《食品科学》：东北农业大学孔保华教授等：黄粉虫部分替代猪肉对3D打印肉糜感官和风味特性的影响

昆虫作为地球上种类最丰富的物种之一，其在人类发展的历史中发挥重要的作用，中国部分地区自古以来就有养殖和食用昆虫的习俗，但是由于文化的限制，昆虫的食用并没有得到大范围的推广。随着粮食问题的加剧，近年来越来越多的地区已经允许将昆虫作为新型食品原料添加到食品中。

黄粉虫（

Tenebrio molitor

L.）幼虫是一种可食用昆虫，含有丰富的蛋白质、矿物质、不饱和脂肪酸和维生素等，且必需氨基酸含量较高，是一种优质的非传统蛋白质来源。昆虫固然具有很高的营养价值，但是其中含有的部分风味物质也会对食品的风味产生不良的影响。此外，在提取过程中会使用一些有机试剂，可能会对食品安全产生不利影响。因此，为进一步发挥昆虫的营养价值，促进昆虫食品的研发，有必要对昆虫的风味物质进行分析。3D打印技术是一种新型食品加工技术，具有极高的便利性和可定制性，能够通过原料的不同配比制作多样化的食品，适合用于昆虫食品的开发。

东北农业大学食品学院的徐锦波、孙方达 和 孔保华 * 等人通过将黄粉虫幼虫粉与猪肉按照不同比例复配制成混合肉糜，通过3D打印技术进行加工，并对产品的感官品质和风味进行分析，旨在确定黄粉虫幼虫粉的添加对猪肉制品风味物质及感官性状的影响。

一 熟化样品3D打印外形评估

如图1所示，未添加黄粉虫的处理组呈现出最好的打印效果，但是随着黄粉虫替代比例的上升，3D打印样品逐渐塌陷，此外，当黄粉虫替代比例超过30%时，样品打印的线条也出现不同程度的扭曲和断裂。这可能是由于黄粉虫蛋白的凝胶性能远低于肉蛋白，而黄粉虫的替代降低了肉蛋白的含量，从而降低了肉糜的机械强度，导致3D打印过程中底层肉糜无法支撑由于自身堆积所产生的重力，进而导致样品的塌陷。此外，在打印过程中样品的塌陷会进一步增加喷嘴处挤出样品所受到的重力，而机械强度的减弱又会进一步降低样品对重力拉伸作用的抵抗能力，进而导致打印线条的断裂。

二 3D打印样品的色度与色差分析

如表3所示，随着黄粉虫替代比例的上升，样品的 亮度显著下降（

P

＜0.05），

a

b

* 值和Δ

E

显著上升（

P

＜0.05）。肉制品的红色主要来自于肉中的肌红蛋白，而随着黄粉虫替代比例的上升，肉制品中的肌红蛋白含量逐渐下降，进而导致肉制品红度值下降。而相较于3D打印样品，香肠制品红度的显著下降可能是香肠制品因肠衣的包裹而导致氧化程度有所减缓。

三 感官评定

如表4所示，随着黄粉虫替代比例的上升，样品的颜色、风味、滋味、硬度、易嚼性和总体可接受度评分均有不同程度的下降，其中黄粉虫替代对颜色和硬度的影响最为显著。当替代比例为15%时，样品的硬度和颜色评分快速下降，这与色度的结果相印证。而15%替代比例的样品风味、滋味、易嚼性和总体可接受度评分则与对照组差异不显著（

P

＞0.05），这可能是由于较低的黄粉虫替代比例对风味的影响较小，导致参试人员难以察觉。但是随着替代比例提升至30%，样品的所有评分均与对照组呈现出显著差异（

P

＜0.05）。

四 电子鼻分析

如表5所示，随着黄粉虫替代比例的上升，W1C、W1S、W2S和W2W的响应值显著上升，W5S、W3C、W6S、W5C和W3S的响应值显著下降（

P

＜0.05），这说明黄粉虫的替代向样品中引入了更多的芳香族化合物、甲基类物质、醇、醛、酮类物质和有机硫化物，降低了氮氧化物、氨类、芳香物质、氢化物、短链烷烃和长链烷烃的含量。值得注意的是，W1W的响应值在替代比例60%及以下时，处理组样品与对照组无显著差异（

P

＞0.05），而当替代比例达到75%时，YM-75的响应值与对照组呈现出显著差异（

P

＜0.05），这可能是由于黄粉虫中的硫化物含量和肉类相近导致的。此外，W2W的响应值在替代比例为15%时快速上升且与对照组呈现出显著差异（

P

＜0.05），但是随着替代比例的进一步上升，各处理组间W2W的响应值差异不显著（

P

＞0.05）。如图2所示，PC1和PC2的方差贡献率分别为73.1%和15.5%，累计方差贡献率为88.6%（＞85%），说明PC1和PC2反映了样品的大部分特征。此外，图2中YM-0和其他处理组有明显的分离，这表明黄粉虫的替代对挥发性成分的影响显著。结合载荷图可知，YM-0和YM-15落在PC1的正轴，这主要与W3S、W5S、W6S、W3C和W5C传感器有关，而其他处理组则聚集在负轴上，这与其他传感器有关。此外，YM-0和YM-15的区分与W3C有一定关系。

五 电子舌分析

如表6所示，回味-A、鲜味、丰富度和咸味的响应值显著上升，酸味、苦味、涩味的响应值整体显著下降（

P

＜0.05），这可能与黄粉虫独特的风味有关。而回味-B的响应值各组间差异不显著（

P

＞0.05）。此外，尽管样品的咸味响应值随着替代比例的上升而逐渐上升，且YM-15的响应值显著高于对照组（

P

＜0.05），但是当黄粉虫替代比例超过30%后，样品之间差异不显著（

P

＞0.05）。如图3所示，PC1和PC2的方差贡献率分别为71.5%和14.6%，累计方差贡献率为86.1%（＞85%），说明PC1和PC2反映了样品的大部分特征。此外，图3中YM-0和其他处理组有明显的分离，这表明黄粉虫的替代对滋味的影响显著。结合载荷图分析，YM-0和YM-15位于PC1的负轴，这主要与苦味、酸味、涩味和回味-B有关。而其他处理组主要集中与PC1的正轴，且聚集在一起，这可能是它们具有相似的咸味、鲜味、回味-A和丰富度所导致。而相较于YM-30和YM-45，YM-60和YM-75更多集中在PC2的负轴上，这可能是回味-A的差异所造成。

六 HS-SPME-GC-MS分析结果

如表7所示，从6 个处理组中共检测出52 种挥发性风味化合物，包括醇类物质6 种、醛类物质11 种、酸类物质7 种、萜类物质8 种、酮类物质4 种、烃类物质8 种、酯类物质4 种、其他物质4 种。可以看出，随着黄粉虫替代比例的上升，除1-辛烯-3-醇外其他醇类物质的含量均呈现下降趋势，而1-辛烯-3-醇呈现上升趋势且在对照组中未检出，这可能是由于黄粉虫的替代所引入。1-辛烯-3-醇是一种在蘑菇中广泛存在的风味物质，呈现出类似蘑菇的气味，对鸭肉、鸡肉、羊肉等肉类风味的形成具有重要的作用。1-辛烯-3-醇的味道与含量有关，当含量达到1.5 μg/kg时呈现出蘑菇味。如表7所示，当黄粉虫替代比例达到45%时，1-辛烯-3-醇的含量为41.19 μg/kg，这说明由黄粉虫引入的1-辛烯-3-醇在样品风味形成的过程中发挥了一定的作用。

醛类物质具有较低的气味阈值，通常对食物的风味具有较大的贡献。如表7所示，除十五醛、2-丁基-2-辛烯醛和5-羟甲基糠醛外，其他醛类物质均未在对照组中检出，此外，除十五醛和5-羟甲基糠醛外，其余醛类物质含量均随着黄粉虫替代比例的上升而上升，而十五醛和5-羟甲基糠醛含量则随着黄粉虫替代比例的上升呈现出先下降后上升的趋势。通常认为，食品中醛类物质的产生是脂肪氧化或热降解所导致，而黄粉虫中的脂肪酸以不饱和脂肪酸为主，相较于猪肉中的饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸更容易氧化，进而导致醛类物质生成。

所有酸类物质中，除醋酸外均未在对照组中检出，且酸类物质的含量随着黄粉虫替代比例的上升而整体显著上升（

P

＜0.05）。此外，在所有物质中均检测出萜类物质且含量相近，这可能是由于加工过程中添加的香料所引入的。

酮类物质通常认为是由于多不饱和脂肪酸的热氧化降解所产生的，如表7所示，所有酮类物质的含量均随着黄粉虫替代比例的上升而上升，这可能是由于黄粉虫中含有丰富的不饱和脂肪酸，其在加工过程中发生热氧化降解，从而产生大量酮类物质。酮类物质的气味阈值较高，对风味的贡献较低，但是部分酮类物质会加重食品的腥味，会对食品的风味产生不良影响。食品中的烃类物质的气味阈值通常也较高，对食品风味的贡献较小，但是会增强食品的风味。除环癸烷和正十九烷外，其余烃类物质的含量整体呈现下降趋势，这与电子鼻的结果相印证。

在所有样品中共鉴定出4 种酯类物质，其中棕榈酸甲酯和乙二醇月桂酸酯在对照组中检出，而随着替代比例的上升逐渐无法检出。五甲基呋喃溴酸酯和(

E

)-5癸烯-1-醇乙酸酯仅在YM-75处理组中检出。酯类物质主要来自于醇和酸的酯化反应，且能够产生花香和水果香。此外，随着黄粉虫替代比例的上升，2-正戊基呋喃的含量也在逐渐上升，其具有豆香和果香，可能是加工过程中糖类物质的烯醇化和脱水所产生。

结 论

本实验通过用黄粉虫按不同比例替代猪肉，并利用3D打印技术对样品进行成型，研究了黄粉虫替代猪肉对混合肉糜感官和风味特性的影响。感官评定结果表明，黄粉虫部分替代猪肉会导致样品硬度、易嚼性、风味、滋味和总体可接受度下降。由于黄粉虫本身呈深黄色，导致添加黄粉虫样品具有更深的颜色，这与感官评定中颜色的评分结果相印证。利用HS-SPME-GC-MS共检测出52 种挥发性风味化合物，其中包括醇类、醛类、酸类、萜类、酮类、烃类、酯类等。结果显示，黄粉虫的替代会导致大部分醇类物质含量下降，醛类和酸类物质含量上升，这会对样品的风味产生不利影响并导致样品酸味增强，这与电子舌的结果一致，而烃类物质含量下降也是导致电子鼻W5C（短链烷烃、芳香成分）和W3S（长链烷烃）传感器响应值下降的原因之一。综上，用黄粉虫浆替代猪肉比例不宜超过30%，否则会降低产品的感官特性和风味。本研究可为黄粉虫食品的开发提供数据支持，并为今后进一步探索黄粉虫风味成分及其形成机制提供参考。

本文《黄粉虫部分替代猪肉对3D打印肉糜感官和风味特性的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第14期56-66页，作者：徐锦波，孙方达，刘骞，陈倩，孔保华。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250104-022。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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