基于化学计量学的 Belacan(发酵虾酱)在不同发酵成熟度下的挥发性成分与代谢物谱分析

《Food Bioscience》:Chemometric-based Volatile and Metabolic Profiling of Belacan (Fermented Shrimp Paste) at Different Fermentation Maturities

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月19日 来源:Food Bioscience 6.2

编辑推荐:

   摘要发酵在决定传统海鲜调味品(如参巴)的感官、营养和功能特性方面起着关键作用。本研究考察了发酵成熟度对参巴理化特性、挥发性成分、γ-氨基丁酸(GABA)积累、抗氧化活性及多元质量关系的影响。分析代表未发酵、3 个月和 12 个月发酵阶段(日晒前后)的样本,测定其理化特性、挥发

  

摘要

发酵在决定传统海鲜调味品(如参巴)的感官、营养和功能特性方面起着关键作用。本研究考察了发酵成熟度对参巴理化特性、挥发性成分、γ-氨基丁酸(GABA)积累、抗氧化活性及多元质量关系的影响。分析代表未发酵、3 个月和 12 个月发酵阶段(日晒前后)的样本,测定其理化特性、挥发性化合物(使用 HS-SPME-GC-MS)、γ-氨基丁酸(GABA)、抗氧化活性,并使用主成分分析(PCA)进行多元关系研究。pH 值从未发酵样本的 7.02±0.04 显著增加至发酵 12 个月后的 8.37±0.03,而水活度从 0.75±0.01 降低至 0.63±0.00。GABA 浓度从 0.164±0.053 mg/g 显著增加至 0.390±0.071 mg/g,伴随抗氧化活性增强,DPPH 自由基清除率从 21.7±0.4% 增加至 55.9±0.4%。共鉴定出 34 种挥发性化合物,属于吡嗪类、硫化合物、酚类化合物、醛类、醇类、酮类、脂肪酸、烃类和含氮化合物。香气剖析显示,延长发酵通过硫化合物和吡嗪的积累,促进了特征性硫味、烤香、坚果味和酚类气息的发展。PCA 清晰地根据发酵成熟度区分了参巴样本,12 个月发酵样本与较高的 pH 值、蛋白质含量、GABA 浓度、抗氧化活性和香气活性挥发性化合物密切相关。这些发现表明,延长发酵显著提高了参巴的营养品质、功能生物活性和香气复杂性,为优化发酵持续时间以提高产品质量和支持高价值功能性发酵海鲜产品的开发提供了科学依据。

引言

发酵是一种历史悠久食品加工策略,可提高食品的保质期、感官品质、营养价值和功能特性。通过微生物的代谢活动,发酵将复杂底物转化为较小的生物可利用化合物,改善消化性同时产生具有香气活性和促进健康的代谢物(Dimidi et al., 2019; Pamungkaningtyas, 2023)。尽管工业采用日益增加,传统发酵食品在文化和经济上仍然具有重要意义,特别是在东南亚,自发发酵继续在 production practices(生产实践)中占主导地位(Benkirane et al., 2022)。
参巴是一种发酵虾酱,广泛消费于马来西亚、印度尼西亚和泰国,是东南亚烹饪的标志。它由小虾或糠虾(Acetes spp.)通过加盐、研磨和长期日晒生产,在此过程中内源酶和天然存在的微生物驱动自发发酵(Khudair et al., 2012)。该过程诱导广泛的生化转化,包括蛋白质水解、脂质水解和非酶褐变, resulting in(产生)深色、辛辣的糊状物,具有强烈的鲜味和咸味特征(Ilyanie et al., 2024)。参巴的独特香气源于复杂的挥发性有机化合物(VOCs)混合物,尤其是含硫化合物、醛类、酮类、醇类和吡嗪类,其成分在整个发酵过程中演变(Kleekayai et al., 2016)。
与参巴发酵相关的微生物群落,包括Bacillus、Tetragenococcus和Halanaerobium属物种,在蛋白质降解、氨基酸代谢和氮周转中起中心作用,所有这些都有助于风味形成和质地改良(Contesini et al., 2018)。除了感官发展外,发酵还促进功能性代谢物的形成,如γ-氨基丁酸(GABA),这是一种与非蛋白质氨基酸相关的抗氧化、降压和神经保护作用(Diana et al., 2014; Braga et al., 2024)。这些生化变化表明,参巴发酵不仅提高了适口性,还可能改善营养和功能价值。
尽管广泛消费,参巴的生产仍 largely artisanal(主要靠手工),依赖于多变的环境条件和加工时长下的自发发酵。这种变异性往往导致产品质量不一致,特别是在香气成分、理化特性和生物活性化合物含量方面。虽然先前的研究报告了发酵虾酱的挥发性谱,但将发酵成熟度与挥发性成分变化、理化属性、抗氧化能力和 GABA 积累联系起来系统的评估仍然有限(Deng et al., 2022)。更清楚地了解发酵时间如何塑造这些参数对于提高质量一致性和支持参巴生产的标准化和潜在工业化至关重要。
分析技术的最新进展,特别是与气相色谱 - 质谱联用(HS-SPME-GC-MS)相结合的顶空固相微萃取,能够对复杂发酵食品基质中具有香气活性的化合物进行全面表征(Andrés-Iglesias et al., 2014; Chen et al., 2020)。当与理化和抗氧化评估整合时,这些工具为发酵驱动的生化成熟提供了有价值的见解。
因此,本研究旨在调查发酵成熟度对参巴挥发性化合物谱、理化特性、抗氧化活性和 GABA 含量的影响。通过比较不同发酵阶段的样本,本工作寻求阐明参巴成熟背后的生化和代谢转化,并为优化发酵持续时间以及提高产品质量和功能价值提供科学依据。

章节片段

原材料

分析了代表不同发酵和加工阶段的五个参巴样本:未发酵参巴原样(US)、日晒前 3 个月发酵参巴(3B)、日晒后 3 个月发酵参巴(3A)、日晒前 12 个月发酵参巴(12B)和日晒后 12 个月发酵参巴(12A)。所有样本均购自马来西亚霹雳州 Ow Ah Thean Commerce Sdn Bhd。发酵过程由合作伙伴进行,随后进行传统

挥发性化合物测定

与气相色谱 - 质谱联用(HS-SPME-GC-MS)相结合的顶空固相微萃取揭示了参巴在整个发酵过程中挥发性有机化合物(VOC)谱的独特变化(US, 3B, 3A, 12B, 和 12A),证明了与微生物活动和产品成熟相关的渐进生化转化(图 1)。鉴定出的 VOCs 包括几个化学类别,包括吡嗪类、硫化合物、酚类化合物、醇类,

结论

本研究证明,发酵成熟度深刻影响参巴的理化特性、挥发性成分、生物活性代谢物积累、抗氧化活性和整体质量。渐进发酵促进了由微生物蛋白质水解、氨基酸代谢、脂质氧化和美拉德反应驱动的广泛生化转化, resulting in(产生)更复杂的香气谱,其特征是硫味、烤香

CRediT 作者贡献声明

Seng Joe Lim: 写作 - 审阅与编辑、验证、监督、项目行政、资金获取、概念化。 Nurul Nadiah Mohamad Nasir: 监督。 Jin Kuang Ow Yong: 资源。 Mohamed Yusuf Mohamed Nazir: 写作 - 审阅与编辑、验证、监督、概念化。 Lee Sin Chang: 写作 - 审阅与编辑、验证、监督、概念化。 Alia Aryssa Abdul Haris: 写作 - 审阅与编辑、概念化。 Nurul Aqilah Mohd Zaini: 写作 -

未引用的参考文献

Adebo and Gabriela Medina-Meza, 2020; Andrés‐Iglesias et al., 2015; Ao et al., 2024; AOAC International, 2000; Han et al., 2023; Khudair et al., 2023; Lee et al., 2020; Lim et al., 2024; Martins and Silva, 2002; Narzary et al., 2021; Nooshkam and Varidi, 2021; Sawant and Sawant, 2025; Tanushri Ghorai et al., 2017.

利益冲突声明

作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系,这些利益或关系可能会影响本文报告的工作。

写作过程中生成式 AI 使用声明

作者承认使用 OpenAI 的 ChatGPT(GPT-5)来协助润色语言、构建句子和增强稿件的可读性。所有数据分析、解释和最终修订均由作者完成。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系,这些利益或关系可能会影响本文报告的工作。

致谢

这项研究由马来西亚国民大学在马来西亚下的UKM转化基金(UKM-TR2024-19)和 Ow Ah Thean Commerce Sdn. Bhd. 行业基金(ST-2025-051)资助。我们也感谢 UKM 巴丁宜科学技术学院食品科学系为本研究提供实验室设施的准入。
Xu Hao|Uchenna Kalu Akpi|Alia Aryssa Abdul Haris|Nurul Aqilah Mohd Zaini|Mohamed Yusuf Mohamed Nazir|Lee Sin Chang|Nurul Nadiah Mohamad Nasir|Jin Kuang Ow Yong|Seng Joe Lim
马来西亚国民大学科学技术学院食品科学系,巴丁宜,43600 雪兰莪,马来西亚
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号