风味组学在中式预制菜品开发中的应用

马达 肖珊 王波 蔡燕雪 王际辉

作者简介：马达（1993—），男，辽宁建昌人，博士。研究方向：农产品加工及贮藏工程。

摘 要：中式预制菜市场规模日益增长。基于多平台、高通量的风味组学技术对于基料复杂的中式菜肴预制化的作用不可小觑。本文综述了风味组学的核心研究内容及其在中式菜肴预制化过程中的应用，旨在为中式预制菜研发者提供研究思路及参考。

关键词：风味组学；中式预制菜；品质提升

Application of Flavoromics in the Development of Chinese Pre-Prepared Dishes

MA Da1，2，3， XIAO Shan1，2，3， WANG Bo1，2，3， CAI Yanxue1，2，3， WANG Jihui1，2，3

（1.School of Life and Health Technology， Dongguan University of Technology， Dongguan 523808， China;

2.Dongguan Prefabricated Food Innovation Development and Quality Control Key Laboratory， Dongguan 523808， China; 3.Key Laboratory of Healthy Food Development and Nutrition Regulation of China National Light Industry， Dongguan 523808， China）

Abstract： The market for Chinese pre-prepared dishes is experiencing substantial growth. Flavoromics， a technology based on multi-platform and high-throughput， plays a significant role in the development process of Chinese dishes with complex ingredients. This article reviews the primary research content of flavoromics and its application in the pre-preparation process of Chinese dishes. The objective is to provide research ideas and references for developers of Chinese pre-prepared dishes.

Keywords： flavoromics; Chinese pre-prepared dishes; quality improvement

目前，我国预制菜市场正在迅速发展之中，预计在未来的3～5年内，预制菜市场的规模将以约20%的高增长率逐年递增，预计在2026年达到万亿级的巨大市场[1]。中式预制菜因其荤素搭配合理、复热方式与家庭厨房制作中式菜肴的流程相似而受到市场的欢迎。然而，其标准化的研究在国内还处于起步阶段，缺乏科学的定性定量及感官评价方法、标准的积累。“风味组学”是一个新兴的研究领域，它将分析化学、感官分析和生物信息学结合在一起，以方便人们了解和控制食品中的风味化合物，这种技术可以帮助研究人员更好地掌握预制菜的风味形成机制。通过深入研究预制菜中的风味物质，可以揭示其风味形成的化学和生物过程，为改进预制菜的风味提供理论依据。本文将对风味组学的核心研究内容及其在中式预制菜研发中的应用进行综述。

1 中式菜肴风味特点及其预制化所面对的挑战

中式菜肴烹饪重视色、香、味三者的平衡与融合，尤其在口味方面，强调甜、酸、苦、咸、鲜五味的和谐。典型的中式菜肴会尽量提供各种不同的味道与口感，满足食客的味蕾需求。复杂的烹饪原料和技术也为中式菜肴塑造了更加立体的风味体验，因此，中式菜肴预制化和标准化的难度相较其他国家更大。保持中式菜肴原有的风味，是我国预制菜发展所必须突破的关键问题。

在风味方面，中式菜肴预制化面临三大挑战。①中式菜肴的基质颇为复杂，许多风味成分具有低含量甚至痕量特征，关键成分的筛选与鉴别一直是食品感官研究领域的难题与重点。②中式烹饪强调通过调味料、酱料、香料的组合实现口味平衡。预制烹饪可能影响这些味道的强度与平衡，导致在复热或完成制作时难以达到所需的口味效果。③“锅气”的传递也是一个重要问题。锅气，即一种高温炒锅中烹制的中国菜肴所具有的独特烟熏和烤制风味。在预制烹饪菜肴中复现“锅气”具有很大挑战性，因为预制化菜肴复热可能无法模拟其所需的高温与快速烹饪环境。为解决上述问题，风味组学技术被引入中式预制菜领域。通过研究食品中的化学成分与感官体验，风味组学有助于优化预制菜品生产过程，进而在保证口感与营养的前提下，更好地保留与再现中式菜肴的原有风味。

2 风味组学研究内容概述

风味组学运用尖端的分析技术结合不同的研究平台，目的在于识别和定量与风味形成相关的代谢物，揭示食品在加工和储存过程中风味的演变规律，其主要研究内容涵盖以下4个方面。

2.1 非挥发性风味物质研究

食品的风味由滋味和气味两部分构成。滋味来源于非挥发性化合物，如氨基酸、核苷酸和短链肽等，它们通过味蕾产生咸、甜、酸、鲜、苦5种基本味感。而气味则源于如酯类、酮类、醛类、吡嗪类及内酯类的挥发性化合物蒸发入空气，由嗅觉器官接受，体现食物的气味质地。总体来说，滋味决定食物的基本味，而气味赋予食物独特的风味。通过协同作用，两者共同体现食物完整多样的风味特点。对于含有呈味核苷酸以及其他非挥发性风味物质的食品，研究者常常通过高效液相色谱法进行分析。液相色谱-质譜（Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer，LC-MS）技术具有样本前处理简单的优点，鉴定内容包括有机酸、氨基酸、核苷酸以及部分脂类化合物等[2-4]。

2.2 挥发性风味物质研究

挥发性风味物质的检测方法有很多种，目前常用的主要有气相色谱-串联色谱、电子鼻、顶空-固相微萃取技术。气相色谱-串联质谱法用来定性定量分析风味物质。电子鼻技术则可以快速、全面地评估样品中的挥发性气味信息。通过电子鼻，研究者可以在短时间内对大量样品进行评估，大大提高了检测效率[5]。顶空-固相微萃取和气相色谱-质谱技术相组合，可以对样品中的挥发性风味成分进行定性和定量分析。这种方法通过固相微萃取技术先将样品中的挥发性成分捕获，然后通过气相色谱-质谱技术进行分析，可以更准确、全面地了解样品中的风味成分[6]。此外，近年来还有一些其他的测定方法被广泛应用，如气相色谱-离子迁移谱技术（Gas Chromatography-Ion Mobility Spectroscopy，GC-IMS）。与传统方法相比，GC-IMS能快速、精准地识别呈味化合物，为食品味道特性分析提供高分辨率的色谱数据，有助于解析食品复杂的香气组成。

2.3 食品质地分析

食品的质地，作为触觉感官评价食品的关键要素，直接影响人们对食物的整体评价。对食品质地的测定，常见的设备包括质构仪、流变仪，以及扫描电子显微镜和共聚焦激光扫描显微镜等。

质构仪主要用于测量食品的机械性质，如硬度、咀嚼性、弹性和粘性等。这些测量数据有助于人们了解食品的物理特性[7]，并能通过对食品的质地分析，帮助科研人员优化加工工艺，提升原材料和产品的质量，以满足消费者对食品口感的需求。

流变仪是一种用于测量物质在外力作用下发生形变和流动特性的实验设备。在预制食品的研究中，流变仪可以用于测量预制食品的粘度、弹性模量、屈服强度等参数，以评估其流变特性[8-9]，并且研究食品在加工过程中的流变行为，有助于为工艺参数的设定提供依据。

扫描电子显微镜和光学显微镜有助于对食品微观结构的深入研究，包括颗粒排列、脂肪分布和与质地相关的特性等。共聚焦激光扫描显微镜凭借其优良的光学切片和三维重建功能，能够用于显示食物的内部结构，包括各种成分的分布，如蛋白质、脂质和碳水化合物等。

3 风味组学在中式预制菜品选料及加工过程中的应用

在预制菜品选料过程中，可以通过风味组学对不同食材的风味成分进行分析，对菜品进行合理的组合，以此设计出风味平衡的食材搭配。王瑞澄等[10]以市售主要品牌酸菜为研究对象，采用风味组学方法对其感官指标、非挥发性风味物质和挥发性风味物质进行综合评估，为酸菜白肉预制菜肴的基料选择提供了基础量化数据，对于该预制菜的工业化生产提供了技术参考。此外，风味组学技术可全面分析影响预制菜肴口感和香气的挥发性和非挥发性化合物。这包括鉴定和量化各类风味化合物，如糖、酸、脂质和挥发性有机化合物。在风味组学技术应用于预制菜肴的加工过程时，对于增强这些菜肴的整体感官体验和质量方面具有重要作用。彭先杰[11]应用GC-MS结合电子舌对3种典型传统预加工工艺下冷吃兔的风味物质进行综合分析，解析其特征风味物质，得到冷吃兔生产过程中影响呈鲜核苷酸、脂类、酸类化合物丰度的关键时间点，为冷吃兔的工业标准化提供了基础数据支持。

研究人员借助风味组学还可为菜品选择最佳基料成分及比例，以实现所需的口味特性。刘琪[12]运用固相顶空微萃取联合气相色谱-质谱研究西番莲烤鸡加工过程中的风味成分变化规律，揭示了西番莲烤鸡加工过程中关键呈香因子，结合其特征香气体系形成的关键时间点，对西番莲果粉、复合磷酸盐、乙基麦芽酚、低聚异麦芽糖的添加比例进行优化，得到了口感及果香气俱佳的烤鸡工艺。此外，风味组学技术对于加工过程中菜肴风味的形成机理研究也至关重要。WANG等[13]通过采用超高效液相色谱Q-Exactive HF-X轨道阱质谱仪结合电子鼻、电子舌对我国东南沿海名菜“黄鱼鲞”中不同盐浓度对轻腌大黄鱼感官、挥发性风味物质和脂质的影响进行了系统性探索，研究发现NaCl会通过提高脂肪酶活性促进磷脂的水解和氧化，进而促进关键风味物质的形成，此项成果揭示了盐对轻腌大黄鱼风味形成的影响机制，有助于减盐水产品的风味调控。

4 风味组学在中式预制菜品贮藏及杀菌保鲜过程中的应用

在贮藏期间（常温、冷藏和冷冻储存），预制食品的风味特性可能会发生变化，这些变化包括挥发性化合物的流失、非挥发性化合物的降解，以及微观结构的破坏等。风味组学技术可用于监测这些变化。沙文轩[14]就扬州炒饭在冷冻过程中的阶段性老化、挥发性风味物质和质构特性进行了综合测试，并分析了不同复热工艺对冷冻炒饭品质的影响。研究发现使用干蒸工艺的冷冻炒饭在回生速度和感官品质方面都优于传统工艺的冷冻炒饭，其风味更加出色，更适合回锅复热，这为预制扬州炒饭提供了科学的指导和理论基础。

在我国的预制食品市场上，重口味食品和荤菜的消费量较大。由于脂肪氧化的过程中会生成大量自由基和过氧化物引发产品中的脂肪氧化并造成酸败现象，从而对产品的品质产生负面影响，同时还会对消费者的食品安全产生威胁[15]。通过分析储存条件（如温度、湿度和包装方式）对风味的影响，可以优化储存环境和杀菌保鲜方式，以减缓风味变化的速度，延长产品的保质期。徐远芳等[16]研究了辐射对甲鱼预制食品挥发性风味成分的影响，该团队通过使用电子鼻和顶空固相微萃取-气质联用（Headspace Solid-Phase Microextraction-Gas Chromatography Mass Spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技术，确定了最大限度保持甲鱼预制食品特色风味的Co-γ射线辐照剂量。

部分菜品需要速冻贮藏，低温环境可能会导致菜品中不耐冷冻的呈味物质，如肌苷酸、一磷酸腺苷以及某些游离氨基酸等丧失。针对冻藏过程中风味物质的丧失可以进行定向补偿或固定特征风味来应对，菜肴核心风味物质的筛选以及质地的变化研究均需风味组学技术的帮助。部分研究者选用稳定性高并且富含氨基酸、多肽的酵母提取物产品，以此來提高整体口感。在实际生产中，酵母提取物对小黄鱼边角料的脱腥效果良好，且风味温和[17]。在烹饪酱牛肉的过程中，适当加入酵母提取物可以提升产品的风味，并增强肉质以及鲜味[18-20]。

5 结语与展望

不同地域和菜系的中式菜肴风味复杂多样，实现不同菜系菜肴的风味数据量化以及标准化还需依托风味组学技术进一步研究。同时，如何利用现有的风味组学知识体系来探究不同消费群体的个性化口味偏好需求也亟待解决。尽管面临一定挑战，随着风味组学理论和技术的不断深入，其在中式预制菜肴中的应用前景会更加广阔。风味组学研究不仅可以帮助中式餐饮企业实现菜肴的标准化生产，提高生产效率；还可以利用个性化的风味设计创新出更多符合消费者口味需求的中式半成品和成品菜。随着消费者对方便食品的需求不断增长，风味组学在中式预制菜肴领域将迎来新的发展机遇。通过深入理解人们对味道的感知机制，研究者可以开发出更符合人们口味的食品，提高食品的消费体验，同时也可以推动食品科技的进步，为人们的健康和生活质量做出更大的贡献。

未来的风味组学研究会更加紧密的结合基因组、转录组等组学研究中的内容，针对不同人群的感知差异，将消费人群更加细分，制定出更为个性化的食品配方和口味设计，满足不同人群的特定口味需求。同时，随着大数据和人工智能技术的发展，未来的风味组学研究还可与这些技术相结合，通过对大量的味觉数据进行分析，更精确地预测不同人群对某种食物的口感喜好，从而为中式预制菜品的生产和研发提供更为精准的指导。

参考文献

[1]郑智维.全国政协委员孙宝国：建立完善预制菜产业标准体系[J].民生周刊，2023（6）：38-39.

[2]BUTTINGER G，WENZL T.Validation by collaborative trial of a method for the determination by GC-MS and LC-MS/MS of boar taint marker compounds in pork tissue[J].Food Chemistry：X，2020，6：100083.

[3]LI M，ZHU M，CHAI W，et al.Determination of lipid profiles of Dezhou donkey meat using an LC-MS-based lipidomics method[J].Journal of Food Science，2021，86（10）：4511-4521.

[4]LI X B，HU C M，LI C H，et al.LC/MS- and GC/MS-based metabolomic profiling to determine changes in flavor quality and bioactive components of Phlebopus portentosus under low-temperature storage[J].Frontiers in Nutrition，2023，10：1168025.

[5]ADELINA N M，WANG H，ZHANG L，

et al.Comparative analysis of volatile profiles in two grafted pine nuts by headspace-SPME/GC-MS and electronic nose as responses to different roasting conditions[J].Food Research International，2021，140：110026.

[6]CHANG S J，YANG Z Y，YIN L，et al.Processing of spicy Volvaria volvacea and its flavor characteristics[J].Food Science，2018，39（8）：135-140.

[7]NISHINARI K，FANG Y.Perception and measurement of food texture：Solid foods[J].Journal of Texture Studies，2018，49（2）：160-201.

[8]任夢婷，孙若文，尹涛，等.鲢鱼鳞冻预制菜的熬煮工艺优化及其凝胶特性[J].华中农业大学学报，2023，42（1）：170-177.

[9]陈晨，陆乃彦，范大明，等.激光共聚焦扫描显微镜技术在不同食品体系中的应用研究[J].食品安全质量检测学报，2018，9（17）：4581-4586.

[10]王瑞澄，黄峰，张良，等.适合酸菜白肉菜肴产品的酸菜原料优选研究[J].食品科技，2019，44（8）：65-72.

[11]彭先杰.冷吃兔特征风味物质解析及加工过程中风味物质变化规律[D].自贡：四川轻化工大学，2021.

[12]刘琪.西番莲烤鸡工艺优化及基于组学技术的特征风味成分研究[D].广州：华南理工大学，2022.

[13]WANG J，HUANG X H，ZHANG Y Y，et al.Mechanism of salt effect on flavor formation in lightly-salted large yellow croaker by integrated multiple intelligent sensory and untargeted lipidomics analyses[J].Food Chemistry，2024，435：137542.

[14]沙文轩.干蒸工艺下冷冻炒饭的品质变化及贮藏特性研究[D].扬州：扬州大学，2023.

[15]ZHAO X，YAN H，CAO J，et al.Effect of milk fat and its main fatty acids on oxidation and glycation level of milk[J].Journal of Food Science and Technology，2023，60（2）：720-731.

[16]徐远芳，张祺玲，黄高柳，等.电子鼻结合HS-SPME-GC-MS分析辐照对甲鱼预制菜挥发性风味成分的影响[J].核农学报，2022，36（10）：1953-1963.

[17]欧阳伟虹，胡伟，周旭静，等.酵母抽提物对小黄鱼边角料腥味脱除研究[J].食品与生物技术学报，2020，39（6）：76-83.

[18]赵子瑞.低钠酱牛肉制备配方优化与品质改良及贮藏特性研究[D].长春：吉林大学，2019.

[19]CHAFFEE O，MCGILLIVRAY A，DUIZER L，

et al.Identifying elements of a ready-to-eat meal desired by older adults[J].Food Research International，2022，157：1-10.

[20]LEE T S，DIETSCH A M，DAMRA R H，

et al.The Effect of genetic taste status on swallowing： a literature review[J].American Journal of Speech-Language Pathology，2023，32（4）：1770-1781.