广味香肠作为我国传统腌腊肉制品的瑰宝,以其独特的甜咸风味、诱人的琥珀色光泽以及紧实富有弹性的质地而享誉中外。其制作工艺精湛,通常以猪肉为原料,经切丁、腌制、灌肠、晾晒或风干等关键工序加工而成[1],这一过程不仅是实现脱水保鲜的物理过程,更在特定环境条件下,由微生物酶促反应[2]、脂肪水解[3]和美拉德反应[4]等一系列复杂的生化反应协同作用,构建起其独特的风味轮廓。然而,风干作为核心环节,其工艺参数(尤其是环境温度)可直接调控上述生化反应的速率与路径,进而成为影响最终产品风味品质稳定性与优劣的核心因素[5]。

风味是评价广味香肠品质的核心指标,其典型风味轮廓的形成依赖于风干温度对酯类、醛酮类及含硫化合物等关键风味物质生成与积累的调控[6-7]。风干温度较高可加速脱水、缩短周期,并通过促进美拉德反应与脂肪氧化形成烤香与深色泽[8]。但温度过高易致脂肪过度氧化产生哈败味[9],且过快失水易致肠衣硬化、抑制有益微生物,造成风味前体转化不足,致使风味单一、层次匮乏。相比之下,低温风干(low temperature,LG)呈现温和渐进特性,可抑制有害菌[10]并激活内源酶与有益菌,促使蛋白与脂肪缓慢转化[11],形成层次丰富的复合风味。但其周期漫长,显著增加时间与仓储成本,并因长期环境暴露而增加品质劣变风险。因此,揭示不同风干温度调控品质形成的内在规律,并据此平衡工艺效率与产品风险及成本,是实现广味香肠标准化与智能化生产的核心路径。

基于此,本研究以高温风干(high temperature,HG)、LG这2种风干工艺制备的广味香肠为对象,综合利用电子鼻、电子舌和GC-MS等技术,系统解析其整体风味与味觉轮廓、游离氨基酸与脂肪酸含量,以及挥发性风味物质组成的差异。通过多维度数据融合分析,旨在阐明不同风干温度对广味香肠风味品质形成的调控机制,为优化传统风干工艺、稳定提升产品质量并推动其标准化与智能化生产提供理论依据与数据支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

材料:LG和HG的广味香肠,云南东恒经贸集团食品有限公司。LG温度:7～11 ℃,生产周期:13 d;HG温度:60 ℃,生产周期:48 h。

1.2 仪器与设备

TC12E绞肉机,意大利Sirman公司;T25匀浆机,德国IKA公司;AX223ZH/E电子天平,奥豪斯仪器(常州)有限公司;L580R高速冷冻离心机,上海卢湘仪离心机仪器有限公司;PEN3电子鼻,德国AIRSENSE公司;SA402B电子舌,日本Insent公司;L-8900A氨基酸自动分析仪,日本Hitachi公司;1260 Infinity Ⅱ HPLC(配有G7129A自动进样器和G7121A荧光检测器),美国安捷伦科技有限公司;Agilent Technologies 7890B-7000C GC-MS(配有固相微萃取装置:手动SPME进样器,萃取针头为50/30 μm PDMS/CAR/DVB(2 cm)萃取纤维头,美国Supelco公司。

1.3 实验方法

1.3.1 感官评定

按照感官评定的标准,邀请20位具备正常感官分辨能力、无不良嗜好的评价人员构成评定小组,主要评定产品的色泽、口感、风味、组织形态和总体接受度,对产品的感官特性进行评分,评分标准见表1。

1.3.2 电子鼻测定

取10 g搅碎的香肠样品于50 mL离心管中,密封静置30 min,顶空进样检测。测定条件:采样时间1 s/组;传感器自清洗时间60 s;样品进样时间5 s;进样流量400 mL/min;分析采样时间80 s。取69～71 s数据为结果进行汇总与分析。

1.3.3 电子舌测定

样品处理及检测方法:搅碎的香肠样品1∶10(g∶mL)加纯水均质,离心,过滤,上机检测。

电子舌测试:平衡:传感器先在清洗液中清洗90 s,参比液清洗120 s、继续用另一参比液清洗120 s,传感器在平衡位置归零30 s;测试:测试时间30 s,输出先味值;后参比液清洗3 s,传感器插入新的参比液中测试回味30 s,食品五味传感器C00、AE1、CA0、CT0、AAE测试4次,去掉第1次循环取后3次平均值作为测试结果。

1.3.4 游离氨基酸测定

取1.0 g搅碎的香肠样品,加入10 mL体积分数为8%的磺基水杨酸,4 ℃匀浆30 s,1 000 r/min离心20 min,取上清液,重复离心1次。取2 mL上清液于15 mL离心管中,再加入等体积的0.02 mol/L HCl溶液,漩涡振荡,过0.22 μm滤膜后置于2 mL进样瓶中,使用氨基酸自动分析仪进行测定。

1.3.5 游离脂肪酸测定

参照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》中规定的内标法进行测定。

1.3.6 挥发性风味物质测定

样品处理:称取3 g搅碎的香肠样品到20 mL萃取瓶中,加20 μL 50 μg/mL的2-甲基-3-庚酮溶液为内标然后快速密封。将SPME萃取纤维头在GC-MS进样口于250 ℃老化至无杂峰。将样品瓶置于固相微萃取装置上,设定温度为60 ℃;将SPME萃取头通过瓶盖插入样品的顶空部分,推出纤维头,萃取头高于样品上表面约1.0 cm,顶空萃取30 min;抽回纤维头,从样品瓶中拔出萃取头;再将萃取头插入GC-MS进样口,推出纤维头,于250 ℃解析3 min,进样分析。

色谱条件:色谱柱为DB-5MS(30 m×250 μm,0.25 μm);进样口温度250 ℃;载气为高纯氦气(99.999%);流速1.0 mL/min;程序升温起始温度起始柱温40 ℃,3 min后升至100 ℃(6 ℃/min),以10 ℃/min升到230 ℃,保持3 min。

质谱(MS)条件:EI源,离子源温度230 ℃,传输线温度230 ℃,四极杆温度150 ℃。

MS条件:电子电离(electron ionization,EI)方式,电子能量70 eV,质量扫描范围(m/z):40～550 u。

对检测出的成分采用NIST17数据库和保留时间进行定性,采用内标法进行定量,计算公式(1)如下:

(1)

式中:Ci,样品中各挥发性成分的含量,μg/kg;ρ,内标物的质量浓度,μg/mL;Si,各挥发性化合物的峰面积;S,内标物的峰面积;m,加入样品的质量,g。

1.4 数据处理

所有实验重复进行3次,数据以“平均值±标准差”表示。采用SPSS 23.0进行统计学分析。使用Origin Pro2024软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 感官评分结果分析

风干温度的差异介导广味香肠的加工机制,进而会影响感官特征与评价结果。如图1所示,HG的色泽和组织形态的评分更优,可能是HG加速肌红蛋白氧化及美拉德反应,赋予产品适宜的色泽;同时快速降低水分活度,形成致密均匀的结构。但LG的风味较HG更好,且口感和总体接受度与HG无较大差异,原因可能是LG具有温和反应与风味保留的优势,既通过平缓酶促反应生成醛类、酮类等风味物质并减少挥发,又避免蛋白过度交联,形成柔嫩口感,与HG组形成品质平衡。说明HG使广味香肠形成更好的色泽和紧实的组织形态,而LG的广味香肠则含有更多挥发性风味化合物。

2.2 电子鼻结果分析

电子鼻对样品中的香气成分具有高敏感性,挥发性化合物的细微变化即可引发传感器的响应差异[12]。通过电子鼻对HG和LG的广味香肠进行气味评价,如图2-a所示,二者在9个传感器上的响应值均有显著差异(P<0.05),表明2种广味香肠在挥发性成分组成或浓度上存在差异。其中,W1W、W5S、W1S、W2S、W6S、W3S传感器对LG的响应强度高于HG,表明LG中的含硫化合物、氮氧化合物、芳香族化合物、烷类及脂肪族化合物含量可能更高。此外,尽管W1C、W3C和W5C传感器对样品中挥发性化合物的整体响应较低,但不同样品间的信号强度仍不同,且这3个传感器对HG的响应强于LG,说明HG的广味香肠含有更多芳香化合物。

主成分分析(principal component analysis,PCA)是一种统计工具,用于解释样本之间的差异,并从主要影响样本空间分布的变量中提取信息[13]。如图2-b所示,在香肠中,感应器W2W、W3S、W1W、W2S、W1S、W5S和W6S对LG的贡献率较高,表明LG广味香肠的此类化合物的丰度较高。传感器W1C、W3C和W5C对HG的贡献较大,表明HG的广味香肠具有较高丰度的芳香化合物。第1主成分(96.6%)和第2主成分(3.4%)的方差累计贡献率为100%,这表明它们能够代表样品的总体气味信息。LG样品集中于PC1正半轴,HG样品集中于PC1负半轴,2种样品组间差异显著,表明二者具有独特的气味轮廓。结果显示,风干温度是影响广味香肠气味组成特征的关键因素。

2.3 电子舌结果分析

电子舌与电子鼻原理相似,其电子传感器可用于检测味道特性[14]。如图3-a所示,2种香肠在酸味、鲜味和丰富性方面无明显差异。除咸味外,HG苦味、涩味及二者回味均高于LG(P<0.05),可能是由于HG会加速美拉德反应进程,该反应虽能生成香味物质,但温度过高时易产生苦味副产物,进而导致苦味及回味响应较高[15]。如图3-b所示,第1主成分和第2主成分的方差累计贡献率为86.1%,表明PCA能够较好地反映2组样品味道的总体信息。HG分布在横轴的正半轴,与鲜味、苦味、涩味、丰富度、涩味回味和苦味回味呈正相关,LG分布在横轴的负半轴,与咸味和酸味呈正相关。2种香肠的滋味部分重叠,表明HG和LG的广味香肠的滋味具有部分相似性。结果表明,高、低温风干2种工艺虽会改变广味香肠的滋味,但未完全破坏其共有的基础滋味特征[16]。

2.4 游离氨基酸结果分析

由表2可知,2种香肠中共检出17种游离氨基酸,包含7种必需氨基酸与10种非必需氨基酸,且氨基酸组成呈现明显差异。HG必需氨基酸总量显著高于LG,而LG非必需氨基酸总含量则达到HG的1.96倍。在总氨基酸含量方面,LG[(1 885.107±7.376) mg/100 g]显著高于HG[(1 063.984±2.218) mg/100 g](P<0.05),HG可能造成蛋白质过度水解,使得游离氨基酸进一步降解为小分子风味物质[17]。此外,LG鲜味氨基酸(Asp与Glu)含量显著高于HG,其中Glu含量更是HG的2.99倍,这表明LG工艺有利于广味香肠中鲜味氨基酸的释放。同时,LG甜味特征氨基酸含量高于HG,而苦涩味氨基酸与无味氨基酸含量则低于HG。综上可见,LG工艺可促使广味香肠的蛋白质降解更偏向于生成并释放鲜味及甜味特征氨基酸,同时减少苦涩味与无味氨基酸的产生。这些风味导向性的氨基酸积累,最终让LG广味香肠形成鲜醇饱满、甜润协调的独特风味,且滋味层次也更为丰富。

从图4-a可知,2个主成分的方差累计贡献率为99.9%,表示该偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)图能够反映2种香肠的整体游离氨基酸信息。LG分布在横轴的正半轴,HG在横轴的负半轴,且样品组间差异较大,表明游离氨基酸可对2种香肠进行有效区别。为了进一步评估每种物质的单独贡献,对P<0.05且变量重要性投影(variable importance in the projection,VIP)值>1的游离氨基酸进行筛选。如图4-b所示,Glu是区分2种香肠的关键游离氨基酸,可见鲜味是HG和LG工艺影响广味香肠风味的关键所在[18]。从图4-c中可知,HG中Lys、Tyr、Pro、Ile、Met、Val、Leu、Phe、Thr、Cys、Ala、Ser、Gly、His的相对丰度较高,LG中Arg、Glu、Asp的相对丰度较高,热图分析与表2分析结果一致。

2.5 游离脂肪酸结果分析

如表3所示,HG和LG的脂肪酸组成差异明显:HG富含C8∶0、C10∶0、C16∶1等脂肪酸,LG含C12∶0、C16∶0等饱和脂肪酸及C18∶2n-6、C18∶3n-3等多不饱和脂肪酸。其中LG的饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸占比显著高于HG(P<0.05),而单不饱和脂肪酸占比更低。LG中高饱和脂肪酸使其储存稳定性更强,适配长期储存或高温加工,但过量饱和脂肪酸可能增加心血管疾病风险[19];高含量的多不饱和脂肪酸使其能充分供给人体必需脂肪酸并发挥多种生理活性,却易氧化[20]。HG因高含量的单不饱和脂肪酸,兼顾了营养健康属性与加工储存稳定性,整体特性更均衡,而LG则呈现高营养活性、部分储存优势但特性均衡性不足的特点。

从图5-a可知,2个主成分的方差累计贡献率为98.9%,表示该PLS-DA打分图能够反映2种香肠的整体游离脂肪酸信息。LG分布于横轴正半轴,HG分布于横轴负半轴,2组样品的组间差异显著,这表明游离脂肪酸可作为有效指标区分2种香肠。为了进一步评估每种物质的单独贡献,筛选出了P<0.05且VIP值>1的5种游离脂肪酸,结果如图5-b所示,C18∶1n-9、C18∶0、C18∶2n-6、C16∶0和C16∶1是区分2种香肠的关键游离脂肪酸。值得注意的是,脂肪酸的种类差异与含量高低,是影响香肠风味特征和营养价值的重要因素[21]。C18∶1n-9和C18∶2n-6间接影响食品的苦味和油脂味,具有心血管保护、抗炎、代谢调节等功能[22]。C16∶0和C18∶0是肉制品中脂肪的重要组成部分,作为饱和脂肪酸为人体提供能量和必需的脂肪成分[23];C16∶1作为单不饱和脂肪酸,是香肠中关键的风味前体物质,加热可促进氧化与分解反应,生成阈值较低的醛类和醇类风味物质[24]。从图5-c中可知,HG中C20∶2、C10∶0、C16∶1、C8∶0、C18∶1n-9、C20∶1和C20∶5的相对丰度较高,LG中C20∶0、C18∶3n-6、C14∶0、C18∶2n-6、C18∶0、C12∶0、C16∶0、C18∶3n-3和C22∶6的相对丰度较高,热图分析与表3分析结果一致。

2.6 挥发性风味物质结果分析

由表4可知,2种香肠样品中共检测出42种挥发性化合物。其中,HG鉴定出29种,包括8种烃类(含5种烯烃与3种芳香烃)、3种醇类、10种酯类、2种醛类以及酮类、醚类、卤代烃各1种,另有3种归为其他类化合物;LG鉴定出33种挥发性化合物,包括11种烃类(9种烯烃和2种芳香烃)、3种醇类、12种酯类、1种酮类、1种醛类、2种醚类和3种其他类化合物。进一步分析可见,烃类、酯类和醇类是HG与LG这2种广味香肠挥发性风味物质的主要组成成分。值得注意的是,LG挥发性化合物总含量是HG的4.37倍。这一差异与HG工艺相关,高温环境易促使挥发性风味化合物发生热挥发[25],进而导致HG中此类物质含量偏低。综上,风干温度的差异会对广式香肠中挥发性化合物的种类及含量产生显著影响。

如图6-a可知,2个主成分的方差累计贡献率为99.9%,表示该图能够反映2种香肠整体挥发性化合物的信息。2种香肠的组间差异较大,表明通过GC-MS技术可有效区别2种香肠的挥发性化合物。为了进一步评估单个化合物的贡献,筛选出P<0.05且VIP>1的11个特征风味化合物。如图6-b所示,水芹烯、(-)-异丁香烯、月桂烯、丁酸甲酯、β-萜品烯、丁酸乙酯、3-蒈烯、异戊醇、辛酸乙酯、乙酸乙酯和甲基异戊基醚是区分2种广味香肠的关键挥发性化合物。根据挥发性化合物的类型和含量(数据用z分数归一化)绘制了热图,图6-c充分显示了2种香肠各种挥发性化合物的显著差异。其中,HG中β-蒎烯、(-)-异丁香烯、(1S)-(+)-3-蒈烯、对二甲苯、正戊醇、2-甲基-3-庚酮、丁酸乙酯、庚酸甲酯、癸酸乙酯、辛酸甲酯、辛酸乙酯、异戊酸甲酯、异戊醛、二甲醚、甲基异戊基醚、二氯甲烷、2-甲酰组胺、二甲胺和N-(3-苯基丙酰基)甘氨酸等物质的相对丰度较高;LG的(+)-柠檬烯、3-蒈烯、异戊醇、顺-Α,Α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇、3-甲基丁酸乙酯、丁酸甲酯、月桂烯、水芹烯、乙苯、乙酸乙酯、拓扑替康、己酸乙酯、萜品油烯、异松油烯、甲苯、(NB)-O-[(二乙基硼氧基)(乙基)硼基]-己内酯肟、α-蒎烯、β-萜品烯、正己醛、2-甲基丁酸甲酯、芳樟醇、己酸甲酯和甲酸乙烯酯等物质的相对丰度较高,热图分析与表4分析结果一致。

3 结论

本研究采用电子鼻、电子舌与GC-MS技术,系统比较HG与LG的广味香肠在气味、滋味、游离氨基酸、游离脂肪酸及挥发性风味物质方面的差异。结果表明,LG在含硫化合物、氮氧化合物、芳香族化合物、烷类及脂肪族化合物方面响应更强,而HG在苦味、涩味及其回味方面显著较高。鲜味氨基酸和甜味氨基酸的含量LG更高,而苦味和无味氨基酸则较低;饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量以LG更高,而多不饱和脂肪酸的含量则HG较高。GC-MS共鉴定出29种(HG)与33种(LG)挥发性化合物,LG挥发性化合物总含量显著高于HG。通过P<0.05且VIP>1筛选出1种氨基酸(谷氨酸)、5种脂肪酸(油酸、硬脂酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈油酸)和11种挥发性化合物(水芹烯、(-)-异丁香烯、月桂烯、丁酸甲酯、β-萜品烯、丁酸乙酯、3-蒈烯、异戊醇、辛酸乙酯、乙酸乙酯和甲基异戊基醚)是区分2种不同风干温度广味香肠的特征性风味物质。本研究探究了风干温度对广味香肠风味的差异性影响,为广味香肠精准控温风干工艺提供了理论依据。

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Evaluation of flavor quality of high and low temperature air-dried Cantonese sausages by GC-MS combined with electronic sensory technology

ZOU Qixin1, CHEN Yao1, ZHANG Yaxuan1, HE Yan2*, XU Feiran3, HUANG Aixiang1, XU Baocai3,WANG Xuefeng1*

1(College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China)2(Yunnan Dongheng Economic and Trade Group Food Co.Ltd., Qujing 655500, China)3(College of Food and Bioengineering, Hefei University of Technology, Hefei 230601, China)

ABSTRACT To investigate the effect of drying temperature on the flavor of Cantonese sausages, electronic nose, electronic tongue, and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) were employed to analyze the flavor profiles of Cantonese sausages dried at high temperature (HG) and low temperature (LG).Radar chart construction, principal component analysis, and partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) were used to evaluate the flavor differences between the 2 groups.The results showed that LG exhibited stronger responses to volatile components such as sulfur-containing and nitrogen-oxygen compounds, while HG presented significantly higher bitterness, astringency, and their aftertaste values.No significant differences were observed in sourness, umami, or richness between the two groups.Additionally, LG had significantly higher contents of umami and sweet amino acids, along with lower levels of bitter and tasteless amino acids, compared to HG.Regarding fatty acid composition, LG contained a significantly higher proportion of saturated fatty acids, whereas HG had a higher content of polyunsaturated fatty acids.A total of 29 and 33 volatile compounds were identified in HG and LG by GC-MS, respectively.PLS-DA screening revealed 1 amino acid (glutamic acid), 5 fatty acids (oleic acid, stearic acid, linoleic acid, palmitic acid, palmitoleic acid), and 11 volatile compounds (phellandrene, (-)-isocaryophyllene, myrcene, methyl butyrate, β-terpinene, ethyl butyrate, 3-carene, isoamyl alcohol, ethyl caprylate, ethyl acetate, and methyl isopentyl ether) as the characteristic flavor substances distinguishing the 2 types of sausages.In conclusion, drying temperature regulated the amino acid composition, fatty acid distribution, and volatile compound profile to achieve precise modulation of the flavor of Cantonese sausages.This study provides important theoretical support for the optimization of process parameters based on target flavors in industrial production.

Key words Cantonese sausage;electronic nose;electronic tongue;free amino acids;free fatty acids;volatile flavor compounds

第一作者：硕士研究生(王雪峰教授和何燕食品安全师(中级)为共同通信作者,E-mail:364135728@qq.com;604921608@qq.com)

基金项目：云南省科技人才与平台计划项目(202305AF150132);云南省兴滇英才支持计划青年项目(XDYC-QNRC-2023-0420);云南省重大科技专项(202502AE090041)

收稿日期：2025-11-13,改回日期:2026-01-24

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.045160

引用格式：邹启鑫,陈瑶,张亚轩,等.GC-MS结合电子感官技术评价高低温风干广味香肠的风味品质[J].食品与发酵工业,2026,52(17):346-355.ZOU Qixin, CHEN Yao, ZHANG Yaxuan, et al.Evaluation of flavor quality of high and low temperature air-dried Cantonese sausages by GC-MS combined with electronic sensory technology[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(17):346-355.