《Food Chemistry》:Chemical composition vs. sensory reality: Investigating smoke phenol interactions in red wine matrices
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香气感知由动态基质中挥发性化合物的复杂相互作用引起。食品与饮料香气分析长期依赖气味活性值(odor activity values,OAV),将化合物浓度与检测阈值比较;但OAV常无法捕捉低于个体阈值的化合物贡献及混合物中的化合物相互作用。仅基于高OAV化合物
香气感知由动态基质中挥发性化合物的复杂相互作用引起。食品与饮料香气分析长期依赖气味活性值(odor activity values,OAV),将化合物浓度与检测阈值比较;但OAV常无法捕捉低于个体阈值的化合物贡献及混合物中的化合物相互作用。仅基于高OAV化合物的重组香气模型常缺乏原产品的感官细节,说明亚阈值化合物与基质相互作用比既往认知更重要。心理物理与感官研究表明,亚阈值和近阈值化合物可通过加和、协同与掩蔽效应调节香气强度与质量;非挥发基质(乙醇、多酚、有机酸)也会改变头部空间分配、抑制或增强特定嗅感物并移动感知阈值。野火事件使葡萄园暴露于挥发性有机物与颗粒物中,愈创木酚(guaiacol)、4-甲基愈创木酚(4-methylguaiacol,4-MG)、邻/间/对甲酚(o-/m-/p-cresols)、丁香酚(syringol)、4-甲基丁香酚(4-methylsyringol,4-MS)等挥发性酚与烟熏、焦糊、药味等烟雾污染属性相关。种植者与酿酒师常以化学分析指导采收与酿造,但化合物浓度与感官影响关系不清,亚阈值或基质调制作用会掩盖或放大效应。研究人员以红葡萄酒为模型,考察挥发性酚在亚阈值与近阈值水平的彼此相互作用,以及基质组成对香气质量的调制,超越以浓度和OAV为中心的框架,建立更具预测性的葡萄酒烟雾污染评估框架。
《Food Chemistry》刊发的该研究以红葡萄酒为模型系统,回应当前香气科学中过度依赖气味活性值(odor activity values,OAV)与二元混合物范式的问题。研究背景方面,传统OAV模型比较化合物浓度与检测阈值,却常忽视低于个体阈值的亚阈值化合物、混合物中的协同或掩蔽效应,以及非挥发基质对挥发性化合物头部空间分配和感知阈值的调制。重组香气模型若只纳入高OAV化合物,往往丢失原酒感官细节。野火导致的葡萄烟雾暴露会使愈创木酚、4-甲基愈创木酚(4-MG)、邻/间/对甲酚、丁香酚、4-甲基丁香酚(4-MS)等挥发性酚进入果实并残留至酒中,产生烟熏、焦糊、药味、像烟灰缸、培根、皮革与泥土等属性。产业界常用这些化合物的浓度作为感官质量标记,但化学浓度并不总与可感知污染对应,因此亟需从浓度本位转向混合物相互作用与基质调制的整合框架。
研究人员以未受烟雾影响的Willamette Valley黑皮诺(Pinot noir)与Walla Walla赤霞珠(Cabernet sauvignon)为基底酒,向酒中添加不同总浓度、不同愈创木酚—甲酚—丁香酚比例、含或不含丁香酚的烟雾酚混合物,组织消费者感官小组完成检查所有适用项(check-all-that-apply,CATA)、正鼻与鼻后视觉模拟量表(visual analog scale,VAS)描述分析,并用对应分析(correspondence analysis,CA)、多重因子分析(multiple factor analysis,MFA)、聚合层次聚类(agglomerative hierarchical clustering,AHC)与基于Bray-Curtis距离和999次置换的PERMANOVA分析数据。
关键技术方法上,样本来自俄勒冈州立大学红酒消费者数据库招募的定期红葡萄酒饮用者,研究1有39名panelists,研究2有20名,研究3a有20名,研究3b有22名;以无烟雾暴露黑皮诺和赤霞珠为基底酒队列,按总酚浓度、比例与丁香酚有无构建处理组。方法包括CATA筛选属性、正鼻VAS训练与评鉴、入口后鼻后VAS训练与评鉴,以及CA、MFA、AHC和PERMANOVA等多元感官数据分析。
研究结果如下。3.1 Study 1: check-all-that-apply中,dark fruit出现频率最高;低频术语被剔除,CA前两个维度解释81.7%方差;CS5、CS13、PN5与medicinal、liquid smoke、oak、chemical aromas强相关,对照组与非污染相关果香聚在一起,说明CATA可有效区分高污染与基础果香轮廓。3.2 Study 2: orthonasal sensory descriptive analysis里,PERMANOVA显示处理效应在两种酒中显著;同总浓度不同比例、丁香酚有无的比较多不显著,仅少数高于/低于个体阈值比较显著;MFA中愈创木酚与甲酚关联smoke aromas,丁香酚居中且不靠近烟雾或非烟雾香气,AHC将低总酚处理归为非烟雾簇,高总酚CS11/CS12与PN11/PN12归为酚类—烟雾簇。3.3 Studies 3a and 3b: retronasal sensory descriptive analysis中,赤霞珠处理效应显著而黑皮诺不显著;正鼻中丁香酚居中,鼻后黑皮诺丁香酚处理与red jam、red fruit、vanilla相近,赤霞珠丁香酚处理与black jam、dark fruit相近;高总酚CS11/CS12仍聚为烟雾簇,说明入口后感知受品种基质重塑。
讨论部分总结:相同总酚浓度下改变愈创木酚—甲酚比例并不稳定改变感知,证明混合物感知妥协、掩蔽与基质调制会覆盖单纯化学比例差异;这与Atanasova等和Ferreira提出的混合物低加和、情境依赖性一致。丁香酚添加与否未造成显著香气差异,其虽常被视为烟雾贡献物,却在 aroma 与 in-mouth 中都不与烟雾属性相连,鼻后却与果香属性共位,提示丁香酚更宜作为标记化合物而非因果嗅感物。黑皮诺中总G+C达400 μg/L才明显区别于对照,赤霞珠则在更低或更高总浓度下就出现显著差异,反映赤霞珠更高酒精、更低酸糖及更多花青素等基质成分使亚阈值化合物感知更复杂。鼻后黑皮诺未呈现一致识别阈值,赤霞珠360 μg/L总酚才区别于对照,说明嗅觉阈值不等于口腔后风味阈值。
研究结论可译为:风味质量由总浓度决定,而非单个化合物;丁香酚不影响感知,仅具标记化合物作用;品种差异凸显基质调制对感知的重要性。该工作表明,葡萄酒烟雾污染评估应从OAV本位转向总酚负荷、品种基质与正/鼻后多通道感知的整合模型,对野火频发背景下的采收决策、酿酒风险管控与感官质量预测具有重要产业意义。