空气炸制薯条特征香气的解析及其加工过程中的演变规律

《Food Chemistry》：Decoding the characteristic aroma of air-fried potato strips and its evolution patterns during processing

　　## 摘要- 通过感官组学鉴定了特征风味化合物（CACs）。- 吡嗪类化合物在空气炸制后期阶段生成。- 空气炸制10–15分钟对于形成金黄色泽和浓郁香气至关重要。- 美拉德反应与脂质氧化共同驱动了特征风味化合物的形成。## 引言薯条是一种深加工产品，市场规模可观，消费者因其诱人的金黄色泽、酥脆口感和浓郁香气而喜爱。传统油炸薯条在高温油中加工时会吸收过多油脂，长期食用可能带来健康风险。随着健康生活方式理念的广泛传播，减少膳食油脂摄入已成为公众关注的焦点。空气炸制是一种新颖且健康的烹饪方法，利用高速循环热空气进行传热，降低油脂含量，同时产生与油炸薯条相似的外观和口感。然而，现有研究主要集中于空气炸薯条中潜在有害因素的形成与控制，对其香气特征的研究尚不充分。香气对薯条的感官接受度和辨识度至关重要。在油炸薯条中已鉴定出多种挥发性化合物，包括醛类、醇类、酸类、杂环化合物（吡嗪类和?uran类）以及含硫化合物。这些化合物具有不同的结构和浓度比例，共同构成了薯条独特的香气特征。从传统油炸到空气炸制的转变，由于加热方式和传热介质的差异，会显著改变挥发性香气化合物的形成及其感官贡献。在传统油炸中，油脂是主要的传热介质，同时也是脂质氧化相关香气化合物的重要前体。相反，在低油或无油的空气炸制条件下，减少的脂质含量和改变的热加工方式可能影响特征香气化合物（CAC）的形成。因此，鉴定空气炸薯条中的CACs对于阐明其香气演变规律和优化香气品质至关重要。空气炸薯条的香气特征取决于生薯中前体物质的组成和含量，以及加热过程中的化学反应。在空气炸制过程中，薯条中的前体物质（包括还原糖、游离氨基酸和脂质）通过美拉德反应、脂质氧化和热降解不断转化为挥发性香气化合物。适度的美拉德反应和脂质氧化是薯条产生理想香气所必需的。反之，这些反应程度的变化及其相互作用可能影响香气的组成、强度和感官特性。因此，系统阐明空气炸薯条中CACs的形成过程，并明确美拉德反应和脂质氧化对CACs生成的作用，将有助于香气优化和精确过程控制。本文采用感官组学方法鉴定空气炸薯条中的CACs。通过分析挥发性香气化合物，阐明了空气炸制过程中特征香气的演变。通过追踪还原糖和氨基酸等风味前体以及脂质氧化产物的变化，本研究揭示了空气炸薯条香气的形成机制，重点关注美拉德反应和脂质氧化。本研究推进了对空气炸薯条香气演变的理解，并为未来的香气调控研究奠定了基础。## 内容摘要### 材料冷冻薯条（蛋白质6%，脂肪1.3%）购自河北雪川食品股份有限公司。其余材料的信息见补充文件。### 空气炸薯条的制备将200克冷冻薯条单层摆放在空气炸锅中，在180°C下处理15分钟。在0、5、10和15分钟时采集样品，冷却至室温（25°C），并使用研磨机研磨。### 空气炸薯条中挥发性香气化合物的GC–MS分析采用气相色谱-质谱联用技术（内标法）鉴定空气炸薯条中的挥发性香气化合物。共检测到53种稳定的挥发性化合物，涵盖六大化学类别：醛类、醇类、酸类、杂环化合物、含硫化合物和烃类。先前的研究表明，传统油炸薯条中鉴定出的挥发性化合物数量可达约80种，显著……### 结论总之，在空气炸薯条中检测到53种挥发性香气化合物。基于感官组学分析，仅鉴定出7种特征香气化合物（CACs）：甲硫醛、二甲基二硫醚、2,3-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、壬醛和苯乙醛。醛类和含硫化合物随空气炸制时间延长而积累，而吡嗪类在后期阶段（10分钟）增加。同时，美拉德反应底物的同步消耗……### CRediT作者贡献声明- **王鑫硕**：写作–审阅与编辑、写作–原稿撰写、可视化、软件、方法论、调查研究、数据整理。- **袁雨霞**：验证、软件、方法论、调查研究、数据整理。- **夏淑琴**：写作–审阅与编辑、监督指导、经费获取、概念构思。- **Khizar Hayat**：写作–审阅与编辑。- **崔和平**：调查研究、形式化分析。- **于京阳**：写作–审阅与编辑。### 利益冲突声明作者声明不存在任何可能影响本论文所述工作的已知竞争性财务利益或个人关系。### 致谢所有作者感谢中国国家重点研发计划（2023YFD2100500）及江苏省食品安全与质量控制协同创新中心项目的资助支持。