反复煮制对卤水全料包制备卤汤风味物质的影响及其补味研究

王鸿,张彦,李至力,揭刚,徐申启,韩丽华,刘政芳

(酵母功能湖北省重点实验室,湖北 宜昌 443003)

酱卤制品是一大类典型的中华传统熟食制品,深受消费者的喜爱,一般是将原料肉或其他食材等和调味料、香辛料等加入卤水中煮制而成[1]。其中,卤鸡爪是传统酱卤肉制品,富含胶原蛋白,其特色滋味深受我国消费者的喜爱[2—3]。

然而,卤制过程繁琐、不易操作,且香辛料如豆蔻、八角、桂皮等的搭配及添加量较难掌握。卤水全料包应运而生,其采用科学配比,应用现代食品加工技术将卤制所需去腥增香、增鲜提味、增色等功能集于一体,按比例冲水后即可卤制食材,简单操作即可卤制出色、香、味俱全的产品。但卤水全料包卤汤中的配料及风味物质在卤制时渗透进卤制品中或受热挥发,在卤制后产生损失,实际使用过程中对卤制后配料成分的损失情况不了解,往往根据经验补料,存在补料过多或过少的问题,严重影响产品的质量稳定性和经济性。经文献分析发现,偶有对卤汤反复卤煮过程中卤水及卤制品的营养成分、风味物质(包括滋味成分和香味成分)、食品安全风险物质等变化的研究,但其研究对象均不是卤水全料包配制的卤汤,目前没有发现对卤水全料包风味变化及补味的相关研究[4—8]。本文以市场上卤水全料包配制的卤汤为研究对象,研究使用其多次反复卤制鸡爪过程中对卤汤及卤制品风味物质、感官评分等的影响,并探寻便捷、经济、能稳定卤制品品质的补味方法,为全料包卤制工艺的科学化、标准化提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

卤水全料包(安琪五香老卤汁、安琪麻辣老卤汁):安琪酵母股份有限公司;新希望六和鸡爪:沃尔玛超市;核苷酸标准品、氨基酸标准品:Waters公司;其他试剂:均购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器与设备

F-128 pH计、AL104电子天平 梅特勒-托利多集团;L-8900全自动氨基酸分析仪、带紫外检测器的L-2000高效液相色谱仪 日本日立公司;9030A干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;HHS电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司;1260高效液相色谱仪 美国Agilent公司;JYS-A800绞肉机 九阳股份有限公司;AZ8371盐度计 台湾衡欣科技股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 卤汤样品及卤制成品的制备

卤水全料包冲水(1∶10),搅拌均匀,煮沸后保温2 min,用60目筛网过滤,滤液搅拌均匀,即为卤汤样品。鸡爪解冻后清洗,开水下锅焯水4 min,沥干水分备用。将焯水后的鸡爪按料液比1∶3(g/mL)加入煮沸的卤汤样品中,待卤汤再次烧开后,关火,浸卤25 min后取出鸡爪样品,沥干卤汤,冷却至室温;取出鸡爪后的卤汤用60目筛过滤,去除表面油脂,搅拌均匀,卤汤样品冷却至室温。将前一次卤制的卤汤样品补加水到上一次卤制前的体积和质量,再按照上述方法卤制鸡爪,如此循环,在卤制n次后取出鸡爪,此为鸡爪n样(第n次卤制后的鸡爪样),卤汤冷却至室温,搅拌均匀,此为卤汤n样(第n次卤制鸡爪后的卤汤样)。分别取卤制0,1,3,5,7次的卤汤及卤鸡爪样品(部分鸡爪样品用料理机研磨成肉糜状待送检),于4 ℃中冰箱密闭保存,备用。

1.3.2 卤汤、卤鸡爪样品感官

由经过感官品评并筛选后的10位感官品评员组成评定小组,参考GB 12313—1990《感官分析方法 风味剖面检验》以及GB/T 39625—2020《感官分析 方法学 建立感官剖面的导则》的方法并稍作修改,对卤汤和鸡爪样品进行风味剖面分析。参与评价的人员须在饭后2～3 h对样品进行品尝,每次品尝后用水漱口。

卤汤样品取出,50 ℃水浴加热5 min后,冷却至室温,按照表1进行感官评分。卤制鸡爪从冰箱中取出后于烘箱中50 ℃加热5 min,冷却至室温时按照表2进行感官评分。卤汤和卤鸡爪的综合感官评分均采用10分制量化加权评分法计算,卤汤权重分配为口感占0.40,香气占0.15,色泽占0.15,鲜味占0.15,咸味占0.15。卤鸡爪感官评价的重点在滋味上,其次是香气和色泽,故权重分配为滋味占0.40,香气占0.20,色泽占0.20,质构占0.10,状态占0.10[4]。

表1 卤汤感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of halogen soup

表2 鸡爪感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standards of chicken feet

1.3.3 卤汤风味物质检测

风味包括香味和滋味,是卤肉制品的重要食用指标之一。在滋味物质中,酱卤肉制品和卤汤的滋味受许多因素的影响,其中氯化钠、核苷酸和游离氨基酸对其滋味的贡献较大。与滋味相比,对食品风味总体贡献最大的是食品在加工过程中形成的挥发性化合物,即气味在食品体系中的浓度和感觉阈值共同决定的,挥发性风味是不同食品相互区别的质量特征[5—9]。本文对卤汤中游离氨基酸、核苷酸、氯化钠、脂肪、蛋白质等水溶液风味物质及挥发性风味物质进行了测定,考察其在反复卤制过程中的变化。

1.3.3.1 游离氨基酸的测定

样品经磺基水杨酸沉淀蛋白质后,经过氨基酸分析仪的离子交换柱分离后,与茚三酮溶液产生颜色反应,再通过分光光度计比色法测定氨基酸含量。

1.3.3.2 氯化钠的测定

参考GB 5009.44—2016 中第一法,将卤鸡爪样品用搅拌机打碎成泥,搅拌均匀后取样送检。

1.3.3.3 核苷酸的测定

使用高效液相色谱仪,参照李阳杰等[10]、刘登勇等[11]的方法,测定卤汤样品中IMP和GMP的总量。

1.3.3.4 脂肪的测定

参考 GB 5009.6—2016中第二法。

1.3.3.5 蛋白质的测定

参考 GB 5009.5—2016中第一法。

1.3.4 卤汤挥发性风味物质分析

参考杜超[5]的方法。

1.3.5 数据处理

采用OriginPro 2021、SPSS 22.0进行绘图及分析,气质联用数据采用安捷伦GC-MSD软件处理。

2 结果与分析

2.1 反复卤制卤汤及卤制品的感官分析

随着卤汤反复卤煮,鸡爪中的蛋白质、脂肪等可溶性成分溶解在卤汤中,卤汤中的盐、谷氨酸以及香辛料、风味前体物质也会渗入到鸡爪中,经过煮制后的鸡爪不仅香味和滋味得到改善,而且使色泽得到固定,赋予鸡爪独特的气味和滋味[12-14]。

不同卤制次数的卤汤的感官结果见图1。随着卤汤循环使用次数增多,卤汤的香气、口感(特征五香卤风味)强度以及丰富程度均逐渐减弱,第5次卤汤样五香卤的气味及口感较第3次卤汤样减弱最明显,卤制7次后卤汤样的气味及口感均变弱;反复卤制过程中卤汤颜色由深褐色逐渐变为浅褐色,一方面卤汤中的焦糖色素分子结构因高温发生分解,导致红色、黄色组分所占比例减少,红曲红降解速率随温度升高也不断加快,同时卤汤中色素由于在反复卤制过程中转移到鸡爪上而不断稀释[15—16]。

图1 不同卤制次数卤汤的感官结果Fig.1 Sensory results of halogen soup with different marinating times

直接品尝卤汤会鲜、咸味略重,这样卤制品才能更好地入味,这也是卤水全料包配方的设计思路,从咸味看,0号样品最咸,其感官评分最低其次是1号、3号样品,5号样品尝咸度恰好合适,而7号样品咸度较淡;直接品尝卤汤鲜味也有减弱趋势。从循环卤制卤汤感官结果来看,卤汤的咸味呈明显减弱趋势,鲜味降低,色泽变淡,香辛料、卤料的气味及风味逐渐减弱,其中第5次与第3次区别较显著。

卤鸡爪样品的感官结果见图2。

图2 不同卤制次数鸡爪感官结果Fig.2 Sensory results of chicken feet with different marinating times

由图2可知,随着卤制次数的增加,卤鸡爪的香气、滋味、色泽感官评分均呈下降趋势,而质构和状态由于卤制工艺相同,区别不大。其中,1号样品、2号样品和3号样品在香气、滋味、色泽的感官评分上无显著性差异,4号样品的香气、滋味、色泽感官评分显著下降,说明卤水全料包反复卤制前3次的鸡爪感官评分较接近,而第4次卤制的鸡爪感官评分开始明显下降,第5,6,7次卤制鸡爪的香气、滋味、色泽感官评分进一步下降。

2.2 卤汤反复卤制风味物质变化

2.2.1 卤汤水溶液风味物质

在卤制过程中,鸡爪中的脂肪、蛋白质及一些可溶性物质溶于卤汤中,卤汤中的配料成分渗透进鸡肉中,使卤汤的成分发生变化[17]。不同卤制次数的卤水全料包卤汤游离氨基酸结果见表3,不同卤制次数的卤汤主要水溶液风味物质变化见图3。

图3 不同卤制次数卤汤水溶液风味物质变化情况Fig.3 Changes of flavor substances in halogen soup solution with different marinating times

表3 不同卤制次数卤汤游离氨基酸结果Table 3 Results of free amino acids in halogen soup with different marinating times %

由表3可知,卤汤中游离氨基酸以谷氨酸为主,谷氨酸是卤汤中主要的鲜味氨基酸,为其鲜味来源[18],其他氨基酸主要为丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸等,均为非鲜味氨基酸,主要呈现甜味、苦味等风味,对卤汤风味的影响不大,卤汤中游离氨基酸随卤制次数的增加呈下降趋势。随着卤制次数的增加,卤汤中的氯化钠、谷氨酸呈显著下降趋势,蛋白质、脂肪呈明显上升趋势,核苷酸下降到第3次卤制后则处于稳定趋势。

在卤制过程中,由于高温损坏了鸡爪的组织结构和细胞膜结构,其调节能力下降,同时氯化钠、谷氨酸等会发生传质现象,随着浓度差由卤汤向鸡爪的肌肉进行渗透,随着煮制时间的延长,卤鸡爪中的盐、谷氨酸等含量逐渐增加,同时其食盐等含量的增加也赋予肉品适当的咸味和口感[19—21],而鸡爪中的脂肪、蛋白质也不断溶解到卤汤中。有研究表明随着反复卤煮次数的增加,由于热抽提作用,卤汤中可溶性滋味物质不断积累,这些物质主要来源于肉中糖原、游离氨基酸和呈味核苷酸的热迁移[22],加热强度越剧烈,卤汤中鲜味物质迁移量越多[23]。鸡爪中除水分外,主要成分为蛋白质17.42%,脂肪、水分含量分别为12.04%、62.05%[24—25]。本实验中卤汤核苷酸先下降后稳定,可能和鸡爪中核苷酸等物质较少有关,同时鸡爪的卤制时间较短,也使得高温对卤汤中的核苷酸稳定性及热迁移影响有限[26]。

应用SPSS 19.0 对卤汤水溶液主要风味物质、综合感官评分以及卤制次数进行Pearson相关性分析,结果见表4。

表4 反复卤制卤汤各因素相关性Table 4 Correlation of various factors in repeated marinated halogen soup

由表4可知,卤汤的感官评分和卤制次数呈极显著负相关(P<0.01),和NaCl呈极显著正相关(P<0.01),和蛋白质、脂肪呈显著负相关(P<0.05),和谷氨酸呈显著正相关(P<0.05),NaCl和卤制次数呈极显著负相关(P<0.01),和谷氨酸呈显著正相关(P<0.05)。卤汤中的NaCl和谷氨酸相互作用,建立了卤汤的咸鲜调味平台,是卤汤风味的基础[27],随着卤制次数的增加,均渗透进鸡爪中,含量发生变化,从而导致卤汤的感官评分也发生显著正相关变化,尤其是NaCl和卤汤感官评分呈极显著正相关,说明其变化对反复卤制卤汤的感官评分起关键作用,而卤汤的变化又对鸡爪的感官评分产生决定性影响。

2.2.2 卤汤挥发性风味物质

卤肉制品的挥发性风味是区别于其他加工肉制品的重要质量特征,也是吸引消费者重复选购的关键因素,卤汤中挥发性风味物质随着卤汤的反复使用发生变化[28-29]。本实验采用顶空固相微萃取法(HS-SPME)对卤制不同次数的卤汤风味成分进行提取,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析风味组成和特征风味成分,得到挥发性风味物质总离子流图,分离状况较好,不同卤制次数卤汤风味成分离子流图见图4。

图4 卤制不同次数卤汤风味成分离子流图Fig.4 Ion current diagrams of flavor components in halogen soup with different marinating times

由表5和图5可知,卤水全料包配制卤汤中检测出21种主要的挥发性风味物质,其中酚类物质相对含量较高,这是由于配方中添加了乙基麦芽酚,丁香酚是丁香和豆蔻中的主要呈味贡献物质,具有辛香、烟熏香等类似的香气和味道,其次为茴香脑,茴香脑带有甜味,具有茴香的特殊香气,是八角、小茴等的主要呈味贡献物质,芳樟醇、反式石竹烯、乙酸丁香酚酯等也均为红花椒、陈皮、丁香、肉桂等香辛料的主要挥发性风味物质,其特征挥发性风味物质的成分主要取决于其种类[30]。由此可见,酚类、烯类、酯类是构成本卤汤的挥发性主体成分,所有的挥发性风味物质组成了本实验卤水全料包卤汤的五香风味。

图5 反复卤制卤汤样品风味成分总峰面积及主要峰数量变化Fig.5 Changes of total peak area and number of main peaks of flavor components in repeated marinated halogen soup samples

表5 反复卤制卤汤样品挥发性风味物质分析Table 5 Analysis of volatile flavor substances in repeated marinated halogen soup samples

随着卤制次数的增加,卤汤样品的风味成分总峰面积和主要峰数量均不断减少,部分酯类、酮类、醇类等物质随卤制次数的增加而消失,说明反复加热使用卤汤致使香辛料香气的损失增大,香气风味强度和饱满丰富程度都呈降低趋势。其中,反复卤制3～5次后,卤汤样品风味成分总峰面积及主要峰数量都开始较大幅度下降,说明卤汤气味强度和饱满丰富程度此时开始发生较明显降低,这一结果和卤汤、卤鸡爪的气味感官分析结果相一致。反复卤制后,卤汤挥发性风味成分未发现美拉德反应和脂质热降解的产物,可能和鸡爪主要成分为水分、蛋白质有关,也和卤制方式主要为食材煮熟七、八分再烧开浸卤,加热时间相对较短有关[25,27]。

2.3 卤水反复使用补味初探

卤水补味一直是卤制行业的难题,卤制过程中补味往往只是凭经验添加,没有具体的科学背景和依据,经济性较差,很难实现工业化生产的应用。夏萍萍[4]以卤水中可溶性固形物和卤鸡的滋味变化为指标,确定了连续卤制过程中卤料的补充方法,其补料方法需要根据卤汤中可溶性固形物含量计算补充卤水,另外根据卤汤感官变化来补充盐分,操作不便捷。盖圣美等[31]研究德州扒鸡持续卤制过程中卤汤和鸡肉中盐含量的变化,并对卤制过程中的卤汤盐含量进行补充,但其只是根据经验公式,且其补盐只是在一次的卤制过程中,而不是多次。目前未见对卤水全料包补味的相关研究报道,因此极有必要研究一种方便、快捷的卤水全料包补味方法。

卤汤和食材在卤制过程中其成分是互相溶解、互相渗透的,所以,卤汤的成分变化一定程度上基于卤制食材的成分变化,但卤汤中盐的含量变化较稳定,受食材的影响较小,谷氨酸、蛋白质等虽然和卤汤感官评分也有显著正相关性,但受食材的影响较大。结合本文对卤汤反复卤制过程中风味物质变化及相关性分析结果,发现氯化钠是卤汤风味损失的关键因素之一,其在卤汤反复卤制过程中的变化具有较强规律性。而卤制过程中卤汤食盐的含量直接影响卤制品的品质,食盐的含量过低,则不能很好地抑制腐败菌的生长,过高则会造成卤制品过咸且香气不足[19]。同时,咸味在卤汤反复卤制过程中,咸味和鲜味这两种基本味感成分的互相作用,建立咸鲜调味平台,是卤汤风味的基础[31],煮制时卤汤中所含的滋味物质会渗透到卤制品中,食盐在赋予卤制品特殊滋味的同时,也使卤汤中各种成分的相对含量不断变化[31-32]。

本文对卤水全料包制备卤汤反复卤制鸡爪后的卤汤及卤鸡爪进行感官评价,发现卤汤反复使用后的损失主要在咸鲜度上,其次在特征香气、卤风味以及颜色上,对应的卤鸡爪感官评价结论也一致,说明咸鲜度、特征香辛风味以及颜色是卤汤反复卤制后补味的重点。而卤水全料包配方设计过程中正是基于咸味,搭建咸鲜风味平台,同时科学复配香辛料提供特殊卤风味,并添加色素赋予卤制品颜色,使用卤水全料包来进行卤汤的补味可以较好地解决其风味、香气、颜色等的损失。进一步根据卤水全料包制备的卤汤中盐含量变化来对卤汤进行补味,将卤汤中盐含量作为参照物来进行相关实验,将损失的盐含量换算成全料包含量来补料,以弥补卤汤反复卤制过程中的口感损失(咸、鲜及特征香辛卤风味)、颜色损失以及特征卤香气损失。

补料所需的卤水全料包公式为:

Bm(g)=(N1×L0-Nx×Lx)/Z。

式中:N1为第1次卤制前卤水盐含量,%;L0为第1次卤制前卤水的质量,g;Nx为卤制x次后卤水盐含量,%;Lx为卤制x次后卤水的质量,g;Z为卤水全料包盐含量,%。

2.3.1 补料(五香老卤汁)验证实验

通过本文研究发现卤制鸡爪第3次后再卤制的气味、滋味、色泽损失较显著,夏萍萍[4]的研究也表明,一锅卤水能获得3次较标准的特色卤鸡产品,当第4次卤煮时需按照实验方法添加一定量的卤水。本文结合卤水全料包使用的经济性,选择卤制3次后使用卤水全料包对卤汤进行补味,以期补料后卤制出的产品能在香气、口感、颜色上得到适当补充,接近前3次卤制后的产品风味,并对此卤水全料包补味方案进行验证,探究其操作可行性。

根据以上补料公式计算结果,第4次卤制鸡爪理论上需要补充卤水全料包35%(卤水全料包质量比),综合经济效益考虑设计了验证实验,在第3次卤制后的卤汤中分别添加25%、35%、45%的全料包进行第4次鸡爪卤制,并对卤制鸡爪进行感官评分。不同卤制次数及补料后的卤汤、卤鸡爪氯化钠含量变化及卤鸡爪的感官评分结果见图6。

图6 不同卤制次数及补料后的卤汤氯化钠、卤鸡爪氯化钠、感官评分结果Fig.6 Results of sodium chloride in halogen soup, sodium chloride in marinated chicken feet and sensory scoresafter marinating for different times and supplementing material

由图6可知,第4次卤制卤汤中补料25%的鸡爪和第1次、第3次卤制后的感官评分差异仍较大,但补料35%卤制的鸡爪感官评分有显著提升且能够和第1次、第3次卤制后的鸡爪接近,而补料45%卤制的鸡爪感官评分较35%提升不明显。补料后,卤汤中的氯化钠含量均有较明显提升,但补料35%和45%卤汤中的氯化钠含量区别不大,说明此时卤汤中氯化钠接近饱和。补料25%卤制鸡爪盐分和第1次卤制鸡爪盐分仍有较大差距,而当补料35%时,鸡爪盐分有显著提升,接近第1次卤制鸡爪,但补料加大到45%时,鸡爪中的盐分和补料35%时相比并没有继续增加,说明补料35%时鸡爪中的盐分已经饱和。

卤鸡爪氯化钠、卤汤盐分以及鸡爪感官评分结果相互验证,即第3次卤制后按补料公式计算补料35%卤水全料包再次卤制鸡爪可以和第1次、第3次卤制的鸡爪风味感官评分接近,此时的经济效益最佳,说明通过计算卤水全料包质量来补充卤汤盐分损失的补料方法实际可行。

2.3.2 不同风味卤水全料包(麻辣老卤汁)补料验证

以上实验研究对象(五香老卤汁卤水全料包)采用上述方法补料验证可行,按上述同样方法对麻辣老卤汁进行了补料研究,考察不同风味的卤水全料包在反复卤制过程中采用以上补味方法的可行性。麻辣老卤汁循环卤制按“1.3.1”方法循环卤制3,4,5次后,根据补味公式计算补料量,进行第4,5,6次卤制,对卤汤盐分、鸡爪进行了送检及感官评价,结果见图7。

图7 麻辣老卤汁补料后卤汤、卤鸡爪氯化钠及卤鸡爪感官评分Fig.7 Sodium chloride of halogen soup and marinated chicken feet and sensory score of marinated chicken feet after spicy old marinated brine supplemented with material注:4+,5+,6+分别为反复卤制4,5,6次后补味再次卤制。

由图7可知,麻辣老卤汁循环卤制鸡爪3次以后卤鸡爪、卤汤氯化钠,卤鸡爪感官评分均呈下降趋势,按补味公式计算的全料包补味后,第4,5,6次卤制卤汤中氯化钠含量增加,接近第1次卤制含量,卤鸡爪的氯化钠含量也可以维持在较稳定水平,而卤鸡爪的感官评分也可以保持较好的稳定。因此,通过计算卤汤中盐分损失从而反推卤水全料包的补料方法在麻辣老卤汁中同样可行。

3 结论

卤水全料包制备卤汤中的成分及风味物质在卤制时渗透进卤制品中且受热挥发,在卤制时产生损失。本实验研究发现,卤汤在多次反复卤制过程中,氯化钠、谷氨酸、挥发性风味物质总量及种类、颜色等均呈变弱或下降趋势,导致循环卤制后的鸡爪氯化钠含量及香气、滋味、颜色感官评分也不断下降,卤汤反复卤制第4次时卤鸡爪的感官品质出现较显著下降,需要对卤汤进行补料,补充盐分、滋味、香气、颜色的损失。反复卤制后卤汤成分较复杂,大分子物质(来源于食材肉)以及小分子风味物质(来源于原料肉前体物氧化以及香辛料)均存在于卤汤中,根据卤制食材的不同而不同[33]。而卤汤反复卤制过程中NaCl的变化对卤汤风味有关键影响,且其来源于外部添加,热稳定性好,根据多次卤制后卤汤中NaCl减少量以及卤料包中盐含量,反推卤料包质量来对多次反复卤制后的卤水进行补味,可以较好地保证卤制品的品质稳定,本方法不受食材的影响,也适用于麻辣风味的卤水全料包补味,简捷方便,具有较好的经济性及实用性。

但是,卤制食材的不同,加热时间及温度的变化,卤汤中美拉德反应、焦糖化反应等增加,均会对补味后卤制品的品质稳定性有一定影响,后期还可以结合氯化钠变化及其他因素或指标,针对不同食材综合考虑制定更精确的卤水全料包补味方法。