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预煮鹅肉的风味演变及通过HS-SPME-GC-MS和GC-IMS识别加热过度的风味

期刊:Food ChemistryDOI:10.1016/j.foodchem.2025.143979

本研究由Kangling Yan、Jiaxin Kong、Limei Yu、Juan Yang、Xiaofang Zeng、Weidong Bai、Min Qian和Hao Dong*(通讯作者)共同完成,作者单位包括Zhongkai University of Agriculture and Engineering的轻工与食品科学学院、广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室以及农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室。研究成果发表于2025年的《Food Chemistry》期刊(Volume 481, 143979)。

学术背景

该研究聚焦预煮鹅肉在储存过程中风味劣变的核心问题,特别是由脂质氧化引发的”回温味”(warmed-over flavor, WOF)形成机制。中国作为全球最大的鹅肉生产与消费国,鹅肉因高蛋白、低胆固醇及富含不饱和脂肪酸(占比达70%)而广受欢迎。然而,预煮肉制品在冷藏和复热过程中易因肌红蛋白、铁离子催化及高脂含量发生氧化反应,导致颜色和风味劣变。尽管已有研究关注鸡肉、猪肉等常见肉类的风味特性,但针对鹅肉回温味的系统性研究仍属空白。研究团队旨在通过多技术联用解析挥发性有机物(VOCs)与脂质氧化的关联性,为预煮鹅肉的风味调控提供理论依据。

研究流程与方法

1. 样品制备与储存

选取新鲜鹅肉经去皮、去骨、腌制(4℃盐渍30分钟)、煮沸(500g肉+500ml水,中火10分钟)后真空包装,于4℃冷藏0、2、5、7天后复热(70℃微波10分钟)。每组设置生物学重复,确保数据可靠性。

2. 理化与感官分析

  • pH与色泽:采用pH计测定匀浆液pH值,色差仪(D65光源)监测L*、a*、b*值变化,发现储存7天后pH显著上升(蛋白质降解产生碱性化合物),a*值(红度)与脂质氧化呈正相关。
  • 质地分析:使用质构仪测定硬度、弹性等参数,发现冷藏期间质地改善(p<0.05),但感官评分显示5天后出现明显异味。
  • 脂质氧化指标:通过国标GB 5009.227-2023测定过氧化值(POV),硫代巴比妥酸反应物(TBARS)法检测丙二醛(MDA)。结果显示POV在7天时显著升高(p<0.05),TBARS在2天达峰值1.52 mg/kg,表明早期氧化剧烈。

3. 风味物质检测

  • 电子鼻(E-nose):通过10类传感器检测挥发性成分,W1W(硫化物)和W5S(氮氧化物)传感器响应值变化显著(p<0.05),主成分分析(PCA)显示0天与7天样品风味差异最大(PC1解释81.8%变异)。
  • GC-IMS(气相色谱-离子迁移谱):鉴定60种VOCs(醛类26种、醇类15种),三维图谱显示2天后醛类(如戊醛-d、苯甲醛)浓度持续上升,7天时己醇-m、乙醇-d等显著积累。
  • HS-SPME-GC-MS(顶空固相微萃取-气相色谱质谱):检测119种VOCs,关键醛类(庚醛、壬醛)浓度从1174.91 μg/kg(0天)增至1781.68 μg/kg(7天),其 odor activity value (OAV) 均>1,证实为WOF主要贡献者。

4. 数据分析

  • OPLS-DA(正交偏最小二乘判别分析):模型参数R2Y=0.994、Q2=0.985,VIP>1的标记物包括邻苯二甲酸二异丁酯、2-辛烯酸等,与储存时间强相关。
  • Pearson相关性:壬醛与C24:1、C22:6n3等多不饱和脂肪酸显著负相关(p<0.05),证实脂质氧化驱动风味劣变。

主要结果

  1. 脂质氧化动态:POV与TBARS曲线显示氧化呈两阶段模式——初期(0-2天)快速氧化,后期(5-7天)次级氧化产物积累。
  2. 关键风味物质:GC-MS筛选出15种OAV≥1的化合物,其中直链醛类(己醛、壬醛)通过氧化亚油酸等前体生成,其浓度与电子鼻、感官评价结果一致。
  3. 脂肪酸谱变化:储存期间单不饱和脂肪酸(MUFA)占比下降,而饱和脂肪酸(SFA)上升,C22:6n3等PUFA的降解与醛类生成显著相关(r=-0.82, p<0.01)。

结论与价值

研究首次系统揭示了预煮鹅肉WOF的形成机制:脂质氧化(尤其是PUFA降解)通过产生醛、酮等小分子挥发物直接导致风味劣变。科学价值在于:
1. 建立GC-IMS与GC-MS联用技术体系,实现VOCs的高通量筛查;
2. 确定邻苯二甲酸二异丁酯等6种生物标记物,可作为储存时间指示剂;
3. 为产业提供理论指导——控制氧化可延长预煮鹅肉货架期。

研究亮点

  1. 多模态分析:整合电子鼻、GC-IMS、GC-MS数据,克服单一技术局限性;
  2. 标记物发现:通过OPLS-DA模型锁定关键化合物,为快速检测提供靶点;
  3. 应用潜力:研究方案可拓展至其他预煮肉制品风味调控。

其他发现

游离氨基酸分析显示,苦味氨基酸(如赖氨酸)在2天时含量最高(42.59 mg/100g),与脂质氧化产物协同加剧异味感知。这一发现为改善感官品质提供了新思路——通过调控蛋白水解抑制苦味肽生成。

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