香气释放过程较为复杂，它取决于食物基质和结构（图1中步骤1），食物的黏度和硬度、基质脂肪含量以及VOCs与大分子（蛋白质、多糖等）相互作用或者在水和油相中溶解度的不同等因素均会影响香气释放模式；另外，受试者的生理特征（如呼吸速率、唾液成分和唾液流速、软腭开放以及咀嚼和吞咽动作等）也会导致个体间香气释放存在较大差异。影响香气释放因素的复杂性使得人们难以预测口腔中VOCs的释放量和动力学。
本实验采用Tedlar?采样袋收集受试者口腔加工过程中呼出的气体，经固相微萃取（SPME）浓缩后联合气相色谱-质谱（GC-MS）对VOCs进行检测。渤海大学食品科学与工程学院，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心的刘登勇和曹振霞选取红烧肉为研究对象，受试者以自由模式进行咀嚼运动，使用Tedlar?采样袋收集不同口腔加工阶段呼出的气体成分，结合SPME-GC-MS分析VOCs的释放情况（图1中步骤1、2、4），以便更好地理解口腔加工对挥发性物质释放的作用，并分析在该过程中可能影响每个阶段香气释放的因素。
一、方法重复性和稳定性分析
连续3 d采集同一受试者、相同地点、相同时间段的呼出气体样品，每阶段呼气样本重复检测3 次，并同时收集空白口腔气体，利用SPME-GC-MS联用法检测分析。通过对比3 例气体样品中VOCs表达的质谱图，显示3 份VOCs各主要峰的出峰时间基本一致、出峰面积大致相同，说明3 份呼气样本的挥发性成分基本相同，实验的重复性也能达到要求。提示本实验用于检测红烧肉口腔加工过程呼出气体中的VOCs重复性良好，结果较为稳定。
二、呼气分析
2.1 红烧肉在不同阶段的主要挥发性成分
实验表明，受试者的背景呼吸几乎不会对实验结果造成干扰。整个口腔加工过程可分为两大阶段：吞咽前和吞咽后阶段。虽然受试者个体内及个体间检出的VOCs存在一定的差异，但吞咽前和吞咽后阶段呼气中的主要挥发性成分基本一致。在整个口腔加工过程之中，始终可检测出己醛、桉叶油醇和单萜烯，均为红烧肉的关键香气化合物。
2.2 总体香气释放
通过计算非参数统计量-肯德尔和谐系数W，发现4 名受试者（男∶女=1∶1）在每个口腔加工阶段的相对释放量排序与小组平均排序一致性较高。结果表明尽管口腔加工过程中的香气释放存在个体差异，但个体受试者的呼吸方案是可行的，且允许进行一定的小组归纳。
通过将小组数据进行归纳，可直接分析4 名受试者的平均相对峰面积变化趋势，表示总体香气释放曲线（图2）。进而分析在非平衡条件下，VOCs如何在红烧肉食团、唾液相和空气相之间运输（分配和传质），以便更好地了解香气释放动力学。
从图2可以看出，在0%～40%口腔加工阶段，香气释放呈现上升趋势；40%～60%口腔加工阶段，挥发性释放量下降；在到达80%口腔加工阶段时，香气释放增多；VOCs在80%～100%阶段释放量逐渐降低；在吞咽后阶段（100%～200%口腔加工阶段）VOCs仍旧释放，且在相同的咀嚼周期内，吞咽后香气释放趋势与吞咽前基本一致。另外，观察到吞咽后前期的释放量高于吞咽瞬间。
2.3 个体香气释放
个体差异主要表现在受试者特异性的咀嚼模式和生理参数上，使得单个受试者具有不同的香气释放总量（图3）及其特征香气释放曲线。标准差的较宽范围（误差线）表示小组成员之间的差异较大，与总体香气释放（图2）的表现一致，但这在感官科学领域属于合理现象。
通过分析个体受试者的咀嚼参数与香气释放总量的相关性，发现总香气释放与咀嚼时间（r=0.910，P＜0.01）和咀嚼次数（r=0.851，P＜0.01）存在极显着的相关性。从图3可以看出，受试者2在红烧肉口腔加工过程中释放的VOCs最多，受试者3的释放量最少。受试者2和4的咀嚼时间较长、咀嚼次数较多，食物在口腔中反应的时间也随之较长，有利于VOCs在食团-气相的传质转移，进而使得香气释放总量较高；受试者3的咀嚼次数与受试者1和4相差较小，其咀嚼时间与受试者1基本相似，但是每名受试者都有其独特的咀嚼模式，经调查发现该受试者进行咀嚼运动时红烧肉放置在口腔后内侧部，极易导致食团流失，有可能在口腔加工过程中香气还未完全释放，部分食团即被吞咽，最终导致释放总量与其余3 名受试者相比较少。
结果显示，4 名受试者的特征香气释放曲线仍旧存在相对较高的标准差，但这与受试者和不同重复之间的绝对浓度差异有关，而与释放曲线形状的差异无关，且各受试者的重复数据表现出与其相似的特征释放曲线。结合图2发现，受试者2和3表现出与总释放曲线相同的释放模式，而其余两名受试者显示出不同的特征，再一次验证了个体差异性的作用；有3 名受试者在吞咽点均表现出相同的释放模式，且与总香气释放曲线一致，即在吞咽后早期香气释放有所升高。而受试者4在吞咽点时香气释放出现峰值，且在吞咽后早期释放量达到最低，这一现象有可能是其吞咽动作延迟造成的。
2.4 吞咽前和吞咽后香气释放
从原始数据中提取吞咽前、后数据并用于统计分析，发现总体组间吞咽前、后挥发性释放量存在一定差异，但是吞咽前（W=0.91，P＜0.05）和吞咽后释放一致性（W=0.84，P＜0.05）均较高，表明该小组吞咽前、后的平均数据具有一定的代表性，可直接比较受试者小组平均释放量的差异以探究吞咽事件对香气释放动力学的影响。
结果显示，受试者小组吞咽前和吞咽后VOCs的释放量有差异，且吞咽前的释放量要高于吞咽后。结果显示，各个受试者在吞咽前、后的释放量变化较大。总体来看，除受试者1外，均为吞咽前释放量高于吞咽后，与小组总释放情况相一致。
VOCs通常都具有一定的疏水性，即为辛醇和水之间的分配系数，结果以对数标度（lgP）表示。为进一步研究疏水性不同的挥发物在口腔加工期间的释放行为，尤其是对于吞咽前-后释放差异的影响，分别分析在口腔加工过程中采集的呼气中的主要挥发物己醛、单萜烯及桉叶油醇在吞咽前、后的释放状况。在此之前比较这3 类挥发物在吞咽前-后释放量的个体和小组等级排序，3 类物质的个体释放与总释放之间均存在较高的一致性。
通过比较己醛、桉叶油醇及单萜烯在吞咽前、后的总体释放趋势，发现这3 类物质在吞咽前和吞咽后的分布存在较大差异：己醛在吞咽前阶段的释放量明显高于吞咽后；桉叶油醇、单萜烯在吞咽前和吞咽后的释放量分布与己醛相比差异较小，桉叶油醇的吞咽前释放量也高于吞咽后，而单萜烯则与以上2 种物质相反，其在吞咽后阶段有较大的香气释放量。这3 类物质均表现为一定的疏水性，己醛、桉叶油醇及单萜烯的疏水性呈递增趋势，由此可得出结论：挥发物的疏水性越强，吞咽后释放量也随之增多。
通过观察单个小组成员关于这3 类物质在吞咽前、后的相对释放量，显示出相当大的差异性，但是总体来看，受试者的释放趋势与小组释放趋势大致相同。特别地，受试者4关于单萜烯类的吞咽前后释放与其他受试者相反，其吞咽前释放量明显较高，推测该受试者延迟了吞咽动作。此时需要说明的是，受试者1在吞咽后期几乎未检测到桉叶油醇，因此将其排除，仅有3 名受试者的释放数据用于统计分析。
结 论
本实验使用Tedlar?采样袋结合SPME-GC-MS法检测食物（红烧肉）的香气释放，并明确不同口腔加工阶段呼气中的主要挥发性组分，为食物的香气释放提供一种新的检测方法。在研究受试者口腔加工过程中VOCs的动态释放时，个体差异性不可避免，上述结果均基于所有小组成员的总体或者个体平均数据进行分析。通过观察总香气释放曲线，发现在不同口腔加工阶段VOCs的释放存在较大差异，口腔中不存在平衡状态，香气释放始终处于动态变化；在自由咀嚼模式下，各受试者具有其特征香气释放曲线，但释放趋势与总香气释放存在一定的规律性，且吞咽后前期与吞咽点相比香气释放量有所增多；另外，咀嚼时间（r=0.910，P＜0.01）和咀嚼次数（r=0.851，P＜0.01）与香气释放存在极显着正相关性；对吞咽前和吞咽后的香气释放进行统计学分析，观察2 个阶段之间的个体差异和组间差异。
从吞咽前、后的释放比率看，吞咽前阶段通常具有较大的香气释放量；VOCs都具有一定的疏水性（lgP），且随着疏水性高低变化，吞咽前和吞咽后的释放比率也随之改变。本实验分析了疏水性差异较大的3 类主要挥发物在吞咽前和吞咽后阶段的分布，其在吞咽前、后的释放量均存在较大差异，且随着VOCs疏水性的增高，吞咽后香气释放的比率增加。
本实验为口腔中的香气释放提供了一个新的研究思路，且生成的释放曲线信息可以作为数据样本，输入到未来人类口腔加工和风味释放的计算模型中，为不同口腔加工阶段的香气释放和感官感知的研究提供基础；也可以更好地了解食品基质（如脂肪）在食品香气释放动力学中的作用，可优化需要一定香气特征的食品配方，并有助于开发新型加工食品。但该研究仍旧存在一些局限性，特别是红烧肉口腔加工过程中呼出的主要VOCs的范围有限，可能不足以代表食品系统中所有风味物质的释放行为。在以后的研究中可根据所关注的产品，解析其他VOCs的释放规律以反映目标产品的实际香气释放动力学。
