不同烹饪方式对浓香型白酒中式香肠品质、游离氨基酸及挥发性风味化合物的影响

《Journal of Agriculture and Food Research》：Effects of different cooking methods on quality, free amino acids, and volatile compounds of Chinese sausage with strong-flavor baijiu

　　

中式香肠是中国传统肉制品，以其咸鲜风味和标志性红色外观而备受推崇。发酵香肠通常通过将绞碎的肉、脂肪、盐及其他辅料混合，灌入肠衣后经自然或控制发酵、干燥和成熟过程制成。白酒（中国白酒）在香肠生产中常作为腌料的关键成分，赋予成品独特的风味。白酒的添加直接塑造了最终产品的香气特征。此外，白酒的另一个重要作用是抑制微生物生长。然而，含有白酒的高风味中式香肠在不同烹饪方式下的差异仍不明确。 空气炸、水煮、蒸制、烘烤和微波等多种烹饪方式依赖于不同的热传递模式。空气炸利用热空气循环和极少量油脂加速氧化并形成保水外壳。水煮促进样品与水之间的物质交换，改变脂质和蛋白质，从而影响肉类风味。蒸制利用蒸汽，营养损失较少。烘烤通过干热促进褐变和脂质氧化。微波通过水分子的振荡产生热量。热烹饪在提升感官特性和营养生物利用度方面发挥双重作用。不同烹饪方式的应用影响肉类的理化属性，同时调节挥发性有机化合物的生成和代谢变化。例如，在100°C沸水中长时间加热会导致蛋白质变性、水解和凝胶化，而煎炸会导致氨基酸破坏并降低食品营养价值。 大量研究比较了不同烹饪方式对肉类品质的影响。通过比较四种肉类经七种中式烹饪技术处理后的营养和安全性，研究表明湿热方法是更健康的选择，而干热方法则促进了反式脂肪酸和多环芳烃的生成。烹饪方式通过调节脂质和蛋白质氧化显著影响藏猪肉的风味，其中空气炸产生最丰富的风味化合物并降低苦味，而油炸和微波导致较低氧化水平和较少风味复杂性。与低温真空低温烹饪相比，烘烤、高压灭菌和炖煮等高温处理方法显著增加猪肉中美拉德反应产物的形成，包括糠氨酸和晚期糖基化终末产物Nε-羧甲基赖氨酸以及蛋白质交联羊毛硫氨酸。在评估的三种烹饪方式中，烘烤赋予牦牛肉更丰富的杂环化合物和酮类，使其风味复杂性优于水煮或蒸制，并获得消费者偏好。预煮、烘烤、超声腌制和蒸制等烹饪阶段诱导荔浦芋头猪肉挥发性和非挥发性风味特征发生显著变化，其中超声腌制最大化咸味和浓郁度，而蒸制导致脂肪酸含量最低和萜烯水平最高。在四种烹饪方式中，深炸和煎炸增加了挥发性N-亚硝胺的形成，而水煮和微波加热维持或降低了这些有害化合物，同时减少了生物胺和亚硝酸盐残留。系统研究不同烹饪方式可以揭示风味、质地和营养的动态变化，从而指导家庭实践和工业优化。 风味是肉制品质量的关键指标，也是消费者评估肉制品可接受性的感官属性。随着分析技术的进步，大量研究探讨了肉类中常见风味化合物及其前体。离子迁移谱（IMS）是一种能够检测痕量化合物的气相电泳技术。IMS区分风味化合物的基本原理是基于大气电场下漂移管内气相离子迁移率的差异。该技术融合了气相色谱的分离能力与离子迁移谱的快速灵敏检测特性。GC-IMS已在传统肉类发酵体系中广泛应用，但在中式香肠中的应用仍有限。 关于含白酒香肠的研究一致表明，酯类是最丰富且具有气味活性的挥发性化合物，其中己酸乙酯、丁酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯是特征性果香和花香香气的主要贡献者。脂质氧化和蛋白水解被认为是提供游离脂肪酸和游离氨基酸的主要途径，这些是这些挥发性化合物的必需前体。脂质水解释放游离脂肪酸——特别是油酸、亚油酸和棕榈酸——这些脂肪酸经历氧化降解生成醛、醇和酮，同时也作为与醇酯化生成果香酯类的底物。同时，蛋白水解产生游离氨基酸，包括谷氨酸、丙氨酸和亮氨酸，这些氨基酸不仅贡献滋味，还通过美拉德反应和热降解作为Strecker醛和其他香气化合物的前体。 然而，关于这些烹饪方式的比较研究仍然有限。特别是对于以浓香型白酒配制的香肠，白酒来源的香气化合物在不同热条件下的行为在很大程度上仍未探索。此外，很少有研究利用电子鼻和GC-IMS技术联合方法来研究不同烹饪方式引起的中式香肠风味变化。据此，研究人员假设烹饪方式通过不同的热传递会显著影响香肠的脂质氧化、蛋白质结构、游离氨基酸保留和挥发性风味。本研究将空气炸、水煮、蒸制、烘烤和微波五种烹饪方式应用于以浓香型白酒加工的香肠，研究了它们对理化性质、质地、游离氨基酸和挥发性风味的影响，为中式香肠的产品开发和质量控制提供理论基础。

论文解读

一、研究背景与意义

中式香肠作为中国传统肉制品，以其咸鲜风味和标志性红色外观深受消费者喜爱。其生产通常将绞碎的肉、脂肪、盐及其他辅料混合后灌入肠衣，经自然或控制发酵、干燥和成熟制成。浓香型白酒常作为关键腌料成分赋予香肠独特风味，其添加直接塑造成品香气特征，同时发挥抑制微生物生长的作用。然而，含白酒的高风味中式香肠在不同烹饪方式下的品质差异此前尚不明确。

不同烹饪方式——空气炸、水煮、蒸制、烘烤和微波——依赖不同的热传递模式，对肉制品的理化属性、挥发性有机化合物生成和代谢变化产生显著影响。已有研究比较了不同烹饪方式对多种肉类品质的影响，如湿热方法被认为更健康，干热方法则促进反式脂肪酸和多环芳烃生成；空气炸使藏猪肉产生最丰富的风味化合物并降低苦味；烘烤赋予牦牛肉更丰富的杂环化合物和酮类等。然而，针对以浓香型白酒配制的香肠，白酒来源香气化合物在不同热条件下的行为仍鲜有探索，且利用电子鼻与GC-IMS联合技术研究烹饪方式对中式香肠风味影响的工作也较为有限。因此，研究人员提出假设：烹饪方式通过不同热传递会显著影响香肠的脂质氧化、蛋白质结构、游离氨基酸保留和挥发性风味，并系统开展了本研究。

二、研究内容与主要结论

研究人员将新鲜猪肉和猪肠衣购自成都龙泉驿区石灵批发市场，所用白酒为泸州老窖二曲（52%vol），由泸州老窖股份有限公司提供。在肥瘦比3:7（w/w）的肉糜中添加盐（2.5%，w/w）、浓香型白酒（2.5%，w/w）和亚硝酸钠（0.005%，w/w）充分混匀，4°C腌制12小时后灌入天然猪肠衣，在室温条件下风干48–72小时至水分含量约30%，真空包装后储存。香肠被切成每段约100克的15段，分为五组分别进行空气炸（200°C，4分钟+4分钟翻面）、水煮（100°C，30分钟）、蒸制（120°C，30分钟）、烘烤（160°C，15分钟）和微波（700W，1分钟+1分钟翻面）处理。研究采用色度仪测定色泽参数，硫代巴比妥酸反应物（TBARS）法测定脂质氧化程度，试剂盒测定总巯基值和羰基值以评估蛋白质氧化，105°C恒重法测定水分含量，低场核磁共振（LF-NMR）分析水分迁移，质构剖面分析（TPA）测定质地特性，全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸（FAAs），PEN3便携式电子鼻分析气味分布，气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）鉴定挥发性有机化合物（VOCs），并计算相对气味活度值（ROAV）筛选关键风味化合物，最后进行感官评价。

三、研究结果

烹饪方式对品质指标的影响：空气炸香肠的亮度值显著高于其他四种方式，烘烤组亮度值最低，较空气炸组低15.07%。微波和水煮组的红度值较高，分别为13.73和13.72。空气炸和微波组的黄度值显著高于其余组。空气炸组的TBARS值显著高于其他四种方式，达0.94 mg/kg，但仍低于约1.0 mg MDA/kg的常见阈值，表明感官可接受。空气炸和微波组的羰基值显著较低而总巯基值显著较高，反映蛋白质氧化程度较低；水煮和蒸制虽温度较温和，但因加热时间较长而表现出较高的蛋白质氧化。

水分含量、烹饪损失和水分分布：干热方式导致显著更高的烹饪损失，微波造成最严重脱水。空气炸的烹饪损失略低于烘烤，但水分含量显著更高，归因于高速热空气快速形成脱水外壳，在短时烹饪中部分阻碍内部水分迁移。LF-NMR分析显示，空气炸保留了最高的结合水比例（P_2b）和最低的自由水比例（P₂₂），表明快速表面结壳和适度内部加热维持了蛋白质-水相互作用；水煮和蒸制则导致P_2b接近零，表明蛋白质极性基团与水的氢键广泛破坏，释放的结合水大量转化为固定水和自由水。

质地特性：三种干热方式（空气炸、烘烤、微波）烹制的香肠硬度显著高于湿热方式（水煮、蒸制）。空气炸组硬度最高（142.76），水煮组最低（64.98），仅为空气炸组的45.52%。微波组粘附性显著高于其他组。蒸制和水煮组的内聚性显著高于干热组，表明其结构完整性更优。烘烤组的弹性和咀嚼性显著最高，蒸制组咀嚼性最低，仅为烘烤组的45.17%。

游离氨基酸分析：总游离氨基酸含量依次为蒸制56.32 mg/100g、空气炸54.38 mg/100g、微波49.39 mg/100g、烘烤46.28 mg/100g、水煮39.36 mg/100g。蒸制有效保留水溶性物质，含量最高；干热方式虽促进蛋白质热降解释放氨基酸，但氨基酸随后作为美拉德反应底物被消耗；水煮则导致大量游离氨基酸溶入水中造成显著损失。各组中丙氨酸（Ala）和脯氨酸（Pro）含量较高，二者呈甜味，是保证熟香肠良好风味品质的重要因素。蒸制还保留了最高水平的热敏感氨基酸如赖氨酸和色氨酸。

电子鼻分析：传感器S6和S7响应值最高，表明五组样品含有较高水平的萜烯、硫化物和甲基化合物；S8和S9次之，表明醇、醛和酮类含量也较高。PCA分析中PC1和PC2累计贡献率达83.40%，五种方式聚为两组：蒸制、水煮和微波三组略有重叠，空气炸和烘烤有轻微重叠，表明这些方式共享相似风味成分。

GC-IMS挥发性化合物分析：共鉴定出60种VOCs，包括1种酰胺、12种醇、10种醛、4种烷烃、8种烯烃、9种酯、2种呋喃、11种酮、2种吡嗪和1种吡啶。烘烤组挥发性化合物总量最高。蒸制和水煮组醇类含量较高，干热方式高温促进醇转化为酯。蒸制组醛类含量最高，丁醛最为丰富。空气炸和烘烤组的烯烃和酯类含量最高，己酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯为主要酯类。酮类是占比最高的挥发性化合物类型，空气炸和烘烤组酮类含量显著高于其他组。

多元统计分析：PCA中PC1贡献率80.4%，PC2为10.7%，累计达91.1%。水煮、蒸制和微波三组完全分离无重叠，空气炸和烘烤略有重叠但清晰分离。OPLS-DA模型参数R²X（cum）、R²Y（cum）和Q²（cum）均接近1，经200次置换检验确认模型有效且无过拟合。基于VIP值>1筛选出25种差异特征风味物质，其中3-羟基-2-丁酮-D的VIP值最高，具有黄油和牛奶香气，是区分五种烹饪方式香肠挥发性风味的最重要物质。

关键风味化合物：基于ROAV>1筛选出16种关键VOCs，包括5种醛（丙醛-M、辛醛、壬醛、丁醛、3-甲基丁醛）、5种酯（丁酸甲酯、异戊酸甲酯、己酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯）、3种酮（2-辛酮、2,3-戊二酮-M和-D）、2种烯烃（乙烯基苯-M和-D）及1种烷烃（十一烷）。空气炸和烘烤组中2-甲基丁酸乙酯是整体风味的主要贡献者（ROAV=100），呈现苹果、酯香、青苹果、猕猴桃和草莓等果香；蒸制、水煮和微波组中3-甲基丁醛为主要风味贡献者（ROAV=100），具有麦芽香气。空气炸和烘烤环境促进脂质氧化和酯化反应，生成丰富的果香风味化合物；而蒸制、水煮和微波的相对低温湿润条件有利于蛋白质热降解特别是Strecker降解，赋予3-甲基丁醛特征性麦芽香气。浓香型白酒的特征果香酯类——己酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和戊酸乙酯——在空气炸和烘烤中得以更有效保留甚至增强。

感官评价：空气炸和烘烤在香气和滋味方面总体优于湿热方式，空气炸香肠获得最高香气评分，烘烤样品获得最高滋味评分。空气炸的滋味评分显著低于烘烤，表明短时加热产生丰富表面挥发物但内部风味发展不足。在咀嚼性方面，空气炸和烘烤得分高于湿热方式。蒸制香肠尽管咀嚼性较低，但因色泽、香气和质地均衡而获得与空气炸和烘烤相当的高总体接受度。微波在总体接受度中得分最低，在滋味和咀嚼性方面表现最差，归因于严重水分损失。

四、讨论与结论

研究人员指出，烹饪方式通过不同的热传递显著调节脂质和蛋白质氧化、水分动态、游离氨基酸保留和挥发性化合物特征。干热方式特别是空气炸和烘烤通过促进脂质氧化和涉及白酒来源醇的酯化反应，增强酯类形成和果香风味发展；湿热方式特别是蒸制则更好地保留游离氨基酸等营养成分并产生更柔软、更内聚的质地。值得注意的是，蛋白质羰基化本身并不必然导致质地硬化，蒸制虽蛋白质羰基含量最高却产生最柔软的香肠，说明肉类质地受氧化、水分状态、变性和蛋白质交联的复杂交互作用调控。

研究结论表明：对于家庭使用，干热烹饪增强风味和色泽，蒸制保留营养和质地；在工业层面，这些结果可指导产品标签和加工选择，将干热方式与高端细分市场对齐，将湿热方式与健康导向市场对齐。本研究为含浓香型白酒中式香肠的产品开发和质量控制提供了理论基础。