《Foods》：Northeastern Chinese Sauerkraut Juice as a Water Replacer in Pork Fillings: Flavor Profiles and Sensory Attributes
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本研究利用电子鼻、电子舌、气相色谱-质谱联用（GC–MS）和气相色谱-离子迁移谱（GC–IMS），系统表征了以不同替代水平的东北酸菜汁制备的猪肉包子馅料的挥发性有机化合物（VOC）谱图和感官品质。结果表明，酸菜汁替代水平显著影响猪肉包子馅料的VOC谱图和感官属
本研究利用电子鼻、电子舌、气相色谱-质谱联用（GC–MS）和气相色谱-离子迁移谱（GC–IMS），系统表征了以不同替代水平的东北酸菜汁制备的猪肉包子馅料的挥发性有机化合物（VOC）谱图和感官品质。结果表明，酸菜汁替代水平显著影响猪肉包子馅料的VOC谱图和感官属性。GC–MS和GC–IMS分别鉴定出80种和66种VOCs。值得注意的是，75%酸菜汁替代组的猪肉包子馅料展现出最高的VOC多样性、总VOC含量和总体感官评分。与对照组（12,348.57 μg/kg）相比，75%替代组的总VOC含量显著增加155%，达到31,495.61 μg/kg。正交偏最小二乘判别分析（OPLS–DA）筛选出19种关键差异VOCs，包括(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-十二碳烯醛、(E)-9-十八碳烯酸乙酯、油酸和2,4-己二烯酸乙酯。定量分析了17种脂肪酸，其中(E)-9-十八碳烯酸（C18:1n9t）和棕榈酸（C16:0）分别占总脂肪酸含量的55.90%和21.78%。用酸菜汁部分替代水有效减少了猪肉包子馅料中的不良气味，并提高了不饱和脂肪酸的比例，从而改善了整体适口性和营养品质。本研究初步揭示了酸菜汁在猪肉包子馅料中的风味调控机制，并为高品质酸菜猪肉制品的开发提供了理论基础。
研究背景与目的
东北酸菜是一种传统的低盐发酵蔬菜，以其独特的风味和良好的贮藏性而备受青睐。在发酵过程中，乳酸菌将白菜中的碳水化合物转化为以乳酸为主的有机酸，同时产生醇类、醛类和酮类等风味物质，赋予产品温和宜人的酸味。作为主要副产物，酸菜汁富含有机酸、酚类、硫代葡萄糖苷、矿物质和维生素C等生物活性成分，具有抗氧化和增香特性。然而，肉制品在热加工过程中常因过度脂质氧化和蛋白质降解而产生醛类、含硫挥发物和胺类等不良风味化合物，掩盖固有的肉香味，产生哈喇味、鱼腥味等令人不悦的气味，显著降低感官品质。已有研究表明，酸菜汁中的高有机酸含量可通过中和肉类中的碱性含氮化合物发挥脱臭作用，并通过酸与内源醇的酯化反应改善风味。尽管包子是中国广泛消费的传统主食，但以往关于包子馅料风味的研究多集中于干热烹饪条件下的挥发性成分分析，而关于酸菜汁作为水替代物对清蒸猪肉包子馅料风味的剂量依赖性影响尚未见报道。因此，本研究旨在系统评估不同东北酸菜汁替代比例对猪肉包子馅料挥发性有机化合物（VOC）谱图、关键风味活性化合物及感官属性的影响，阐明酸菜汁在清蒸肉体系中的风味调控机制，为高品质酸菜猪肉包子的工业化生产提供理论依据。
研究方法概述
研究人员采用多种关键技术手段进行分析。首先，使用固相微萃取-气相色谱-质谱联用（SPME-GC-MS）和气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）分别对五组不同酸菜汁替代水平（0%、25%、50%、75%、100%）的猪肉包子馅料中的挥发性有机化合物进行定性和半定量分析。其次，通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）测定脂肪酸的相对组成。此外，利用配备28传感器阵列的电子鼻（E-nose）和SA402B电子舌（E-tongue）分别评估样品的整体嗅觉和味觉特征。最后，由30名经过培训的感官评价员（来自食品科学学院，15男15女，年龄20-25岁）从外观、香气、质地、口感和酸度五个维度进行描述性感官评价。
研究结果
3.1 挥发性风味化合物
GC-MS共鉴定出80种挥发性化合物，包括11种酯类、36种醛类、9种酮类、10种有机酸和14种其他物质。随着酸菜汁替代水平的升高，VOC的种类和总浓度呈先升后降的单峰趋势，在75%替代组达到峰值（66种，总浓度31495.61 μg/kg），较对照组（12348.57 μg/kg）显著增加155%。酯类化合物含量在75%组增至4165.39 μg/kg，主要贡献者为2,4-己二烯酸乙酯（1826.06 μg/kg）和(E)-9-十八碳烯酸乙酯（1804.65 μg/kg），带来果香和脂肪香。醛类是主导风味化合物，其含量同样在75%组最高（15479.12 μg/kg），主要成分为(E,E)-2,4-癸二烯醛（4202.64 μg/kg）和(E)-2-十二碳烯醛（3078.38 μg/kg）。酸菜汁通过降低pH值抑制美拉德反应早期阶段，转而促进脂质氧化途径，增加了醛类的生成。酮类化合物种类和含量随替代水平增加而上升，主要贡献γ-壬内酯（椰子香）、2-乙基环己酮（柑橘香）等。有机酸中以乙酸为主（662.18 μg/kg），主要贡献酸味。其他组分如萜烯类（茴香脑1137.50 μg/kg）来自香料，杂环化合物（2-戊基呋喃342.07 μg/kg）是脂质氧化标志物。
3.2 OPLS-DA分析
对GC-MS数据进行正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），模型表现出优异的拟合度和预测性能（R2X=0.960，R2Y=0.993，Q2=0.985），且经200次置换检验验证无过拟合。基于变量投影重要性（VIP>1）筛选出19种关键差异挥发性风味化合物，包括(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-十二碳烯醛、(E)-9-十八碳烯酸乙酯、油酸和2,4-己二烯酸乙酯等，这些化合物可作为区分不同替代组的关键标记物。
3.3 GC-IMS挥发性图谱
GC-IMS共鉴定出66种物质，包括12种酯类、15种醇类、11种醛类、8种酮类、4种酸类、2种烷烃和8种其他化合物。GC-IMS对小分子高挥发性极性组分更敏感，而GC-MS则更好地覆盖了半挥发性和疏水性大分子化合物，两者互补实现了更全面的VOC表征。根据信号强度变化模式，挥发性指纹图谱被划分为四个区域（A'、B'、C'、D'）：A'区化合物（如正己醇、(E)-2-庚烯醛）在75%替代组浓度最高；B'区化合物（如5-甲基-2(3H)-呋喃酮、2-甲基丁醛）在50%组达到最大值；C'区化合物（包括多种醛、酯、酮等）在100%组浓度最高；D'区化合物（如1,3-丁二醇、乳酸乙酯）在对照组丰度较高，随替代水平增加而递减。
3.4 脂肪酸组成
共鉴定出10种饱和脂肪酸（SFA）、3种单不饱和脂肪酸（MUFA）和4种多不饱和脂肪酸（PUFA）。棕榈酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）是主要的SFA。(E)-9-十八碳烯酸（C18:1n9t）是主要的MUFA，占总脂肪酸的55.90%，是猪肉特征香气的重要前体。花生四烯酸（C20:4n6）是主要的PUFA。随着酸菜汁替代比例升高，UFA相对含量逐渐增加，表明脂肪酸营养谱得到优化。PUFA含量呈先升后降趋势，在100%组降至最低（0.83%），这与高替代水平下PUFA通过氧化降解和酯化反应大量消耗有关。
3.5 电子鼻气味图谱
电子鼻分析显示，五组样品气味轮廓相似但响应强度差异显著，75%替代组的传感器响应值最高。传感器S1、S5、S11、S12、S20、S25和S26的响应变化最为明显，对应短链烷烃、硝酸盐、烯丙基硫化物、酮类和醇类、胺类、含硫气味物、有机酸酯和萜烯类等化合物。主成分分析（PCA）显示，PC1和PC2累计解释93.5%的总方差，50%和75%替代组气味轮廓相近，且与其他三组清晰分离。
3.6 电子舌味觉图谱
电子舌分析显示，鲜味强度和回味丰富度随替代水平增加呈先降后升趋势，75%和100%替代组的鲜味恢复至对照组水平，回味丰富度显著高于对照。苦味和涩味响应值随替代水平增加而显著下降，表明酸菜汁有效减弱了不良味觉属性。PCA显示PC1和PC2累计解释77.4%的总方差，各替代组与对照组明显区分。
3.7 感官特性
描述性感官评价结果显示，酸菜汁部分替代水对外观和质地无显著影响，但显著调节了整体风味特征。75%替代组获得最高的总体感官质量评分，风味表现最佳，酸度平衡。而在100%替代组（完全替代水），馅料呈现出酸菜汁固有的强烈酸味和刺激性气味，掩盖了肉香，导致总体感官评分下降。
总结与结论
本研究的讨论部分指出，酸菜汁替代水引起的风味动态变化源于多重机制的耦合效应。酸菜汁通过降低pH值激活内源性酸性磷脂酶和脂肪酶，加速甘油三酯和磷脂水解，释放游离脂肪酸；同时，酸性环境诱导肌原纤维蛋白结构改变，使膜磷脂更易受氧化攻击；酸菜汁中微量金属离子的催化作用以及pH对脂氧合酶活性的调节进一步促进了脂质氧化，导致醛类、酮类等挥发性风味物质的积累。然而，当替代水平升至100%时，高浓度的酚类化合物和维生素C促使新生成的挥发物发生缩合、聚合等次级反应，部分消耗了这些化合物，导致总VOC含量下降。研究结论部分翻译如下：
本研究系统地探讨了用不同水平的酸菜汁替代加工水制备的猪肉包子馅料中挥发性风味特征的动态变化。VOC的整体多样性和浓度随替代水平升高呈现先升后降的单峰趋势，在75%替代水平达到最大值。这种单峰模式可能源于pH介导的脂质氧化促进作用与酚类/维生素C驱动的挥发物次级消耗之间的耦合效应。结合GC–MS和GC–IMS，分别鉴定出80种和66种挥发性化合物。两种技术的互补优势使得能够更全面地表征VOC的动态变化。此外，OPLS–DA模型结合VIP分析筛选出19种对组间风味差异贡献最大的关键差异风味化合物，包括(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-十二碳烯醛和2,4-己二烯酸乙酯。这些化合物可作为猪肉包子馅料风味品质评价的潜在标记物。与成分分析一致，电子鼻、电子舌和描述性感官评价的结果共同证实，75%替代水平实现了最佳的风味和口感表现，酸度均衡且总体感官质量得分最高。适量添加酸菜汁有效提升了猪肉包子馅料的风味复杂性和滋味丰富度，而不损害其外观和质地属性。这些发现为阐明酸菜汁在猪肉包子馅料中的风味增强机制提供了系统的理论基础，并为酸菜馅包子及相关肉制品的开发和品质控制提供了客观数据支持。
