《Food Research International》:Ingredient-driven mitigation of warmed-over flavor by Chinese star anise in precooked Chinese stewed beef
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预烹中国炖牛肉(PSB)冷藏6天后温热味(WOF)的抑制效果及作用机制研究。通过感官评价、挥发性组分分析、脂质氧化(TBARS值)及脂肪酸组成(∑UFA)、蛋白质二级结构(SH含量)等指标,发现1%星椒添加量显著降低WOF相关挥发性物质(如己醛、2,3-辛二酮)的气味活性值,3%星椒组脂质氧化抑制最有效(TBARS值最低,∑UFA最高),而4%组出现促氧化趋势。星椒通过挥发性成分(如E-芳樟醇)赋予PSB特征香气,并改变蛋白质构象及巯基含量,可能协同抑制WOF。感官测试表明1%星椒组整体接受度最优,实现肉质与星椒香气的平衡,有效掩盖WOF。分隔符:
刘俊梅|邓思阳|徐东辉|刘光阳|Prince Chisoro|杨平|张春晖|克里斯托夫·布莱克
中国农业科学院食品科学技术研究所农产品加工重点实验室,农业部与农村事务部,北京100193,中国
摘要
本研究通过分析感官属性、香气谱、脂肪酸组成、脂质氧化、总巯基(SH)含量和蛋白质二级结构,探讨了中国八角对预煮中式炖牛肉(PSB)在冷藏6天后产生的“温热异味”(WOF)的影响。所有八角添加量(1–4%,w/w)均显著降低了与WOF相关的挥发性物质,其中1%的添加量使气味活性值最低。仅有3%的八角添加量显著抑制了脂质氧化,表现为TBARS值最低且总不饱和脂肪酸含量(∑UFA)最高。在此添加量下,包括己醛和2,3-辛二酮在内的关键WOF相关化合物减少了90%以上。而4%的添加量则表现出促氧化趋势,TBARS值上升且∑UFA下降。大多数脂质衍生物化合物保持稳定或减少。八角还改变了蛋白质的二级结构及SH含量,表明其成分可能与牛肉蛋白发生相互作用,从而影响WOF相关挥发性物质的保留和释放。此外,八角丰富了PSB的香气谱并掩盖了WOF的味道。在八角赋予的挥发性物质中,(E-茴香脑的贡献率最高,为4.91%。感官评估显示,1%的添加量组获得了最高的整体接受度,肉香与八角香之间达到了较好的平衡,且WOF感觉较弱。这些发现支持将八角作为原料策略来减轻WOF并提升PSB的风味质量。
引言
近年来,预煮中式菜肴产业快速发展。中式炖牛肉是一种传统菜肴,因其丰富的风味和营养价值而广受欢迎,现已成为预煮中式菜肴市场的重要组成部分。预煮中式炖牛肉(PSB)通常以冷藏或冷冻形式销售,食用前需要重新加热。然而,当肉类经历加热-冷藏-再加热的过程时,会产生一种称为“温热异味”(WOF)的异味,具有令人不快的油腻、金属味和纸板味(Liu等人,2024年)。WOF不仅降低了感官品质,还伴随着营养损失、质地变差、颜色不稳定以及潜在有害化合物的形成(Lungu等人,2022年)。WOF已成为影响预煮肉制品质量的主要问题之一。脂质氧化被认为是WOF的主要原因。在脂质二次氧化产物中,尤其是某些挥发性副产物(C3–C12醛类)起着关键作用(Pegg等人,2014年)。鉴于WOF对预煮肉制品感官品质和商业价值的持续损害,开发有效的缓解策略已成为该行业的优先事项。随着消费者对清洁标签产品的需求不断增加,植物基天然添加剂作为既能减少WOF又能提升肉制品风味的天然成分受到了越来越多的关注。例如,冬 savory(Satureja montana L.)精油可显著减少预煮猪排中的WOF形成,其独特的香气也能掩盖与WOF相关的不愉快气味(Jokanovi?等人,2020年)。Lungu等人(2022年)报告称,Moringa oleifera的叶子和根粉可以抑制加工猪肉中的WOF形成并延长其保质期。向预煮牛肉丸中添加0.02%的肉豆蔻提取物可显著降低脂质和蛋白质氧化,从而提高整体接受度(Parvin等人,2020年)。此外,将丁香精油加入牛肉香肠中已被证明能显著抑制脂质氧化,从而降低由脂质和蛋白质氧化产生的异味(Gamil Sedki等人,2020年)。最近的研究还表明,肉桂粉可以减少炸鸡腿中的异味相关挥发性化合物和脂质氧化,同时改善香气质量和整体接受度(Jung等人,2024年)。Chen、Zhang等人(2024年)回顾了WOF在制备菜肴中的形成和调控机制,进一步强调了植物来源天然抗氧化剂在WOF控制中的重要性。Wang等人(2025年)进一步显示,如(E-茴香脑这样的香料衍生物可以掩盖猪肉汤中的异味化合物。在各种天然添加剂中,中国八角(Illicium verum),俗称“bājiǎo”,在传统中式炖牛肉中广泛使用,特别受到关注。八角以其抗菌、抗真菌和抗氧化作用而闻名(Ding等人,2017年)。研究发现,八角可以抑制炖鸭腿中的脂质氧化,从而降低异味化合物的水平并提高感官品质(Zhong等人,2026年)。尽管这一发现支持八角作为天然抗氧化剂在PSB中的潜力,但八角对PSB脂肪酸组成的影响尚不清楚,其具体的抗氧化活性也需要进一步研究。除了潜在的抗氧化活性外,八角还具有丰富的香气谱,以(E-茴香脑为代表,具有甜味、果香、酒精味和木质香(Qin等人,2019年),这些香气赋予了炖牛肉独特的风味。这种现象通常被称为“风味赋予”,涉及香气化合物通过毛细吸附等机制扩散到肉基质中并与蛋白质形成非共价键(Qiang等人,2025年)。这些相互作用有助于最终产品的香料风味的形成,并可能引起蛋白质构象变化。例如,醚类化合物(茴香脑和芳樟脑)的添加可以改变蛋白质表面的疏水基团数量,诱导肌原纤维蛋白(MP)的构象变化(Sun、Yu、Saleh、Yang、Ma、Li、Wang,2023年)。此外,八角含有黄酮类和酚类化合物,如儿茶素和槲皮素(Iftikhar等人,2022年),它们可能与牛肉蛋白结合并改变其构象。Huang等人(2025年)证实了槲皮素与Millettia speciosa蛋白之间的非共价相互作用,导致蛋白质构象变化。这些构象变化可能改变蛋白质与异味化合物之间的相互作用,从而促进异味化合物的释放(Huang、Wang等人,2022年;Sun、Saleh等人,2024年;Sun、Yu、Saleh、Yang、Ma、Li、Wang,2023年)。Huang、Sun等人(2022年)发现桑树多酚可以增加牛肉肌原纤维蛋白的展开程度,暴露更多的疏水残基。此外,如肉桂酸、迷迭香酸和肉桂醇等化合物可以改变肌原纤维蛋白的构象,并竞争疏水结合位点,增强鱼腥味的挥发性(Huang、Wang等人,2022年)。然而,尚不清楚八角是否以相同的方式影响WOF的变化,以及不同剂量八角添加对炖牛肉中蛋白质结构和WOF变化的影响模式。此外,普遍认为八角为炖牛肉增添了特有的辛辣、花香和茴香味。然而,具体驱动这种风味赋予效应的化合物及其相应的赋予率值(ERVs)尚未明确。这些不确定性导致了PSB生产缺乏标准化配方,主要挑战在于找到一种既能有效抑制WOF又能使八角独特香气增强整体风味的最佳平衡。因此,研究八角在WOF减少和风味提升中的作用至关重要。
基于以上研究,八角可能通过多种途径影响PSB中的WOF,包括抑制脂质氧化、转移特征性香料衍生物香气以及可能对WOF相关挥发性物质释放行为的影响。然而,这些途径在PSB中的作用尚未系统研究。因此,本研究的目的是:(1)分析八角中关键香气物质的风味赋予效应及其对整体风味谱的贡献,以及其对PSB中WOF的掩盖效果;(2)量化不同添加量下八角的抗氧化效果;(3)研究蛋白质结构变化是否与WOF相关挥发性物质在牛肉基质中的保留和释放行为相关。本研究的结果可能为使用香料成分减少异味和提升预煮肉制品的风味质量提供有用信息。
部分内容
样品采集与制备
中国八角(Illicium verum)从中国北京的本地商店购买,使用研磨机磨成细粉,并通过80目筛子确保颗粒大小均匀。15头西门塔尔牛(48个月大)来自中国河北省阜城的Wufeng食品有限公司。所有牛具有相同的遗传背景,并在相同的饲养条件下饲养。屠宰过程按照标准商业程序和国际标准进行。
描述性定量分析
QDA结果(图1A)显示,对照组(CK)主要呈现WOF特征,脂肪味、氧化植物油味、金属味、纸板味、煮熟鸡蛋味和草味得分最高,而肉香较弱。增加八角添加量后,WOF以剂量依赖的方式减少:S1组仍保留轻微的脂肪味,而S3和S4组几乎察觉不到WOF。同时,八角香气从微弱(S1)增强到强烈(S4)。
结论
八角的添加显著改变了炖牛肉的风味谱。(E-茴香脑、p-茴香醛、己醛、4-乙酰基茴香醇、十六醛、苯甲醛、芳樟脑和非醛被确定为区分不同八角添加量下PSB的关键香气标志物。八角中的香气化合物,包括(E-茴香脑、芳樟醇、p-茴香醛、4-乙酰基茴香醇、丁子香酚、芳樟脑、α-山柰烯和β-姜黄烯,赋予炖牛肉独特的甜味、辛辣味和
CRediT作者贡献声明
刘俊梅:撰写——初稿、方法学、实验设计、数据分析。邓思阳:撰写——审阅与编辑。徐东辉:资金获取。刘光阳:撰写——审阅与编辑。Prince Chisoro:撰写——审阅与编辑。杨平:撰写——审阅与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。张春晖:撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念构思。克里斯托夫·布莱克:撰写——
未引用参考文献
中国国家标准,2012年
Liu等人,2022年
国家食品安全标准,2017年
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。
致谢
作者衷心感谢国家自然科学基金青年科学基金(32402287)、中国农业科学院食品科学技术研究所农业科技创新计划(CAAS-ASTIP-Q2024-IFST-05)和国家重点研发计划(2022YFF0606800)提供的财务支持。