香山茶油中美拉德反应α-二羰基中间体与香气化合物之间的关联

《Food Chemistry》：Associations between Maillard α-dicarbonyl intermediates and aroma compounds in fragrant Camellia oleifera seed oil

　　• 温度、时间、摩尔比和pH值影响了α-二羰基化合物的形成。• 感官评价、电子鼻和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术鉴定了关键呈香化合物。• 加热使苯甲醛和苯乙醇分别增加了12.21和3.71 μg/kg。• 提出了山茶籽油中α-二羰基相关的风味形成途径。引言油茶籽油是一种广泛消费于亚洲地区的传统食用油，中国占其全球产量的90%以上（Shi等，2020）。由于其独特的营养组成和已被充分记载的健康益处，它越来越多地被认可为高端功能性食用油。它含有大量生物活性化合物，包括多酚类、角鲨烯和生育酚，这些化合物已显示出抗炎和抗氧化活性（Yu等，2022）。此外，茶籽油以高油酸含量为特征，通常超过80%，与心血管疾病风险降低相关（Desjardins & Rudkowska, 2024）。从烘焙油茶叶中提取的茶籽油被称为香油茶籽油（FCSO），以其独特的芳香风味而闻名。烘焙是香油制备的关键步骤，在此过程中会发生一系列复杂的反应，主要包括脂质氧化和美拉德反应（Sun等，2025）。与脂质氧化相比，美拉德反应对总挥发性物质的产生贡献更为显著（Jia等，2024）。此外，脂质氧化可为美拉德反应提供丰富的前体物质（Zhang等，2022）。α-二羰基化合物是美拉德反应产生的关键中间体。高度活性的α-二羰基化合物可经历Strecker降解、羟醛缩合和杂环化过程（Ahn等，2025；Shi等，2019），最终形成重要的风味化合物，影响油的整体风味。近年来，已在食品中检测到超过20种α-二羰基化合物。其中最重要的包括乙二醛、甲基乙二醛和3-脱氧葡萄糖（Ahn等，2025）。加热可促进橄榄油（Wang等，2021）、芝麻油和紫苏油（Lee等，2024）中乙二醛和甲基乙二醛的形成，而关于油茶籽油中α-二羰基化合物的研究仍然有限。先前的研究主要描述了油茶籽油的总挥发性物质轮廓（He等，2021；Jia等，2024），而忽视了通过追踪α-二羰基化合物的变化来分析其风味形成机制。此外，α-二羰基化合物在油相美拉德反应系统中风味形成中的作用，尤其是在油茶籽油中的作用，仍未得到充分探索。美拉德反应受还原糖和氨基酸组成的强烈影响（Zhang等，2020）。在单糖-氨基酸体系中，α-二羰基化合物和挥发性风味化合物的产生水平通常高于二糖-氨基酸体系（Cha等，2019）。特别是在葡萄糖-谷氨酸模型中，3-脱氧葡萄糖被报道为主要α-二羰基化合物（Zhang等，2020）。然而，这些研究仅在aqueous系统中进行。与aqueous系统相比，油相系统可改变溶液极性和反应速率（Shahidi & Hossain, 2022），从而改变美拉德反应风味化合物的形成途径。因此，对油相系统中风味化合物的研究对于阐明油茶籽油的风味发展至关重要。此外，温度、时间、pH值和底物比率等因素也可能影响α-二羰基化合物的形成（Yan等，2023；Zhang等，2020）。鉴于酶法在油茶籽油风味形成中也起着关键作用（Yuan等，2020），本研究将其作为参考处理。因此，本研究旨在建立一个模拟油茶籽烘焙过程中美拉德反应的简化系统，系统研究加工过程中还原糖和氨基酸的变化。采用高效液相色谱法分析不同加工条件（温度、时间、底物比、pH值）下α-二羰基化合物的形成规律，从而优化精炼山茶籽油工艺参数。进一步，通过整合感官评价、电子鼻和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术，对油样品的整体风味特征进行综合评估。最后，基于相关性分析结果，验证山茶籽油中关键风味化合物的来源和形成途径。通过阐明α-二羰基化合物在油茶籽油风味形成中的潜在机制，本研究为其风味质量的定向调控提供了理论基础。材料精炼山茶籽油购自湖北九丰农林发展有限公司（湖北，中国）。甲基乙二醛、3-脱氧葡萄糖、喹喔啉及其衍生物（纯度≥98%）购自阿拉丁试剂公司。氨基酸、混合还原糖标准品、乙腈和甲醇购自Sigma-Aldrich（美国）。葡萄糖、苯丙氨酸、氨水、2-甲基-3-庚酮、邻苯二胺和40%乙二醛水溶液美拉德反应模拟系统中前体物质的测定烘焙过程中氨基酸和糖的变化总结于表1和图1中。共检测到7种氨基酸。酶解组作为参考处理，以评估酶水解是否可促进游离氨基酸从蛋白或肽结合形式中释放。丝氨酸和赖氨酸仅在酶解组中检测到，提示酶水解可能释放某些在烘焙样品中无法检测的游离氨基酸。结论本研究调查了油茶籽油中关键美拉德反应中间体（α-二羰基化合物：乙二醛、甲基乙二醛和3-脱氧葡萄糖）与风味化合物的关系。葡萄糖和苯丙氨酸作为代表性还原糖和氨基酸，在此简化模拟系统中，α-二羰基化合物含量在140℃/120分钟时达到峰值。感官评价表明，140℃/120分钟组的总体偏好度更高（5分）。醛类、酮类和醇类构成模拟系统中的主要风味化合物作者贡献声明**高攀：** 论文——审阅与编辑、监督。**韩雨博：** 论文——初稿撰写、正式分析。**楚白骏：** 正式分析。**戴宇：** 研究方法。**张兴和：** 数据整理。**尹皎皎：** 资源。**谭钦平：** 监督。伦理声明根据国家法律，本研究不需要伦理审批。所有评价员均提供了书面知情同意书，其匿名信息将发表在本文章中。资金支持本研究由中国国家重点研发计划（编号：2023YFD2200705）、武汉工程大学新兴交叉学科研究基金（编号：WHPU-EIRF-2615）和国家市场监管重点实验室开放研究项目（编号：SYYKF202504）资助。未引用参考文献Zamora和Hidalgo，2005利益冲突声明作者声明，他们没有已知的可能影响本论文所报道工作的竞争性经济利益或个人关系。