基于 GC-MS/GC-IMS/感官分析的热加工美洼牦牛肉风味剖析及受体结合分子对接

《Food Bioscience》:Flavor profiling of thermally processed Maiwa yak meat by GC-MS / GC-IMS/ sensory analysis and molecular docking with receptor binding

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月20日 来源:Food Bioscience 6.2

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   •烹饪引起醛类和酮类的显著增加。•ROAV揭示了8种关键香气成分。•GC-MS/GC-IMS鉴定出5种和8种差异香气标志物(VIP>1, P<0.05)。•非醛-OR1D2/1-辛烯-3-醇-肌球蛋白-OR1A1表现出最强的结合能。•建立了整合智能感官-GC-MS/GC-IM

  
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    烹饪引起醛类和酮类的显著增加。
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    ROAV揭示了8种关键香气成分。
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    GC-MS/GC-IMS鉴定出5种和8种差异香气标志物(VIP>1, P<0.05)。
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    非醛-OR1D2/1-辛烯-3-醇-肌球蛋白-OR1A1表现出最强的结合能。
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    建立了整合智能感官-GC-MS/GC-IMS-多元策略。

引言

美瓦牦牛是一种分布于四川藏区高海拔地区的优质品种。作为一种国家地理标志产品,它采用全放牧和原生环境饲养,这赋予了牦牛肉的安全性、天然品质和高营养价值(Li. et al., 2023)。该肉具有低脂肪含量和不饱和脂肪酸(UFAs)高比例的特点。在热诱导下,这些UFAs发生氧化降解,生成醛类和酮类等挥发性有机化合物(VOCs)。该过程增强了肉的风味复杂度和香气特征(Xiao. et al., 2026)。
风味仍是消费者偏好的核心决定因素,而烹饪作为VOCs生成的关键催化剂,对食品质量具有重要影响。作为一种可控的热处理过程,烹饪通过热传递引发食品成分的复杂转化,从而多维度地调节风味特征(Yang. et al., 2024)。常见烹饪方法包括蒸、煮、烫和微波处理,不同的烹饪方法和时间会显著影响VOCs的组成和含量(Xu et al., 2026)。为全面表征肉类风味,多种智能感官仪器的整合应用日益受到重视。其中,顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)提供了VOCs定性定量分析的高分辨率和灵敏度(Fu et al., 2025)。互补地,气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)可实现直观的数据可视化,其与GC-MS的协同应用已被用于追踪发酵水产品中VOCs的动态变化(Nie et al., 2022)。电子鼻和电子舌作为经济、快速、无创的工具,用于肉类和水产品的客观感官评价。然而,这些技术在美瓦牦牛肉中的联合应用仍然少见。
风味感知不仅取决于VOC浓度和气味阈值,还取决于其与蛋白质的相互作用。肌原纤维蛋白(MP)约占牦牛肌肉总蛋白的55%,在风味结合和味觉特征中发挥着关键作用(Wang et al.,2024)。尽管蛋白质本身没有味道,但它们与VOCs的多模式相互作用会改变风味化合物的结合状态,从而调节整体感官特征(Wu et al., 2023)。嗅觉是决定食物吸引力的主要因素,对消费者偏好具有决定性影响(Bai et al., 2024)。当前研究聚焦于嗅觉受体(ORs)与风味化合物相互作用所控制的分子机制。广谱ORs(OR1A1、OR1G1、OR1D2、OR52D1、OR2W1和OR5AC2)具有特定的活性位点来结合香气分子,使人类能够感知不同的香气(Bai et al., 2025)。分子对接是一种先进的计算算法,模拟受体-配体相互作用,并已在肉类(如羊肉、猪肉)和饮料中阐明了相互作用机制(Bai et al., 2025; Chen et al., 2026; Xiao et al., 2024)。然而,关于牦牛肉中OR介导的风味感知的研究仍然有限。
在本研究中,首次将美味牛肝菌制备为酶解物并应用于美瓦牦牛肉系统。我们之前的工作已经证明了该酶解物在优化条件下具有强抗氧化能力(Guo et al., 2025)。本研究旨在评估这种预处理是否会影响热加工牦牛肉的风味特征,从而为其在肉类工业中的应用提供实践指导。结合不同的烹饪方法,探索了美瓦牦牛肉的风味变化,并筛选和鉴定了关键香气物质。采用先进技术(HS-SPME-GC-MS、GC-IMS、电子鼻和电子舌)表征挥发性香气化合物。多元统计和相对气味活性值(ROAV)分析用于识别关键香气贡献者。分子对接阐明了香气分子与感觉受体之间的相互作用机制,揭示了特征风味物质的结构-风味关系,进一步优化和改善牦牛肉制品的加工质量。

部分摘录

材料与试剂

美瓦牦牛后腿肉采自四川省红原县麦洼镇,购自四川龙日养殖场(四川红原,中国)。所有其他化学试剂均为分析纯。

样品制备

  • (1)
    制备美味牛肝菌酶解物
美味牛肝菌样品购自四川优质农产品有限公司(中国成都)。酶解物按照我们前期研究建立的优化水解方案制备(Guo et

智能感官分析

对经不同热加工处理的牦牛肉样品进行整体香气初步分析(图1A)。W1W、W2W、W5S、W2S和W1S表现出强烈响应,强度排序为:W1W > W5S > W1S > W2S > W2W。这表明蒸、煮、烫和微波烹饪促进了醇、醛、酮、硫化物和吡嗪等VOCs的形成,与GC-MS和GC-IMS结果一致。值得注意的是,不同方法的VOCs谱存在显著差异:TB

结论

本研究系统阐述了经美味牛肝菌酶解物处理的美瓦牦牛肉在四种热加工方法(微波、蒸、煮和烫)下的挥发性香气物质分布差异。利用HS-SPME-GC-MS、GC-IMS、电子鼻和电子舌技术,对每种条件下生成的VOCs进行了全面表征。智能感官分析显示,水煮牦牛肉(TB)以苦味为主,具有最高的

伦理声明

我们声明将在研究过程中保护所有参与者的权利和隐私,获得参与者知情同意,不强制参与者参与研究。未经参与者知情,不发布参与者数据。参与者可随时退出研究。

CRediT作者贡献声明

张洁:数据整理。王佳怡:数据整理。张文萱:数据整理。郭玉婕:数据整理。杨景贤:资源、资金支持。刘大宇:项目管理。王健:项目管理。李翔:论文撰写-审阅与编辑、指导、项目管理、调查、资金支持、概念化。郭宁静:论文撰写-审阅与编辑、论文撰写-原稿撰写、可视化、软件、方法学、正式分析、数据整理,

未引用参考文献

Bai et al., 2025; Ku and Liu, 2024; Li et al., 2023; Liu et al., 2025; Shi et al., 2025; Wang et al., 2024; Xiao et al., 2026; Xiao et al., 2024; Yang et al., 2024; Zhang et al., 2025.

伦理声明

本研究按照以下动物福利和/或报告指南进行:本研究采用的指南是ISO/TS 20388:2021,生物样本库标准。该标准在中国被同等地采纳为GB/Z 44314—2024,生物技术——生物样本库——动物生物材料要求,于2024年8月23日发布实施。无需伦理委员会批准。本研究不涉及活体动物实验或人类参与者。所有牛肉

利益冲突声明

作者声明,他们不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到四川省科技计划(2024ZHXC0003, 2025YFNZH0048, 2025YFNZH0055)和四川省农业创新团队建设项目(SCCXTD-2024-14)的支持。
Ningjing Guo|Xiang Li|Dayu Liu|Jian Wang|Wenxuan Zhang|Yujie Guo|Jie Zhang|Jiayi Wang|Jingxian Yang
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