《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Evolution of free amino acids and volatile compounds in dry-cured fermented 'salchichón' sausages superficially inoculated with different molds
编辑推荐：
**摘要**
**背景**
表面霉菌通过其蛋白水解、氨基酸分解代谢及挥发性化合物形成作用，对干腌发酵香肠的风味形成具有重要贡献。本研究评价了米曲霉（*Aspergillus oryzae*）、卡门培尔青霉（*Penicillium camemberti*）、
**摘要**
**背景**
表面霉菌通过其蛋白水解、氨基酸分解代谢及挥发性化合物形成作用，对干腌发酵香肠的风味形成具有重要贡献。本研究评价了米曲霉（*Aspergillus oryzae*）、卡门培尔青霉（*Penicillium camemberti*）、罗克福尔青霉（*Penicillium roqueforti*）和纳地青霉（*Penicillium nalgiovense*）对干腌发酵香肠成熟过程中游离氨基酸和挥发性化合物演变的影响。
**结果**
研究人员将香肠表面分别接种单一霉菌菌种，并以未接种香肠作为对照，成熟31天。采用高效液相色谱法（HPLC）和气相色谱–质谱联用法（GC–MS）分别分析游离氨基酸和挥发性化合物。霉菌接种显著影响了氨基酸代谢和挥发性化合物特征。成熟末期，对照组和米曲霉接种组香肠的总游离氨基酸浓度最高，而卡门培尔青霉、罗克福尔青霉和纳地青霉接种组浓度较低，表明其氨基酸分解代谢增强。各处理组间观察到不同的挥发性化合物模式。纳地青霉促进了甲基酮的形成，米曲霉则有利于酯类化合物的积累。罗克福尔青霉增加了与脂质氧化和微生物代谢相关的醛类和醇类的生成。
**结论**
表面霉菌接种调节了香肠成熟过程中游离氨基酸组成和挥发性化合物的生成。尽管卡门培尔青霉、罗克福尔青霉和纳地青霉促进了氨基酸分解代谢及特征性香气化合物的形成，但米曲霉维持了较高的氨基酸水平并增强了酯类生成。这些发现证明了所选霉菌作为技术工具在干腌发酵香肠中引导风味发展和创造差异化感官特征的潜力。? 2026 The Author(s). *Journal of the Science of Food and Agriculture* published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.
**干腌发酵香肠表面霉菌接种对游离氨基酸与挥发性化合物演变的影响：一项系统研究解读**
**一、研究背景与目的**
干腌肉制品是一种依赖精确控制温度和湿度条件以实现理想理化及感官特性的传统食品保藏技术。在未烟熏的干腌香肠表面，常会自然生长特征性的真菌群落，这些真菌在成熟过程中发挥着至关重要的技术作用——通过分解蛋白质和脂肪，形成深受消费者青睐的复杂风味特征。目前，特定真菌菌株（如纳地青霉）已被引入干腌香肠表面以建立更为可控的生产工艺。然而，肉制品上的微生物群落仍然主要依靠环境因子进行调控，导致未接种干腌肉制品表面形成多样且动态的微生物生态系统，对最终产品的安全性和感官品质产生深远影响。
米曲霉、卡门培尔青霉和罗克福尔青霉是已被广泛研究的霉菌，它们在多种发酵食品的理化特性与感官特征形成中发挥重要作用。米曲霉以在酱油曲生产中的贡献而闻名，卡门培尔青霉和罗克福尔青霉则分别是卡门培尔奶酪和罗克福尔奶酪生产中的关键菌种。已有研究表明，这些霉菌通过蛋白水解和脂解作用提高游离氨基酸和挥发性化合物的水平，从而增强干腌发酵香肠的感官和理化特性。米曲霉、卡门培尔青霉和罗克福尔青霉因其在酱油曲和奶酪中旺盛的蛋白水解活性而尤为值得关注，这种活性预期对最终产品品质和鲜味产生显著贡献。蛋白水解不仅改善质地，还通过产生小分子肽和游离氨基酸增强风味。这些霉菌还通过代谢反应形成独特的芳香化合物，共同塑造了腌肉制品的感官特征。
尽管已有研究初步探讨了霉菌接种对干腌肉制品品质的影响，但不同霉菌菌种对游离氨基酸谱和挥发性化合物组成的系统性比较研究仍显不足。特别是，霉菌接种是促进蛋白水解从而增加游离氨基酸积累，还是加速氨基酸分解代谢导致其消耗，这一问题在已有文献中尚未得到一致结论。此外，不同霉菌菌种在挥发性化合物形成途径上的差异性及其对最终产品风味方向的引导作用仍需深入阐明。本研究旨在系统评价米曲霉、卡门培尔青霉、罗克福尔青霉和纳地青霉表面接种对干腌发酵香肠成熟过程中游离氨基酸和挥发性化合物演变的差异化影响，揭示霉菌接种调控风味形成的内在机制，为肉类工业开发创新成熟技术和提升产品品质提供科学依据。
**二、主要技术方法**
研究人员从当地肉类加工企业获取按商业配方制备的鲜香肠，配方包含伊比利亚猪与商业品种猪的瘦肉和脂肪混合物、盐、糖类（乳糖、右旋糖、蔗糖）、糊精、稳定剂E450和E451、抗氧化剂E316、防腐剂E250和E252、着色剂E120、香料及白葡萄酒，并添加含肉色葡萄球菌（*Staphylococcus carnosus*）、木糖葡萄球菌（*Staphylococcus xylosus*）和弯曲乳杆菌（*Lactobacillus curvatus*）的商业发酵剂。香肠在冷藏条件下运输至埃斯特雷马杜拉大学，真空包装后于?20 °C冷冻保存。五个批次在同一温度和湿度控制室中依次成熟：未接种对照组（C，表面经含8.3%山梨酸钾和2%纳他霉素的抗真菌提取物处理），以及分别接种米曲霉（AO）、卡门培尔青霉（PC）、罗克福尔青霉（PR）和纳地青霉Texel PN1（PN）的四个处理组。香肠在含6 log CFU mL?1孢子负荷的磷酸盐缓冲液（PBS）中浸蘸接种后，于22 ± 0.5 °C、90%相对湿度（RH）条件下成熟24 h，随后在12 ± 0.5 °C、80% RH条件下成熟30天。在成熟过程的第0、5、15、22和31天，每批次取3根香肠进行取样分析。游离氨基酸采用高效液相色谱法（HPLC）配二极管阵列检测器–荧光检测器（DAD-FLD）测定，样品经0.1 mol dm?3盐酸匀浆、离心、中和后进样分析，结果以每克干重（DW）样品中氨基酸毫克数表示。挥发性化合物采用固相微萃取（SPME）结合气相色谱–质谱联用法（GC–MS）分析，使用50/30 μm二乙烯基苯-碳分子筛-聚二甲基硅氧烷（DVB/CAR/PDMS）萃取纤维头在40 °C下萃取25 min，化合物鉴定通过比对NIST/EPA/NIH质谱库及C?–C??正构烷烃系列的线性保留指数完成。统计分析采用Shapiro–Wilk检验评估数据正态性、Levene检验检验方差齐性，并据此选用Tukey's HSD检验、Dunnett's T3检验或Kruskal–Wallis检验。主成分分析（PCA）采用XLSTAT 2023.2.0和MATLAB R2022b软件进行，层次聚类热图分析采用R（v4.5.2）在RStudio环境（v2026.01）中构建。
**三、研究结果**
**3.1 游离氨基酸**
游离氨基酸的PCA双标图显示，第一主成分解释了69.33%的方差，第二主成分解释了12.66%的方差。成熟末期，对照组（C）的总游离氨基酸含量最高，达892.36 mg (100 g)?1 DW（P ≤ 0.05），其次为米曲霉接种组（AO）的742.50 mg (100 g)?1 DW，而卡门培尔青霉（PC）、罗克福尔青霉（PR）和纳地青霉（PN）接种组为661.63–520.37 mg (100 g)?1 DW。表面霉菌发育最为明显的PC、PR和PN批次样品在PCA图上距离总游离氨基酸含量及大多数单个游离氨基酸矢量较远，而AO样品居于中间位置。这一趋势与最初关于蛋白水解霉菌将增加蛋白水解从而促进游离氨基酸释放的假设相反。由于所有批次的细菌发酵剂和原料完全相同，这一结果表明接种霉菌诱导了游离氨基酸的分解代谢。精氨酸在初始日含量最高（34.71 mg 100 g?1 DW），此后逐渐下降，这很可能归因于霉菌中已知的精氨酸脱羧酶活性。谷氨酸在PC、PR和PN批次中浓度较低（P ≤ 0.05），表明霉菌可能引起谷氨酸脱羧，进而可能导致腌肉制品鲜味降低。丙氨酸是所有检测氨基酸中含量最高的，从初始的130.73 mg 100 g?1 DW上升至末期的151.44至187.55 mg 100 g?1 DW，除罗克福尔青霉接种批次外在所有批次中均随成熟进程增加（P ≤ 0.05）。组氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸等苦味氨基酸在成熟过程中呈上升趋势，但C和AO批次的浓度最高（P ≤ 0.05），而霉菌生长旺盛的PR和PN批次最低。酪氨酸在大多数批次中未见显著变化，但PR批次从第5天起持续增加至结束（P ≤ 0.05），这与罗克福尔青霉的氨肽酶活性有关。异亮氨酸在大多数批次中增加，但PC批次在成熟后期出现明显下降，这与卡门培尔青霉将异亮氨酸转化为具特征性香气的支链醛有关。总体而言，霉菌接种并未导致干腌发酵香肠中游离氨基酸显著增加，这很可能是因为接种霉菌随后代谢了这些游离氨基酸；相反，特定霉菌（尤其是PR和PN）的接种引起了大多数游离氨基酸的显著下降，表明表面霉菌生长诱导了显著的氨基酸分解代谢，可能进而产生衍生的香气化合物。
**3.2 挥发性化合物**
共鉴定出105种挥发性化合物。层次聚类分析（HCA）热图显示，成熟初始日醇类、酯类、含硫化合物和部分萜烯类的色谱峰面积较高，而酸类、醛类、烃类、酮类和部分萜烯类在成熟末期丰度更高。接种的表面霉菌显著影响了成熟过程中脂质氧化来源的挥发性有机化合物（VOCs）的形成。罗克福尔青霉促进了直链饱和及不饱和醛类（包括己醛、庚醛和2,4-癸二烯醛）的最高丰度（P ≤ 0.05），这些化合物是脂质氧化的次级产物，与该霉菌的高脂解活性一致。然而，这些醛类在高浓度下可能带来青草味和哈败味，影响香肠的香气平衡。相反，纳地青霉表现出最低的醛类浓度（P ≤ 0.05），表明其具有更强的代谢这些化合物的能力。在酮类方面，纳地青霉促进了多种甲基酮（包括2-庚酮、2-戊酮、2-壬酮、8-壬烯-2-酮和1-羟基-2-丙酮）的最高丰度（P ≤ 0.05）。醇类生成呈现类似趋势，罗克福尔青霉在成熟末期产生的1-戊醇和1-戊烯-3-醇浓度显著高于其他批次（P ≤ 0.05），这些化合物可能赋予产品青草味、果香和花香。多种挥发性化合物表明表面霉菌也改变了成熟过程中的氨基酸分解代谢。2-甲基丙醛和3-甲基丁醛等支链醛通常通过斯特雷克（Strecker）降解或氨基酸代谢形成。1-丙醇和2-丁醇仅在成熟末期出现于接种卡门培尔青霉、罗克福尔青霉和纳地青霉的香肠中，反映了这些霉菌促进的更为强烈的氨基酸分解代谢。挥发性酸类也因霉菌接种而异：对照组和米曲霉批次的总挥发性酸在成熟过程中持续增加（P ≤ 0.05），而青霉接种批次中仅己酸显著增加。成熟末期，米曲霉产生的丁酸和2-甲基丙酸浓度最高（P ≤ 0.05），对照组则表现出最高的乙酸丰度。大蒜素（二烯丙基二硫醚）和二丙基二硫醚在卡门培尔青霉和罗克福尔青霉批次中随成熟过程增加（P ≤ 0.05），但未观察到与游离氨基酸降解的相关性，推测其源自配方中添加的香料。
**3.3 游离氨基酸与挥发性化合物的综合分析**
游离氨基酸和挥发性化合物的联合PCA提供了霉菌接种和成熟时间如何共同塑造干腌发酵香肠化学特征的综合视图。前两个主成分解释了总方差的41.95%。初始日样品聚于PC1负侧，与成熟样品明显分离。成熟末期的C（L1）和AO（L2）样品更接近总游离氨基酸含量矢量和单个氨基酸矢量，而PN（L5）在PC1上位于最远的相反位置，PC（L3）和PR（L4）居于中间区域，与表面霉菌生长旺盛批次中氨基酸逐渐耗竭的趋势一致。初始日样品邻近乙醛、2-丁酮、1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、二烯丙基硫醚、2,4-二甲基庚烷以及丁香酚甲醚、二烯丙基二硫醚和2-蒈烯等芳香族和萜烯类分子。成熟后期的样品则向与脂质来源醛类、酮类、酸类和特定萜烯相关的PCA区域移动。与成熟后期相关的醇类（如1-丙醇、2-丁醇、1-戊烯-3-醇、1-戊醇和2,3-丁二醇）与谷氨酸、天冬酰胺、甘氨酸和色氨酸呈反向关系，尤其在PC、PR和PN批次的D22–D31阶段，醇类增加伴随氨基酸下降。壬烷、2-甲基壬烷和癸烷与色氨酸和异亮氨酸呈负相关，在PR和PN批次成熟后期关联更强，表明氨基酸分解代谢促进了烃类的形成。香料来源化合物如(R)-芳樟醇和肉豆蔻醚与精氨酸呈反向关系，在初始成熟日更为明显。联合PCA支持成熟时间在所有批次中驱动了从初始挥发性化合物和香料化合物向成熟产物的持续转变，但霉菌特异性代谢引入了显著差异：PR和PN加速了氨基酸向醇类和烃类的转化，PC促进了2-甲基-3-戊酮等酮类的生成，而未接种或霉菌定殖较差的AO批次则在较高氨基酸水平下有利于酯类和酮类的形成。
**四、讨论与结论**
本研究系统考察了表面霉菌接种对干腌发酵香肠的影响。研究结果表明，米曲霉、卡门培尔青霉、罗克福尔青霉和纳地青霉在成熟过程中显著影响了游离氨基酸谱和挥发性化合物的形成。对照组和米曲霉接种组香肠的总游离氨基酸含量最高，而其他霉菌处理组因氨基酸分解代谢增强而呈现较低浓度。不同处理组间出现了明显的挥发性化合物特征差异，各化合物类别的差异可归因于所接种的特定霉菌。纳地青霉产生了独特的酮类模式，米曲霉则增强了特定酯类的形成。这些结果阐明了干腌香肠风味发展的过程，并展示了利用特定霉菌调节产品特性的潜力。本研究为发酵香肠行业成熟技术的创新和产品开发奠定了基础。
研究结论部分原文翻译如下：本研究调查了表面霉菌接种对干腌发酵香肠的影响。研究发现米曲霉、卡门培尔青霉、罗克福尔青霉和纳地青霉在成熟过程中显著影响游离氨基酸谱和挥发性化合物的形成。对照组和米曲霉接种组香肠的总游离氨基酸含量最高，而其他霉菌处理组由于氨基酸分解代谢增强导致浓度较低。不同处理组间出现了明显的挥发性化合物特征差异，各化合物类别的显著差异可归因于所接种的特定霉菌。纳地青霉产生了独特的酮类模式，米曲霉则增强了特定酯类的形成。这些结果阐明了干腌香肠风味发展的过程，并证明了使用特定霉菌调节产品特性的潜力。这项研究为发酵香肠行业成熟技术的创新和产品开发奠定了基础。
