《Journal of Future Foods》：Elucidating the Quality Formation Profile of Novel Edible Dock Soy Sauce During Fermentation: Insights from a Coupled Instrumental Sensory and Multi-Omics Approach
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研究人员采用物理化学分析、仪器感官评价（电子鼻 E-nose、电子舌 E-tongue）、感官评定，以及气相色谱-质谱（GC–MS）与液相色谱-质谱（LC–MS）驱动的非靶向代谢组学方法，系统解析了食用酸模（Rumex patientiaL.?×?R. tia
研究人员采用物理化学分析、仪器感官评价（电子鼻 E-nose、电子舌 E-tongue）、感官评定，以及气相色谱-质谱（GC–MS）与液相色谱-质谱（LC–MS）驱动的非靶向代谢组学方法，系统解析了食用酸模（Rumex patientiaL.?×?R. tianschanicusA. Los）酱油在32天发酵过程中的品质演化规律。结果表明，发酵显著促进底物降解转化，氨基酸态氮由0.29升至0.74?g/100?g，总氮由0.24升至0.97?g/100?g，同时总酚、黄酮及酸度上升，pH下降。体系颜色加深、粒径减小、黏度升高、静电斥力减弱，表明胶体稳定性增强。感官评定显示风味从初期生涩苦味向鲜味、醇厚感及微酸转变。代谢组学揭示了关键非挥发性物质（谷氨酸、天冬氨酸、呈味肽）及特征挥发性成分（苯乙醇、3-甲基-1-丁醇、2,5-二甲基吡嗪）的积累。相关性分析表明，这些代谢物与感官响应密切相关，提示氮碳代谢协同调控风味形成。该研究为优化新型植物基酱油提供了系统层面的理论依据。
本研究发表于《Journal of Future Foods》，针对传统大豆酱油原料单一与可持续蛋白资源利用的需求，选取中国卫健委批准的新食品原料——食用酸模（蛋白质含量干基超30%，富含多酚、黄酮等功能成分）为对象，旨在系统阐明其酱油发酵过程的品质演化与风味形成机制。食用酸模叶片蛋白（如核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 RuBisCO）与大豆贮藏球蛋白（7S、11S）在结构与酶解特性上存在显著差异，可能重构蛋白水解动力学及呈味物质释放模式。然而，该体系的动态风味代谢网络尚未被系统解析。研究人员通过整合理化表征、仪器感官分析与多组学技术，构建了发酵全周期的代谢-感官关联模型，填补了该领域的空白。
关键技术方法包括：以食用酸模粉与小麦粉（3:2, w/w）为基质，接种米曲霉（Aspergillus oryzaeJY309）制曲后，于15%盐水（w/v）中42℃恒温发酵32天，每8天取样（F0–F32）；采用物理化学指标检测、高效液相色谱（HPLC）定量有机酸、氨基酸分析仪测定游离氨基酸及味觉活性值（TAV）；结合电子鼻与电子舌进行挥发性与滋味轮廓解析；应用GC–MS与LC–MS非靶向代谢组学鉴定差异代谢物；通过多元统计分析（主成分分析 PCA、正交偏最小二乘判别分析 OPLS-DA）及Pearson相关性分析揭示代谢物与感官属性的关联。
3.1 基本理化性质变化
发酵期间，氨基酸态氮（AAN）与总氮（TN）持续显著上升，盐无固形物（SFS）由9.35增至18.38?g/100?g，证实蛋白水解与可溶性小分子转化效率较高。总糖与还原糖呈先升后降趋势，峰值出现在F16（4.62与3.57?g/100?g），反映糖类消耗与美拉德反应活跃。总酸由0.41增至1.61?g/100?g，pH由5.70降至4.93。总酚与总黄酮分别由0.73、0.56?mg/mL升至2.63、1.06?mg/mL，源于植物基质释放与微生物转化。
3.2 物理性质演化
样品颜色由浅黄转为深红棕，黄色素、红色素及深色大分子（如类黑精）显著增加。粒径分布由多峰向单峰迁移，体积加权均径 D[4,3]由约599?μm降至约10?μm，澄清度提高。Zeta电位绝对值由-4.0?mV降至-3.0?mV，静电斥力减弱，体系稳定性转向空间位阻主导。表观黏度由1.5升至2.2?mPa·s，与小分子肽、多糖及美拉德产物形成的网络结构有关。
3.3 有机酸与氨基酸分析
乳酸与乙酸为主要有机酸，TCA循环相关酸（琥珀酸、苹果酸、柠檬酸）在中后期积累。游离氨基酸总量持续上升，谷氨酸（Glu）与天冬氨酸（Asp）为核心鲜味贡献者，甜味氨基酸（丙氨酸 Ala、甘氨酸 Gly）同步增加。TAV分析显示，总TAV由40.41（F0）升至94.94（F24）后略降至77.73（F32），鲜味氨基酸占比始终高于30%。
3.4 感官评价
咸味稳定，鲜味、醇厚度与酱香在F32达峰值（分别为6.3、6.2、6.1）。甜味评分由1.3升至2.8，苦味由3.5降至2.5，归因于甜味氨基酸释放及鲜味对苦味的掩蔽效应。
3.5 电子舌与电子鼻分析
电子鼻传感器（W1W、W2W、W1S、W2S）对芳香族、醇类及硫化物的响应在后期显著增强，PCA显示早晚期样品完全分离。电子舌检测到鲜味与醇厚度持续上升，酸度增加，苦味与涩味下降，F24–F32样品聚类紧密，标志风味成熟。
3.6 挥发性有机物（VOCs）分析
共鉴定149种VOCs，早期以醛、酮、短链醇为主，中后期酚类、高级醇、酯类及吡嗪类显著增加。OPLS-DA模型筛选出关键差异物，如2-甲氧基-4-乙烯基苯酚（烟熏）、苯乙醇（蜂蜜）、2,5-二甲基吡嗪（烘焙坚果）。Sankey图揭示酚类、吡嗪与呋喃共同构成“酱香-烘焙-焦糖”复合香气。
3.7 非挥发性代谢物（Non-VOCs）分析
非靶向代谢组学鉴定出有机酸及其衍生物、苯环型化合物、脂质等11类代谢物。Circos图显示后期与氨基酸衍生物、核苷类物质关联增强。KEGG富集分析表明，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸代谢及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路显著富集，直接关联鲜味氨基酸与芳香前体生成。
3.8 相关性分析
电子鼻传感器信号与关键VOCs显著相关，电子舌响应与呈味肽、有机酸高度匹配。挥发性与非挥发性代谢物间存在广泛共变，酪氨酸与苯乙醇正相关，支持Ehrlich途径与Strecker降解参与风味形成。
讨论与结论
研究证实，食用酸模酱油发酵遵循与传统大豆酱油相似的代谢轨迹，但叶片蛋白特性重构了蛋白水解动力学与美拉德反应进程。发酵驱动氮碳代谢协同，形成以鲜味为核心、辅以醇厚与微酸的和谐风味，并伴随功能成分（多酚、黄酮）富集与胶体结构稳定化。该研究为植物基发酵调味品开发提供了机制性框架，未来可结合微生物群落解析进一步深化机理。
