《Foods》：Dynamic Changes in Flavor-Related Compounds and Bacterial Community Structure During Sichuan Jiangrou Ripening
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成熟时间是影响传统四川发酵酱肉（JR）品质和风味形成的主要决定因素。然而，酱肉成熟过程中理化性质、风味化合物和细菌群落的变化仍未被充分了解。因此，本研究旨在表征酱肉成熟过程中理化性质、风味相关化合物和细菌群落的动态变化，并识别与不同成熟阶段相关的潜在标志物。研
成熟时间是影响传统四川发酵酱肉（JR）品质和风味形成的主要决定因素。然而，酱肉成熟过程中理化性质、风味化合物和细菌群落的变化仍未被充分了解。因此，本研究旨在表征酱肉成熟过程中理化性质、风味相关化合物和细菌群落的动态变化，并识别与不同成熟阶段相关的潜在标志物。研究人员采集了八个成熟阶段（0–35天）的酱肉样品，采用理化测量、电子舌分析、游离氨基酸谱分析、气相色谱-质谱联用（GC-MS）和16S rRNA扩增子测序进行表征。数据进一步通过Spearman相关性分析和可解释机器学习进行分析。结果表明，水分含量从74.60 g/100 g降至45.87 g/100 g，而盐含量增加至3.67 g/100 g。脂质氧化逐渐加剧，而超氧化物歧化酶（SOD）活性和总游离氨基酸含量在第25天左右达到最高水平。总游离氨基酸从31.85 mg/100 g增加至313.98 mg/100 g，随后在成熟后期下降。这些时间模式表明，在本研究条件下，第20–25天代表一个过渡期。电子舌和挥发性谱分析揭示了风味和香气随阶段发生的显著变化。醛类化合物在第25天显著积累，而酯类化合物在成熟后期成为主要成分。基于香气活性化合物构建的XGBoost模型正确分类了当前数据集中的所有样品。SHAP分析确定庚醛、辛醛、乙醇、戊酸甲酯和2-甲基丁醛为区分成熟阶段最具影响力的候选标志物。厚壁菌门（Firmicutes）始终是优势细菌门。在属水平上，群落从初始的肉杆菌属（Brochothrix）优势转向葡萄球菌属（Staphylococcus）和巨球菌属（Macrococcus）的富集。Spearman相关性分析显示，脱水、盐分积累和脂质氧化与优势菌种及多种挥发性醛类、酯类和醇类相关。总体而言，这些发现阐明了酱肉成熟过程中品质和风味的多维演替规律，为监测关键成熟期和标准化生产提供了依据。
论文解读
一、研究背景与意义
酱肉是中国广泛消费的传统肉制品，以其特有的色泽、浓郁的香气和复杂的风味而著称。四川酱肉是西南地区具有代表性的区域性肉制品，其生产工艺涉及酱料腌制、调味料风味发育以及相对温和环境条件下的自然干燥和成熟。与主要依赖长时间盐腌和内源酶促反应的干脆火腿、以烟熏和脱水为特征的腊肉以及使用发酵剂生产的发酵香肠不同，四川酱肉采用酱料腌制、调味、自然干燥和温和条件下成熟的独特工艺。这些独特的加工特征导致成熟过程中盐分扩散、脂质氧化、风味相关化合物转化和本土微生物演替发生动态变化。
尽管近年来对发酵和干脆肉制品的研究日益深入，但已有研究大多集中于成品或干脆火腿、腊肉、发酵香肠等其他类别产品，对酱肉成熟全过程的动态变化特征仍缺乏系统认识。特别是，脱水、盐分渗透、脂质氧化、滋味发育、挥发性香气形成和细菌演替在整个成熟过程中如何相互作用尚不明确。这种系统性信息的缺乏使得识别关键成熟阶段以及用于过程监控和质量控制的潜在标志物变得困难。因此，本研究旨在系统探究四川酱肉成熟过程中品质和风味的动态演变规律，为成熟控制、风味改良和标准化生产提供科学依据。
二、研究设计与技术方法
研究人员以新鲜猪五花肉为原料制备四川酱肉，腌制配料包括酱油、甜面酱、食盐、白糖、白酒及多种香辛料。腌制过程采用超声辅助腌制结合真空滚揉处理，随后在4 °C气候箱中腌制7天。成熟在模拟成都冬季微气候的恒温恒湿培养箱中进行，成熟期设定为35天，每5天取样一次，共获得8个成熟阶段（JR0–JR35）的样品。
研究采用的主要关键技术方法包括：理化测量用于测定水分含量、盐含量、过氧化值（PV）、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）值和超氧化物歧化酶（SOD）活性；电子舌系统用于客观表征滋味特征；全自动氨基酸分析仪用于定量游离氨基酸（FAAs）；顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）用于挥发性化合物分析；16S rRNA扩增子测序用于细菌群落结构表征；XGBoost机器学习模型结合SHAP分析用于筛选区分成熟阶段的关键香气活性化合物；Spearman相关性分析用于揭示理化指标、微生物属和香气活性化合物之间的关联。
三、主要研究结果
3.1 水分和盐含量分析
水分含量从初始的74.60 g/100 g显著降至45.87 g/100 g，盐含量持续增加至3.67 g/100 g。水分损失主要发生在成熟早中期，第25天左右可能是从快速脱水向缓慢失水阶段转变的重要节点。
3.2 过氧化值和TBARS分析
过氧化值从0.009 g/100 g增至0.017 g/100 g，TBARS值从2.32 mg/kg增至8.95 mg/kg（JR25），表明脂质氧化贯穿整个成熟过程。JR25之后TBARS趋于稳定，可能反映次级氧化产物的生成与消耗达到动态平衡。
3.3 SOD活性分析
SOD活性从JR0的2.2 U/mg蛋白升至JR25的最大值4.8 U/mg蛋白，随后在成熟后期显著下降至约3.6–3.7 U/mg蛋白。这一变化可能反映盐浓度升高、水分损失和蛋白水解对酶稳定性和可提取性的影响。
3.4 电子舌分析
电子舌传感器响应显示，成熟过程显著改变了酱肉的滋味特征。苦味和酸味传感器响应值较高，咸味、鲜味和甜味传感器响应值较低但存在波动。PCA分析中PC1和PC2累计贡献率达98.3%，不同成熟阶段样品在得分图中清晰分离，表明电子舌能有效区分不同成熟阶段的滋味特征。
3.5 游离氨基酸分析
总游离氨基酸含量从JR0的31.85 mg/100 g增至JR25的最大值313.98 mg/100 g，随后在JR35降至233.85 mg/100 g。鲜味氨基酸（天冬氨酸和谷氨酸）在成熟后期积累，甜味氨基酸（苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸）在中后期对风味平衡有贡献，苦味氨基酸占总游离氨基酸的较大比例。
3.6 挥发性成分分析
共检测到七类挥发性化合物，其中醇类、醛类、酸类和酯类为主要类别。酯类在成熟后期成为最丰富的挥发性类别（JR35达933.18 mg/kg），醛类在JR25达到最高浓度（762.29 mg/kg）。PCA和层次聚类分析显示JR25为潜在的过渡阶段，成熟后期挥发性谱发生显著重组。
3.7 机器学习分析
基于OAV大于1的香气活性化合物构建的XGBoost模型实现了100%的分类准确率（AUC=1.000）。SHAP分析确定庚醛、辛醛、乙醇、戊酸甲酯和2-甲基丁醛为区分成熟阶段最具影响力的候选标志物。醛类化合物构成最大的标志物组，其时间变化与脂质氧化指标的变化一致。
3.8 微生物群落分析
厚壁菌门（Firmicutes）始终为优势菌门（61.35%–64.40%），变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）次之。属水平上，肉杆菌属（Brochothrix）从JR0的37.70%降至JR35的2.03%，而葡萄球菌属（Staphylococcus）从14.77%增至34.53%，巨球菌属（Macrococcus）从3.60%增至12.08%。α多样性指数显示成熟过程并非简单的线性降低，而是呈现阶段依赖性重组。
3.9 相关性分析
Spearman相关性分析显示，水分含量与盐含量、过氧化值和TBARS值呈负相关，而辛醛、戊酸甲酯、乙酸甲酯、壬醛和1-庚烯-3-醇等化合物与成熟相关理化指标呈正相关。葡萄球菌属、肉杆菌属、假单胞菌属、微球菌属和巨球菌属与理化指标和香气活性化合物高度关联。
四、讨论与结论
本研究表明，四川酱肉成熟过程中水分损失、脂质氧化、风味化合物转化和微生物演替呈现协同变化。第20–25天左右是品质发育的重要过渡期。GC-MS、16S rRNA测序、相关性分析和XGBoost-SHAP分析的整合应用识别了与不同成熟阶段相关的关键挥发性化合物和微生物模式。这些发现为理解酱肉成熟过程中的风味和微生物特征变化提供了见解，有助于解释工艺变异。然而，这些标志物和微生物相关物质在应用于生产之前，仍需通过更大规模的独立样本集和功能实验进行进一步验证。
