市售切达奶酪的风味特性

殷俊玲，王默谊，刘小鸣，赵建新，张灏，陈卫

(江南大学 食品学院，江苏 无锡，214122)

市售切达奶酪的风味特性

殷俊玲，王默谊，刘小鸣*，赵建新，张灏，陈卫

(江南大学 食品学院，江苏 无锡，214122)

对来自4个国家、不同成熟时间的市售切达奶酪进行描述性感官评定与挥发性风味物质分析，通过主成分分析和聚类分析解析市售切达奶酪的风味特征和不同国家对切达奶酪风味感官评定的文化差异性，并采用偏最小二乘法探究挥发性风味物质与风味感官属性之间的关系。实验结果表明：切达奶酪的风味特征主要有奶香味、奶油味、硫味、酸味、鲜味、坚果味、肉汤味、成熟度、滋味强度等；不同国家感官评定使用的描述词存在差异，与美国感官评价员使用的描述词相比，我国感官评价员使用的描述词缺少乳清味、水果味、牛膻味，增加了腐臭味、不洁味、刺激性、成熟度等风味描述词；不同国家感官评定组区分不同切达奶酪依据的风味属性存在差异性，我国感官评价员主要通过奶香味、奶油味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度来区分切达奶酪。

切达奶酪；风味特征；感官分析；挥发性风味物质

切达奶酪是一种硬质奶酪，其独特的加工工艺“切达化”阶段赋予了奶酪质地和功能特性，是目前我国进口最多的奶酪品种[1]。已有研究强调了感官评定在奶酪风味研究方面的重要性[2]。描述性感观分析比较复杂，但是其检验结果能够分析不同样品感官特性之间的具体差异，提供样品的详细信息及改善样品质量的依据[3-5]。YANG[6]等人研究美国、中国、韩国评价员对紫苏油感官评定的文化差异比较研究，指出文化背景会影响感官属性的感知和对产品的描述。DRAKE[7]等人建立了切达奶酪感官分析体系中使用的感官描述词，美国感官评价员使用的描述词有17个，通过描述性感观分析方法研究了切达奶酪的风味特征，指出成熟初期切达奶酪主要呈现蒸煮味、乳清味、奶香味，而在成熟后期硫味、酸味、鲜味、坚果味、肉汤味、苦味等风味突出。江丽红[8]等人进行了市售陈年切达奶酪风味特征及喜好性研究，研究所得切达奶酪风味特征与DRAKE[7]等人研究结果相符，但是感官评价员使用的描述词是10个，包括奶香味、酸味、鲜味、坚果味、硫味、水果味、苦味、咸味、涩味、滋味强度，这与美国感官评价员使用的描述词不同。

鉴于风味是消费者选择奶酪的一个重要因素[9]，因此探究我国与其他国家对切达奶酪风味感官评定的文化差异性，将有利于开发适合我国消费者的切达奶酪产品。因此，本文以来自4个国家、不同成熟时间的切达奶酪为研究对象，采用描述性感官评定和气相色谱-质谱联用仪(gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS)，通过主成分分析(principal component analysis，PCA)、载荷分析、聚类分析(hierarchical cluster analysis，HCA)，阐明市售切达奶酪的风味特征，并探究不同国家对切达奶酪风味感官评定的文化差异性。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 奶酪样品

切达奶酪样品(共14种)来自美国、英国、新西兰、爱尔兰，详细信息见表1。其中成熟时间最短为5个月，最长为24个月。

1.1.2 试剂

CuSO4、K2SO4、H2SO4、NaOH、H3PO4、Na2HPO4、2-硫代巴比妥酸、石油醚、乙醚、K4Fe(CN)6、氨水、AgNO3、冰乙酸、乙酸锌、乙醇、酚酞、铬酸钾、庚酸甲酯，均为分析纯。

1.1.3 仪器设备

分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；pH计，梅特勒-托利多仪器有限公司；恒温水浴锅，上海森信实验仪器有限公司；半自动凯氏定氮仪，丹麦Foss公司；电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；自动电位滴定仪，瑞士METTLER公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海森信实验仪器有限公司；恒温恒湿培养箱，上海森信实验仪器有限公司；气相色谱-质谱联用仪，日本岛津GCMS-QP2100；85 um CAR/PDMS萃取头，Sigma公司。

1.2 实验方法

1.2.1 基本成分测定

切达奶酪样品的水分含量通过烘箱常压干燥法进行测定；蛋白质含量采用凯氏定氮法进行测定。脂肪含量采用用罗兹-哥特里法进行测定。盐分含量采用硝酸银-铬酸钾法测定。pH值通过pH计进行测定。每组实验平行3次。

1.2.2 感官分析

1.2.2.1 评价员筛选

参照国标[10]，在专业感官评价实验室里进行，设计考核内容包括基本味识别、差别检验、标度使用等，从20名大学生志愿者筛选出11位描述能力及感官灵敏度符合要求的感官评价员。

1.2.2.2 描述词的建立和描述性分析培训

本文感官词汇主要来自两个方面：相关文献中生成的描述词[4,11]、感官分析术语[12]。采用群体决策法[3]，形成切达奶酪感官分析体系中使用的描述词。按照国标[13]，对评价员进行一致性训练，每周培训2次，每次培训持续2 h，共40 h。

不同的奶酪样品按照随机顺序呈送，经过培训的感官评价员在感官评定实验室小隔间中，对奶酪样品的滋味感官属性进行0～15分测试评分。每批提供3～4个样品，每个样品重复2次。

1.2.3 挥发性风味物质分析

参照CHIN[14]等人的方法利用SPME-GC-MS进行切达奶酪中挥发性风味物质分析并略做修改。将奶酪样品打碎成小颗粒后，准确取3 g立即装入15 mL的萃取小瓶中，同时加入1 μL内标物质庚酸甲酯(0.27 mg/mL)，采用固相微萃取方法对各奶酪进行风味成分的提取。自动进样装置将萃取头CAR/PDMS(85 μm)插入萃取瓶中并暴露在样品上部的空气中，于60 ℃萃取40 min。

气谱条件为：HP Innowax毛细管柱；柱长及口径选择：30 m×0.25 mm×0.25 mm，进口温度为250 ℃，分流比为5，柱流速为1 mL/min，以氦气为载气；程序升温，初始温度为40 ℃，以5 ℃/min速度升温至230 ℃，保持15 min。

质谱条件为：离子化方式为EI，发射电流为200 μA，发射能量为70 eV，离子源温度为200 ℃，接口温度为280 ℃，质荷比为40～650。各物质检索与NIST和Varian2个标准谱库进行匹配，其物质含量根据其峰面积与内标物质峰面积及内标物质浓度进行计算，表示为μg/g奶酪或ng/g奶酪。

1.3 数据分析

使用SPSS17.0对实验数据进行单因素方差分析；采用Origin 8.0进行绘图；描述性感观数据进行PCA分析和HCA分析，挥发性风味物质与描述性感官数据进行偏最小二乘法(partial least squares method，PLS)分析，采用XLSTAT软件处理。

2 结果与讨论

2.1 基本成分

不同市售切达奶酪样品基本成分测定结果如表1所示。

表1 不同切达奶酪基本成分测定结果

注：同一列数据不同字母表示显著差异(P<0.05)，n=3。

由表1可知，各组切达奶酪的组成成分存在一定的差异性。从表1中数据可得来自美国的切达奶酪水分含量为34.36%～36.22%，脂肪含量为30.99%～32.04%，蛋白质含量为24.58%～25.35%，盐含量为0.66%～0.71%，pH值为5.44～5.51；来自英国的切达奶酪水分含量为34.84%～36.14%，脂肪含量为28.84%～29.83%，蛋白质含量为26.46%～29.88%，盐含量为0.69%～0.79%，pH值为5.43～5.67；来自新西兰的切达奶酪水分含量为32.12%～35.61%，脂肪含量为32.08%～34.45%，蛋白质含量为24.31%～25.13%，盐含量为0.65%～0.73%，pH值为5.48～5.55；来自爱尔兰的切达奶酪水分含量为33.42%～36.37%，脂肪含量为31.97%～32.05%，蛋白质含量为24.34%～26.02%，盐含量为0.70%～0.74%，pH值为5.54～5.62。不同来源的切达奶酪在基本组成上存在一定的差异,这是由于奶酪加工过程与成熟的复杂性造成，因此不同来源的切达奶酪的风味特征可能存在差异性。

2.2 切达奶酪风味描述性感官分析

感官评价员采用群体决策法形成由13种感官描述词组成建立了切达奶酪感官分析体系，如表2所示。与文献对比，DRAKE[15]等美国、新西兰、爱尔兰感官评价员使用的描述词分别有17、14、23种。我国感官评价员使用的描述词与美国感官评价员使用的描述词相比，有9种相同的描述词，包括奶香味、奶油味、硫味、肉汤味、坚果味、酸味、咸味、鲜味，而缺少乳清味、水果味、脂肪酸味、牛膻味、甜味等，增加了腐臭味、不洁味、刺激性、成熟度等风味属性描述词；与新西兰评价员使用的描述词相比，我国的描述词缺少发酵的、水果味、牛膻味、甜味，增加了硫味、坚果味、腐臭味、不洁味、刺激性风味属性描述词；与爱尔兰评价员使用的描述词相比，我国的描述词缺少蘑菇味、发霉的、洋葱味、焦糖味、水果味、烟熏味、肥皂味，增加了不洁味。综上所述，不同地域感官评价员使用的描述词存在差异性，这可能主要是文化差异和饮食习惯差异造成的。

表2 切达奶酪风味感官描述词

市售切达奶酪的气味与滋味描述性感官分析结果分别如表3、表4所示。表3数据显示，不同切达奶酪的气味存在差异性，然而不同的切达奶酪，随着成熟时间的增加，在气味上，其奶香味逐渐减弱，而硫味、坚果味、气味强度均增加。表4滋味感官数据显示了切达奶酪的各种滋味属性的强度，从表中数据可以看出，不同切达奶酪的滋味也存在差异。但是随成熟时间的增加，不同组切达奶酪的滋味特征都呈现出奶香、奶油风味减弱，而硫味、酸味、成熟度、滋味强度、坚果味等风味增强的变化趋势，这与DRAKE[16]等人研究得到的结果相一致。为了进一步分析各奶酪样品的滋味特征和样品之间的区别，采用主成分分析法解析了切达奶酪滋味描述性感官数据。

表3 切达奶酪的气味描述性感官分析结果

续表3

样品奶香味硫味肉汤味坚果味酸味咸味鲜味腐臭味刺激性气味强度A3455±052b955±052g727±047gh564±067d682±060b618±040b836±050g200±045abcd273±090abc827±065eA4445±069b1027±065h700±045g627±047ef700±100b645±052b991±054h273±065f345±052de973±079fB11018±060h455±069ab364±050c282±060b582±087a518±060a164±067a164±050ab236±067ab536±067aB2845±052g491±054b382±060c409±054c591±054a536±050a327±047bc173±079abc245±069ab545±052aB3655±082e645±052cd755±052h591±030de682±060b627±065b691±070f236±067def309±030cd673±090cdB4591±030d891±070f709±030gh655±052fg591±070a536±050a718±060f164±081ab227±047a618±040bcC1436±050b664±050d564±067d391±054c855±082c627±065b518±040d209±054bcde273±101abc627±047bcdC2518±040c609±030c582±040de591±083de573±047a509±030a782±075g327±047g391±030ef591±083abC3327±079a1064±067hi645±052f700±063g600±063a536±067a1036±081h236±067def309±054cd936±05fD1664±067ef427±047a191±054a155±052a555±069a491±070a364±050bc264±092ef336±050de827±065eD2600±045d882±060f618±060ef573±079de564±050a491±030a627±065ef227±047cdef291±07bcd936±050fD3418±040b1100±045i573±047de655±069fg936±050d645±082b1145±113i355±069g427±065f1082±060g

注：同一列数据不同字母表示显著差异(P<0.05)，n=11。

表4 切达奶酪的滋味描述性感官分析结果

注：同一列数据不同字母表示显著差异(P<0.05)，n=11。

切达奶酪样品和感官属性主成分分析结果如图1所示。

图1 切达奶酪样品和风味感官属性主成分分析图Fig.1 Principal component biplot of sensory analysis of cheddar cheese

主成分PC1和PC2可以解释整体变异的75.61%。样品与属性的距离越近，表明该样品具备的该种属性越强。特征载荷值如表5所示。

表5 特征载荷表

可知，第一主成分PC1主要与奶香味、奶油味负相关，与硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度正相关；第二主成分PC2主要与苦味、腐臭味、不洁味负相关，与肉汤味、坚果味、咸味正相关。由图1结合表4可以得出，B1和B2奶酪相比其他奶酪有较强的奶香味、奶油味，其次是A1、A2、D1奶酪的奶香味、奶油味较强； B3和B4奶酪则具有突出的肉汤味、坚果味、咸味等风味特征；A3、D2奶酪有较强的硫味、肉汤味、坚果味等风味特征；A4、C3、D4奶酪的硫味、苦味、鲜味、成熟度、滋味强度较其他奶酪最强。切达奶酪的滋味特征随着成熟时间的增加呈现不同的风味特征，成熟初期切达奶酪主要呈现奶香、奶油等风味，而随着成熟时间的增加硫味、酸味、成熟度、滋味强度等滋味突出。从图1中可以看出，美国(A组)和爱尔兰(D组)奶酪都随成熟时间由PC1负半轴向PC1正半轴分布，且在PC2负半轴；英国(B组)奶酪也随成熟时间由PC1负半轴向PC1正半轴分布，主要分布在PC1负半轴和PC2正半轴；新西兰(C组)奶酪分布在PC1两侧，且在PC2正半轴，其中C1和C2奶酪风味特征变化与成熟时间变化不同，由描述性感官分析结果(表4)可知，C2奶酪相比C1奶酪，奶香味、奶油味重，这可能是由产品差异造成的。

由图1可知，对不同成熟时间的美国(A组)、爱尔兰(D组)切达奶酪，感官评价员主要通过第一主成分PC1区分，表明感官评价员主要根据奶香味、奶油味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度来区分A组、D组切达奶酪，而这与美国和爱尔兰感官评定组区分切达奶酪的依据不同。 DRAKE[15]等人研究指出美国感官评价员区分美国切达奶酪主要根据蒸煮味、奶香味、肉汤味、坚果味、酸味、鲜味；爱尔兰感官评价员区分爱尔兰切达奶酪主要根据刺激的、腐臭味、奶油味、奶香味、洋葱味、酸味、鲜味。同美国评价员相比，可以发现，我国感官评价员区分切达奶酪的依据风味中没有蒸煮味、肉汤味、坚果味，而增加了奶油味、硫味、成熟度、滋味强度等风味属性。与爱尔兰感官评价员相比，我国感官评价员区分切达奶酪的依据风味中没有刺激的、腐臭的、洋葱味，而增加了硫味、成熟度、滋味强度三种风味属性。C组奶酪(新西兰)分布在PC1轴两侧，且都在PC2正半轴。感官评价员主要根据奶香味、奶油味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度来区分C组切达奶酪，而DRAKE[15]等的研究中新西兰感官评价员主要通过蒸煮味、奶油味、牛舌味区分新西兰切达奶酪。同新西兰评价员相比，可以发现，我国感官评价员区分切达奶酪的依据风味中没有蒸煮味、牛舌味，而增加了奶香味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度等风味属性。由表4和图1可发现，C1和C2与成熟时间相当的其他组切达奶酪比较，其奶香味较弱，肉汤味、坚果味较强。这主要是由于不同国家之间存在交叉文化差异，中外饮食习惯差异比较大导致的。

不同切达奶酪样品聚类分析结果如图2所示，感官评价员主要将样品分为三类，第一类是B1、B2、D1、A1、A2，第二类是D2、A3、B4、C1、B3、C2，第三类是C3、A4、D3。结合图1，可以发现，这三类产品组在主成分分析图上是由PC1负半轴向PC1正半轴分布的，这也说明感官评价员主要根据PC1成分(包括奶香味、奶油味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度)来进行样品分类。

图2 切达奶酪样品聚类分析Fig.2 Cluster analysis of cheddar cheese

综上分析，虽然不同国家之间存在交叉文化差异，但是不同国家感官评价员描述性感官分析切达奶酪的总体滋味特征相一致[15]，即切达奶酪风味特征随成熟时间增加而变化，在成熟初期主要是奶香味、奶油味，而在成熟后期硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度等风味突出。切达奶酪的滋味特征主要有奶香味、奶油味、硫味、肉汤味、坚果味、酸味、咸味、苦味、鲜味等滋味属性，但是不同国家感官评定员区分切达奶酪依据的风味组成不同，对各感官属性强度评定存在差异。我国感官评价员主要通过奶香味、奶油味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度区分切达奶酪。

2.3 描述性感官属性与挥发性风味物质之间的相关性分析

利用GC-MS方法分析切达奶酪的挥发性风味物质，从切达奶酪样品中检测出的主要挥发性风味物质有56种，其中烃类17种，醇类4种，醛类11种，酮类8种，酯类6种，酸类7种，含硫化合物3种，各种切达奶酪样品中挥发性风味物质含量如表6所示。可以看出，不同奶酪样品中的风味物质种类和含量存在一定的差异性。实验数据显示，随成熟时间增加，切达奶酪含有的挥发性物质种类及总量增加，这是由于随奶酪成熟时间增加，蛋白质水解、脂肪代谢、乳糖代谢程度增加，形成更多风味物质，这也可以解释成熟时间长的切达奶酪的风味会更加丰富而浓厚。

表6 切达奶酪的挥发性风味物质

将切达奶酪气味描述性感观数据与挥发性风味物质数据进行偏最小二乘法分析，得到的描述性气味感官与挥发性风味物质之间的关系如图3所示。图3中大部分变量离圆心较远，说明前两个主成分对大部分属性解释性良好。在PLS图中2个变量之间的距离说明两者之间的相关性：位置越近，正相关性越强；两者越垂直，越不相关；两者在离圆心相反的位置，负相关性越强[17]。从图3中可以看出，奶香味与2,3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮呈正相关，且与2,3-丁二酮正相关性最强；硫味与二甲基二硫化物、二甲基三硫化物呈正相关；坚果味与3-甲基丁醛、2-甲基丁醛等风味物质呈正相关；腐臭味与丁酸、辛酸呈正相关；酸味与乙酸呈正相关；不洁味与甲基吲哚、戊醛等风味化合物呈正相关。SINGH[1]等人的研究中总结了切达奶酪的挥发性风味物质及其对应赋予的风味特征，与本实验结果大致相符。感观分析发现成熟初期主要呈现奶香、奶油风味；成熟后期其硫味、酸味、成熟度、滋味强度、坚果味等风味增强；感官评价员主要通过奶香味、奶油味、硫味、酸味、成熟度、滋味强度区分不同成熟时间的切达奶酪。因此，成熟初期奶酪中的2,3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮等风味物质含量较高；而随成熟时间增加，二甲基二硫化物、二甲基三硫化物、乙酸、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛等风味物质含量增加，这与奶酪成熟期间的柠檬酸代谢、蛋白质代谢特征相一致。综上所述，奶酪风味属性强度与挥发性风味物质含量有一定的相关性。

图3 切达奶酪的感官属性与挥发性风味物质的相关性PLS图Fig.3 Linear partial least-squares regression analysis (PLS) biplot of sensory attributes versus volatile flavor compounds

3 结论

不同地域感官评价员使用的描述词存在差异性，我国感官评价员使用的描述词与美国感官评价员使用的描述词相比，缺少乳清味、水果味、脂肪酸味、牛膻味等，增加了腐臭味、不洁味、刺激性、成熟度；与新西兰评价员使用的描述词相比，缺少发酵的、水果味、牛膻味、甜味，增加了硫味、坚果味、腐臭味、不洁味、刺激性；与爱尔兰评价员使用的描述词相比，缺少蘑菇味、发霉的、洋葱味、焦糖味等，增加了不洁味。我国感官评价员主要根据奶香味、奶油味、硫味、酸味、成熟度、滋味强度区分不同的切达奶酪，与美国评价员相比，我国感官评价员区分切达奶酪的依据风味中没有蒸煮味、肉汤味、坚果味，而增加了奶油味、硫味、成熟度、滋味强度等风味属性；与爱尔兰感官评价员相比，我国感官评价员区分切达奶酪的依据风味中没有刺激的、腐臭的、洋葱味，而增加了硫味、成熟度、滋味强度3种风味属性；同新西兰评价员相比，我国感官评价员区分切达奶酪的依据风味中没有蒸煮味、牛舌味，而增加了奶香味、硫味、酸味、鲜味、成熟度、滋味强度等风味属性。因此，在今后的研究和生产中，需要结合我国感官评价员区分切达奶酪依据的风味属性特征以及风味属性与挥发性化合物之间的关系进行考虑，以开发适合中国人口味的切达奶酪。

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Flavor characterization of commercial cheddar cheese

YIN Jun-ling, WANG Mo-yi, LIU Xiao-ming*, ZHAO Jian-xin, ZHANG Hao, CHEN Wei

(School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

Commercial cheddar cheeses exported from 4 countries with different ripening ages were investigated by descriptive sensory evaluation and Gas Chromatograph-Mass Spectrometer. The flavor and sensory characteristics of cheddar cheeses were further analyzed through principal component analysis and cluster analysis. The results showed that flavor characteristics of cheddar cheese are mainly described as milky, buttery, sulfur, acid, nutty, broth, maturity, etc.. The description of sensory evaluation is varied from country to country. Compared to that from American sensory panels, our descriptions lack of whey, fruity, and cowy, with the addition of rancid, unclean, stimulated and maturity. Sensory evalation from different countries define cheddar cheese differently, and in our country, cheddar cheese is evaluated based on the flavor attributes such as milky, buttery, sulfur, acid, maturity, flavor intensity.

cheddar cheese; flavor characteristics; descriptive sensory analysis; volatile flavor compounds

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201612030

硕士研究生(刘小鸣教授为通讯作者,E-mail: liuxm@jiangnan.edu.cn)。

国家自然科学基金项目(31371803)

2016-03-03，改回日期：2016-05-16