解析糖与水的质量比对烤鸭关键香气成分形成的影响：来自挥发性化合物组学、脂质组学和美拉德反应的研究见解

《Food Chemistry》：Deciphering the effect of sugar-to-water mass ratios on key aroma formation in roasted ducks: Insights from volatilomics, lipidomics, and Maillard reaction

　　

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  糖水质量比为1:6时，烤鸭产生的气味成分最为丰富。
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  识别出15种含有2,3-二甲基-5-乙基吡嗪的关键气味成分。
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  醛类、醇类和吡嗪类物质主导了烤鸭的香气差异。
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  精氨酸和丙氨酸主要通过美拉德反应促进了吡嗪的生成。
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  含有C₁₈酰基链的甘油三酯（TGs）、Cer和磷脂酰胆碱（PCs）对香气的形成有所贡献。

引言

目前普遍认为，葡萄糖参与的美拉德反应是肉类制品中关键香气化合物（如吡嗪类）形成的主要机制（Jiang et al., 2023; Totlani & Peterson, 2005）。以烤鸭为例，其制作过程包括屠宰、风干、糖衣处理和烘焙，每个环节都对最终香气产生影响。糖衣处理对烤鸭的香气形成至关重要，其中葡萄糖是主要成分。葡萄糖参与化学反应的程度决定了烤鸭中香气化合物的强度（Liu et al., 2020）。我们的先前研究证实，己醛、1-辛烯-3-醇和2-呋喃基硫醇是烤鸭中的关键气味成分，而葡萄糖参与的美拉德反应在这些成分的形成中起着关键作用（Liu et al., 2019）。进一步的研究表明，风干过程可以通过调节三种代谢途径来影响糖衣鸭的香气特征（Liu et al., 2025）。Gao et al.（2025）的研究指出，含糖的大分子是烤鸭中颗粒活性复合物的主要成分。值得注意的是，烘焙时间显著改变了这些复合物的结构和含量，从而影响了关键香气化合物的生成。综上所述，糖的用量，尤其是葡萄糖的用量，对烤鸭的香气形成起着主导作用。

同时，葡萄糖还可能影响脂质的氧化，进而影响香气的产生（Adams, Kitryte, Venskutonis, & De Kimpe, 2011; Zamora & Hidalgo, 2005）。烘焙60分钟的烤鸭干基脂质含量为37.08%，远高于生鸭的17.66%，这表明在烘焙过程中皮肤中的脂质大量迁移到了肌肉中（Liu et al., 2020）。这种迁移为磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和甘油三酯等香气分子提供了丰富的原料。脂质组学方法能够精确识别这些分子（Chiesa et al., 2022; Tietel et al., 2023）。Tang et al.（2023）的研究表明，膳食中的核黄素补充显著提高了鸭胸肉中的磷脂酰甘油和辅酶Q的含量，同时也增加了两种关键香气成分的浓度。这为研究不同糖衣比例对香气的影响提供了技术支持。

在实际生产中，烤鸭的糖水质量比通常使用1:5到1:8。葡萄糖通过直接或间接的方式参与美拉德反应和脂质氧化，共同调节1:6糖衣烤鸭在烘焙过程中的香气形成（Li et al., 2026）。然而，目前尚不清楚葡萄糖的浓度是否以及通过哪些化学反应影响烤鸭的香气特征。因此，本研究旨在：（i）分析不同糖衣比例下的烤鸭关键香气成分的差异；（ii）确定参与美拉德反应和驱动香气形成的关键游离氨基酸及脂质；（iii）找出能够区分不同烤鸭及其对不同糖衣比例响应的香气标志物。这些发现将有助于确定最佳糖水质量比，以实现理想的香气效果，为工业生产提供科学依据和实用指导。

章节摘要

样品采集与分组

从当地农场随机选取了12只北京鸭（平均体重2.62 ± 0.31公斤），并在严格遵循鲁东大学动物护理和使用委员会（LDU-IRB202410013）的伦理标准的情况下进行了人道屠宰。处理过程包括用电击使鸭子失去意识，然后通过切割颈动脉、气管和食道进行安乐死，以便用于科学研究。与之前的研究结果一致，鸭肉在15°C和30%的相对湿度下进行了风干。

醛类、醇类和吡嗪类物质作为区分不同烤鸭的关键香气成分

如图1和表1（补充信息）所示，不同糖水质量比的烤鸭在电子鼻传感器S₅、S₆、S₉、S₁₄、S₁₇和S₁₈上表现出更强的响应，表明其中含有丰富的醛类、酮类、醇类（S₆、S₉、S₁₈）和含氮化合物（S₅）。糖水质量比为1:5和1:6的烤鸭香气强度更高。共识别出33种香气成分。

结论

本研究共识别出15种关键香气成分，其中糖水质量比为1:6时的香气贡献最大。葡萄糖似乎通过与精氨酸和丙氨酸的美拉德反应加速了吡嗪的生成，而含有C₁₈酰基链的甘油三酯、Cer和磷脂酰胆碱则是羰基和醇类物质生成的前体。对于烤鸭生产商而言，选择糖水质量比为1:6可以实现关键香气成分的最佳形成。

作者贡献声明

刘欢：研究监督、项目管理、方法设计、实验实施、资金申请、概念构思。赵书琪：初稿撰写、资源协调、实验执行。张玉萍：初稿撰写、数据验证、资源协调、实验执行。李文静：数据分析、结果整理。张新河：数据可视化、资源协调、实验执行。孙闪闪：文本撰写、审稿与编辑。曾成宇：文本撰写、审稿与编辑。李成：文本撰写、审稿与编辑。于江彦：软件开发。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了以下机构的财政支持：国家自然科学基金（32572603），山东省自然科学基金（ZR2024QC048），鲁东大学项目（20230044），以及鲁东大学研究生创新项目（IPGS2025-077）。

刘欢|赵书琪|张玉萍|李文静|张新河|孙闪闪|曾成宇|李成|于江彦|王杰|李俊科