基于分子感官科学与风味化学解析经典香型Baijiu对葱爆羊肉品质提升的多靶点机制

《Food Chemistry: X》：Elucidating the quality improvement mechanism of classic-aroma Baijiu in sautéed lamb slices with scallion via molecular sensory science and flavor chemistry

　　

首次系统阐明经典香型Baijiu对羊肉菜肴风味改善的作用。Baijiu处理显著降低关键膻味化合物（gamey odor compounds）。乙醇（ethanol）破坏氢键（hydrogen bonds）与疏水相互作用（hydrophobic interactions），释放膻味化合物。为将Baijiu开发为肉制品新型调味酒（seasoning wine）提供理论基础。

研究背景与问题：羊肉虽因质地嫩和营养价值高被广泛消费，但在包括中国在内的部分亚洲国家接受度较低，主要与其不愉快风味有关。葱爆羊肉（Sautéed Lamb Slices with Scallion，SLSS）是著名中式菜肴，通常将羊肉切片腌制后与葱等配料炒制。高温会促进羊肉脂质氧化，增强不良风味，进一步降低消费者接受度。羊肉不良风味与其独特挥发性化合物组合有关，支链脂肪酸如甲基壬酸、4-甲基壬酸和4-乙基辛酸是主要贡献者；脂质氧化和降解产生的己醛、庚醛、(E)-2-辛烯醛和3-甲基丁醛等也参与不愉快气味。Baijiu是中国特有的蒸馏酒，已鉴定出超过2700种风味化合物，常与食物搭配。乙醇和酯的理化掩蔽作用是Baijiu调控肉中不良气味的关键机制；乙醇羟基可与挥发性化合物极性基团形成氢键，促进膻味成分在加工中溶解和挥发；蛋白质与异味化合物强结合是膻味保留的关键因素，Baijiu可作为蛋白变性剂改变蛋白结构并降低其结合挥发性化合物的能力。然而，将Baijiu作为羊肉等肉类去腥方法缺乏机制研究，且既往研究多关注Baijiu共性去腥作用，忽视不同香型（如酱香、浓香、清香）特征成分对风味改善的差异。因此，研究人员系统研究五种不同香型Baijiu在烹饪过程中与羊肉膻味化合物的相互作用，以阐明经典香型Baijiu的靶向风味改善机制，并为其他异味肉菜提供技术指导。

关键技术方法概述：研究以宁夏滩羊8月龄羊里脊为样本，购自中国成都龙泉驿区平安批发市场；选用怀庄（HZ，酱香型，53% Vol；贵州怀庄酒业）、二曲（EQ，单粮浓香型，42% Vol；泸州老窖）、尖庄（JZ，多粮浓香型，50% Vol；五粮液集团）、汾酒（FJ，大曲清香型，53% Vol；山西杏花村汾酒厂）和江津（JJ，小曲清香型，60% Vol；重庆江津酒厂）五种Baijiu，以3%（w/w）腌制后制备SLSS。主要技术包括理化指标与硫代巴比妥酸反应物（TBARs）测定、感官评价、电子鼻、低场核磁共振（LF-NMR）、游离氨基酸（FAAs）分析、气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）与相对气味活度值（ROAV）、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、分子对接及主成分分析（PCA）/偏最小二乘判别分析（PLS-DA）等多变量统计。

研究结果：
3.1 白酒处理对羊肉理化性质与水分迁移的影响。理化测定显示，五种Baijiu处理组在烹饪前后总酸（TA）均显著高于对照组（CK），pH较低，水分含量无显著差异，但SLSS中Baijiu处理组略高。LF-NMR显示Baijiu处理组结合水比例低于CK，逐渐向自由度更高的不可移动水或自由水迁移；除FJ外，其他Baijiu组P₂₂增加，提示可释放更多自由水以促进多汁感。
3.2 白酒处理对羊肉色泽与电子鼻的影响。色差仪表明Baijiu提高生羊肉（raw lamb meat，RLM）和SLSS的L^*，降低RLM的a^*，但烹饪后SLSS组a^*无显著差异。电子鼻显示R4和R10几乎无响应，表明氢化物和Long-chain alkanes较少；多数香气敏感传感器响应高于CK，FJ和JJ在SLSS中响应最高；PCA可明显区分处理组，RLM和SLSS分别解释98.38%和99.32%的方差。
3.3 白酒处理对SLSS游离氨基酸的影响。氨基酸分析仪定量17种FAAs，Baijiu组总FAA含量高于CK；谷氨酸（Glu）最丰富，Baijiu组显著更高，JJ最高，增强鲜味；总鲜味氨基酸在FJ和JJ中增加最明显；甜味氨基酸也增加，FJ最高，精氨酸（Arg）最丰富；苦味氨基酸亦增加，但包含人体必需氨基酸，HZ组支链氨基酸（Val、Ile、Leu）较CK增加17.49%–20.83%。
3.4 白酒处理对SLSS感官属性与TBARs的影响。感官评价显示CK鱼腥强度最高，Baijiu增强酒香、甜、酸、辣和肉味；浓香型（EQ和JZ）甜度较高，HZ辣度最高。TBARs显著降低，FJ最低（0.117 mg/100 g），表明Baijiu有效抑制烹饪中脂质氧化。
3.5 GC-IMS分析RLM与SLSS挥发性化合物。GC-IMS在RLM和SLSS中分别检出79和70种挥发性有机化合物（VOCs）。
3.5.1 白酒处理对RLM挥发性化合物的影响。醇类最丰富，Baijiu组总醇高于CK；部分高级醇降低，如FJ中2-Propanol-M、2-Propanol-D和1-Propanol, 2-methyl分别降低69.85%、26.70%和22.81%；酯类显著增加，JZ达CK的9.83倍；壬醛显著降低；不良酮类如Cyclopentanone、2-Butanone和1-Penten-3-one-M降低。
3.5.2 白酒处理对SLSS挥发性化合物的影响。低沸点醇挥发使组间差异缩小；具果香和辛香的烯醇如3-methyl-3-buten-1-ol和(?)-Myrtenol在Baijiu组富集；五种高级醇显著降低；乙酯维持较高水平；不良醛酮降低，EQ对壬醛、己醛、庚醛、(E)-2-hexenal-M、(E)-2-heptenal-M和(E)-2-octenal-M消除最有效，分别降低61.11%、45.50%、54.44%、51.75%、29.81%和25.05%。
3.6 挥发性化合物的多变量统计分析。PCA累计贡献率在RLM和SLSS中分别为72.00%和71.30%，PLS-DA模型可区分各组，排列检验表明模型可靠、可重复且无过拟合。
3.7 RLM与SLSS差异挥发性化合物的分析。基于变量重要性投影（VIP）>1，RLM筛出14种差异VOCs，JZ富集乙酸乙酯、ethyl hexanoate-M、ethyl hexanoate-D、butyl isovalerate等酯类；SLSS筛出8种差异成分，己醛在CK显著富集、在JZ最低；JZ中(?)-Myrtenol、Benzene, propyl-和Butyl pentanoate浓度最高。
3.8 白酒处理对关键膻味化合物的影响。结合ROAV≥1与风味描述，RLM和SLSS分别鉴定16和13种关键异味化合物，主要为醛、醇、酮和硫化物。RLM中Baijiu组多数异味成分增加，归因于乙醇增溶及破坏异味化合物与肌原纤维蛋白（MP）等大分子间非共价键；SLSS中Baijiu组异味普遍降低，因乙醇挥发时带走溶解的异味。Venn分析显示RLM和SLSS共有6种异味成分；JZ对壬醛、己醛、1-辛烯-3-醇和(E)-2-庚烯醛消除率最高，分别降低61.11%、45.50%、20.58%和24.80%；FJ使2-辛酮和糠醛分别降低36.12%和34.13%。
3.9 基于蛋白构象的白酒去腥机制分析。
3.9.1 肌球蛋白与主要膻味VOCs的分子对接。肌球蛋白占MP约55%–60%，分子对接显示其与六种VOCs结合能均为负，可自发结合；壬醛、己醛、2-辛酮、糠醛、1-辛烯-3-醇和(E)-2-庚烯醛的结合能分别为?4.96、?4.49、?4.40、?5.62、?4.33和?5.15 kcal/mol，主要通过氢键和疏水相互作用结合。乙醇可能诱导肌球蛋白构象变化，减弱分子间作用力并释放膻味化合物；Baijiu中酯和萜烯可能因较低结合能优先结合氨基酸残基。
3.9.2 SLSS中MP的SDS-PAGE分析。鉴定出肌球蛋白重链（220 kDa）、副肌球蛋白（100 kDa）、肌动蛋白（43 kDa）和原肌球蛋白（37 kDa）；Baijiu促进MP降解，高分子量条带减弱、低分子量条带增强，JZ组175–270 kDa区域肌球蛋白降解最明显。
3.9.3 SLSS中MP的FTIR分析。约3400 cm^?1的-OH伸缩振动峰在Baijiu组向高波数移动，JZ最高为3435 cm^?1，表明氢键作用减弱；酰胺I带分析显示随机卷曲和α-螺旋减少，β-折叠和β-转角增加，破坏氢键网络并削弱肌球蛋白对膻味分子的保留；蛋白构象展开暴露疏水基团，Baijiu中乙酯、萜烯等香气化合物可竞争结合MP位点。β-折叠和β-转角增加还形成紧密有序凝胶网络，有助于MP稳定性。

讨论总结：讨论部分将理化、水分、色泽、电子鼻、FAA、感官、TBARs、GC-IMS、多元统计和蛋白构象结果整合，表明Baijiu通过多靶点改善葱爆羊肉品质：提高有机酸和游离氨基酸积累，降低pH，抑制脂质氧化，促进水分迁移以增强多汁感，降低关键膻味醛酮并富集酯类，同时乙醇诱导肌球蛋白变性、降解和构象改变，破坏氢键与疏水相互作用，使芳香酯/萜烯竞争性取代蛋白结合位点上的异味化合物。JZ在去腥方面表现较优，FJ在抗氧化方面表现较优。研究局限在于虽聚焦蛋白介导的挥发性异味释放，但Baijiu调控的上游脂质氧化途径仍待充分阐明。

研究结论翻译：本研究阐明经典香型Baijiu改善葱爆羊肉品质和风味的多种靶点机制。Baijiu腌制提高有机酸和游离氨基酸积累，降低pH，并抑制烹饪过程中的脂质氧化。LF-NMR证实Baijiu促进水分迁移以提高多汁性。GC-IMS和感官评价表明主要膻味醛酮显著降低并伴随酯类富集，其中多粮浓香Baijiu（JZ）去腥效率较优。机制分析揭示乙醇诱导肌球蛋白变性，破坏氢键和疏水相互作用，同时使芳香酯/萜烯竞争性取代蛋白结合位点上的异味化合物。这些发现为在烹饪肉品加工中应用Baijiu香型提供明确科学指导。虽然本研究聚焦蛋白介导的挥发性异味释放，但Baijiu调控的上游脂质氧化途径仍待充分阐明。未来工作将采用基于高分辨LC-MS/MS的绝对定量脂质组学绘制综合脂质代谢网络，并探索其与本研究所鉴定风味谱的相关性。