基于电子鼻、GC - IMS和GC–MS技术解析百里香酚处理鲜海参贮藏过程中劣变风味标记物

推荐 为解决海参自溶导致的品质劣变问题，中国研究人员以鲜活海参（Apostichopus japonicus）为对象，探究百里香酚（Thy）对其贮藏特性及风味的影响。研究发现，1%浓度的百里香酚可显著抑制自溶酶活性，维持硬度、弹性等质构参数，并通过电子鼻、GC - IMS和GC–MS鉴定出醛类、醇类及挥发性硫化物为关键风味物质。该研究为海参保鲜技术开发提供了理论依据，对非破坏性快速检测技术具有重要指导意义。

　　

论文解读
海参（Apostichopus japonicus）作为具有重要经济价值的海洋棘皮动物，广泛分布于太平洋与印度洋沿岸。然而，由于缺乏骨骼保护，海参在捕捞后极易因机械损伤和环境胁迫发生自溶现象。自溶过程中，内源性酶活性增强导致体壁胶原蛋白结构崩解，显著降低硬度与弹性等质构特性，并伴随挥发性风味物质的劣变。传统加工方式如干燥或煮沸虽延长保质期，但反复加热易造成水溶性营养成分流失。因此，开发鲜活海参保鲜技术成为产业亟待解决的问题。

中国科研团队针对上述问题，以百里香酚（Thymol，Thy）为研究对象，系统评估其对海参贮藏品质的影响。百里香酚作为一种天然多酚类防腐剂，兼具抗菌与抗氧化特性，已被美国食品药品监督管理局认定为GRAS（Generally Recognized As Safe）物质。研究团队通过感官评价、质构分析及多组学技术，揭示了百里香酚在抑制自溶进程中的关键作用，并鉴定出与风味劣变相关的标志性化合物。

研究采用电子鼻（Electronic Nose）、气相色谱 - 离子迁移谱（GC - IMS）及气相色谱 - 质谱联用（GC–MS）技术，对不同浓度百里香酚处理组及对照组海参体壁的挥发性成分进行解析。结果显示，经1%百里香酚处理的样品在贮藏14天后，感官评分较空白组（BK组）提高14.83至21.67分；质构参数方面，其硬度、弹性及咀嚼性分别为BK组的2.56倍、1.21倍和2.02倍。挥发性成分分析共鉴定出38种风味物质，其中醛类（如己醛、庚醛）、醇类（如1 - 辛醇、1 - 己醇）、杂环化合物（如d - 柠檬烯）及烷烃类为关键香气来源。值得注意的是，庚烯酸、二甲基二硫醚及二甲胺等物质被确认为自溶海参的特征性腐败标记物，其浓度在劣变过程中显著升高。

研究结论表明，百里香酚通过抑制内源性酶活性有效延缓海参自溶进程，并维持其感官品质。该成果不仅为海参保鲜提供了新策略，更建立了基于挥发性有机物谱图的风味劣变预测模型，对开发非破坏性快速检测技术具有重要指导价值。研究成果发表于《Food Chemistry》，为水产品保鲜领域提供了重要理论支撑。

研究方法概述
本研究采用电子鼻（Electronic Nose）、气相色谱 - 离子迁移谱（GC - IMS）及气相色谱 - 质谱联用（GC–MS）技术，结合感官评价与质构分析，系统评估百里香酚处理对海参贮藏品质的影响。样本采集自大连黄海海域，经冰袋运输至实验室后，分别以0.5%、1%及1.5%浓度百里香酚溶液浸泡处理，并于4℃条件下贮藏。

研究背景与意义
海参（Apostichopus japonicus）作为传统滋补品，其鲜味主要源于内源性酶解产生的呈味氨基酸与核苷酸。然而，自溶作用导致蛋白质分解产生挥发性硫化物（如二甲基二硫醚）及胺类物质（如二甲胺），引发腥臭味。传统保鲜方法如冷冻虽能抑制微生物生长，却无法完全阻断内源性酶促反应。百里香酚因其广谱抗菌性与低毒性，被广泛应用于食品工业。本研究首次证实其在抑制海参自溶中的有效性，并通过多组学技术精准定位风味劣变的关键标记物，为开发智能保鲜包装及在线监测系统奠定基础。

研究结果详述
感官评价与质构特性
贮藏末期，1%百里香酚处理组感官评分显著高于其他组别，体壁硬度达2.56倍BK组，弹性提升1.21倍。扫描电镜显示，百里香酚处理组胶原纤维结构完整，而对照组出现明显断裂。

挥发性成分分析
GC–MS共鉴定出33种挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs），其中醛类占比最高。主成分分析（PCA）表明，庚烯酸（Heptenoic acid）、二甲胺（Dimethylamine）及二甲基二硫醚（Dimethyl disulfide）在自溶组中浓度显著升高，相关系数（R2）达0.92。

关键标记物筛选
通过气味活性值（Odor Activity Value, OAV）计算，庚烯酸（OAV=3.8）及二甲胺（OAV=5.6）被确定为首要腐败指标。电子鼻传感器响应值与GC - IMS数据呈显著正相关（p<0.05），证实多技术联用的可靠性。

研究结论
百里香酚通过抑制蛋白酶活性延缓海参自溶，维持其感官品质。庚烯酸、二甲胺等化合物可作为非破坏性检测的生物标记物。该研究为水产品保鲜技术升级提供了科学依据，并推动传统经验型感官评价向精准化、定量化方向发展。未来研究可进一步探索纳米包埋技术提升百里香酚稳定性，拓展其在冷链物流中的应用场景。