植物蛋白团队基于多组学技术揭示了花生烘烤过程典型风味形成机制

近日，中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队结合“食品多尺度结构理论”与“食品多组学技术”，揭示了花生烘烤过程典型风味物质形成分子机制，相关成果发表在Spring Nature旗下食品领域国际知名期刊《npj Science of Food》（JCR一区TOP，IF=9.8）上。加工所助理研究员向飞为论文第一作者，加工所王强研究员、石爱民研究员和益海嘉里首席科学家徐学兵教授为共同通讯作者。

烘烤是赋予花生特征香气与典型风味的关键热加工环节。花生烘烤过程中的风味形成并非由单一反应主导，而是美拉德反应、脂质氧化降解、焦糖化反应等多种化学过程协同作用的结果，在烘烤过程中，水分蒸发、干热作用、蛋白质降解、美拉德与焦糖化反应、脂质氧化以及挥发性化合物的释放共同塑造了最终的风味感官品质，这些反应涉及从微观分子尺度到宏观感官性质的多层次变化。前人研究发现风味化合物的形成与风味前体分子间的化学反应密切相关，并受到原料物质本底物质相互作用影响，解析烘烤过程典型风味形成机制需要充分考虑食品基质的复杂性，并借助跨学科的方法论，将理化和感官分析同多尺度时空结构研究相结合。

本研究创新性地将“多尺度结构理论”与“多组学技术”（蛋白质组学、脂质组学、糖组学和风味组学）相整合，系统解析了花生烘烤风味形成机制。首先通过高分辨率相机与电子眼分析，建立了12个二次多项式拟合模型，精确量化了烘烤过程中花生宏观表面颜色的动态变化规律；率先提出了“脂滴碰撞-离心扩散”的微观结构变化模型，揭示了烘烤过程中细胞内脂滴从均匀分布到聚集、融合、向外迁移直至破裂的完整演化路径，并在物质基础层面系统分析了烘烤过程中低聚糖、脂肪酸、氨基酸等小分子化合物的变化规律，鉴定出参与风味形成的7种关键小分子碳水化合物、6种关键氨基酸分子和7种关键脂质分子。系统揭示了花生烘烤热诱导传质、热诱导激活与热响应反应的三阶段过程；阐明了蛋白质降解聚集与脂质结构重塑的分子基础；解析了花生烘烤吡嗪类关键风味物质的形成机制。本研究最终突破了花生烘烤典型风味形成过程的分子机制，为花生油脂加工过程中风味品质定向调控提供了理论依据。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家农业科技创新工程等项目支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41538-026-01127-5