復合穩定劑對牦牛酸奶后熟過程中風味的影響

張莉，陳煉紅，張巖，蔣騫

1. 四川省食品發酵工業研究設計院有限公司（成都 611130）；2. 西南民族大學食品科學與技術學院（成都 610041）；3. 西南民族大學畜牧獸醫學院（成都 610041）

近年來，我國乳制品消費市場增長迅速，其中發酵乳制品作為乳品市場的主要產品之一，受到廣大消費者的青睞。牦牛乳因其獨特的風味、較高的營養價值及綠色天然的品質[1]，逐漸被廣大消費者所認可。由于牦牛乳中的干物質含量顯著高于其他品種的牛乳[2]，因此是天然優質的發酵乳原料之一，但是牧民傳統手工生產工藝制作的牦牛酸奶往往存在產品穩定性差、風味釋放性能較差及乳清分離等現象。然而，在酸奶生產過程中，可以通過添加適量的穩定劑以改善酸奶產品的組織狀態及口感，并有助于延長酸奶產品的保質期[3-6]，但是添加穩定劑后也會對酸奶本身的風味有所影響[7-8]。關于穩定劑對酸奶影響的研究主要集中于酸奶的感官、理化性質及質構特性等方面，而對風味影響的研究較少。試驗通過測定添加不同穩定劑酸奶在不同后熟時間風味物質的變化，研究復合穩定劑[結冷膠、聚葡萄糖、羧甲基纖維素鈉（CMCNa）]對牦牛酸奶在后熟過程中風味成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

牦牛乳（采自四川省阿壩州紅原縣哈拉瑪村）；乳酸菌（北京川秀科技有限公司）；結冷膠（食品級，源葉生物有限公司）；聚葡萄糖（食品級，河北百優生物科技有限公司）；CMC-Na（食品級，河北格貝達生物科技有限公司）；氯化鈉、酚酞、氫氧化鈉等（均為分析純，成都成華區怡語化學實驗設備經營部）。

Tarce DSQ氣相色譜-質譜聯用儀（美國Thermo）；GHP-9080恒溫培養箱（上海齊欣科學儀器有限公司）；PL303分析天平（梅特勒托利多儀器有限公司）；NS1001L型高壓均質機（德國GEA-Niro公司）；5804離心機（德國艾本德公司）。

1.2 凝固型牦牛酸奶的加工工藝

生鮮牦牛乳→預熱（60 ℃）→添加穩定劑與甜味劑→均質→殺菌（90～95 ℃、10 min）→冷卻（40～43 ℃）→接種發酵劑→分裝→43 ℃發酵→4 ℃冷藏后熟24 h→成品

操作要點：檢驗合格的生鮮牦牛乳預熱至60 ℃，加5%蔗糖和相應的穩定劑，攪拌均勻，在30 MPa、65 ℃條件下均質，滅菌后冷卻至40～43 ℃，加入1 g/500 mL混合乳酸菌發酵劑，于43 ℃恒溫發酵4～5 h，最后于4 ℃后熟24 h。

1.3 風味物質測定

根據1.2小節的工藝，在前期試驗基礎上，對未添加穩定劑（空白照）、添加不同單一穩定劑（結冷膠0.05%、聚葡萄糖4%、CMC-Na 0.09%）、復配穩定劑（結冷膠添加量0.07%、聚葡萄糖添加量4%、CMC-Na添加量0.07%）的酸奶，采用固相微萃取（HS-SPME）結合氣相色譜質譜聯用（GC-MS）技術測定冷藏后熟1，2和7 d揮發性風味物質[9]。

測定方法：將10 g牦牛酸奶樣品裝入頂空進樣瓶內，加入3 g氯化鈉，加蓋密封，樣品預孵化10 min后用萃取頭吸附30 min，吸附溫度為45 ℃，于230 ℃解析3 min，進行GC-MS分析。

檢測條件：參考郭文奎[10]的方法，并稍作修改。色譜條件：采用HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為氦氣，流速1.0 mL/min，采用不分流模式；進樣口溫度230 ℃；升溫程序：起始溫度40 ℃保持4 min，以5 ℃/min的升溫速率升至100 ℃，并保持2 min，以10 ℃/min的升溫速率升至220 ℃，并保持5 min。質譜條件：EI電離源70 eV；離子源溫度250 ℃，質量掃描范圍35～400 amu；發射電流100 μA，檢測電壓1.4 kV。

定性方法：利用Xcalibur軟件系統自帶NIST08標準庫對MS結果進行自動檢索，要求正反向匹配因子大于800，結合文獻描述對結果進行定性[11]。定量方法：按面積歸一法進行各揮發性風味物質定量分析[12]。

2 結果與分析

2.1 揮發性風味物質的種類分析

由表1可以觀察到：添加穩定劑后酸奶在后熟過程中檢出的酮、醛、醇、酸類風味物質的個數均多于空白組，檢出酯類風味物質的個數與空白組差異不大，檢出烴類與其他類風味物質的個數少于空白組；從檢出風味物質的相對含量分析，添加穩定劑后酸奶在后熟過程中檢出的酮類、醛類、酯類風味物質的相對含量高于空白組，而烴類風味物質的相對含量低于空白組。

表1 揮發性風味物質分類統計

添加4%聚葡萄糖的酸奶酮類、醇類風味物質的種類與相對含量均高于其他組，添加0.09% CMC-Na的酸奶醛類風味物質的種類與相對含量均高于其他組；添加復合穩定劑的酸奶的酸類、酯類風味物質的種類與相對含量均高于其他組；添加0.05%結冷膠的酸奶中其他類風味物質的種類與相對含量均高于其他組。

2.2 揮發性風味物質變化分析

酮類化合物使凝固型牦牛酸奶具有特有的風味特征，2，3-丁二酮表現有強烈的奶油味，3-羥基-2-丁酮有黃油味[13]。表2中檢測到18種酮類化合物，其中2，3-丁二酮與3-羥基-2-丁酮在各檢出組中的平均含量占比分別為12.17%和18.59%，遠高于其他酮類化合物。隨著后熟時間延長，空白組與復合穩定劑組含量均呈上升趨勢；3-羥基-2-丁酮在結冷膠組含量呈持續下降趨勢，在其他組均呈先升后降為零趨勢。復合穩定劑組中酮類化合物含量變化幅度最小，穩定效果最好。

表2 主要揮發性風味成分比較

接表2

酸奶中多種氧化風味來源于醛類，使其成為酸奶風味成分重要組成[14]，有研究發現其主要由乳酸菌發酵，乳糖降解，丙酮酸脫羧作用形成，或是由形成中間產物乙酰輔酶A的方式形成。醛類化合物在此次試驗酸奶樣品中相對含量較低。各組醛類物質在7 d時含量與2 d時相比總體呈下降趨勢。其中乙醛風味閾值較低，含量較高，呈醚香，稀釋有果香和清香，是酸奶的主要風味物質[15]。在空白組、結冷膠組、CMC-Na組、復合穩定組中都穩定存在。

酸奶中的醇類主要由乳酸菌發酵糖作用產生，在不同風味成分轉換中作用較大，其嗅覺閾值較低，所以香氣值較高，可使酸奶具有特殊香氣，也可作為優良溶劑溶解其他香氣物質[16-17]。隨著酸奶后熟時間延長，醇類化合物的含量逐漸增大，其中復合穩定劑組增加2.5%。

對發酵食品而言，酸類物質不僅提供酸味，還提供一定風味，另外還是合成酯類化合物的前體物質之一，酸類化合物在口感、滋味上表現明顯[18]。陳一萌等[5]的研究表明酸類物質能給予酸奶以嗅覺上的清爽感及味覺上的爽口感。乙酸能表現出醋酸味，丁酸能表現出多汁味、奶酪味，辛酸能表現出臭味與多汁味，癸酸能表現出腐臭味[19-20]。己酸是其中含量最高的酸類，有腐爛銀杏種子的特殊臭味[21]。在空白組與各單一穩定劑組己酸含量無明顯變化，而在復合穩定劑組中己酸含量由10.5%下降到7.01%，說明復合穩定劑對酸奶氣味有一定正面作用。

酯類由酸、醇合成，風味閾值低，雖然分離檢測中化合物含量少，但對酸奶風味影響較大。分離檢測到的酯類化合物，多由脂肪酸酯和內酯類組成，其中乙酸乙酯含量較高，在常溫下有較強的揮發性，即使濃度較低時，也有較濃郁味道，其表現為水果花香味。該物質除了在CMC-Na組后熟7 d時含量較2 d時下降0.16%，在其余組的含量均呈上升趨勢。內酯類化合物源于脂肪的降解，由4或5-羥基酸經環化反應生成，有奶香氣息，其中的δ-葵內酯具有椰子及桃子樣果香香氣，低濃度時呈奶油香氣，丁位癸內酯具有桃子、乳脂香氣[22]。δ-葵內酯含量基本不變，丁位癸內酯含量在檢出組呈總體下降趨勢。

酸奶揮發性成分中還存在多種烴類物質，主要包括烯烴和烷烴。徐賽等[23]研究發現烷烴因其香氣閾值較高，同時相對含量較低，故對酸奶風味影響有限；烯烴的香氣閾值較低且香氣特殊，因此對酸奶的風味有一定貢獻。

在其他類化合物中，都有二甲基砜化合物存在，它是一種有機硫化物，有奇臭，有助于人體合成膠原蛋白，多作為保健品大量應用[24]。此物質在單一穩定劑組含量變化不大，但在復合穩定劑組中的含量由0.35%下降到0.09%，說明復合穩定劑對該物質有一定抑制效果。

3 結論

穩定劑的添加對于牦牛酸奶的風味成分具有一定的影響。添加不同穩定劑制作的酸奶在后熟過程風味成分中，酮類化合物含量最高，其次是酸類、醇類、醛類，酯類含量最低；隨著后熟時間的延長，空白組中檢出的揮發性風味物質成分差異不大，在冷藏后熟2 d時，結冷膠組與復合穩定劑組風味物質具有更好的穩定性效果；冷藏后熟7 d與2 d相比，復合穩定劑組檢出風味物質穩定效果。綜合得出使用復合穩定劑制作的酸奶風味成分更加穩定，有助于酸奶產品質量的穩定。