《Food Research International》:Complementary volatile fingerprints and temporal sensory dynamics reveal category-associated flavor architectures in commercial soy sauces
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•互补的GC–IMS与GC–MS分析分别解析出67个信号和127种挥发性化合物。•VIP-ROAV联合筛选鉴定出八种与风味相关的差异化合物。•时间感官分析区分了咸味、鲜味与醇和味的动态轨迹。引言酱油是一种复杂的发酵调味品,其感官品质源于非挥发性味觉活性成分与化学组成多样的挥发
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互补的GC–IMS与GC–MS分析分别解析出67个信号和127种挥发性化合物。
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VIP-ROAV联合筛选鉴定出八种与风味相关的差异化合物。
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时间感官分析区分了咸味、鲜味与醇和味的动态轨迹。
引言
酱油是一种复杂的发酵调味品,其感官品质源于非挥发性味觉活性成分与化学组成多样的挥发性成分的协同整合。食盐、游离氨基酸、核苷酸、肽类、有机酸和糖类直接贡献了咸味、鲜味、醇和味、酸味、甜味和苦味等味觉体验;而醇类、醛类、酯类、酸类、呋喃酮、吡嗪、酚类和含硫化合物则产生花香、果香、麦芽香、焦糖样、烘烤香、烟熏香和蒸煮马铃薯样等香气特征(Diez-Simon等,2020;Gao等,2023)。这些化合物的含量和平衡受原料组成、菌种接种、发酵条件、热处理及配方设计等因素的影响。因此,属于不同市场类别的商品酱油展现出截然不同的风味架构,即便标注相同类别的产品之间也存在显著差异(Kan等,2025;Ma等,2025)。
将GC–O、香气提取物稀释分析、气味活性评估以及香气重组与缺失实验相结合的分子感官研究表明,酱油的香气由一组低阈值气味物质的平衡组合所产生(Gao等,2021;Yang等,2026)。甲硫醇、苯乙醛、1-辛烯-3-醇、HEMF、HDMF、愈创木酚、4-乙基愈创木酚、支链醛类和酯类、部分吡嗪以及挥发性含硫化合物等物质与不同酱油中蒸煮马铃薯样、花香、蘑菇样、焦糖样、烟熏香、果香、烘烤香和硫磺味等香气维度相关联。对商品酱油和优质高盐液态酱油的研究进一步表明,感官特征取决于低阈值气味物质之间的相对平衡,而不仅仅取决于含量最丰富的挥发性化合物(Wang等,2023;Zhai等,2023)。最近,GC–MS、HS-GC–IMS、GC–O、气味活性评估和香气验证实验的联合应用扩展了挥发性化合物的检测覆盖范围,并展示了不同分析平台在解析酱油风味化学方面的互补价值(Wang等,2023)。此外,Pu等(2023)将风味活性化合物与感官属性及烹饪应用相关联,阐明了化学-感官表征在酱油分类和品质设计方面的实用意义。
尽管已有进展,仍存在若干方法学上的不足。首先,既往研究主要集中于单一发酵体系、有限的产品范围或选择性的风味活性化合物,而系统比较优质鲜酱油、轻酱油和头道酱油的研究相对较少。其次,GC–MS与GC–IMS提供不同但互补的信息。GC–MS可提供更丰富的结构信息,并具有更广泛的半定量检测能力,而GC–IMS对小分子和高挥发性化合物的响应极为灵敏,能够快速获取挥发性指纹图谱。因此,仅使用任一平台的检测结果可能无法完整呈现产品间的挥发性异质性。第三,统计判别与感官相关性常被等同处理,但实际上二者代表了风味化学的不同维度。投影重要性反映某变量对监督样本分离的贡献,而气味活性指标则根据浓度和气味阈值估算其感知相关程度。整合这两项标准有助于区分主要作为分类标志物的化合物与额外对香气感知有贡献的化合物。
风味感知还具有固有的动态性。传统的定量描述分析能够提供感官属性强度的综合估计,但无法充分描述口感加工过程中各感觉的起始、持续、衰减或相继主导现象(Marques等,2022;Zhao等,2024)。时间强度分析可追踪特定感官属性的时间变化过程,而时间感觉主导法则记录随时间变化的主导感觉变化。二者联合应用能够比单一静态测量更全面地表征复杂的感官轨迹(Keefer等,2023;Pierguidi等,2021;Visalli & Galmarini,2024)。尽管时间感官方法已越来越多地应用于食品和饮料,但在酱油领域的应用仍较为有限,尤其是同时比较咸味、鲜味与醇和味的动态变化,并将这些轨迹与全面的挥发性指纹图谱相关联的研究尤为缺乏。这一空白限制了对产品差异的解读,因为酱油的品质不仅取决于各感官属性的最大强度,还取决于其持续时长、衰减趋势和时间组织方式。因此,本研究旨在表征九款标注为优质鲜酱油、轻酱油或头道酱油的商品酱油之间的产品水平异质性,并探讨互补的化学与感官数据集在表征这种异质性时是呈现一致性还是差异性的。研究采用了理化分析和电子感官技术描述产品的整体基质,采用顶空GC–IMS和顶空SPME-GC–MS获得互补的挥发性指纹图谱,并通过估算相对气味强度鉴定候选风味相关化合物。随后采用定量描述分析、时间强度分析和时间感觉主导法表征静态和动态味觉感知。跨平台一致性评估在整体构型层面进行,而非仅依赖有监督分类。本研究旨在对所考察的产品进行探索性比较,并未旨在建立通用的类别标志物或证实因果性的风味-味觉相互作用。
章节摘要
材料与试剂
选取九款商品酱油样品,代表三个市场类别:优质鲜酱油、轻酱油和头道酱油,每个类别各包含三款独立上市的产品。就本研究而言,这三个类别依据购买时产品标签上标注的产品类别及对应厂商的产品说明进行操作性定义。优质鲜酱油包含
酱油样品的理化特性
酱油样品的理化特性在不同类别间存在显著差异(图1),表明商品产品之间存在组成异质性。具体而言,pH反映了酱油的总体酸碱状态,提供了发酵过程中有机酸及其他酸性代谢物积累的信息。折光率与溶解成分的总体浓度相关,因此可作为
结论
本研究建立了一套整合分析框架,结合理化表征、电子感官、顶空GC–IMS、顶空SPME-GC–MS、化学计量筛选、气味活性评估以及静态和动态感官分析,用于表征商品优质鲜酱油、轻酱油和头道酱油之间的风味异质性。GC–IMS共检测到67个挥发性信号,GC–MS初步鉴定出127种挥发性化合物。头道酱油展现出最高的挥发性化合物多样性,共检出105种化合物
CRediT作者贡献声明
杨佩琳:撰写——初稿、方法学、概念化。赵倩:软件、正式分析。陈见乐:可视化、监督、调查。刘冬红:验证、项目管理、数据管理。叶兴千:可视化、软件、资源、项目管理。程欢:撰写——审稿与编辑、可视化、项目管理、概念化。
资助
本研究由华大前沿科学进步基金和浙江大学实验技术研究项目(SYBJS202523)资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
杨佩琳 | 赵倩 | 陈见乐 | 刘冬红 | 叶兴千 | 程欢