水牛酸凝乳和黑白花酸凝乳中挥发性风味物质的对比研究

姚春杰，李全阳，黄忠闯

（广西大学轻工与食品工程学院，南宁 530004）

水牛酸凝乳和黑白花酸凝乳中挥发性风味物质的对比研究

姚春杰，李全阳，黄忠闯

（广西大学轻工与食品工程学院，南宁 530004）

以水牛奶和黑白花牛奶为原料，利用同时蒸馏萃取(SDE)提取水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中的风味物质，进一步采用GCMS分析。结果表明，水牛酸凝乳中鉴定出18种风味成分；黑白花牛酸凝乳中共鉴定出16种风味成分。主要呈味物质2，3-丁二酮在水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中相对质量分数别为2.95%和3.06%。

同时蒸馏萃取；GC-MS联用；水牛酸凝乳；黑白花牛酸凝乳；风味物质

0 引言

水牛奶是一种优质奶源[1]，深受当地消费者的喜爱，因此探索水牛酸凝乳的风味特性是非常有意义的。有关发酵乳风味物质的研究，A.Ott等人通过各种萃取技术配合GC-MS在发酵酸乳中鉴定出91种风味物质[2]。P.Pollien等研究了SDE技术对酸乳香精风味物质萃取的影响[3]。王伟君等人考察了乳酸菌单菌发酵乳的产香特性，结果共鉴定出13种相关的风味成分[4]。葛武鹏等人使用固相微萃取测定出牛、羊奶酸乳分别含有48和50种挥发性风味物质[5]。李锋等人鉴定出普通酸乳含有28种风味物质[6]。

由此可知，目前国内外关于水牛酸凝乳风味物质的分析研究还未见报道，因此，本实验采用同时蒸馏萃取和GC-MS技术，测定了水牛酸凝乳的风味物质，为水牛乳制品的开发提供理论基础。

1 实验

1.1 材料

水牛酸凝乳（为广西本地水牛与印度摩拉水牛杂交后代所产牛奶，文中简称为水牛奶，密度为1.032× 103kg/m3，干物质质量分数18.32%，蛋白质质量分数4.46%，脂肪质量分数7.87%）为原料，水牛奶添加量为92.0%，蔗糖添加量为8.50%。以实验室保存的保加利亚杆菌和嗜热链球菌为菌种，两者按照1∶1比例接种2%，41.7℃下发酵，滴定酸度达到100°T时停止发酵，取出样品在4℃条件下后熟24 h，开始检测。

黑白花牛酸凝乳：利用新鲜优质的牛奶（文中简称为黑白花牛奶，密度1.026×103kg/m3，干物质质量分数12.94%，蛋白质质量分数3.10%，脂肪质量分数3.18%）为原料，牛奶添加量为95.0%，蔗糖添加量为8.0%（均为质量分数），以实验室保存的保加利亚杆菌和嗜热链球菌为菌种，两者按照1︰1比例接种2%，41.9℃下发酵，滴定酸度达到100°T时停止发酵，取出样品在4℃条件下后熟24 h，开始检测。

1.2 仪器

气-质谱联用仪（GC-MS-QP5050A）；GC-17A气相色谱仪；同时蒸馏萃取装置；DLSB-520低温冷却液循环泵。

采用日本岛津公司生产的气-质联用仪。所用色谱柱为DB-1毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm）。选择程序升温方式，起始温度60℃，保持2 min，以5℃/min的升温到150℃，再以8℃/min的速率升温到240℃；载气为氦气；进样口温度为270℃；进样量为1 μL；进样方式为手动；分流比为60∶1；电离方式为E I；电子倍增参电压为1.25 kV；溶剂延迟时间为3 min。

1.3 方法

将200 mL酸凝乳样品与200 mL水混合均匀，然后溶于1 000 mL圆底烧瓶中，接入SDE装置的一端，（95±1）℃水浴加热；取40 mL乙醚接入SDE装置的另一端，用（40±1）℃水浴加热；接通低温冷却液循环泵。同时蒸馏萃取4 h后取下醚瓶，冷却，加入无水硫酸钠干燥，4℃静止4～7 h，过滤除去硫酸钠，用低速高纯氮气吹扫浓缩至1 mL保存于样品瓶中，备用。

1.4 数据处理

在NIST标准质谱库中自动检索各组分质谱数据，并参考标准图谱[7]对检测结果进行分析和确认，按照各组分锋面积归一化法计算各组分相对质量分数。

2 结果与分析

2.1 两种酸凝乳的总体比较

采用同时蒸馏萃取水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳风味物质，并用GC-MS进行分析鉴定，结果如图1和图2所示。

利用计算机谱库（NIST）各组份质谱数据，对图1和图2的结果进行匹配检索定性，匹配度和纯度大于80（最大值100）作为鉴定结果。由图1和图2可以看出，水牛酸凝乳共得到27个主要峰，黑白花牛酸凝乳共得到25个主要峰；水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的总离子流图相似，但水牛酸凝乳中大多数挥发性物质的锋面积要大于黑白花牛酸凝乳的峰面积。这说明与黑白花牛酸凝乳相比，水牛酸凝乳中大部分挥发性物质的相对质量分数较高，具体鉴定结果如表1和表2所示。

由表1可以看出，水牛酸凝乳中共鉴定出18种风味成分，这些物质主要包括羧酸及脂肪酸类、醇类、酮类、醛类和酯类。对水牛酸凝乳风味贡献较大的物质是酸类、醇类、醛类和酮类化合物，这些物质占总挥发性风味物质的95.04%。质量分数最大的3种物质依次是苯甲酸（25.61%）、2-呋喃甲醇（15.00%）、糠醛（13.82%）。综合分析认为，水牛酸凝乳中挥发性风味物质主要由糠醛、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-壬内酯、2-十三酮、月桂酸、δ-十二内酯、2-十二酮、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸组成，这些物质主要来源是乳中乳糖、乳脂肪和乳蛋白质经过发酵作用产生的[8]。

表1 水牛酸凝乳鉴定结果

由表2可以看出，黑白花牛酸凝乳共鉴定出16种风味成分，种类最多的也是酸类化合物，质量分数也最高，占挥发性成分的84.26%，质量分数最大的3种化合物分别是葵酸（21.02%）、辛酸（19.58%）、己酸（17.63%）。综合分析认为，黑白花酸凝乳挥发性物质主要由丁酸、2-呋喃甲醇、2，3-戊二酮、己酸、2-壬酮、辛酸、2-十一酮、葵酸、δ-壬内酯、2-十三酮、月桂酸、δ-十二内酯、2-十二酮、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸组成。

由表1和表2可以看出，丁酸在水牛酸凝乳中没有检测到，而苯甲酸乙酯、苯甲酸、糠醛在黑白花牛酸凝乳中没有检测到。其中2-呋喃甲醇、己酸、辛酸、葵酸4种风味物质鉴定结果差别比较大，2-呋喃甲醇在水牛酸凝乳质量分数较高，而己酸、辛酸、葵酸在黑白花牛酸凝乳中的质量分数要高于水牛酸凝乳。但从总体组成上看水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳挥发性风味物质种类基本相同。水牛酸凝乳以酸类60.76%，醇类15.59%，醛类13.82%，酮类4.86%为主；黑白花酸凝乳以酸类84.26%和酮类7.18%为主。虽然种类差别不大，但是由于各类物质的质量分数不同，所以风味贡献度存在明显差别。

表2 黑白花牛酸凝乳鉴定结果

其中双乙酰(丁二酮)作为发酵酸乳的呈味化合物，对发酵乳的风味有很大影响[9]。也有研究表明发酵乳中特征风味物质如乙醛和双乙酰等质量分数的高低及其比例直接影响酸乳的口感[10]。检测结果显示黑白花酸凝乳中的丁二酮质量分数略大于水牛酸凝乳。但感官评定实际口感并非黑白花牛酸凝乳优于水牛酸凝乳，因此可以看出，丁二酮是酸乳的重要风味物质之一，但并非是决定性物质[11]。发酵乳的风味特征是醇、醛、酮、酸、酯等综合作用的结果，不能由简单的几种物质表征酸乳的真实风味。

2.2 两种酸凝乳主要风味物质的异同

在挥发性物质萃取过程中，挥发性成分的挥发、分解以及不饱和物质的氧化、降解，从而会减少挥发性风味物质的种类和质量分数。实验对水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳香气成分的异同进行了研究，对水牛酸凝乳的开发具有重要价值。

水牛酸凝乳与黑白花牛酸凝乳相比，相同的成分有15种，其中酸类7种、酮类5种、酯类2种、醇类1种，相同的成分占水牛酸凝乳总挥发性成分的55.89%。水牛酸凝乳中各类挥发性风味物质如表1和表2所示。

与黑白花牛酸凝乳相比，水牛酸凝乳中酸类和酮类的种类较多，在水牛酸凝乳中检测到苯甲酸，而在黑白花牛酸凝乳中并没有检测到。从酸乳风味上来讲，己酸、辛酸、癸酸等在两种酸乳中都得到了检测，其中水牛酸凝乳中油酸的质质量分数要高于黑白花牛酸凝乳中的质量分数。酮类多由不饱和脂肪酸的氧化、热降解，氨基酸降解或微生物代谢产生的[13]。水牛酸凝乳中的酮类化合物是2，3-戊二酮、2-壬酮、2-十一酮、2-十三酮和2-十二酮。这些酮类物质使酸乳具有特有的风味特征，例如，2-十一酮能表现出水果昧、新鲜味[17]，2，3-丁二酮是酸乳的主要风味物质，在两种酸乳中质量分数都不低，从而保证了整体风味正常[14，15]。此外，对酸乳的风味作用较大的还有酯类化合物和醛类化合物，水牛酸凝乳中含有苯甲酸乙酯、δ-壬内酯和δ-十二内酯3种酯类化合物，且糠醛和苯甲酸乙酯质量分数分别高达13.82%和0.72%，而黑白花牛酸凝乳含有δ-壬内酯和δ-十二内酯2种酯类化合物，并没有检测到苯甲酸乙酯和糠醛。相对于黑白花牛酸凝乳，2-呋喃甲醇在水牛酸凝乳中的质量分数为15%，远远高于黑白花牛酸凝乳中的质量分数（1.02%）,这或许是水牛酸凝乳比黑白花牛酸凝乳风味更浓郁的原因之一。

3 结论

采用同时蒸馏萃取(SDE)和GC-MS技术分别对水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的风味物质进行分析。结果表明，水牛酸凝乳中的风味物质质量分数和种类大于黑白花牛酸凝乳。酸类是水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的主要风味物质，在水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中的质量分数分别为62.72%和84.26%。

水牛酸凝乳中风味物质，共鉴定出18种风味成分，其中酸类8种、酮类5种、酯类3种、醇类1种、醛类1种，占总挥发性成分的95.04%；黑白花牛酸凝乳共鉴定出16种风味成分，其中酸类8种、酮类5种、酯类2种、醇类1种，占挥发性成分的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

广西大学人才资助项目（XGZ090325）。

姚春杰（1984-），女，硕士，研究方向乳制品科学与技术。

李全阳