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饲料因素对鸡蛋风味的影响及其改善措施

     鸡蛋富含营养素,是廉价的动物源蛋白,因其独特的凝固作用、起泡性、乳化作用等,也广泛用于食品加工业。已有鸡蛋品质的研究,多集中于蛋黄颜色、蛋清质量、蛋壳品质的改善及营养物质富集等方面。生产中,常因营养、遗传、储存等条件变化,致使鸡蛋风味(flavor)异常,影响消费者对鸡蛋及其产品的满意度和接受性。美国风味化学学(1969)对风味的定义为,人以口腔为主的感觉器官对食品产生的味觉、嗅觉、痛觉、触觉等的综合感觉。风味的形成取决于所含风味前体物质及相互作用,风味的描述和评价则涉及到消费者生理、心理、嗜好等主观因素。目前已检测到鸡蛋中的风味物质有醇、脂肪烃、醛、酮、芳香族、呋喃、硫化物、萜类等8类物质[1]。改变饲粮组成,可致鸡蛋中风味前体物质含量及组成变化,所呈风味也有所不同。关于鸡蛋风味的描述,报道的有:鲜鸡蛋味、陈鸡蛋味、储存味、鱼腥味、臭鸡蛋味、大蒜味、洋葱味、水果味、金属味、酸味、辣味、硫磺味等[2]。关于饲料因素对鸡蛋风味影响的报道,多集中于对鸡蛋风味不利、有害等方面。本文从鸡蛋风味的成因及饲料影响等方面进行综述,以便为进一步开展相关研究提供参考和借鉴。

1鸡蛋特征风味及形成物质

     生鲜鸡蛋仅有蛋腥味,其挥发性风味物质主要包括吡啶、吡嗪、吡咯、噻唑等含氮杂环化合物、醛类和茚满类等[1-4]。热加工后,呈味物质的数量、种类都远高于鲜鸡蛋。学者分别从熟化后的全蛋、蛋黄和蛋清中分离鉴定出了36、39和33种风味物质,而生鸡蛋蛋黄和蛋清中仅检测出8和18种[3](表1)。熟鸡蛋的香味主要来自烷基芳香族、腈类和酮类[2]等挥发性物质,其前体物质主要有:脂肪酸、氨基酸、色素、羟基酸(合成烯萜类物质)、单糖和糖苷。醛类气味阈值较低,对风味贡献大,主要由缬氨酸的施特雷克尔降解(Streckerdegradation)和脂肪酸的氧化产生;芳香族化合物多具有香味,主要由葡萄糖或类胡萝卜素的热降解产生[1,5]。由糖类和脂肪产生的羰基化合物,通过与氨基酸或蛋白质发生美拉德反应(Maillardre-action)产生杂环化合物:吡嗪类、吡咯类、噻吩类、噻唑、呋喃、萜类和具有鸡蛋特征气味的硫化物(以及硫胺素的降解)。
    
    
     对比全蛋、蛋清和蛋黄中挥发性风味物质,发现腈类和低分子酮类仅存在于全蛋和蛋清中,其中4-甲基戊烯是最主要的腈[1-2];全蛋和蛋黄中的2-乙酰基吡咯有一种愉快、焦糖似的风味。熟蛋黄中的非脂溶性成分(主要是蛋白质、葡萄糖、游离氨基酸和多肽等)与极性脂溶性成分(磷脂)共同作用产生蛋黄的特征香味,其中,非脂溶性成分是蛋腥味的主要来源,极性脂(磷脂)参与了蛋香味的形成[5]。硫化物、醛酮类和吡嗪类化合物,阈值较低,是对熟蛋黄乃至整个鸡蛋风味贡献最大的化合物。2-甲基酮类(C7~C10)仅在蛋黄中有,2-甲基丁醛是蛋黄中最主要的醛,且半胱氨酸等含羟基和硫基氨基酸对它的形成起重要作用[1-3]。熟蛋清中特征风味物质有醛酮类、芳香族、杂环类、胺类物质和茚满(对蛋清风味贡献率最高)[2-3]。除甲基苯并噻唑外,噻唑仅现于蛋清中,系糖类和含硫氨基酸反应产生。

2影响鸡蛋风味的饲料因素

     产蛋鸡饲粮组成直接影响鸡蛋品质和风味。其中,关于n-3多不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfattyacids,PUFAs)富集鸡蛋的异味和鸡蛋鱼腥味报道较多。n-3PUFAs富集鸡蛋的异味主要由脂肪酸氧化和鱼粉中的三甲胺引起。据报道,产蛋鸡饲粮中的动物源(鱼粉、鱼油)和植物源(菜籽饼粕、亚麻籽、海藻、棕榈、葡萄籽、大麻籽、异养微藻等)原料,可能影响鸡蛋风味。维生素(抗氧化等作用)、植物提取物常用于缓解脂质氧化对风味的影响。

     2.1鱼粉和鱼油

     Kochler等[6]首次描述了产蛋鸡饲喂鱼粉或鱼油后的鸡蛋风味,如发霉、不新鲜、腐臭和鱼腥味等。鱼粉中     氧化三甲胺(trimethylamineoxide,TMAO)含量(约4.9g/kg)较高,TMAO在鸡体肠道微生物作用下氧化为带有鱼臭味的三甲胺(tri-methylamine,TMA),沉积于鸡蛋中引起异味。TMAO广泛分布于海产动物组织中,鱼体中TMAO含量因品种和生活水域不同相差较大[7-8]。

     与英国鲱鱼和秘鲁鳀鱼粉相比,饲喂5%鳕鱼粉和加拿大大西洋鲱鱼粉,鸡蛋的发霉、腐臭和鱼腥味更明显,储存后异味加重[6]。因鱼粉等级和来源等因素,引起鸡蛋异味的添加量差异较大(2.5%~20.0%)[9]。有研究认为,鱼粉添加量低于2.5%不影响鸡蛋风味[10],也有研究认为1.5%的鱼粉即可降低鸡蛋风味评分[11]。鱼粉或鱼油中n-3PUFAs的腐败是引起鸡蛋风味下降的另一因素[6,12-14]。n-3PUFAs氧化过程中产生的过氧化物易于再次氧化或分解,进而产生如短链醛,酮类等副反应产物和其他氧化产物,破坏鸡蛋的风味[15]。产蛋鸡饲喂2.5%普通鱼油即产生鱼腥味鸡蛋,而添加大于10%的微囊鱼油(microencapsulatedfishoil,MFO)未检测到风味下降[6,16];与普通鱼油相比,MFO脂质氧化稳定性更好[16],但2%的MFO也会导致鸡蛋产生异味(硫黄风味)[17]。饲喂含1.5%的英国鲱鱼油、大西洋鲱鱼油、太平洋鳕鱼油或秘鲁鳀鱼油的饲粮,结果表明鱼油的来源对鸡蛋风味有影响,秘鲁鳀鱼油生产的鸡蛋鱼腥味最大[6],可能是鱼油中脂肪酸的组成和含量来源不同所致。延长饲粮储存时间会引起鱼粉或鱼油中不饱和脂肪酸和蛋白质等营养物质的氧化,氧化产物沉积于鸡蛋中,影响鸡蛋风味[6,18-20]。

     2.2菜籽饼粕

     菜籽饼粕极易诱发鱼腥味鸡蛋产生,饲粮中去除后,蛋鸡不再产鱼腥味鸡蛋[21-23]。菜籽饼粕中的芥子碱(0.8%~3.0%)[24]是TMA的前体物,饲粮中添加3%菜籽粕就能导致鸡蛋产生鱼腥味[22];双低菜籽饼粕不产鱼腥味蛋的最大添加量为4%~7%[25];10%的各类菜籽粕均可致鸡蛋产生鱼腥味[26]。一般采食含菜籽饼粕饲粮5d后,便可检到鱼腥味鸡蛋。易感型蛋鸡对菜籽饼粕比氯化胆碱更为敏感[25],这是因为胆碱的吸收主要在小肠前段,当吸收达到饱和,且有足量的胆碱到达盲肠时,肠道菌才能代谢产生TMA;而芥子碱在肠道前段不被吸收,直到到达盲肠才释放出胆碱。菜籽饼粕中含有硫代葡萄糖苷、单宁、芥子碱等多种抗营养因子,硫代葡萄糖苷能水解生成硫氰酸盐、异硫氰酸盐和恶唑烷硫酮等毒性物质;5-乙烯基恶唑烷硫酮和可溶性单宁是FMO3的强烈抑制剂[27]。恶唑烷硫酮通过与TMA竞争FMO3酶活性中心从而降低TMA的代谢,单宁则以非竞争性机制影响FMO3活性[28]。体内试验表明,只有易感基因型蛋鸡的鸡蛋中TMA含量与饲粮双低菜籽饼粕剂量存在明显的线性关系,随着双低菜籽饼粕添加量增加而升高,野生型和杂合性基因型蛋鸡鸡蛋中TMA含量并无上升趋势[25]。Kretzschmar等[29]也得出相似结论,认为饲粮中芥子碱的含量是引起TMA含量升高的主要原因,而硫代葡萄糖甙的抑制作用并未体现。

     2.3其他植物源饲料

     一些富含n-3PUFAs的植物,如大麻籽、亚麻籽、微藻(heterotrophicmicroalgae,HMA)等,在生产n-3PUFAs富集鸡蛋时,会影响鸡蛋的风味和香气。饲粮中添加亚麻籽1%~2%,不影响鸡蛋的感官性状[30],而高添加量(10%~20%)会产生异味鸡蛋,比如鱼腥味或类似油漆味[31-32]。饲喂含等量n-3PUFAs(4%)的亚麻籽或鱼油饲粮,亚麻籽组鸡蛋的风味显著优于鱼油组。鸡蛋中油酸、n-3PUFAs、γ-亚麻酸和硬脂酸等脂肪酸与风味相关。蛋黄中油酸的含量越大鸡蛋的风味越差,n-3PUFAs、γ-亚麻酸和硬脂酸的含量越高其风味越好[30]。而大麻籽及其油中,对鸡蛋风味不利的油酸等脂肪酸含量较少。有报道,蛋鸡饲粮中添加大麻籽或其油,鸡蛋带有甜味,4%的大麻籽组鸡蛋甜味较小,20%组的甜味最大[30],可能系因大麻籽或其油改变了蛋清蛋黄比率。有研究报道,蛋黄与蛋清比例为58∶42的鸡蛋比10∶90组更甜[31]。有研究表明,含较低含量n-3PUFAs(0.5%)的饲粮增加鸡蛋的甜度,但高含量(8%)无此作用[30]。此外,亚麻籽等植物源饲料的加工形式(完整或去皮),脂肪酸含量和组成等均影响鸡蛋风味[33-35]。蛋鸡饲粮中添加2%HMA生产的鸡蛋感官性状良好[17],4.8%未见引起鸡蛋异味[32];而从HMA中提取的油添加于饲粮中时,鸡蛋的风味下降[25]。这可能是由于提取后,油暴露于氧气中,降低了脂肪的稳定性,而HMA细胞膜成了脂肪的天然保护膜。另外,类胡萝卜素在HMA的提取炼制时可能会丢失。

     2.4抗氧化剂

     产蛋鸡饲粮中添加维生素E、维生素C能够降低蛋黄过氧化值,减少鸡蛋酸败的异味[36-37]。蛋黄的脂质氧化产物主要是饲料氧化产物的直接沉积,在储存过程鸡蛋脂质未进一步氧化[36-38]。

     因此,维生素E主要通过防止饲粮中脂肪酸的氧化,改善鸡蛋风味。10IU/kg维生素E即可使鸡蛋不产生异味的亚麻籽最大添加量由10%提高到20%[39];但较高水平的维生素E(100IU/kg)降低了鸡蛋的可接受性,可能是因为维生素E在低含量时具有抗氧化作用,而高含量则表现促氧化作用[40]。

     此外,添加一些植物或植物提取物(牛至、百里香、姜黄和迷迭香)能显著提高鸡蛋的氧化稳定性,改善鸡蛋风味[41-42]。添加1.0%牛至、1.0%迷迭香或0.5%~1.0%姜黄于蛋鸡饲粮中,能显著降低蛋黄丙二醛含量,改善鸡蛋风味[43]。姜黄通过提高抗氧化酶活性降低蛋黄过氧化值,而迷迭香提取物(尾鼠草酸)则是减慢鸡蛋的脂肪氧化速度,提高鸡蛋的感官品质[38,41]。将迷迭香提取物添加于富含n-3PUFAs的饲粮中能够消除不饱和脂肪酸对鸡蛋的不良影响[17,43]。

3改善鸡蛋风味的措施

     目前,改善鸡蛋风味的有效途径主要为营养调控和育种,就如何从育种方面改善鸡蛋风味的研究较少,而通过营养调控的手段是短期内效果最显著的措施。产蛋鸡饲粮中前体物质添加量的控制和在饲粮中添加抗氧化剂为改善鸡蛋风味的主要营养调控手段。研究表明,不同品种、产地、质量和添加形式(普通鱼油、微囊鱼油)的鱼油和鱼粉破坏鸡蛋风味的添加量不同[6-8,16]。因此研究者需逐一确定具体饲料原料破坏鸡蛋风味的最小添加量,指导实际生产。产蛋鸡饲粮中添加适量的维生素E和一些植物提取物等抗氧化剂能显著减少饲粮中脂肪的氧化,提高鸡蛋的氧化稳定性,改善鸡蛋风味[36-37,41-42]。

4小结

     关于饲料因素影响鸡蛋风味的研究主要集中在鱼粉、菜粕等引起的鱼腥味鸡蛋和鱼油、亚麻籽等生产富n-3PUFAs鸡蛋时产生负面感官性状的影响,并且研究多停留在剂量对鸡蛋异味等风味影响的阶段,对饲料因素影响风味的形成机制鲜有报道。需要深入研究的工作包括:各种蛋品风味区别的原因,鉴定鸡蛋特有风味,确定其前体物质及其富集机理;通过对鸡蛋风味的基础研究,采用营养调控手段来改善鸡蛋风味,生产风味优异的鸡蛋以满足人们不断增加的对风味的需要。

(中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点开放实验室,龙城,王晶,武书庚,张海军,岳洪源,齐广海)

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