《Food Chemistry》：Investigating the impact of pre-cooking temperature on the flavor Fidelity of reheated beef: A metabolomics-driven mechanistic study
编辑推荐：
本研究系统探究预烹饪温度对 reheated beef 风味的影响，结合代谢组学揭示70℃核心温度最佳，提出“双相消耗-吸附-释放”机制，优化工业肉制品加工，提升风味保留与消费者满意度。
王海杰|张泽宇|尼格尔·帕特里克·布伦顿|彼得·邓恩|刘凌高|徐安琪|王美彤|魏文瀚|陈超|弗兰克·莫纳汉|詹姆斯·林|吴瑞云|王振宇|张德全|张春江
农业农村部农产品加工重点实验室，农业农村部中式肉菜菜肴加工技术集成实验室，中国农业科学院食品科学技术研究所，北京100193，中国
摘要
风味质量是消费者接受肉制品的重要因素，但在工业加工和加热过程中，肉制品的风味往往会降低。为了解决这个问题，本研究系统地探讨了预烹饪温度对加热后牛肉风味的影响，并结合代谢组学技术确定了关键的前体物质。结果表明，将预烹饪温度控制在70°C可以最大限度地保留加热后的挥发性化合物。为此，提出了一种“两相前体消耗-吸附-释放”机制：适度的热量促进了风味的产生，同时抑制了过度挥发和降解。本研究从分子层面理解了热加工过程中的风味演变，为工业即食肉制品的温度控制提供了理论依据，从而提高了产品质量和消费者满意度。
引言
近年来，全球工业化预制肉制品市场的快速发展带来了前所未有的便利（Yu等人，2024年）。在这些产品中，基于牛肉的菜肴因其高蛋白含量和独特的风味而受到青睐（Liu, Ellies-Oury等人，2020年）。然而，工业产品与新鲜烹饪的牛肉在风味上的差异可能成为进一步市场扩张的障碍（Chen, Wang等人，2024年）。消费者普遍反映，加热后的肉制品无法再现新鲜烹饪肉制品的丰富复杂香气（Chen, Wang等人，2024年；Li等人，2023年），这种质量缺陷可能限制了增值预制牛肉产品的市场潜力。
这种风味差异可能源于多阶段工业加工过程中理想风味化合物的损失和降解（Yao等人，2025年）。这种加工方式破坏了风味形成热反应的动态连续性（Kim等人，2018年；Negara等人，2021年）。在工业加工过程中，如美拉德反应和脂质氧化等关键反应被中断，同时产品在加热前经历了长时间的低温储存（Jia等人，2024年）。在此期间，关键香气活性化合物的前体（如脂质和蛋白质）会不断减少，从而显著限制了加热过程中的二次风味发展（Chen, Wang等人，2024年；Yao等人，2025年）。例如，先前的研究已经证实，冷冻储存会显著降低有机酸的含量，导致加热后香气强度减弱（Al-Dalali等人，2022年）。因此，改善初始烹饪与最终加热反应之间的动力学连续性对于提高工业化预制肉制品的风味质量至关重要。
目前提高加热后风味质量的策略主要集中在后处理环节，如优化加热条件（Li等人，2023年；Ren等人，2025年）、添加天然抗氧化剂（Jokanovic等人，2020年；Qiang等人，2025年）或采用创新包装技术（Chen等人，2025年）。但这些方法未能解决预烹饪阶段反应不平衡的根本问题。实际上，关于预烹饪温度如何影响即时风味形成和反应性前体保留的系统研究仍然有限（Chen, Wang等人，2024年；Ferreira等人，2016年）。然而，这些方法未能解决关键问题：即在初始预烹饪阶段精确调节热能输入以管理风味前体。这种对温度和时间的精确控制，在中国传统烹饪科学中被称为“火候”，它是指导风味形成动态过程的实用法则。将这一传统智慧转化为现代物理化学术语，实现最佳“火候”相当于找到一个特定的热力学平衡点。因此，本研究提出，在预烹饪阶段将热反应控制在“化学平衡点”，可以保持加热后牛肉的风味质量。这种平衡状态不仅有助于保留预烹饪过程中形成的主要风味成分，还为加热过程中的进一步风味生成提供了合适的底物基础，从而促进二次风味的发展。
为了验证这一假设，本研究修改了工业化加工流程，将牛肉预烹饪至不同的温度（50–100°C），并采用多组学技术全面分析了每个烹饪阶段的挥发性风味和非挥发性代谢物特征。基于化学计量模型，本研究旨在量化预烹饪温度与加热后风味保真度之间的结构-活性关系，并揭示控制最佳预烹饪结果的关键途径。这些发现有望提供分子层面的证据，将预烹饪温度与加热后风味质量联系起来，并为工业化预制肉制品的风味优化提供加工控制策略。
样本制备
样品制备
十头经过检疫合格的“桂圆”黄牛（18±2个月大；活重550±25公斤）由专业人员在宁夏远牛有限公司的商业屠宰场按照中国国家标准GB/T 19477–2018（《畜禽屠宰操作规程-牛》）进行标准化商业屠宰。屠宰后，将尸体在4°C下保存72小时。从每头尸体的左侧长肌（Longissimus dorsi）中取材，并在12th和...之间进行切割
不同熟度下预烹饪牛肉的风味演变
首先使用电子鼻（E-Nose）在七个不同的烹饪熟度（50°C、60°C、70°C、80°C、90°C、100°C以及完全煮熟的对照组）下评估了牛肉的风味演变。图1A显示，在初始烹饪阶段（50–70°C），牛肉样品对W5S和W1W传感器的响应最强。这表明氮氧化物和含硫化合物可能是这些阶段的主要香气成分
结论
本研究确定70°C为最大化加热后牛肉风味保真度的最佳预烹饪温度，为即食食品行业提供了一个实用且基于机制的加工目标。多组学数据表明，这一最佳温度是一个关键平衡点：在此温度下，前体驱动的风味生成达到峰值，同时肉体的挥发性物质捕获能力也达到最大，从而避免了后续的高温降解。实际上，70°C这一温度...
作者贡献声明
王海杰：撰写初稿、可视化处理、验证、方法论设计、实验设计、数据分析、概念构思。张泽宇：撰写、审稿与编辑、方法论设计。尼格尔·帕特里克·布伦顿：撰写、审稿与编辑、资源协调、方法论设计、实验设计、概念构思。彼得·邓恩：撰写、审稿与编辑、可视化处理。刘凌高：数据分析。徐安琪：方法论设计、实验设计。王美彤：实验设计、数据分析。魏文瀚：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（2023YFF1105203）、四川省科技计划（2024ZHCG0186）以及山东省泰山产业领军人才计划（tscx202306068）的支持。
