型民族菜肴，四大燒雞菜肴很少受到關注。因此，有必要對我國四大燒雞菜肴的滋味特征進行系統(tǒng)、全面的研究，以期豐富我國四大燒雞菜肴滋味品質的基礎理論。

滋味是決定消費者購買意愿的重要指標之一。雞肉加熱過程中生成的游離氨基酸、小肽和核苷酸等呈味物質共同組成了雞肉制品菜肴的滋味特征[4]。電子舌將電信號轉化為味覺信號來區(qū)分食物口味，感官閾值小，消除了感官評價的主觀性，因其快速、簡便和安全等特點得到廣泛應用[5-6]，如中華絨螯蟹滋味輪廓評定、酸肉質量辨別及不同品牌鹽水鴨辨別等[7-9]。同時，電子舌結合不同分析方法，能夠更加準確、全面分辨燉煮牛肉、德州扒雞及鲊肉粉加工過程滋味的差異[10-12]。游離氨基酸和核苷酸是主要的非揮發(fā)性物質，對滋味的形成有重要貢獻[13]。Xiong Guoyuan等[14]研究發(fā)現(xiàn)，肌苷酸、賴氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸對符離集燒雞滋味有重要影響。Liu Dengyong等[12]研究發(fā)現(xiàn)，肌苷酸、谷氨酸和賴氨酸是道口燒雞的主要滋味物質。此外，非揮發(fā)性風味化合物含量的差異，如游離氨基酸和5’-核苷酸，導致肉制品的不同滋味特征。雖然已有少數(shù)研究對個別品牌燒雞菜肴的滋味特性進行了研究，但對我國四大燒雞菜肴的滋味進行系統(tǒng)、全面研究的報道很少。因此，解析我國四大燒雞菜肴滋味圖譜，明確我國四大燒雞菜肴滋味特征很有價值。

本研究以山東德州扒雞、河南道口燒雞、遼寧溝幫子熏雞和安徽符離集燒雞為研究對象，系統(tǒng)分析其游離氨基酸和5’-核苷酸滋味物質，并計算味精當量（equivalent umami concentration，EUC）和滋味活度值（taste activity value，TAV），結合主成分分析（principal component analysis，PCA）、偏最小二乘判別分析（partial least squares discrimination analysis， PLS-DA）和聚類分析（hierarchical cluster analysis，HCA），解析我國四大燒雞菜肴滋味圖譜，明確我國四大燒雞菜肴滋味特征，以期為我國四大燒雞菜肴滋味的標準化調控、新工藝優(yōu)化和專用香辛料開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

道口燒雞（A）、德州扒雞（B）、符離集燒雞（C） 和溝幫子熏雞（D）分別在4 個按其傳統(tǒng)工藝加工的知名企業(yè)取樣，成品后45 min內分別取雞胸肉（1）、雞胸皮（2）， 放置于4 ℃保溫箱中運回實驗室，進行相關指標測定。

5’-鳥苷酸（5’-guanosine monophosphate， 5’-GMP）、5’-肌苷酸（5’-inosine monophosphate， 5’-IMP）、5’-腺苷酸（5’-adenosine monophosphate，5’-AMP）、5’-腺苷二磷酸（5’-adenosine diphosphate，5’-ADP）、次黃嘌呤（hypoxanthine，Hx）、肌苷（inosine，I）、游離氨基酸標準品 Sigma-Aldrich（中國）公司；甲醇、乙腈（均為分析純） Thermo Fisher（中國）有限公司；高氯酸（HClO4）、氫氧化鈉（NaOH）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；磺基水楊酸 北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

ML204電子天平 瑞士Mettler-Toledo公司；超低溫冰箱 美國Thermo公司；α-Astree電子舌 法國Alpha MOS公司；Agilent 1260液相色譜儀（配備TSKgel ODS-80TM色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）） 美國 Agilent公司；CR21N離心機、L-8900氨基酸分析儀 日本Hitachi公司。

1.3 方法

1.3.1 電子舌分析

參考Xiang Can等[15]的方法。稱取4 g攪碎的樣品與20 mL超純水混合勻漿（10 000 r/min、20 s，2 次，冰浴），然后加入100 mL超純水，超聲浸提20 min后，4 ℃、10 000 r/min離心15 min。將上清液過0.45 μm水系濾膜，取100 mL待測液倒入燒杯中，每個樣品數(shù)據(jù)采集時間為120 s，以確保傳感器對每個樣品獲得足夠的滋味信息。

1.3.2 核苷酸分析

參考Xiang Can等[15]的方法。稱取10 g攪碎的樣品置于50 mL離心管，加入30 mL體積分數(shù)5% HClO4溶液后，勻漿（10 000 r/min、20 s，2 次，冰?。x心（4 ℃、8 500 r/min、10 min），收集上清液。沉淀溶于10 mL體積分數(shù)5% HClO4溶液，勻漿（10 000 r/min、 20 s，2 次，冰?。x心（4 ℃、10 000 r/min，10 min），收集上清液。用中速濾紙過濾上清液，收集濾液，用1 mol/L NaOH調節(jié)濾液pH值至5.4，定容至100 mL。經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后上機檢測。檢測條件為：柱溫30 ℃，紫外檢測波長254 nm，進樣量10 μL，流速0.6 mL/min。流動相：A為甲醇， B為磷酸二氫鉀緩沖液 （0.05 mol/L，pH 5.4）；流動相經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后，在室溫下超聲脫氣30 min。采用二元流動相進行梯度洗脫分離：0～10 min，0% A、100% B；11～17 min，10% A、90% B；18～25 min，0% A、100% B，檢測時間25 min。

根據(jù)標準品保留時間定性，以峰面積為橫坐標，各標準品質量濃度為縱坐標繪制標準曲線。將樣品峰面積帶入對應標準曲線，得到目標物質質量濃度。

1.3.3 游離氨基酸分析

參考顏統(tǒng)晶等[16]方法。稱取3 g攪碎的樣品與3 mL超純水混合，勻漿（6 000 r/min、20 s，2 次，冰浴），離心（4 ℃、10 000 r/min，10 min），收集上清液，定容至5 mL。取1 mL上述所得溶液加入1 mL 8 g/100 mL磺基水楊酸溶液，離心（4 ℃、10 000 r/min，15 min），取1 mL上清液經(jīng)氮吹儀吹干，加入1 mL 0.02 mol/L HCl溶液復溶，經(jīng)0.20 μm濾膜過濾后，使用氨基酸自動檢測儀檢測。

1.3.4 TAV計算

TAV反映單一化合物對整體滋味的貢獻，TAV＜1表示該物質對于樣品的滋味貢獻不大；TAV＞1表示該物質對于樣品的滋味有顯著貢獻，且數(shù)值越大，貢獻越大。TAV按式（1）計算。

式中：Ci為滋味物質i的含量/（mg/100 g）；Ti為滋味物質i的味覺閾值/（mg/100 g）。

1.3.5 EUC計算

EUC衡量食品中鮮味物質的呈味強度，即用谷氨酸鈉的量來衡量100 g干物質中呈鮮物質的總量[17]。EUC按式（2）計算。

式中：αi為鮮味氨基酸（谷氨酸或天冬氨酸）的含 量/（g/100 g）；βi為鮮味氨基酸相對于谷氨酸鈉的相對鮮度系數(shù)（谷氨酸為1.000、天冬氨酸為0.077）；αj為呈味核苷酸（5’-AMP、5’-IMP、5’-GMP）的含量/（g/100 g）；βj為呈味核苷酸相對于5’-IMP的相對鮮度系數(shù)（5’-AMP為0.18、5’-IMP為1.00、5’-GMP為2.30）；1 218為協(xié)同作用常數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)（平均值±標準差，n=3），使用IBM SPSS Statistics 22統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用單因素方差分析中Duncan檢驗計算樣品之間的差異顯著性（P＜0.05）。使用SIMCA 14.1軟件對樣品進行HCA和PLS-DA。使用Origin 2022b軟件進行PCA。

2 結果與分析

2.1 我國四大燒雞菜肴電子舌味覺分析

圖 1 我國四大燒雞菜肴滋味強度雷達圖Fig. 1 Radar chart of taste intensity of four most famous Chinese chicken dishes

通過電子舌分析我國四大燒雞菜肴的滋味圖譜，也稱滋味雷達圖。由圖1可知，符離集燒雞的鮮味顯著高于其他3 個品牌燒雞，這可能與較高濃度的谷氨酸鈉、 5’-呈味核苷酸二鈉等鮮味貢獻物質有關[18]。德州扒雞和符離集燒雞的咸味和甜味顯著高于其他2 個品牌燒雞，這可能與德州扒雞和符離集燒雞在制作過程添加的食用鹽和蔗糖有關[19]。不同品牌的燒雞電子舌響應值存在差異，這表明電子舌傳感器對我國四大燒雞滋味有較好的區(qū)分效果[4]。

圖 2 我國四大燒雞菜肴電子舌響應值PCA載荷圖（A）和得分圖（B）Fig. 2 PCA loading (A) and score (B) plots of electronic tongue data of four most famous Chinese braised chicken dishes

根據(jù)燒雞對電子舌不同傳感器的響應值，采用PCA對我國四大燒雞菜肴進行區(qū)分。由圖2可知，PC1的貢獻率為73.2%，PC2的貢獻率為19.8%，總貢獻率為93.0%，表明電子舌PCA能夠反映我國四大燒雞菜肴滋味的整體信息[20]。由圖2A可知，PC1主要由燒雞的甜味和鮮味特征性滋味指標組成，PC2主要由苦味、咸味和酸味非特征性滋味指標組成。由圖2B可知，德州扒雞、道口燒雞分別聚集在第1、2象限，間距較遠，滋味差異較大。符離集燒雞和溝幫子熏雞均聚集第4象限，但位于不同位置，說明滋味存在一定的差異。為了進一步明確我國四大燒雞菜肴滋味物質差異，對其進行游離氨基酸和5’-核苷酸組成分析。

2.2 我國四大燒雞菜肴游離氨基酸組成分析

游離氨基酸是影響燒雞滋味的重要因素，根據(jù)其呈味特性，主要分為鮮味、甜味和苦味3 類[21]。鮮味氨基酸包括天冬氨酸和谷氨酸，可以與其他物質協(xié)同作用來提高產(chǎn)品風味；苦味氨基酸雖然呈苦味，但能增加厚味；甜味氨基酸可豐富產(chǎn)品口感，協(xié)調鮮味[22]。

由表1可知，16 種游離氨基酸中包括鮮味氨基酸2 種、甜味氨基酸7 種和苦味氨基酸7 種。我國四大燒雞菜肴中呈味氨基酸含量差異較大。與其他3 種燒雞相比，溝幫子熏雞中總氨基酸含量最高，為363.66～396.96 mg/100 g。可能由于加工工藝和原料的不同，如鹵制時間，導致我國四大燒雞菜肴中呈味氨基酸含量不同。常亞楠等[23]研究發(fā)現(xiàn)，長時間煮制可以降低雞肉中總游離氨基酸含量，可能是由于雞肉中的蛋白質因加熱處理而逐漸降解，一些水溶性氨基酸流失到湯中，因此總游離氨基酸含量降低。

我國四大燒雞菜肴中鮮味、甜味和苦味氨基酸的含量存在顯著差異。不同含量的游離氨基酸相互結合可能產(chǎn)生不同的滋味[24]，導致其滋味特征不同。甜味氨基酸是道口燒雞、德州扒雞和符離集燒雞中主要氨基酸，分別占總氨基酸的46.37%～53.21%、47.53%～47.70%和38.63%～54.96%。同時，蛋氨酸是一種重要的風味前體物質，可以產(chǎn)生不同的揮發(fā)性風味化合物[25]，這可能導致道口燒雞、德州扒雞和符離集燒雞的蛋氨酸含量相對較低。溝幫子熏雞的苦味氨基酸含量高于其他3 種品牌燒雞，這可能與鹵煮時蛋白質變性和二級鍵斷裂，暴露出更多的酪氨酸和精氨酸等疏水性氨基酸有關?？辔栋被嶙涛兑妆惶鹞逗王r味掩蓋，但會帶來持久的濃厚 味[26]。谷氨酸和天冬氨酸是影響燒雞鮮味的關鍵物質。與其他3 個品牌相比，溝幫子熏雞中鮮味氨基酸含量最高，為198.80～205.83 mg/100 g。有清香甜味的甘氨酸能降低入口苦味，其與谷氨酸的協(xié)同作用可以增加食物的鮮 味[27]。溝幫子熏雞（10.23～13.23 mg/100 g）和德州扒雞（10.57～11.80 mg/100 g）中甘氨酸含量相對較高。較高含量的甘氨酸可以提升燒雞鮮味[28]。綜上，我國四大燒雞菜肴的鮮美滋味并不是由單一氨基酸決定的，鮮味、甜味和苦味氨基酸間的平衡及相互影響可能是決定我國四大燒雞菜肴差異的關鍵因素[4]。

表 1 我國四大燒雞菜肴游離氨基酸含量Table 1 Free amino acid contents of four most famous Chinese braised chicken dishes mg/100 g

2.3 我國四大燒雞菜肴5’-核苷酸組成分析

鮮味氨基酸和5’-核苷酸具有較強的協(xié)同增鮮作用，使得產(chǎn)品的滋味更加鮮美、濃郁[29]。風味核苷酸 （5’-IMP和5’-GMP）也是影響肉制品滋味的另一種重要成分。當5’-IMP濃度較低時，5’-IMP和5’-GMP均能改善肉制品的甜度[30]。

表 2 我國四大燒雞菜肴5’-核苷酸含量Table 2 5’-nucleotide contents of four most famous Chinese braised chicken dishes mg/100 g

由表2可知，同一品牌的雞胸肉中5’-G M P、 5’-IMP、5’-ADP、5’-APM和I的含量顯著高于胸皮。另外，與其他3 個品牌的燒雞雞胸肉相比，道口燒雞雞胸肉含有更高含量的5’-GMP和5’-IMP。5’-IMP不僅自身具有鮮味，并且可以通過與其他核苷酸和氨基酸的相互作用增強風味[27]。如5’-IMP與谷氨酸和5’-AMP協(xié)同作用，可以增強食品鮮味[29]。呈味核苷酸在高溫加熱過程中可分解，加熱時間較短時，核苷酸主要發(fā)生的是脫磷酸反應，產(chǎn)生呈味效果不顯著的I，長時間的加熱會發(fā)生脫堿基反應，產(chǎn)生有苦味的Hx[31-32]。溝幫子熏雞含有更高含量的Hx，可能由于5’-GMP和5’-IMP的熱降解導 致[32]。我國四大燒雞菜肴的5’-GMP、5’-IMP、5’-AMP、 5’-ADP、Hx和I含量存在差異，這可能是導致它們滋味存在差異的原因之一。

2.4 我國四大燒雞菜肴TAV分析

圖 3 我國四大燒雞菜肴TAV熱圖Fig. 3 Heat map of TAVs of four most famous Chinese braised chicken dishes

根據(jù)游離氨基酸和核苷酸閾值計算TAV，TAV的大小與氨基酸和核苷酸的呈味效果成正相關[28]。由圖3可知，溝幫子熏雞中谷氨酸的TAV（6.23～6.51）顯著高于其他3 個品牌燒雞，表明谷氨酸對溝幫子熏雞的呈味有非常顯著的貢獻。雖然天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸等氨基酸的TAV小于1，但通過與谷氨酸協(xié)同作用，可以賦予燒雞不同的鮮味特征[33]。呈苦味的組氨酸可增強肉制品的風味，使肉制品具有“肉香”特征[34]。溝幫子熏雞組氨酸的TAV（0.31～0.39）顯著高于其他3 個品牌燒雞，說明組氨酸對溝幫子熏雞呈現(xiàn)肉香味有一定的促進作用。雞胸肉中5’-IMP的TAV顯著高于胸皮，說明5’-IMP對雞胸肉呈鮮味特征有顯著貢獻。道口燒雞雞胸肉中5’-IMP的TAV顯著高于其他3 個品牌燒雞的胸肉，賦予道口燒雞胸肉極佳的口感。同樣，道口燒雞的雞胸皮中5’-IMP的TAV顯著高于其他3 個品牌燒雞。從AMP的TAV看，四大燒雞中5’-AMP的TAV均小于1，說明5’-AMP對四大燒雞呈甜味特征無顯著貢獻。我國四大燒雞菜肴各類氨基酸和核苷酸的TAV存在差異，這可能是導致我國四大燒雞菜肴滋味特征不同的原因之一。

2.5 我國四大燒雞菜肴EUC分析

EUC可以用來評價鮮味氨基酸與呈味核苷酸的協(xié)同增鮮效果[29]。由圖4可知，對于同一品牌燒雞，除了道口燒雞外，雞胸肉EUC顯著高于雞胸皮，使得雞胸肉比雞胸皮更具有鮮味。道口燒雞雞胸肉和雞胸皮的EUC沒有顯著差別，說明鮮味沒有差別。溝幫子熏雞的EUC（7.70～8.63 g/100 g）顯著高于其他3 個品牌燒雞。EUC不僅與核苷酸的含量有關，而且也與游離氨基酸含量有關，二者的協(xié)同作用導致溝幫子熏雞的EUC高于其他3 個品牌燒雞。我國四大燒雞菜肴EUC存在差異，這可能是導致其滋味特征不同的原因之一。EUC的結果與電子舌結果存在差異，可能是由于味精當量的鮮味量化只考慮了部分氨基酸（谷氨酸和天冬氨酸）和核苷酸之間的協(xié)同作用，卻忽略了其他滋味物質在其中的作用[29]。

圖 4 我國四大燒雞菜肴EUCFig. 4 EUC of four most famous Chinese braised chicken dishes

2.6 PLS-DA和HCA

圖 5 我國四大燒雞菜肴滋味PLS-DA模型得分圖（A）、 樹狀圖（B）和Biplot圖（C）Fig. 5 PLS-DA score plot (A), dendrogram (B) and biplot (C) of four most famous Chinese braised chicken dishes

運用SIMCA軟件，基于我國四大燒雞菜肴電子舌、游離氨基酸、5’-核苷酸、TAV和EUC數(shù)據(jù)，應用PLS-DA方法分析其滋味差異，獲得PLS-DA模型得分圖（圖5A）和變量投影重要性（variable importance in the projection，VIP） （圖6）?；赑LS-DA模型，R2X為0.987，R2Y為0.971，Q2為0.955，說明該模型非常符合樣本的真實情況，并能很好地預測和解釋樣本之間的差異。由圖5A可知，我國四大燒雞菜肴可明顯區(qū)分，溝幫子熏雞聚在第2象限、德州扒雞聚在第3象限，符離集燒雞聚在第2、3象限之間，道口燒雞聚在第4象限，即我國四大燒雞菜肴具有不同的滋味特性。

HCA是一種多元分析工具，根據(jù)相似度對研究對象或指標的特性進行分類[35]。對我國四大燒雞菜肴雞胸肉和雞胸皮8 個樣品采用瓦爾德法進行系統(tǒng)HCA。由圖5B可知，當歐氏距離為160～660時，四大燒雞被分為2 類，溝幫子燒雞單獨為一類，其他3 個品牌燒雞為一類。這可能是因為溝幫子燒雞的大部分指標與其他燒雞差異 顯著[36]，此結果與PLS-DA得分圖結果保持一致，加工工藝和原料肉是導致其滋味差異的重要因素，聚類結果較好反映了我國四大燒雞菜肴滋味品質間的差異。

為了進一步明確指標與樣品之間的關系，采用Biplot分析。由圖5C可知，第1主成分對結果解釋占比為64.3%，第2主成分對結果解釋占比為23.6%，前2 個主成分特征值的累計貢獻率達87.9%，表明第1主成分及第2主成分基本包含了樣本大部分信息。5’-核苷酸及其TAV分布在道口燒雞周圍，表明上述指標與道口燒雞滋味具有較強的相關性。其他的滋味指標分布在x軸的左邊，特別是鮮味、游離氨基酸及其TAV聚集在溝幫子熏雞周圍，表明上述指標與溝幫子熏雞滋味具有較強的相關性。甜味和咸味與德州扒雞滋味具有較強的相關性。

圖 6 我國四大燒雞菜肴滋味PLS-DA模型VIP圖Fig. 6 PLS-DA variable importance in the projection (VIP) plots of four most famous Chinese braised chicken dishes

為更深入地了解我國四大燒雞菜肴滋味差異，并獲得差異變量，進行VIP分析。VIP可以量化PLS-DA的每個變量對分類的貢獻，VIP越大，對分類起著越關鍵的 作用[36]。通常認為VIP＞1的變量在不同類別之間差異顯著，對分類起著重要作用。我國四大燒雞菜肴中氨基酸的組成和含量直接影響其滋味，其中谷氨酸是我國四大燒雞菜肴中含量最高的一類氨基酸，由圖6可知，谷氨酸的VIP＞1，表明谷氨酸與我國四大燒雞菜肴滋味有明顯的相關性，可以為我國四大燒雞菜肴的滋味品質差異提供一定的理論支持。通過VIP可知，甜味、咸味、酸味、總氨基酸、苦味、鮮味氨基酸、谷氨酸和鮮味8 個變量可作為我國四大燒雞菜肴滋味特征相互區(qū)分的主要指標。

3 結 論

本研究以我國典型民族菜肴四大燒雞為研究對象，系統(tǒng)分析其游離氨基酸和5’-核苷酸滋味物質，并計算其EUC和TAV，結合PCA、PLS-DA和HCA等多元統(tǒng)計分析方法，解析我國四大燒雞菜肴的滋味圖譜。結果表明：四大燒雞的鮮美滋味并不是由單一氨基酸和游離核苷酸決定的，鮮味、甜味和苦味氨基酸間的平衡以及與核苷酸的協(xié)同作用，導致我國四大燒雞菜肴的滋味特征不同；通過PCA、PLS-DA均可直觀對我國四大燒雞菜肴進行有效區(qū)分，其中甜味、咸味、酸味、總氨基酸、苦味、鮮味氨基酸、谷氨酸和鮮味8 個變量是影響四大燒雞滋味特征差異的重要指標。本研究結果為我國四大燒雞滋味特征分析提供了參考，以期為我國四大燒雞菜肴滋味的標準化調控、新工藝優(yōu)化和專用香辛料開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。