中国四地区商业化羊肉汤香气、滋味与感官特性的整合表征研究

《Food Chemistry: X》：Integrated characterization of aroma, taste, and sensory properties of four commercial mutton soups from different regions of China

　　

专业术语翻译 羊肉汤是中国广泛消费的传统肉制品，因其独特的风味和营养价值而备受青睐。由于中国幅员辽阔，各地区在饮食习惯、烹饪传统、原料选择和烹饪方式上存在显著差异，由此形成了具有鲜明地域特色的多种羊肉汤。在众多区域性羊肉汤中，源自内蒙古、山西、四川和山东的羊肉汤因其独特的制作方法和风味特征而广为人知。绵羊品种、原料选择、调味配方和加工方式的差异可能导致其风味特征存在显著变化。随着传统食品商业化程度的不断提高，在保持地域风味特征的同时确保产品一致性已成为一项重要挑战。因此，表征不同地区制备的羊肉汤的风味特征并鉴定其感官特性相关的化合物，对于质量控制、风味调控和产品开发具有重要意义。 风味是决定食品质量和消费者接受度的主要因素，通常通过香气和滋味的综合感知来体验。香气主要由烹饪过程中通过脂质氧化、美拉德反应以及香辛料来源挥发性物质的释放所产生的挥发性化合物决定。脂质氧化产物（包括醛类、酮类、醇类、酸类和酯类）赋予肉制品特征性的脂肪香、青草香、果香和烤香。此外，不同地区羊肉汤中常用的香辛料会引入萜烯和芳香醛等挥发性化合物，进一步增加香气的复杂性和地域独特性。因此，原料、加工条件和调味配方的差异可能导致不同地区制备的羊肉汤呈现不同的香气特征。 滋味是风味感知的另一重要组成部分，主要受非挥发性化合物影响。游离氨基酸（FAAs）和核苷酸是肉汤滋味特性的主要决定因素。其中，谷氨酸和天冬氨酸是重要的鲜味氨基酸，而甘氨酸和丙氨酸贡献甜味，亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸与苦味相关。此外，肌苷5′-单磷酸（IMP）、鸟苷5′-单磷酸（GMP）和腺苷5′-单磷酸（AMP）等核苷酸可与鲜味氨基酸产生协同增效作用，增强鲜味强度。因此，这些呈味活性化合物浓度的差异可能造成不同地区羊肉汤之间的滋味差异。 尽管香气和滋味对羊肉汤整体风味均至关重要，但这两个方面通常被分开研究。以往研究主要聚焦于挥发性化合物或非挥发性呈味组分，而较少将互补的挥发性分析技术、电子传感、呈味活性化合物的定量分析以及感官评价相结合。因此，目前尚不清楚不同地区制备的羊肉汤中哪些风味化合物是共有的，哪些化合物与个别产品之间的差异相关。此外，据研究人员所知，代表内蒙古巴尔虎、山西郭氏、四川简阳和山东单县的商业化羊肉汤尚未在同一分析框架内进行比较。研究人员假设这些产品将共享一组与其共同肉类基质相关的风味化合物，但在挥发性及非挥发性化合物的组成和相对丰度上存在差异，从而形成可区分的风味特征。 据此，本研究比较了四种商业化羊肉汤产品，即巴尔虎、郭氏、简阳和单县羊肉汤。主要目标是表征其共有和差异化的风味组分，并鉴定与产品区分相关的化合物。香气特征采用电子鼻（E-nose）、气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）和气相色谱-质谱联用（GC–MS）进行检测。滋味特征采用电子舌（E-tongue）结合游离氨基酸和核苷酸的定量分析进行评估。感官评价用于评估滋味、香气、油腻感、色泽和总体可接受度。采用主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS–DA）对四种产品进行比较并筛选潜在判别化合物。本研究聚焦于所选商业化产品之间的组成差异，而非确定绵羊品种、调味组成或加工条件等单一因素的影响。研究结果提供了与其风味差异相关的化学成分信息，可为风味调控和产品开发提供支持。

论文解读文章

一、研究背景与问题提出

羊肉汤作为中国传统肉制品的代表，凭借其独特风味和营养价值在全国范围内广受欢迎。中国幅员辽阔，不同地区在饮食习惯、烹饪传统、原料选择及加工方式上存在显著差异，由此催生了具有鲜明地域特色的多种羊肉汤产品。其中，内蒙古、山西、四川和山东等地的羊肉汤因其独特的制备方法和风味特征而尤为知名。然而，随着传统食品商业化进程的加速，如何在保持地域风味特色的同时确保产品品质一致性，已成为行业发展面临的重要挑战。

风味是决定食品质量和消费者接受度的核心因素，通常通过香气和滋味的综合感知来实现。香气主要由烹饪过程中脂质氧化、美拉德反应及香辛料释放的挥发性化合物决定；滋味则主要受游离氨基酸和核苷酸等非挥发性化合物影响。尽管香气和滋味对羊肉汤整体风味均至关重要，但以往研究往往将二者割裂开来，分别聚焦于挥发性化合物或非挥发性呈味组分，鲜有研究将互补的挥发性分析技术、电子传感、呈味活性化合物定量分析及感官评价整合于同一分析框架。此外，代表内蒙古巴尔虎、山西郭氏、四川简阳和山东单县的商业化羊肉汤此前从未被纳入同一框架进行比较研究。基于此，研究人员提出假设：这些产品将共享一组源于共同肉类基质的核心风味化合物，但在挥发性及非挥发性化合物的组成和相对丰度上存在差异，从而形成可区分的风味特征。为验证这一假设，本研究对四种商业化羊肉汤进行了系统比较，旨在表征其共有和差异化的风味组分，并鉴定与产品区分相关的关键化合物。

二、研究内容与主要技术方法

本研究选取来自中国四个不同省份的四种商业化羊肉汤产品作为研究对象，包括山东单县羊肉汤（由山东百寿坊食品有限公司生产，原料为济宁青山羊）、内蒙古巴尔虎羊肉汤（由呼伦贝尔巴尔虎畜牧业发展有限公司生产，含枸杞和香辛料）、山西郭氏羊肉汤（由山西郭氏食品工业有限公司生产，以本地羊肉羊杂为原料）以及四川简阳羊肉汤（由简阳天地羊食品有限公司新鲜制备，原料为简州大耳羊）。其中三种包装产品购自线上平台，简阳羊肉汤则在生产现场直接采集。

研究人员综合运用多种先进分析技术对样品进行系统表征。香气特征分析采用电子鼻（E-nose）系统（配备14种金属氧化物传感器）、气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）和气相色谱-质谱联用（GC–MS）三种互补技术；滋味特征采用电子舌（E-tongue）系统结合游离氨基酸和核苷酸的定量分析；同时开展感官评价以评估滋味、香气、油腻感、色泽和总体可接受度。数据处理采用主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS–DA）对四种产品进行比较并筛选潜在判别化合物。此外，通过计算气味活性值（OAV）和滋味活性值（TAV）评估各化合物的感官贡献，并采用等效鲜味浓度（EUC）量化鲜味强度。

三、研究结果

香气特征分析结果

电子鼻分析显示，四种羊肉汤样品的香气特征存在显著差异，其中郭氏羊肉汤表现出最为独特的挥发性指纹图谱。GC-IMS和GC–MS分析共鉴定出多种挥发性化合物，主要涵盖醛类、酮类、醇类、萜烯类等类别。脂质氧化相关挥发性物质（如壬醛、辛醛、庚醛、己醛等）在四种样品中均有检出，表明脂质氧化是羊肉汤香气形成的重要共性途径。香辛料来源的挥发性化合物（如芳樟醇、β-月桂烯、水芹烯等）则在不同产品中呈现显著差异，成为产品区分的重要贡献因素。

OAV计算结果表明，壬醛在四种样品中均具有极高的OAV值（73.23–200.87），是贡献最大的气味活性化合物。此外，1-庚烯-3-酮在简阳羊肉汤中具有极高的OAV值（178.50），β-月桂烯在郭氏（194.95）和简阳（61.75）样品中贡献突出，这些化合物共同构成了各产品独特的香气特征。

滋味特征分析结果

电子舌分析显示四种样品在鲜味、咸味、酸味、苦味等滋味维度上存在差异。游离氨基酸定量分析鉴定出多种氨基酸，其中谷氨酸和天冬氨酸作为重要的鲜味氨基酸，其含量在不同样品中呈现显著差异。核苷酸分析检测到5′-IMP、5′-GMP和5′-AMP三种关键核苷酸，它们可与鲜味氨基酸产生协同增效作用。EUC计算结果显示，不同样品间的等效鲜味浓度存在差异，这与其感官评价中鲜味强度的差异相吻合。

感官评价结果

感官评价结果表明，简阳羊肉汤在滋味、香气和总体可接受度方面获得了最高评分，表明其在风味综合表现上优于其他三种产品。这一结果与电子舌和电子鼻分析所揭示的化学组成特征具有一致性。

判别分析结果

PLS–DA分析成功实现了四种产品的有效区分，并筛选出多个潜在判别化合物。香辛料来源的挥发性化合物在区分不同产品中发挥了关键作用，而脂质氧化产物则构成了各产品共有的风味基础。

四、讨论与结论

本研究的讨论部分指出，四种商业化羊肉汤产品共享一组源于肉类基质的核心风味化合物（主要为脂质氧化产物），但在香辛料来源化合物的组成和丰度上存在显著差异，这构成了产品风味区分的主要化学基础。研究结果验证了研究人员的初始假设，即共同肉类基质决定了共有风味特征，而地域性原料和调味配方的差异导致了产品的可区分性。

研究结论表明，通过整合电子鼻、电子舌、GC-IMS、GC–MS、游离氨基酸和核苷酸定量分析及感官评价的多技术手段，能够全面表征不同地域羊肉汤的风味特征并鉴定关键判别化合物。简阳羊肉汤在感官评价中表现最佳，其风味优势可能与其较高的鲜味相关化合物含量及独特香气组成有关。本研究为羊肉汤的风味调控、质量控制及新产品开发提供了重要的化学基础数据和方法学参考，同时也为其他传统地域性肉制品的风味标准化研究提供了可借鉴的分析框架。