水牛酸凝乳和黑白花酸凝乳中揮發性風味物質的對比研究

姚春杰，李全陽，黃忠闖

（廣西大學輕工與食品工程學院，南寧 530004）

水牛酸凝乳和黑白花酸凝乳中揮發性風味物質的對比研究

姚春杰，李全陽，黃忠闖

（廣西大學輕工與食品工程學院，南寧 530004）

以水牛奶和黑白花牛奶為原料，利用同時蒸餾萃取(SDE)提取水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中的風味物質，進一步采用GCMS分析。結果表明，水牛酸凝乳中鑒定出18種風味成分；黑白花牛酸凝乳中共鑒定出16種風味成分。主要呈味物質2，3-丁二酮在水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中相對質量分數別為2.95%和3.06%。

同時蒸餾萃取；GC-MS聯用；水牛酸凝乳；黑白花牛酸凝乳；風味物質

0 引言

水牛奶是一種優質奶源[1]，深受當地消費者的喜愛，因此探索水牛酸凝乳的風味特性是非常有意義的。有關發酵乳風味物質的研究，A.Ott等人通過各種萃取技術配合GC-MS在發酵酸乳中鑒定出91種風味物質[2]。P.Pollien等研究了SDE技術對酸乳香精風味物質萃取的影響[3]。王偉君等人考察了乳酸菌單菌發酵乳的產香特性，結果共鑒定出13種相關的風味成分[4]。葛武鵬等人使用固相微萃取測定出牛、羊奶酸乳分別含有48和50種揮發性風味物質[5]。李鋒等人鑒定出普通酸乳含有28種風味物質[6]。

由此可知，目前國內外關于水牛酸凝乳風味物質的分析研究還未見報道，因此，本實驗采用同時蒸餾萃取和GC-MS技術，測定了水牛酸凝乳的風味物質，為水牛乳制品的開發提供理論基礎。

1 實驗

1.1 材料

水牛酸凝乳（為廣西本地水牛與印度摩拉水牛雜交后代所產牛奶，文中簡稱為水牛奶，密度為1.032× 103kg/m3，干物質質量分數18.32%，蛋白質質量分數4.46%，脂肪質量分數7.87%）為原料，水牛奶添加量為92.0%，蔗糖添加量為8.50%。以實驗室保存的保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌為菌種，兩者按照1∶1比例接種2%，41.7℃下發酵，滴定酸度達到100°T時停止發酵，取出樣品在4℃條件下后熟24 h，開始檢測。

黑白花牛酸凝乳：利用新鮮優質的牛奶（文中簡稱為黑白花牛奶，密度1.026×103kg/m3，干物質質量分數12.94%，蛋白質質量分數3.10%，脂肪質量分數3.18%）為原料，牛奶添加量為95.0%，蔗糖添加量為8.0%（均為質量分數），以實驗室保存的保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌為菌種，兩者按照1︰1比例接種2%，41.9℃下發酵，滴定酸度達到100°T時停止發酵，取出樣品在4℃條件下后熟24 h，開始檢測。

1.2 儀器

氣-質譜聯用儀（GC-MS-QP5050A）；GC-17A氣相色譜儀；同時蒸餾萃取裝置；DLSB-520低溫冷卻液循環泵。

采用日本島津公司生產的氣-質聯用儀。所用色譜柱為DB-1毛細管柱（30m×0.25mm×0.25μm）。選擇程序升溫方式，起始溫度60℃，保持2 min，以5℃/min的升溫到150℃，再以8℃/min的速率升溫到240℃；載氣為氦氣；進樣口溫度為270℃；進樣量為1 μL；進樣方式為手動；分流比為60∶1；電離方式為E I；電子倍增參電壓為1.25 kV；溶劑延遲時間為3 min。

1.3 方法

將200 mL酸凝乳樣品與200 mL水混合均勻，然后溶于1 000 mL圓底燒瓶中，接入SDE裝置的一端，（95±1）℃水浴加熱；取40 mL乙醚接入SDE裝置的另一端，用（40±1）℃水浴加熱；接通低溫冷卻液循環泵。同時蒸餾萃取4 h后取下醚瓶，冷卻，加入無水硫酸鈉干燥，4℃靜止4～7 h，過濾除去硫酸鈉，用低速高純氮氣吹掃濃縮至1 mL保存于樣品瓶中，備用。

1.4 數據處理

在NIST標準質譜庫中自動檢索各組分質譜數據，并參考標準圖譜[7]對檢測結果進行分析和確認，按照各組分鋒面積歸一化法計算各組分相對質量分數。

2 結果與分析

2.1 兩種酸凝乳的總體比較

采用同時蒸餾萃取水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳風味物質，并用GC-MS進行分析鑒定，結果如圖1和圖2所示。

利用計算機譜庫（NIST）各組份質譜數據，對圖1和圖2的結果進行匹配檢索定性，匹配度和純度大于80（最大值100）作為鑒定結果。由圖1和圖2可以看出，水牛酸凝乳共得到27個主要峰，黑白花牛酸凝乳共得到25個主要峰；水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的總離子流圖相似，但水牛酸凝乳中大多數揮發性物質的鋒面積要大于黑白花牛酸凝乳的峰面積。這說明與黑白花牛酸凝乳相比，水牛酸凝乳中大部分揮發性物質的相對質量分數較高，具體鑒定結果如表1和表2所示。

由表1可以看出，水牛酸凝乳中共鑒定出18種風味成分，這些物質主要包括羧酸及脂肪酸類、醇類、酮類、醛類和酯類。對水牛酸凝乳風味貢獻較大的物質是酸類、醇類、醛類和酮類化合物，這些物質占總揮發性風味物質的95.04%。質量分數最大的3種物質依次是苯甲酸（25.61%）、2-呋喃甲醇（15.00%）、糠醛（13.82%）。綜合分析認為，水牛酸凝乳中揮發性風味物質主要由糠醛、2-呋喃甲醇、2，3-戊二酮、己酸、2-壬酮、苯甲酸乙酯、辛酸、苯甲酸、2-十一酮、葵酸、δ-壬內酯、2-十三酮、月桂酸、δ-十二內酯、2-十二酮、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸組成，這些物質主要來源是乳中乳糖、乳脂肪和乳蛋白質經過發酵作用產生的[8]。

表1 水牛酸凝乳鑒定結果

由表2可以看出，黑白花牛酸凝乳共鑒定出16種風味成分，種類最多的也是酸類化合物，質量分數也最高，占揮發性成分的84.26%，質量分數最大的3種化合物分別是葵酸（21.02%）、辛酸（19.58%）、己酸（17.63%）。綜合分析認為，黑白花酸凝乳揮發性物質主要由丁酸、2-呋喃甲醇、2，3-戊二酮、己酸、2-壬酮、辛酸、2-十一酮、葵酸、δ-壬內酯、2-十三酮、月桂酸、δ-十二內酯、2-十二酮、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸組成。

由表1和表2可以看出，丁酸在水牛酸凝乳中沒有檢測到，而苯甲酸乙酯、苯甲酸、糠醛在黑白花牛酸凝乳中沒有檢測到。其中2-呋喃甲醇、己酸、辛酸、葵酸4種風味物質鑒定結果差別比較大，2-呋喃甲醇在水牛酸凝乳質量分數較高，而己酸、辛酸、葵酸在黑白花牛酸凝乳中的質量分數要高于水牛酸凝乳。但從總體組成上看水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳揮發性風味物質種類基本相同。水牛酸凝乳以酸類60.76%，醇類15.59%，醛類13.82%，酮類4.86%為主；黑白花酸凝乳以酸類84.26%和酮類7.18%為主。雖然種類差別不大，但是由于各類物質的質量分數不同，所以風味貢獻度存在明顯差別。

表2 黑白花牛酸凝乳鑒定結果

其中雙乙酰(丁二酮)作為發酵酸乳的呈味化合物，對發酵乳的風味有很大影響[9]。也有研究表明發酵乳中特征風味物質如乙醛和雙乙酰等質量分數的高低及其比例直接影響酸乳的口感[10]。檢測結果顯示黑白花酸凝乳中的丁二酮質量分數略大于水牛酸凝乳。但感官評定實際口感并非黑白花牛酸凝乳優于水牛酸凝乳，因此可以看出，丁二酮是酸乳的重要風味物質之一，但并非是決定性物質[11]。發酵乳的風味特征是醇、醛、酮、酸、酯等綜合作用的結果，不能由簡單的幾種物質表征酸乳的真實風味。

2.2 兩種酸凝乳主要風味物質的異同

在揮發性物質萃取過程中，揮發性成分的揮發、分解以及不飽和物質的氧化、降解，從而會減少揮發性風味物質的種類和質量分數。實驗對水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳香氣成分的異同進行了研究，對水牛酸凝乳的開發具有重要價值。

水牛酸凝乳與黑白花牛酸凝乳相比，相同的成分有15種，其中酸類7種、酮類5種、酯類2種、醇類1種，相同的成分占水牛酸凝乳總揮發性成分的55.89%。水牛酸凝乳中各類揮發性風味物質如表1和表2所示。

與黑白花牛酸凝乳相比，水牛酸凝乳中酸類和酮類的種類較多，在水牛酸凝乳中檢測到苯甲酸，而在黑白花牛酸凝乳中并沒有檢測到。從酸乳風味上來講，己酸、辛酸、癸酸等在兩種酸乳中都得到了檢測，其中水牛酸凝乳中油酸的質質量分數要高于黑白花牛酸凝乳中的質量分數。酮類多由不飽和脂肪酸的氧化、熱降解，氨基酸降解或微生物代謝產生的[13]。水牛酸凝乳中的酮類化合物是2，3-戊二酮、2-壬酮、2-十一酮、2-十三酮和2-十二酮。這些酮類物質使酸乳具有特有的風味特征，例如，2-十一酮能表現出水果昧、新鮮味[17]，2，3-丁二酮是酸乳的主要風味物質，在兩種酸乳中質量分數都不低，從而保證了整體風味正常[14，15]。此外，對酸乳的風味作用較大的還有酯類化合物和醛類化合物，水牛酸凝乳中含有苯甲酸乙酯、δ-壬內酯和δ-十二內酯3種酯類化合物，且糠醛和苯甲酸乙酯質量分數分別高達13.82%和0.72%，而黑白花牛酸凝乳含有δ-壬內酯和δ-十二內酯2種酯類化合物，并沒有檢測到苯甲酸乙酯和糠醛。相對于黑白花牛酸凝乳，2-呋喃甲醇在水牛酸凝乳中的質量分數為15%，遠遠高于黑白花牛酸凝乳中的質量分數（1.02%）,這或許是水牛酸凝乳比黑白花牛酸凝乳風味更濃郁的原因之一。

3 結論

采用同時蒸餾萃取(SDE)和GC-MS技術分別對水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的風味物質進行分析。結果表明，水牛酸凝乳中的風味物質質量分數和種類大于黑白花牛酸凝乳。酸類是水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的主要風味物質，在水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中的質量分數分別為62.72%和84.26%。

水牛酸凝乳中風味物質，共鑒定出18種風味成分，其中酸類8種、酮類5種、酯類3種、醇類1種、醛類1種，占總揮發性成分的95.04%；黑白花牛酸凝乳共鑒定出16種風味成分，其中酸類8種、酮類5種、酯類2種、醇類1種，占揮發性成分的95.02%。

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Study of volatile flavor compounds of buffalo yogurt

YAO Chun-jie，LI Quan-yang，HUANG Zhong-chuang
（College of Light Industry and Food Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China）

As buffalo milk and holstein milk raw material,the volatile flavor components in buffalo and holstein yoghurt were extracted by simultaneous distillation extraction(SDE)and were further analyzed by GC/MS.The results show that total 18 different compounds are isolated and identified from buffalo yoghurt,the total 16 different compounds are isolated and identified from holstein yoghurt.The main flavor compounds 2,3-Butanedione in buffalo and holstein yoghurt relative content is 2.95%,3.06%.

simultaneous distillation extraction(SDE);GC-MS combined;buffalo yogurt;holstein yoghurt;flavor compounds

TS252.1，S823.9+1

A

1001-2230（2011）05-0007-03

2011-03-16

廣西大學人才資助項目（XGZ090325）。

姚春杰（1984-），女，碩士，研究方向乳制品科學與技術。

李全陽