以质量为导向的研磨控制：通过监测脂质氧化标志物来减轻豌豆奶中的异味

《Food Control》：Quality-driven grinding control: Monitoring lipid oxidation markers for off-flavor mitigation in pea milk

豌豆奶加工中脂质氧化与风味形成动力学关系研究。采用脂质组学与气相色谱-质谱联用技术，揭示八阶段研磨过程中磷脂（尤其是PE）消耗率达54.59%，其降解途径与醛类、醇类等挥发性风味物质生成显著相关，并建立关键脂质前体与风味品质的动态监测模型。

　　

双碧|李长燕|熊小英|范阳|刘叶

北京工业大学食品与健康学院风味科学实验室，中国北京100048

摘要

豌豆奶作为一种有前景的乳制品替代品，面临着持续存在的异味问题，而这些异味的根本原因尚未被明确，这阻碍了有针对性的质量控制。本研究旨在通过阐明研磨过程中脂质氧化与异味形成之间的动态关系，确立脂质氧化标志物作为关键的质量指标。利用超高效液相色谱-电喷雾离子化-三重四极杆线性离子阱-串联质谱（UPLC-ESI-QTRAP-MS/MS）技术进行脂质组学分析，并结合气相色谱-质谱（GC-MS）技术检测主要异味成分，发现磷脂是主要的异味前体。其中，磷脂酰乙醇胺（PE）在八个研磨阶段中的消耗率最高，达到54.59%。通过基于消耗量的筛选（消耗量超过5 μg/g），验证了12种关键的异味前体脂质，其中甘油磷脂（GPs）的消耗量最大。此外，通过相关性分析还确定了8种与风味形成相关的关键脂质，包括PE（18:2_18:2）、PE（18:2_16:0）和PE（18:1_18:2），这些脂质的含量显著降低。甘油磷脂的代谢途径与异味的产生存在机制上的关联。本研究基于关键脂质标志物建立了一种过程监测策略，从而为提高豌豆奶的风味提供了分子基础和潜在的改进指标。

引言

豌豆（Pisum sativum L.）是最广泛种植的高价值豆类之一，是蛋白质（20-25%）、必需氨基酸、矿物质以及促进人类健康的生物活性化合物的良好来源（Hall等人，2017年）。与大豆相比，豌豆具有低过敏性和非转基因的特点，同时脂肪含量和抗营养因子也较低（Zhang等人，2020年）。因此，由干豌豆制成的豌豆奶是一种理想的植物基乳制品，也是乳糖不耐受人群的理想替代品（Ji等人，2022年）。然而，豌豆奶的生产过程中会生成许多挥发性化合物，如醛类、醇类、酮类等，这些化合物赋予豌豆奶特有的青草味、氧化味、豆腥味等异味。我们之前的研究表明，己醛和己醇对豌豆奶的整体风味有显著影响，并被确定为豌豆奶中的关键异味成分（Yan等人，2024年）。此外，甲硫醇和甲氧基吡嗪等化合物也会影响风味的形成（Zhogoleva等人，2023年）。而且，上述挥发性化合物在储存过程中可能会加剧或发生变化（Xiong等人，2025年；Shahidi等人，2020年）。关键异味的产生严重限制了豌豆奶及其加工产品的推广和消费。

脂质是重要的异味前体（Trindler等人，2022年）。与以甘油三酯为主要脂质的大豆奶不同，豌豆奶中的主要脂质是磷脂（Fischer等人，2020年）。Yoshida等人分析了四种豌豆品种的脂质组成，发现豌豆中的主要脂质成分是磷脂（PL）和甘油三酯（TG）（Yoshida等人，2007年）。在植物中，磷脂主要由甘油磷脂（GP）组成，其结构由两个脂肪酸（FA）和一个磷酸基团连接亲水残基构成（Zhu等人，2023年）。根据亲水残基的不同，甘油磷脂可分为磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）等（Zhang等人，2023年）。甘油三酯则由三个脂肪酸分子酯化形成。Solis等人研究了多种豌豆品种的脂肪酸组成，发现这些品种含有较高水平的亚油酸（C18:2）、亚麻酸（C18:3）、油酸（C18:1）和硬脂酸（C18:0）（Solis等人，2013年）。由于脂肪酸种类的多样性，豌豆奶中的主要异味前体（甘油磷脂、甘油三酯）具有广泛的分子种类。尽管已经证明特定的脂肪酸氧化与植物基乳制品的风味形成密切相关，但单个磷脂类别和分子种类对豌豆奶异味生成的具体贡献仍需进一步研究，尤其是在加工过程中的动态氧化方面（Feng等人，2021年）。

超高效液相色谱-电喷雾离子化-三重四极杆线性离子阱-串联质谱（UPLC-ESI-QTRAP-MS/MS）是一种强大的脂质结构分析技术，已广泛应用于食品科学领域，包括对蛋黄和苔藓植物的研究（Song等人，2022年；Wu等人，2021年；Wang等人，2023年；Lu等人，2023年）。然而，在豌豆奶加工过程中，由于脂质前体的消耗，异味会逐渐积累，而这些关键前体之间的动态关系尚不清楚。因此，利用UPLC-ESI-QTRAP-MS/MS研究豌豆奶中的风味形成和变化具有重要意义，有助于提升植物基乳制品的风味质量。

因此，本研究的目的是：（1）利用基于UPLC-ESI-QTRAP-MS/MS的脂质组学方法定量分析豌豆奶研磨过程中脂质分子的动态消耗情况；（2）通过GC-MS研究脂质降解与关键异味化合物形成之间的动力学关系；（3）通过多元统计分析和相关性分析，识别并验证与异味形成最密切相关的关键脂质前体分子。这项工作为植物基乳制品的风味调控提供了理论基础。

化学物质与材料

色谱级乙腈（ACN）、甲醇（MeOH）、异丙醇（IPA）、二氯甲烷（CH₂Cl₂）和甲基叔丁基醚（MTBE）由德国达姆施塔特的Merck公司提供。色谱级正烷烃（C₇-C₄₀）、甲酸和甲酸铵来自美国密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司。色谱级2-甲基-3-庚酮和C6醛/醇标准品来自中国的TCI公司。脂质标准品购自Sigma-Aldrich和Avanti Polar Lipids公司

豌豆奶研磨过程中关键异味成分的动态变化

通过脂氧合酶-过氧化氢裂解酶（LOX-HPL）途径的脂质酶促氧化降解在豆类中异味的形成中起关键作用（Tian等人，2021年）。基于现有文献综述，本文总结了C6/C9醛/醇作为底物从亚油酸（LA）和α-亚麻酸（ALA）形成的具体途径（Wang等人，2021年）。其中，己醛和己醇是豌豆奶中的主要异味成分（Yan等人，2024年）

结论

本研究确定了在豌豆奶研磨过程中显著消耗的12种关键脂质分子，包括6种甘油磷脂（GP）、4种甘油三酯（TG）和2种游离脂肪酸（FFA）。其中，甘油磷脂的总消耗量（64.27 μg/g）和结构多样性最高，其次是甘油三酯（34.26 μg/g）和游离脂肪酸（17.39 μg/g）。脂质氧化被认为是异味形成的主要原因，导致甘油磷脂和甘油三酯中的脂质含量和脂肪酸组成均有所减少。研究表明，甘油磷脂是主要的异味前体

作者贡献声明

刘叶：负责监督和资源调配。范阳：软件操作、方法学设计。双碧：撰写、审稿与编辑、项目管理、方法学设计、实验研究。熊小英：软件操作、方法学设计。李长燕：撰写初稿、方法学设计、实验研究

未引用参考文献

Han和Ye，2021年；Schlapfer和Eichenberger，1983年；Shahidi和Oh，2020年；Tian和Hua，2021年。

利益冲突

作者声明没有竞争性财务利益。

利益冲突声明

? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或可能影响本文研究的个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（编号：32202214）、北京市自然科学基金（编号：6252002）以及北京高创新计划青年精英科学家资助计划（编号：20250697）的支持。