風味是食品品質的核心，常見的風味分析方法主要包括感官分析和儀器分析兩大類。感官分析符合人類長期以來對食物形成的風味偏好和習慣，可直接反映食物的基本風味特征；儀器分析則能揭示風味感官特征形成的代謝物成分和機理。其中靜態感官描述剖面分析通過訓練有素的評價員對感官屬性進行定量評分，可精準捕捉感知的風味概貌；電子鼻基于模擬仿生嗅覺信息處理架構通過統計模式識別區分不同類別的氣味特征；傳統的氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）技術是目前風味分析最可靠的方法，但對百萬分之一（ppm）級痕量風味物的定量精度不足；氣相色譜-離子遷移譜聯用（GC-IMS）技術結合氣相色譜的高分離效能與離子遷移譜的快速響應特性，無需復雜的前處理，反應靈敏，可檢測絕大多數十億分之一（ppb）級痕量揮發物 ，在食品風味分析中將二者相結合是目前最常見的方法組合。因此，科學描述東北酸菜風味感官特征并揭示其代謝物成分，篩選關鍵風味物質，系統分析東北酸菜自然發酵全周期風味動態演化，對其工業化加工技術升級和風味調控具有重要意義。基于此，利用靜態描述剖面分析、電子鼻結合 GC-MS、GC-IMS 技術，全面揭示東北酸菜發酵過程中風味形成的動態演化規律，可為東北酸菜的加工工藝優化及風味導向型質控標準的建立提供理論依據。
材料和方法
01試驗材料
吉林產結球大白菜，11 月中旬采收，植株健壯、結球緊實、無病蟲害及機械損傷，新鮮清潔；腌制鹽及其他材料均為市售；環己酮（分析純），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯化鈉（NaCl），天津市科密歐化學試劑有限公司提供。
02靜態描述剖面分析
參照汲生瀧等的方法并進行微調。第1輪評價人員為 30 人，第二輪為10名，同時嚴格遵循GB/T16291.1—2012的要求進行靜態描述剖面分析。五點標度法見表 1。
03電子鼻測定
從4組樣品中各取10g，分別置于50mL 頂空瓶內，每組樣品設3個平行。電子鼻開機預熱20min，并清洗傳感器20min至響應值趨近于1。設定采樣參數：清洗1200s，采樣60s，流速 1 L/min。將進樣針插入瓶上部1/3處頂空進樣檢測。電子鼻傳感器信息見表2。
01試驗材料
吉林產結球大白菜，11 月中旬采收，植株健壯、結球緊實、無病蟲害及機械損傷，新鮮清潔；腌制鹽及其他材料均為市售；環己酮（分析純），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯化鈉（NaCl），天津市科密歐化學試劑有限公司提供。
02靜態描述剖面分析
參照汲生瀧等的方法并進行微調。第1輪評價人員為 30 人，第二輪為10名，同時嚴格遵循GB/T16291.1—2012的要求進行靜態描述剖面分析。五點標度法見表 1。
03電子鼻測定
從4組樣品中各取10g，分別置于50mL 頂空瓶內，每組樣品設3個平行。電子鼻開機預熱20min，并清洗傳感器20min至響應值趨近于1。設定采樣參數：清洗1200s，采樣60s，流速 1 L/min。將進樣針插入瓶上部1/3處頂空進樣檢測。電子鼻傳感器信息見表2。
結果與分析
01靜態描述剖面結果分析
經 30 名訓練有素的評價員對 4 組樣品的氣味進行嗅聞并進行氣味描述后，獲取 17 個氣味描述詞；選取其中 10 名經驗豐富的評價員進行嚴格篩選，去除差異小、重復性差的描述詞，保留使用頻率超過 85%以上的描述詞 9 個，分別為清爽酸香、清香、發酵香、奶脂香、乳酸味、硫苷類刺激性氣味、酸腐氣味、蔬菜味和咸鮮氣味。依據《食品感官分析詞典》及相關文獻分別對描述詞進行標準化釋義，具體見表 3。依據表3中的描述詞及釋義，由10名評價員利用五點標度法對4組樣品中氣味描述詞的感知強度進行獨立評定，同一樣品重復3次，統計分析氣味描述感知強度得分并繪制主成分分析（PCA）得分圖及雷達圖（圖 1）。如圖 1A 所示，4 組樣品分布于不同象限，PC1 與PC2 兩主成分對原始變量總方差的解釋能力達 97%，PC1 的高貢獻率主要源于東北酸菜在發酵過程中產生的酸香、發酵香、悶漚及乳酸味特征；4組樣品分布于不同象限，直接反映了酸菜在不同發酵階段的氣味感官特征具有顯著差異。由圖1B可知，在初始發酵階段，微生物尚未作用于發酵，以白菜自有的蔬菜香和硫苷類刺激性氣味為主；發酵至第8天，9種氣味特征的感知強度均開始增強；在發酵18d 時，發酵香、悶漚味、乳酸味、清爽酸香和咸鮮氣味感知強度持續增強并伴有微弱酸腐氣味，硫苷類刺激性氣味、蔬菜香和清香則有一定程度減弱；發酵28d 時，清爽酸香、清香、發酵香、悶漚味、乳酸味、酸腐氣味成為主導氣味，整體風味濃郁協調，層次豐富。靜態描述剖面分析結果與常規酸菜發酵時間要求吻合，其風味感知強度變化趨勢也一致。
02不同發酵階段酸菜樣品的電子鼻檢測結果分析
利用電子鼻檢測分析 4 組樣品中的樣品中氣味物質，繪制氣味雷達圖，結果見圖 2。由圖 2 可知，傳感器 S1、S2、S4、S6 和 S7 的響應值隨發酵時間的延長，表現出顯著差異，其對應的芳香族化合物、含氮氧類物質、烷烴芳香類、硫化物、萜烯類以及苯、醛酮類物質在發酵過程中含量變化較大且相對較多，是影響酸菜風味動態演化的主要揮發性成分。而傳感器 S3、S5、S8 和 S9 的響應值在不同發酵階段的含量變化相對較小。這表明其所對應的氫化物、甲基類化合物、芳香族、硫化氫類以及烷烴類物質在酸菜樣品中的含量變化相對平緩。電子鼻檢測結果與靜態描述剖面分析結果基本一致。
01靜態描述剖面結果分析
經 30 名訓練有素的評價員對 4 組樣品的氣味進行嗅聞并進行氣味描述后，獲取 17 個氣味描述詞；選取其中 10 名經驗豐富的評價員進行嚴格篩選，去除差異小、重復性差的描述詞，保留使用頻率超過 85%以上的描述詞 9 個，分別為清爽酸香、清香、發酵香、奶脂香、乳酸味、硫苷類刺激性氣味、酸腐氣味、蔬菜味和咸鮮氣味。依據《食品感官分析詞典》及相關文獻分別對描述詞進行標準化釋義，具體見表 3。依據表3中的描述詞及釋義，由10名評價員利用五點標度法對4組樣品中氣味描述詞的感知強度進行獨立評定，同一樣品重復3次，統計分析氣味描述感知強度得分并繪制主成分分析（PCA）得分圖及雷達圖（圖 1）。如圖 1A 所示，4 組樣品分布于不同象限，PC1 與PC2 兩主成分對原始變量總方差的解釋能力達 97%，PC1 的高貢獻率主要源于東北酸菜在發酵過程中產生的酸香、發酵香、悶漚及乳酸味特征；4組樣品分布于不同象限，直接反映了酸菜在不同發酵階段的氣味感官特征具有顯著差異。由圖1B可知，在初始發酵階段，微生物尚未作用于發酵，以白菜自有的蔬菜香和硫苷類刺激性氣味為主；發酵至第8天，9種氣味特征的感知強度均開始增強；在發酵18d 時，發酵香、悶漚味、乳酸味、清爽酸香和咸鮮氣味感知強度持續增強并伴有微弱酸腐氣味，硫苷類刺激性氣味、蔬菜香和清香則有一定程度減弱；發酵28d 時，清爽酸香、清香、發酵香、悶漚味、乳酸味、酸腐氣味成為主導氣味，整體風味濃郁協調，層次豐富。靜態描述剖面分析結果與常規酸菜發酵時間要求吻合，其風味感知強度變化趨勢也一致。
02不同發酵階段酸菜樣品的電子鼻檢測結果分析利用電子鼻檢測分析 4 組樣品中的樣品中氣味物質，繪制氣味雷達圖，結果見圖 2。由圖 2 可知，傳感器 S1、S2、S4、S6 和 S7 的響應值隨發酵時間的延長，表現出顯著差異，其對應的芳香族化合物、含氮氧類物質、烷烴芳香類、硫化物、萜烯類以及苯、醛酮類物質在發酵過程中含量變化較大且相對較多，是影響酸菜風味動態演化的主要揮發性成分。而傳感器 S3、S5、S8 和 S9 的響應值在不同發酵階段的含量變化相對較小。這表明其所對應的氫化物、甲基類化合物、芳香族、硫化氫類以及烷烴類物質在酸菜樣品中的含量變化相對平緩。電子鼻檢測結果與靜態描述剖面分析結果基本一致。
結論
本研究采用感官描述剖面分析、電子鼻、GC-IMS與 GC-MS 多維技術，系統揭示了東北酸菜發酵過程中風味特征及揮發物的動態演化規律。0d樣品以蔬菜清香和硫苷類刺激性氣味為主；8d樣品的發酵香開始增強，進入風味過渡期；18d時樣品的乳酸酸香、酯類和醇類揮發物大量積累，形成復雜酸香、果香和焦糖香，為風味關鍵形成期；28d時樣品的乳酸酸香與酸腐氣味穩定，融合果香、木質香及微弱原料殘留，整體風味成熟協調。酸菜在整體發酵周期內共檢出 79 種揮發物，其中酯類、醇類、酸類和雜環類為主體。酯類在早期占比最高，隨發酵逐漸下降；醇類和酸類中后期顯著升高，強化發酵香與酸香；芳香類和雜環類含量雖低，但因閾值極小，對層次與協調性貢獻突出。OAV 分析確定壬醛、異戊醇、1-辛烯-3-酮、反式-3-己烯-1-醇等為關鍵香氣物質，其變化趨勢與風味演化高度吻合。感官描述與電子鼻檢測趨勢一致；GC-IMS 靈敏度高，適于痕量檢測，GC-MS 擅長精準定性，兩者結合確保了風味解析的系統性與可靠性。酸菜風味形成可歸因于乳酸菌代謝、氨基酸降解、美拉德反應及脂質氧化等多重生化反應的共同作用。早期由原料內源成分主導，中期微生物與化學反應協同促進風味復雜化，后期乳酸菌優勢群落維持穩定酸香。本研究明確了東北酸菜發酵關鍵階段與主導揮發物的貢獻規律，并揭示了不同揮發物類別在維持風味層次與平衡中的作用機制和發酵全周期風味演化規律，篩選出具有標志性的關鍵風味代謝物，為酸菜工藝優化與風味品質調控提供了科學依據，同時對其他發酵蔬菜研究亦具參考價值。
本研究采用感官描述剖面分析、電子鼻、GC-IMS與 GC-MS 多維技術，系統揭示了東北酸菜發酵過程中風味特征及揮發物的動態演化規律。0d樣品以蔬菜清香和硫苷類刺激性氣味為主；8d樣品的發酵香開始增強，進入風味過渡期；18d時樣品的乳酸酸香、酯類和醇類揮發物大量積累，形成復雜酸香、果香和焦糖香，為風味關鍵形成期；28d時樣品的乳酸酸香與酸腐氣味穩定，融合果香、木質香及微弱原料殘留，整體風味成熟協調。酸菜在整體發酵周期內共檢出 79 種揮發物，其中酯類、醇類、酸類和雜環類為主體。酯類在早期占比最高，隨發酵逐漸下降；醇類和酸類中后期顯著升高，強化發酵香與酸香；芳香類和雜環類含量雖低，但因閾值極小，對層次與協調性貢獻突出。OAV 分析確定壬醛、異戊醇、1-辛烯-3-酮、反式-3-己烯-1-醇等為關鍵香氣物質，其變化趨勢與風味演化高度吻合。感官描述與電子鼻檢測趨勢一致；GC-IMS 靈敏度高，適于痕量檢測，GC-MS 擅長精準定性，兩者結合確保了風味解析的系統性與可靠性。酸菜風味形成可歸因于乳酸菌代謝、氨基酸降解、美拉德反應及脂質氧化等多重生化反應的共同作用。早期由原料內源成分主導，中期微生物與化學反應協同促進風味復雜化，后期乳酸菌優勢群落維持穩定酸香。本研究明確了東北酸菜發酵關鍵階段與主導揮發物的貢獻規律，并揭示了不同揮發物類別在維持風味層次與平衡中的作用機制和發酵全周期風味演化規律，篩選出具有標志性的關鍵風味代謝物，為酸菜工藝優化與風味品質調控提供了科學依據，同時對其他發酵蔬菜研究亦具參考價值。
