本文是由Rui Lai、Jie Liu、Qing Huang、Xiaoji Fei、Wenting Yin、Hongzhou An、Jikai Zhao、Jie Zhang、Ruru Luo、Qian Lin及Lina Wang合作完成的研究。这项研究主要由河南工业大学食品科学与工程学院、国家小麦和玉米深加工工程技术研究中心、堪萨斯州立大学Carl and Melinda Helwig生物及农业工程系以及广州岭南穗粮粮油股份有限公司创新部等机构共同研究完成，研究成果发表在《LWT - Food Science and Technology》期刊上，在线发表时间为2025年2月7日。
这项研究领域属于食品科学与工程，主要研究方向为大米加工过程中对香味的影响。在研究背景方面，大米作为主食，其固有的感官特性（特别是香气）对消费者的接受度和购买行为具有重要影响。香米（fragrant rice）因其特有的芳香性能受到关注，而这种香气与复杂的挥发性化合物密切相关。既往研究表明，大米的加工工艺（例如碾磨程度，Degree of Milling, DOM）会导致挥发性化合物（包括醛类、酸类、酯类和醇类等）的含量减少，但目前针对DOM如何具体影响香米香气的研究仍然有限。
香米的特征芳香物质通常认为是2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline, 2-AP），但越来越多的研究表明，其香气不仅仅由2-AP决定，还涉及其他挥发性物质。本研究主要目标为分析不同碾磨程度对煮熟米香气活性化合物的影响，明确关键的香气差异因子，并通过代谢组学手段探索其来源和影响机制。
研究以广东农业科学院培育的四种香籼稻品种为实验对象，分别为19-Xiang（No.1）、Meixiangzhan（No.2）、XiangYaxianZhan（No.3）和XiangZhuxiangsiMiao（No.4）。稻谷通过脱壳机（THU35C, Satake, Japan）制取糙米（Brown Rice, BR），然后采用TM05C型碾米机生产出8%的中度碾磨米（Medium-Milled Rice, MMR）和12%的精白米（Well-Milled Rice, WMR）。
糙米与成品米样品脂类含量检测
样品采用索氏提取法（AACC方法30-20）测定脂类含量。
挥发性物质的提取及检测
利用气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS）对挥发性化合物进行定性定量分析，并通过气相色谱嗅觉检测法（GC-O）鉴定气味活性化合物，结合气味活性值（Odor Activity Value, OAV）计算其贡献度。此外，对差异香气化合物进行了代谢组学层面的筛选，结合主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）进行聚类分析。
实验采用了多种统计分析方法，包括方差分析（ANOVA）、PLS-DA、显著分析微阵列法（Significance Analysis of Microarray, SAM），并使用软硬件（如Origin、GraphPad Prism等）进行多程序分析。
感官测试结果显示，糙米（CBR）的气味评分显著低于中度碾米（CMMR）和精白米（CWMR），并且其气味带有不愉悦的脂肪气味或哈喇味。CMMR香气尤为突出，其感官评分高于CWMR，表现出消费者更高的喜好度。
通过GC-O分析，确定了煮熟香米中的20种关键香气活性化合物（包括13种醛类、3种酮类、2种醇类、1种酯类以及3种杂环化合物），如四十三醛（tetradecanal）、二乙酰（acetoin）和戊基呋喃（2-pentylfuran）。这些化合物的气味活性值（OAV）显著高于1.0，表明其对总体香气贡献显著。
基于PLS-DA分析，研究进一步筛选出7种被认为是中度碾磨米的特征差异因素的香气活性标记物，包括乙酰丙酮（acetoin）、戊基呋喃、四十三醛和辛醛（octanal）。这些化合物的变化趋势与加工程度表现出了逻辑性关系。
研究显示，糙米脂类含量显著高于MMR和WMR，而脂类氧化所衍生的挥发性化合物（如己醛[hexanal]、壬醛[nonanal]及辛醛）在加工过程中显著减少。这表明脂类含量变化是香气差异形成的核心机制。比如，己醛的脂肪气味在较高含量时会影响整体香气的接受度，但在较低含量时却会产生令人愉悦的芳香。
通过SAM与PLS-DA特征筛选，利用7种差异标记化合物建立了基于香氛特征的指纹图谱，在PCA分析中，样品不同碾磨状态的香气特征被清晰区分。
此项研究不但深化了对香米加工香气变化的认识，也为未来研究从代谢机制层面探讨其他谷物香气变化提供了新的思路。