《Foods》：Line-Dependent Differences in Volatile Flavor Profiles of Zao-Po Vinegar Wenchang Chicken: An Integrated E-Nose, HS-SPME-GC–MS, and HS-GC–IMS Analysis
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文昌鸡是中国海南省著名的本土品种，其特征风味是决定产品质量和消费者接受度的关键因素。然而，在标准化饲养和加工条件下，不同文昌鸡品系间挥发性风味谱的差异尚未得到充分表征。本研究采用电子鼻（E-nose）、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-
文昌鸡是中国海南省著名的本土品种，其特征风味是决定产品质量和消费者接受度的关键因素。然而，在标准化饲养和加工条件下，不同文昌鸡品系间挥发性风味谱的差异尚未得到充分表征。本研究采用电子鼻（E-nose）、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）、顶空气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）、生化与抗氧化分析以及皮尔逊相关性分析，对来自十二个文昌鸡品系的糟粕醋文昌鸡进行了综合评价，每个品系设置三个生物学重复（n=3/品系；共36只鸡）。电子鼻分析显示不同品系间明显分离，前两个主成分解释了总方差的97.36%。HS-SPME-GC-MS鉴定出属于11个化学类别的85种挥发性有机化合物，其中14种经Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正后表现出显著的品系相关差异（FDR校正p < 0.05），代表性判别性VOCs包括癸醛、辛醛、壬醛和戊醛。经Benjamini-Hochberg FDR多重检验校正的皮尔逊相关性分析进一步揭示了选定的生化与抗氧化参数与个别VOCs之间的显著关联。这些发现提示品系水平的生理特性与挥发性谱变异之间存在潜在关联。这些结果为深入研究风味变异的生物学机制以及文昌鸡种质资源的评价与利用提供了基础。
一、研究背景与研究目的
文昌鸡是源自中国海南省的著名地方鸡种，以其肉质细嫩、风味浓郁而著称，是海南“四大名菜”之首。其独特的风味品质是决定产品价值和消费者接受度的核心要素。然而，尽管加工条件对风味的形成至关重要，但不同遗传背景的文昌鸡品系在肌肉组成和代谢特性上的固有差异，也可能导致最终肉品风味轮廓的不同。先前的研究已表明，不同鸡种在肌内脂肪含量、脂肪酸组成、氨基酸谱及抗氧化能力等方面存在显著差异，这些均是影响风味前体物可用性和挥发性有机物（VOCs）形成的关键因素。然而，针对在标准化饲养和统一加工工艺下，不同文昌鸡品系间挥发性风味特征的系统性比较研究尚属空白。因此，本研究旨在探究在标准化条件下，不同文昌鸡品系制备的糟粕醋文昌鸡是否表现出独特的挥发性风味特征，并探索其与品系相关的生理生化指标之间的潜在联系，从而为文昌鸡种质资源评价、风味品质改良及标准化生产提供理论依据。
二、研究内容与结论
研究人员选取了来自海南不同育种企业的12个文昌鸡品系（涵盖蛋用型、肉用型和兼用型），在相同环境下饲养至135日龄后，采用统一的糟粕醋配方和烹饪工艺制备鸡肉样品。通过整合电子鼻（E-nose）、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）和顶空气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）三种技术，并结合血清生化与抗氧化指标测定及皮尔逊相关性分析，系统评估了不同品系间的挥发性风味差异。研究证实，即使在同一加工条件下，不同文昌鸡品系的挥发性风味图谱确实存在显著差异。这一发现揭示了品系遗传背景对最终产品风味的重要影响，为通过品系筛选和育种策略优化文昌鸡风味品质提供了科学依据。
三、关键技术方法概述
- 1.
电子鼻（E-nose）分析：使用ISENSO SuperNose电子鼻系统，通过14个传感器阵列获取样品的整体气味指纹图谱，结合主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）进行区分。
- 2.
顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）：采用CAR/PDMS纤维萃取头富集挥发性物质，在HP-5MS毛细管柱上进行分离，并使用TSQ 9000三重四极杆GC-MS系统进行定性和半定量分析。样品来源为海南传味文昌鸡产业有限公司等四家企业的12个品系。
- 3.
顶空气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）：使用配备HP-5非极性色谱柱的GC-IMS系统，结合内置数据库进行挥发性化合物的快速鉴定和指纹图谱可视化。
- 4.
生化与抗氧化参数测定：检测血清中的白蛋白（ALB）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、总胆固醇（CHO）、葡萄糖（GLU）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL）、总蛋白（TP）、丙二醛（MDA）和总抗氧化能力（T-AOC）。
- 5.
统计分析：运用Welch方差分析、Games-Howell事后检验及Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正进行差异VOC筛选；使用皮尔逊相关性分析（同样经FDR校正）探索生化参数与VOCs之间的关联。
四、研究结果
3.1 电子鼻分析
通过电子鼻结合PCA和HCA分析发现，不同品系的糟粕醋文昌鸡在整体气味响应模式上存在明显分离。PC1和PC2累计解释了97.36%的总方差。蛋用型品系（M, J, W, Z1, Z2）主要分布在PC1正侧，而肉用型和兼用型品系（T, U1, U2, B, U3, U4, Y）则多位于负侧。HCA热图进一步显示，M、J、Z1、W、Z2品系在多个传感器上表现出较高的标准化响应值，尤其在对VOCs、烷烃酯类、醇醛酮醚及含硫含氮化合物敏感的传感器上更为突出。
3.2 HS-SPME-GC-MS揭示的品系相关VOC变异
HS-SPME-GC-MS共鉴定出85种VOCs，分属11个化学类别，主要包括醇类、酯类、醛类、酮类和含硫化合物。经Welch方差分析和FDR校正后，14种VOCs在不同品系间表现出显著差异（FDR校正p < 0.05），包括5种醛类（戊醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛）、2种酯类、2种酮类、2种含硫化合物、2种呋喃/呋喃酮类化合物及1种其他化合物。层次聚类热图显示，Z2品系在多种醛类（庚醛、辛醛、壬醛、癸醛）上标准化丰度较高，而Y和U3品系则在戊醛上丰度较高；含硫和呋喃类化合物在不同品系中也呈现特异性的积累模式。
3.3 HS-GC-IMS揭示的品系相关挥发性指纹图谱变异
HS-GC-IMS共检测到25个特征信号峰，对应23种挥发性化合物，包括醛类、醇类、酯类、酮类、含硫化合物等。Gallery Plot指纹图谱直观地展示了不同品系间挥发性信号的强度差异。虽然所有品系共享相似的化合物组成，但在己醛、辛醛、1-辛烯-3-醇、乙酸己酯、二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫醚和2-戊基呋喃等化合物的信号强度上呈现出明显的品系间变化。
3.4 HS-SPME-GC-MS与HS-GC-IMS的综合分析
两种技术互为补充。HS-SPME-GC-MS覆盖范围更广，提供了定量的差异VOC信息；HS-GC-IMS则提供了直观的挥发性指纹图谱对比。两者一致表明，12个文昌鸡品系在挥发性化合物类别上大致相似，但在具体VOC的丰度和信号模式上存在显著差异。
3.5 生化与抗氧化特性及其与VOCs的相关性分析
单因素方差分析显示，不同品系间的ALB、AST、CHO、GLU、HDL、TP、MDA和T-AOC等8项血清生化与抗氧化指标均存在显著差异。经FDR校正后的皮尔逊相关性分析发现，只有CHO、TP和MDA与特定VOCs存在显著的正相关关系。CHO与9种VOCs（如十一醛、2-壬烯-1-醇、γ-十二内酯等）呈显著正相关（r=0.912-0.920）。TP和MDA也显示出与这9种VOCs相似的正相关模式。
五、讨论与结论总结
讨论部分总结：
研究结果表明，不同选择历史和育种目标的文昌鸡品系，其风味前体物的可利用性和后续转化可能存在差异，这是造成挥发性风味轮廓不同的潜在原因。糟粕醋文昌鸡中检测到的醛类、醇类、酮类、酯类和含硫化合物等VOCs，可能源于脂质氧化、美拉德反应、含硫前体物降解以及发酵代谢等多种途径的共同作用。血清生化指标（CHO、TP）和脂质过氧化标志物（MDA）与特定VOCs的显著关联，提示品系水平的生理状态与挥发性组分之间存在协同变化关系。然而，由于血清指标仅为间接反映，且相关性分析基于品系均值，这些结果不应被解释为VOC形成的因果机制。未来的研究需整合肌肉脂肪酸、游离氨基酸、代谢组学及感官评价等直接测量手段。
研究结论翻译：
本研究对在标准化饲养和加工条件下，来自12个文昌鸡品系的糟粕醋文昌鸡的挥发性风味谱进行了综合表征。电子鼻分析揭示了品系间整体气味响应模式的明显差异；HS-SPME-GC-MS鉴定出85种VOCs，其中14种经FDR校正后仍保持显著的品系间差异；HS-GC-IMS检测到25个特征信号峰，提供了互补的挥发性指纹图谱信息。这些分析平台一致表明，文昌鸡品系共享大致相似的挥发性化合物类别，但在个别VOCs的相对丰度和分布模式上存在差异。相关性分析进一步确定了选定的生化与抗氧化参数（特别是CHO、TP和MDA）与挥发性组成之间的统计学关联，提示品系水平生理特性与挥发性谱之间存在协同变化。本研究建立了一个比较不同品系糟粕醋文昌鸡挥发性特征的综合分析框架，并为探究品系相关风味变异背后的生物学因素奠定了基础。未来整合肌肉脂肪酸、游离氨基酸、脂质氧化产物、代谢组学和脂质组学与感官评价的研究，对于确定这些差异的生物学基础和感官相关性至关重要。
