風(fēng)味是食品品質(zhì)的核心，常見(jiàn)的風(fēng)味分析方法主要包括感官分析和儀器分析兩大類(lèi)。感官分析符合人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)食物形成的風(fēng)味偏好和習(xí)慣，可直接反映食物的基本風(fēng)味特征；儀器分析則能揭示風(fēng)味感官特征形成的代謝物成分和機(jī)理。其中靜態(tài)感官描述剖面分析通過(guò)訓(xùn)練有素的評(píng)價(jià)員對(duì)感官屬性進(jìn)行定量評(píng)分，可精準(zhǔn)捕捉感知的風(fēng)味概貌；電子鼻基于模擬仿生嗅覺(jué)信息處理架構(gòu)通過(guò)統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別區(qū)分不同類(lèi)別的氣味特征；傳統(tǒng)的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)是目前風(fēng)味分析最可靠的方法，但對(duì)百萬(wàn)分之一（ppm）級(jí)痕量風(fēng)味物的定量精度不足；氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用（GC-IMS）技術(shù)結(jié)合氣相色譜的高分離效能與離子遷移譜的快速響應(yīng)特性，無(wú)需復(fù)雜的前處理，反應(yīng)靈敏，可檢測(cè)絕大多數(shù)十億分之一（ppb）級(jí)痕量揮發(fā)物 ，在食品風(fēng)味分析中將二者相結(jié)合是目前最常見(jiàn)的方法組合。因此，科學(xué)描述東北酸菜風(fēng)味感官特征并揭示其代謝物成分，篩選關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，系統(tǒng)分析東北酸菜自然發(fā)酵全周期風(fēng)味動(dòng)態(tài)演化，對(duì)其工業(yè)化加工技術(shù)升級(jí)和風(fēng)味調(diào)控具有重要意義。基于此，利用靜態(tài)描述剖面分析、電子鼻結(jié)合 GC-MS、GC-IMS 技術(shù)，全面揭示東北酸菜發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味形成的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，可為東北酸菜的加工工藝優(yōu)化及風(fēng)味導(dǎo)向型質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)的建立提供理論依據(jù)。
01
試驗(yàn)材料
02
靜態(tài)描述剖面分析
參照汲生瀧等的方法并進(jìn)行微調(diào)。第1輪評(píng)價(jià)人員為 30 人，第二輪為10名，同時(shí)嚴(yán)格遵循GB/T16291.1—2012的要求進(jìn)行靜態(tài)描述剖面分析。五點(diǎn)標(biāo)度法見(jiàn)表 1。
03
電子鼻測(cè)定從4組樣品中各取10g，分別置于50mL 頂空瓶?jī)?nèi)，每組樣品設(shè)3個(gè)平行。電子鼻開(kāi)機(jī)預(yù)熱20min，并清洗傳感器20min至響應(yīng)值趨近于1。設(shè)定采樣參數(shù)：清洗1200s，采樣60s，流速 1 L/min。將進(jìn)樣針插入瓶上部1/3處頂空進(jìn)樣檢測(cè)。電子鼻傳感器信息見(jiàn)表2。
01
經(jīng) 30 名訓(xùn)練有素的評(píng)價(jià)員對(duì) 4 組樣品的氣味進(jìn)行嗅聞并進(jìn)行氣味描述后，獲取 17 個(gè)氣味描述詞；選取其中 10 名經(jīng)驗(yàn)豐富的評(píng)價(jià)員進(jìn)行嚴(yán)格篩選，去除差異小、重復(fù)性差的描述詞，保留使用頻率超過(guò) 85%以上的描述詞 9 個(gè)，分別為清爽酸香、清香、發(fā)酵香、奶脂香、乳酸味、硫苷類(lèi)刺激性氣味、酸腐氣味、蔬菜味和咸鮮氣味。依據(jù)《食品感官分析詞典》及相關(guān)文獻(xiàn)分別對(duì)描述詞進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化釋義，具體見(jiàn)表 3。
依據(jù)表3中的描述詞及釋義，由10名評(píng)價(jià)員利用五點(diǎn)標(biāo)度法對(duì)4組樣品中氣味描述詞的感知強(qiáng)度進(jìn)行獨(dú)立評(píng)定，同一樣品重復(fù)3次，統(tǒng)計(jì)分析氣味描述感知強(qiáng)度得分并繪制主成分分析（PCA）得分圖及雷達(dá)圖（圖 1）。如圖 1A 所示，4 組樣品分布于不同象限，PC1 與PC2 兩主成分對(duì)原始變量總方差的解釋能力達(dá) 97%，PC1 的高貢獻(xiàn)率主要源于東北酸菜在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的酸香、發(fā)酵香、悶漚及乳酸味特征；4組樣品分布于不同象限，直接反映了酸菜在不同發(fā)酵階段的氣味感官特征具有顯著差異。由圖1B可知，在初始發(fā)酵階段，微生物尚未作用于發(fā)酵，以白菜自有的蔬菜香和硫苷類(lèi)刺激性氣味為主；發(fā)酵至第8天，9種氣味特征的感知強(qiáng)度均開(kāi)始增強(qiáng)；在發(fā)酵18d 時(shí)，發(fā)酵香、悶漚味、乳酸味、清爽酸香和咸鮮氣味感知強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng)并伴有微弱酸腐氣味，硫苷類(lèi)刺激性氣味、蔬菜香和清香則有一定程度減弱；發(fā)酵28d 時(shí)，清爽酸香、清香、發(fā)酵香、悶漚味、乳酸味、酸腐氣味成為主導(dǎo)氣味，整體風(fēng)味濃郁協(xié)調(diào)，層次豐富。靜態(tài)描述剖面分析結(jié)果與常規(guī)酸菜發(fā)酵時(shí)間要求吻合，其風(fēng)味感知強(qiáng)度變化趨勢(shì)也一致。
02
利用電子鼻檢測(cè)分析 4 組樣品中的樣品中氣味物質(zhì)，繪制氣味雷達(dá)圖，結(jié)果見(jiàn)圖 2。由圖 2 可知，傳感器 S1、S2、S4、S6 和 S7 的響應(yīng)值隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，表現(xiàn)出顯著差異，其對(duì)應(yīng)的芳香族化合物、含氮氧類(lèi)物質(zhì)、烷烴芳香類(lèi)、硫化物、萜烯類(lèi)以及苯、醛酮類(lèi)物質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中含量變化較大且相對(duì)較多，是影響酸菜風(fēng)味動(dòng)態(tài)演化的主要揮發(fā)性成分。而傳感器 S3、S5、S8 和 S9 的響應(yīng)值在不同發(fā)酵階段的含量變化相對(duì)較小。這表明其所對(duì)應(yīng)的氫化物、甲基類(lèi)化合物、芳香族、硫化氫類(lèi)以及烷烴類(lèi)物質(zhì)在酸菜樣品中的含量變化相對(duì)平緩。電子鼻檢測(cè)結(jié)果與靜態(tài)描述剖面分析結(jié)果基本一致。
本研究采用感官描述剖面分析、電子鼻、GC-IMS與 GC-MS 多維技術(shù)，系統(tǒng)揭示了東北酸菜發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味特征及揮發(fā)物的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律。0d樣品以蔬菜清香和硫苷類(lèi)刺激性氣味為主；8d樣品的發(fā)酵香開(kāi)始增強(qiáng)，進(jìn)入風(fēng)味過(guò)渡期；18d時(shí)樣品的乳酸酸香、酯類(lèi)和醇類(lèi)揮發(fā)物大量積累，形成復(fù)雜酸香、果香和焦糖香，為風(fēng)味關(guān)鍵形成期；28d時(shí)樣品的乳酸酸香與酸腐氣味穩(wěn)定，融合果香、木質(zhì)香及微弱原料殘留，整體風(fēng)味成熟協(xié)調(diào)。酸菜在整體發(fā)酵周期內(nèi)共檢出 79 種揮發(fā)物，其中酯類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)為主體。酯類(lèi)在早期占比最高，隨發(fā)酵逐漸下降；醇類(lèi)和酸類(lèi)中后期顯著升高，強(qiáng)化發(fā)酵香與酸香；芳香類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)含量雖低，但因閾值極小，對(duì)層次與協(xié)調(diào)性貢獻(xiàn)突出。OAV 分析確定壬醛、異戊醇、1-辛烯-3-酮、反式-3-己烯-1-醇等為關(guān)鍵香氣物質(zhì)，其變化趨勢(shì)與風(fēng)味演化高度吻合。
感官描述與電子鼻檢測(cè)趨勢(shì)一致；GC-IMS 靈敏度高，適于痕量檢測(cè)，GC-MS 擅長(zhǎng)精準(zhǔn)定性，兩者結(jié)合確保了風(fēng)味解析的系統(tǒng)性與可靠性。酸菜風(fēng)味形成可歸因于乳酸菌代謝、氨基酸降解、美拉德反應(yīng)及脂質(zhì)氧化等多重生化反應(yīng)的共同作用。早期由原料內(nèi)源成分主導(dǎo)，中期微生物與化學(xué)反應(yīng)協(xié)同促進(jìn)風(fēng)味復(fù)雜化，后期乳酸菌優(yōu)勢(shì)群落維持穩(wěn)定酸香。本研究明確了東北酸菜發(fā)酵關(guān)鍵階段與主導(dǎo)揮發(fā)物的貢獻(xiàn)規(guī)律，并揭示了不同揮發(fā)物類(lèi)別在維持風(fēng)味層次與平衡中的作用機(jī)制和發(fā)酵全周期風(fēng)味演化規(guī)律，篩選出具有標(biāo)志性的關(guān)鍵風(fēng)味代謝物，為酸菜工藝優(yōu)化與風(fēng)味品質(zhì)調(diào)控提供了科學(xué)依據(jù)，同時(shí)對(duì)其他發(fā)酵蔬菜研究亦具參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：李美善,汲生瀧,籍銳,等.東北酸菜發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味動(dòng)態(tài)演化研究[J/OL].保鮮與加工,1-13[2025-11-13].
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