摘要
植物肉制品是食品行业快速发展的领域，但目前尚不清楚植物基产品中挥发性成分多样性的增加是否能实现类似牛肉的感官真实性，这主要由于市售系统缺乏整合的感官与仪器分析评价。本研究在标准化烹饪条件下，通过结合感官图谱与仪器分析方法，对五种市售植物肉饼与传统牛肉（TM）进行了比较。结果表明，感官上接近牛肉的程度并非由挥发性物质的丰度决定，而是由特定的感官驱动因素及反应衍生的香气标志物所影响。Napping-UFP分析显示，S1和S2在感知空间中更接近TM，其中S1还表现出类似肉类的质地特征（紧实、有弹性、耐嚼），而其他样品则与较软的结构以及氧化相关的异味相关联。仪器分析揭示了方法依赖性的相似性模式：电子鼻PCA显示S2与TM之间存在部分气味重叠，而电子舌PCA则显示出明显的味觉响应分布差异，而非向牛肉趋近。SPME-GC-TOF-MS在植物基样品中鉴定出87至108种挥发性化合物，而在牛肉中鉴定出58种；尽管植物基样品的挥发物多样性更高，但牛肉的特征是与脂质氧化相关的醛类（如己醛、壬醛）以及与熟肉香气相关的反应产物，而植物基汉堡饼则主要含有呋喃、酯类和植物来源的氧化产物。这些结果表明，提高肉类真实感的关键在于针对特定反应的香气通路和质地结构，而非单纯增加挥发性物质的整体复杂性，为下一代配方策略提供了机制基础。
引言
肉类是人类健康所必需的宏量营养素和微量营养素的重要来源，包括优质蛋白质、铁和维生素B₁₂（Godfray等，2018）。随着全球人口预计在2050年达到97亿、2100年达到109亿（Dorling & Deeming，2021），对肉类的需求正显著上升。然而，传统的畜牧业无法持续满足这种不断增长的需求（Godfray等，2018）。过量的肉类消费和生产已被证实会对健康造成负面影响，并带来严重的环境负担，如水体污染和温室气体排放（Laura等，2023；Shi等，2022）。与此同时，素食、纯素食以及弹性素食饮食方式的日益普及，进一步推动了植物基肉类替代品的需求。为此，人造肉产品作为一种有前景的替代方案应运而生，有助于减少对传统肉类产品的依赖。
目前，人造肉主要分为细胞培养肉和植物基人造肉（PBMA）两大类（Sun等，2022）。尽管细胞培养肉仍处于研发阶段，但植物基人造肉因其加工技术相对成熟且可控，已获得广泛关注（Auppasuk等，2025）。植物基人造肉中超过50%的干物质为蛋白质，通常来源于大豆和谷物（如小麦、大米、大麦、燕麦）（Smetana等，2023）。此外，豆类（如豌豆、扁豆、羽扇豆、鹰嘴豆、绿豆）以及真菌蛋白（如菌蛋白）等替代性蛋白来源也日益受到青睐（Deepak等，2020）。其中，大豆蛋白因资源丰富、生产工艺成熟且成本低廉，仍是应用最广泛的原料（Wang， Cai等，2023）。据预测，全球植物基肉类替代品市场到2025年将达到约279亿美元，而瑞银（UBS）预计该市场规模将在2030年达到850亿美元，年均复合增长率（CAGR）达27.5%（Deepak等，2020）。
风味是影响消费者接受度的最重要感官属性之一（Lee & Kim， 2025）。为更好地理解植物基肉类替代品（PBMAs）中风味的形成机制，首先需研究传统肉类风味的特征。肉的风味由味觉和嗅觉成分共同构成（Mottram, 1998）。味觉来源于无机盐、游离氨基酸、肽类以及肌苷酸和核糖等核苷酸衍生物（Song et al.， 2024）。而香气主要在烹饪过程中产生，源于不饱和醛类、酮类、含硫化合物及杂环化合物等挥发性物质的生成（Wang, Chen， et al.， 2023），这些物质通过脂质降解、美拉德反应（还原糖与氨基酸之间的反应）、氨基酸、肽类、硫胺素及糖类成分的热降解等途径形成（Kathuria et al., 2023）。此外，质地特性如嫩度、硬度和多汁性也会影响整体对肉类的喜好程度，并与肌肉纤维特性密切相关（Miller et al.， 2023）。较大的肌纤维通常与较硬的质地相关，而IIB型肌纤维比例越高，持水能力越低，进而影响肉质的嫩度（Robyn等，2022）。此外，肌内脂肪（IMF）对嫩度和多汁性均有显著贡献（Frank等，2016）。这些肌肉组织的结构和组成特征共同构成了评估植物基人造肉产品的生物学基准。由于植物基人造肉缺乏天然的肌纤维和肌内脂肪分布，其质地主要由植物蛋白网络和添加的脂肪决定，因此肌纤维结构对于解释TPA测试差异以及评估仿肉性能至关重要。
感官测试对于评估产品功能、满足消费者期望以及指导产品开发至关重要（Ruiz-Capillas & Herrero, 2021）。然而，传统的描述性感官分析耗时费力，且需要经过严格培训的评议员，而他们的感知未必总是与普通消费者的感受一致（Giovanni et al.， 2023）。为克服这些局限，采用未经训练的评议员的替代方法逐渐受到关注。其中，“Napping”法常与超快速轮廓分析（UFP）结合使用，提供了一种快速且便于消费者参与的描述性方法（Pagès, 2003）。在Napping-UFP中，评价者根据样品之间的感知相似性和差异性，将样品放置于二维平面上，距离代表感官上的差异程度，从而减轻了评议员的认知负担（Fernando et al.， 2016；Pickup et al., 2018a）。先前的研究表明，Napping-UFP能够生成与传统方法相当的感官图谱和描述性术语（Pickup et al.， 2018a）。例如，当应用于苹果时，Napping-UFP 根据整体感知得出了具有信息量的产品配置（Pickup 等，2018b）。同样，Penelope 等人发现，使用草莓样品时，Napping-UFP 的结果与定量描述性分析（QDA）相当（Oliver 等，2018）。涉及 RATA、CATA、排序法和 Napping 的比较研究进一步证实了 Napping 作为 CATA 替代方法的有效性（Nicolas 等，2022）。综上所述，这些研究结果表明，Napping-UFP 方法适用于对植物基人造肉等复杂食品基质进行快速且以消费者为导向的感官特征分析。
主要内容
尽管植物基肉制品的商业化进程迅速，但仍存在重要的知识空白。以往大多数研究独立评估感官特性或挥发性成分，且常使用实验室制备的样品，导致对市售产品中感知感官空间与仪器化气味和味道测量之间的对应关系理解有限。特别是，目前尚不清楚植物基肉饼中更高的挥发性物质多样性是否能提升其对牛肉的感官相似性，或者特定反应生成化合物是否是影响真实感感知的关键因素（Kumari 等，2024）。为弥补这些不足，本研究旨在将快速感知映射（Napping-UFP）与电子鼻、电子舌及SPME-GC-TOF-MS分析相结合，建立一个跨平台的基准框架。我们假设，对牛肉的感官相似性更多取决于关键反应生成香气化合物的存在及其平衡，而非整体挥发性物质的多样性；同时，由于风味感知具有多维特性，不同分析方法所呈现的相似性模式可能存在差异。
1. 营养成分和pH值
2. 色彩分析
3. 质地剖面分析
4. 感官评价
Fig. 1. Representations of the product space (a) and developed sensory terms (b) used to describe the sensory profiles of six meat patty samples.
5. 基于电子鼻和电子舌的智能感官分析
Fig. 2. The principal component analysis (PCA) of data collected from E-nose (a) and E-tongue (b) to describe meat patties.
6. 采用固相微萃取-气相色谱-飞行时间质谱法分析挥发性化合物
Fig. 3. Volatile organic compounds detected by SPME-GC-TOF-MS in meat patties are analyzed using a Venn diagram (a) and PCA (b).
7. 电子鼻与气相色谱-质谱联用的关联性
Fig. 4. Correlation between E-nose and volatile organic compounds detected by SPME-GC-TOF-MS in meat patties is analyzed using PLSR.
亮点
植物肉饼质地更软、更松散；仅S1样品根据Napping-UFP分析表现出类似肉类的弹性口感。
植物肉饼含有87至108种挥发性物质（富含呋喃），而牛肉则含58种（富含醛类）。
挥发性物质多样性的增加并未提升与牛肉的感官相似度。
类似牛肉的风味与特定反应生成的化合物相关。
链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996926011622?via%3Dihub#s0060
来源：公众号-组学加
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/5mSJzfAhLBt0mg7brf9PAg
