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Introduction
中国干香肠是中国北方自然发酵的传统干腌肉制品，并以其特殊的质地、口感和风味被全世界消费者广泛认可。肉制品的整体接受度在很大程度上取决于其风味，这是肉类的一个重要品质。中国干香肠在加工和贮存过程中风味的变化可以通过挥发性成分进行监测。
生化变化（脂解、蛋白质水解、脂质氧化、Strecker降解反应和碳水化合物发酵）在干发酵香肠的制造和成熟过程中发生，有助于挥发性的发展。此外，蛋白质水解和脂肪分解通过内源酶和微生物酶活性的协同作用而进行。这些酶的活性将受到加工参数（外在和内在参数）的影响。因此，加工参数可以以不同的方式变化，从而在加工过程中产生具有不同感官属性的多种香肠类型。此外，干腌香肠由于水分活性低，在零售条件下一般有较长的保质期，但在贮存过程中仍会发生蛋白质水解、脂肪分解和脂质氧化，导致风味逐渐改变，失去可接受性，并由于形成氧化酸败和异味而限制了人们的消费。确定加工阶段和贮存时间对中国干香肠挥发物特征的影响是至关重要的。有必要建立一种客观的方法来评估中国干香肠的不同加工和贮存阶段。
在中国干肠中加入少量的糖、酱油、中式香料和酒，并结合腌制、烘烤和风干（生产周期10 d）的过程，可能会产生一种特殊的风味，这使得它与加入大量酒和糖的广东香肠不同。同时，风干过程是一个自然发酵的过程，没有发酵剂培养，这使得它不同于干腌的发酵香肠，如腊肠。最终产品的PH值和水活性（aw）分别为5.5～6.0和0.70～0.75，这使得它与半干式香肠不同。因此，其保质期在零售条件下达到6～9个月，这主要是由于伴随着氧化现象造成的风味恶化，在贮存期间，致病菌或腐败菌很难在干腌香肠中繁殖。
关于中国干香肠在加工和贮藏过程中主要挥发性物质的形成和发展机制，以及这些挥发物对风味的影响的了解尚且有限。因此， 中国肉类食品综合研究中心的Huimin Zhou、Shunliang Zhang等 在本研究旨在跟踪中国干香肠在加工和贮藏过程中挥发性物质的变化，同时确定哪些关键的风味活性化合物以及在加工和贮藏的哪个阶段对风味的产生至关重要。
Results and Discussion
挥发性化合物和风味活性化合物
通过DHS-GC-O-MS，在中国干香肠的整个加工和贮存过程中，共发现了76种挥发性物质。然而，在整个加工和贮存过程中只检测到29种挥发物（10种酯类、4种醛类、3种醇类、1种酸类、11种烃类）。随着加工时间的增加，中国干香肠的总挥发性化合物含量呈现出动态变化。在贮藏的前120 d明显增加（P＜0.05），达到4715.47 μg/kg，随后不显著地减少（P＞0.05），直到贮藏结束。众所周知，食品基质成分，如蛋白质和脂类，会与风味化合物发生相互作用，从而影响芳香化合物的保留。脂肪含量的增加导致干香肠中高分子量的风味化合物释放减少。
这些发现表明了在制造和贮存过程中发生的物理化学和新陈代谢过程。为了了解中国干香肠风味的形成和恶化，根据其可能的来源对挥发性物质进行了分组，具体为脂质氧化、微生物酯化和葡萄酒、氨基酸代谢、碳水化合物发酵、香料，以及未知来源和污染物。此外，应考虑到它们涉及许多初级和次级代谢途径的相互作用。随着加工时间的增加，除了来自香料的挥发性物质逐渐减少外，每一种挥发性物质都有明显的增加，这些挥发性物质来自微生物酯化和葡萄酒（混合时29.54%，最终产品时37.33%）、脂质氧化（混合时11.30%，最终产品24.38%），碳水化合物发酵（混合时7.32%，最终产品12.00%），香料（混合时20.29%，最终产品10.13%），以及氨基酸分解（混合时4.61%，最终产品7.22%）（图1）。随着贮藏时间的增加，来自脂质氧化、微生物酯化和葡萄酒的挥发物显著增加，但在贮藏的最后阶段，由于微生物酯化和葡萄酒（42.7%）、脂质氧化（34.92%）、碳水化合物发酵（5.73%）、香料（5.08%）、氨基酸分解（4.07%），挥发性化合物逐渐减少。
图1 根据中国干香肠在不同的加工和贮存阶段可能产生的挥发性物质的百分比
通过风味活性化合物对样品进行识别
本研究针对24种风味活性化合物对加工和贮存过程中的中国干香肠样品进行了主成分分析。结果显示，两个主成分分别解释了79%和14%的变异（图2）。图2A中，除了S60和S120样品外，不同阶段的样品之间可以观察到明显的分离，这表明24种风味活性化合物代表了不同阶段样品之间的差异。处于加工阶段（P0～P7）的样品在PC1上与贮存阶段（S30～S270）的样品分离，而处于加工初期（P0～P4）和贮存后期（S210～S270）的样品在PC2上与加工后期（P5～P7）和贮存初期（S30～S120）的样品分离，意味着PC1和PC2是有助于区分不同加工和贮存阶段样品的主要因素。从图2B中，O4、O7、O8、O13、O20和O24被置于PC1的负极，而其余18个变量位于PC1的正极。可以看出，加工阶段的样品受O4（辛醛）、O7（E-2-癸烯醛）、O8（E-肉桂醛）、O13（3-甲基乙酸丁酯）、O20（水杨酸甲酯）和O24（D-柠檬烯）的影响很大。贮藏初期（S30～S120）样品的特征是O2（己醛）、O9（2-甲基丙酸乙酯）、O10（丁酸乙酯）、O11（2-甲基丁酸乙酯）、O12（3-甲基丁酸乙酯）、O15（庚酸乙酯）、O16（辛酸乙酯）、O19（苯甲酸乙酯）、O21（桉树醇）和O23（芳樟醇），而贮存后期（S210～S270）样品的特征是O1（3-甲基丁醛）、O3（庚醛）、O5（壬醛）、O6（E-2-壬醛）、O14（己酸乙酯）、O17（癸酸甲酯）、O18（癸酸乙酯）和O22（1-辛烯-3醇）。因此，这表明酯化作用、碳水化合物发酵、氨基酸分解作用和脂质氧化作用是贮藏前120 d样品风味的主要贡献作用，而脂质氧化作用和酯化作用是贮藏210～270 d时样品风味的主要贡献来源。
图2 24种风味活性化合物的PCA结果
通过二维层次聚类分析（HCA）对24种风味活性化合物进行聚类，进一步分析中国干香肠在加工和贮存过程中的差异，从而得出5个聚类（图3）。第一个聚类由P0～P4的5个样品组成。第二个聚类由P5～S30的4个样品组成。P0～P4的样品中，来自香料、葡萄酒和脂质氧化的20（水杨酸甲酯）、7（E-2-癸烯醛）、13（3-甲基乙酸丁酯）、8（E-肉桂醛）、24（D-柠檬烯）和4（辛醛）的相对含量较高，而P5～S30的样品中，9（2-甲基丙酸乙酯）、10（丁酸乙酯）、11（2-甲基丁酸乙酯）和12（3-甲基丁酸乙酯）的相对含量更高，且来自酯化作用、碳水化合物发酵和氨基酸分解作用，这导致了早期和后期的差异。第三组由S60和S120两个样品组成。在树状图中，S210和S270的样品与其他样品单独分开。与S30相比，S60～S120的样品在19（苯甲酸乙酯）、2（己醛）、3（庚醛）、1（3-甲基丁醛）、18（癸酸乙酯）、16（辛酸乙酯）、17（癸酸甲酯）和5（壬醛）的相对含量更高。而S210～S270的样品在酯化和脂质氧化过程中，6（E-2-壬烯醛）、22（1-辛烯-3-醇）、14（己酸乙酯）的相对含量较高，这导致了贮藏早期和后期的差异。结果还显示，24种风味活性化合物中的14种（己酸乙酯）单独聚类，其余聚类为一类。与PCA相比，二维HCA热图是通过风味活性化合物的差异对样品进行分组的一种更有效、更准确的方法。
图3 采用平均聚类法耦合的24种风味活性化合物在加工和贮存的不同阶段的二维HCA热图
Conclusion
在加工和贮存的不同阶段，中国干香肠的大部分挥发性物质是乙酯和醛类。微生物酯化和葡萄酒（37.33%）以及脂质氧化（24.38%）在中国干香肠风味的形成中起了关键作用。碳水化合物发酵（12.00%）、香料（10.13%）、氨基酸分解（7.22%）也在风味的形成中发挥了积极作用。除了来自香料的挥发性物质逐渐减少外，在加工过程中检测到每种挥发性物质都有明显增加。随着贮藏时间的增加，除了来自脂质氧化和微生物酯化的挥发性物质明显增加外，检测到每种挥发性物质的百分比逐渐下降。15种和6种气味活性化合物的OAVs分别与工艺和贮藏时间相关（P＜0.05），是中国干香肠工艺和贮藏时间的最佳判别指标。因此，它们为作为风味接受性和变质的标志化合物提供了良好的可能性。与PCA相比，二维HCA在确定样品在加工和贮藏不同阶段的风味活性化合物的差异方面更为有效。
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