酵母抽提物对大豆酸奶风味的影响

邢常辉，李文钊*，孙妮，刘楚海，程建凯，阮美娟，李沛

（1.天津科技大学食品科学与工程学院，天津 300457；2.安琪酵母股份有限公司，湖北 宜昌 443003）

大豆酸奶是在制作酸奶的原料中加入一定比例的豆浆，经乳酸菌发酵而成[1]。在与酸奶的结合过程中，大豆的消化率与吸收率得到提高，对于大豆使用价值和营养价值也有所提升[2-3]。但是，大豆酸奶在发酵之后会存在令人不愉快的“饭馊味”和“豆腥味”[4]，这种不良风味会降低消费者对大豆酸奶的接受程度。目前对于豆腥味的去除方法主要是优化豆浆加工工艺、使用转基因大豆等[5-6]。

酵母抽提物（yeast extract，YE）是以食用酵母为原料，经过β-葡聚糖酶的酶解作用得到的膏状或粉末状的物质[7]。酵母抽提物中的呈味物质十分丰富，包括氨基酸、呈味核苷酸及肽等[8]，添加到食品中能改善风味。目前，酵母抽提物主要应用于调味品、肉制品等领域，用以增鲜减盐[9-11]。黎怡林等[12]将酵母抽提物应用到鸡精中，可以明显提升鸡肉香气，提高鲜味，丰富产品的质感，提升产品档次。林礼钊等[13]将酵母抽提物应用到黄豆酱中，能明显提升原酿黄豆酱的丙氨酸、谷氨酸、5’-呈味核苷酸等鲜味物质的含量，并在口感上表现出提鲜、淡咸、抑苦、增厚和协调整体口感等应用效果。

本文将两种酵母抽提物（FA37、FA39）添加到大豆酸奶中，综合气相色谱-质谱分析、电子鼻分析和感官评价的方法，探究酵母抽提物对大豆酸奶风味的影响，以期能够改善大豆酸奶的不良风味。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酵母抽提物（FA37、FA39）、酸奶发酵剂：安琪酵母股份有限公司；牛奶：内蒙古伊利实业集团股份有限公司；东北大豆：哈尔滨鑫恒德食品有限公司；白砂糖：广州福正东海食品有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平（YH-A 10002）：瑞安市英衡电器有限公司；气相色谱质谱仪（GCMS-QP2010）：日本岛津公司；CAR/DVB/PDMS萃取头（50/30μm）：美国Supelco公司；电子鼻（PEN-3）：德国AIRSENCE公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆酸奶的制备

豆浆：大豆→室温浸泡12 h→去皮→制浆→过滤→加热（100℃，30 s）→豆浆。

大豆酸奶：豆浆与牛奶（3∶7，质量比）→预热（50℃，10 min）→配料（糖，酵母抽提物FA37、FA39）→杀菌（95℃，10 min）→冷却→接种→恒温培养至相同发酵终点（培养箱温度42℃，7 h）。分别得到原味（未加入酵母抽提物）、FA37（加入酵母抽提物 FA37）、FA39（加入酵母抽提物FA39）大豆酸奶。

1.3.2 大豆酸奶酸度的测定

大豆酸奶酸度的测定参照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》[14]。

1.3.3 大豆酸奶电子鼻的测定

取大豆酸奶样品10.00 g放入顶空瓶中，盖子封口，用电子鼻对气味成分进行测定，电子鼻测试样品间隔1 s，清洗时间300 s，样品准备时间10 s，检测时间180 s，气体流量400 mL/min，每组样品重复3次。测定时保持室温20℃，且测定环境无异味。PEN3型电子鼻有10个传感器，每个传感器的性能描述如表1。

表1 传感器性能描述Table 1 Description of sensor performance

1.3.4 大豆酸奶风味物质的测定

参照周艳平等[15]的方法，采用顶空固相微萃取法提取大豆酸奶的香气成分，然后结合气质联用技术进行分析，研究大豆酸奶中的挥发性风味物质。

固相微萃取：称取50.00 g大豆酸奶于烧杯中，加入少量16%NaCl溶液，用转子进行剪切，移至100 mL容量瓶中，用16%NaCl溶液对烧杯上残留的大豆酸奶进行清洗，最后定容。用移液枪取5mL该溶液于30mL顶空瓶中，将老化（250℃，1 h）好的固相微萃取头插入顶空瓶中，在60℃水浴的条件下吸附35 min。

气相色谱条件：色谱柱为DB-WAX，载气为He，进样口温度为250℃，柱流量为1 mL/min，分流比为10∶1，程序升温为初始温度40℃保持3 min，然后以每4℃/min升到150℃，保持1 min，再以8℃/min升至250℃保持6 min。

质谱条件：离子源温度为200℃，接口温度为250℃；溶剂延迟时间为1.5min，离子化模式为EI，能量为70eV，数据采集为全扫描，扫描范围（m/z）为35～500。

1.3.5 大豆酸奶的感官评价

大豆酸奶的感官评价从组织状态、口感、香气、滋味和色泽5个角度进行，具体评分标准见表2[16]。由经过培训的10名食品专业人员进行评分，最终结果取平均值。

表2 感官评分标准Table 2 Score criteria on sensory

1.3.6 数据处理

气相色谱-质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）数据使用 GCMSslotion进行处理，通过NIST11数据库进行检索相似度大于80%的物质，确认化合物成分。电子鼻数据使用Winmuster进行处理，进行主成分分析（principal component analysis，PCA）和载荷分析（Loading）。数据使用Microsoft office excel 2007进行统计处理，采用SPSS18.0软件进行试验数据的差异性分析，利用Origin9.0绘制图像。

2 结果与分析

2.1 大豆酸奶酸度的变化

参照1.3.1的方法制备豆浆，然后将豆浆与牛奶按照3∶7（质量比）混合，加入8%的糖和0.2%的菌粉，酵母抽提物FA37和FA39的添加量为0.03%，在42℃下发酵7 h进行大豆酸奶的制备。在4℃冷藏12 h后熟，后熟完成后分别在第 1、6、11、16、21 天对酸度进行测定，结果见图1。

图1 pH值随时间的变化Fig.1 Changes in pH value over time

酸度是衡量酸奶品质口感的一项重要指标。菌种在牛乳与豆乳中生长、繁殖和发酵，在菌体乳糖酶的作用下分解乳糖和半乳糖等，并进一步分解产生乳酸，使得酸奶的酸度增加[17]。从图1可以看出，随着时间的增加，酸度总体上呈现上升的趋势，这是因为在贮藏过程中，酸奶会产生冷藏后熟现象，菌种会继续发酵产酸，与原味大豆酸奶相比，FA37大豆酸奶和FA39大豆酸奶的酸度更高，这可能是因为酵母抽提物的加入没有抑制菌种的生长代谢，并且由于其本身含有多种氨基酸，组氨酸、赖氨酸、谷氨酸等可以提高乳酸菌的生长活性[18]。

2.2 电子鼻分析

2.2.1 主成分分析

对原味大豆酸奶和加入了酵母抽提物FA37、FA39的3种酸奶进行主成分分析，结果见图2。

图2 电子鼻传感器响应值PCA分析图Fig.2 PCA analysis diagram of electronic nose sensor response value

从图2可知，主成分1（PC1）贡献率为97.20%，主成分2（PC2）贡献率为2.20%，两个主成分的累计贡献率达到99.40%，可以有效反映出绝大部分原始数据。其中，未添加酵母抽提物的大豆酸奶离原点最远，对主成分1的贡献率最大；添加FA39酵母抽提物的大豆酸奶对主成分2的贡献率最大。同时3个酸奶样品在坐标系中相对分散，能够在一定程度上表明3个样品香气成分差距较大，具有区别。

2.2.2 载荷分析

电子鼻传感器响应值Loading分析图见图3。

图3 电子鼻传感器响应值Loading分析图Fig.3 Loading analysis diagram of electronic nose sensor response value

通过载荷（loading）分析，可以知道不同传感器在PCA分析中的贡献率大小。对应传感器的点如果接近（0，0）并且位置相近，则说明其电信号变化较弱[19]。W5S对第一主成分贡献率最大，W1W对第二主成分贡献率最大，且与其他传感器之间的差距较大，它们分别对氮氧化合物明显和对硫化物灵敏，对很多萜烯类和有机化合物也敏感。

2.3 气相色谱-质谱分析

酸奶挥发性成分总离子流图见图4，原味、FA37、FA39大豆酸奶挥发性成分的GC-MS分析结果见表3～表5。

表3 原味大豆酸奶挥发性成分的GC-MS分析结果Table 3 GC-MS analysis results of volatile components of plain soy yogurt

表4 FA37大豆酸奶挥发性成分的GC-MS分析结果Table 4 GC-MS analysis results of volatile components of FA37 soybean yogurt

表5 FA39大豆酸奶挥发性成分的GC-MS分析结果Table 5 GC-MS analysis results of volatile components of FA39 soybean yogurt

香气成分是构成发酵产品风味的主要指标，是多种挥发性物质共同作用的结果。采用固相微萃取-气质联用的技术分析加入酵母抽提物后大豆酸奶的风味变化。而大豆酸奶中呈现出豆腥味的物质主要有己醛、2-戊基呋喃、戊醇、1-辛醇、1-辛烯-3-醇、庚醇、1-壬醇、苯甲醛、2，2-二甲基丙醇等，这些物质的相对含量越高，豆腥味越严重[20-21]。

从表3可以看出，原味大豆酸奶中共检测出18种化合物，其中包括1种酯、1种呋喃、1种胺、3种酸类、3种醛类、4种酮类、5种醇类。甲酸己酯和反-2-辛烯醛是原味大豆酸奶的主要风味物质，它们的相对含量占到了近一半，其风味描述为苹果和未成熟的梅子香气，具有相应的甜味脂肪和肉类香气并有黄瓜味。其中豆腥味的风味成分有6种，包括己醛、2-戊基呋喃、1-戊醇、1-辛醇、1-辛烯-3-醇、庚醇，其相对含量为22.83%。同时它还有4种不良风味物质，其中丙基丙二酸、癸酸呈现出腐败的脂肪气味，二甲胺有鱼油的恶臭。

从表4可以看出，FA37大豆酸奶中共检测出20种化合物，其中包括1种酯、1种呋喃、2种酸类、2种醛类、6种酮类、8种醇类。与原味大豆酸奶一样，甲酸己酯和反-2-辛烯醛是其主要风味物质。其中豆腥味的风味成分有7种，包括2-戊基呋喃、1-戊醇、异戊醇、1-辛醇、2-甲基-1-戊醇、庚醇、正己醇，其相对含量为14.73%，与原味大豆酸奶比相对含量降低，这与彭颖等[22]研究酵母抽提物可以有效吸附正己醇等豆腥味物质相一致。另外，加入酵母抽提物FA37的大豆酸奶还新增了4种风味物质，包括2，3-丁二酮、3-庚酮、3-甲基-2-己酮、3-羟基-2-丁酮，其风味描述为黄油香味，类似梨的水果香味和令人愉快的奶香味这可能是由于酵母抽提物FA37本身的挥发风味物质中含有大量的醛类和酮类，加入到大豆酸奶中，丰富了香气成分。

从表5可以看出，FA39大豆酸奶中共检测出24种化合物，其中包括2种酯、1种呋喃、2种酸类、5种醛类、6种酮类、8种醇类。FA39大豆酸奶中醛类、酮类和酯类的含量高，对风味物质的贡献大。与原味大豆酸奶一样，甲酸己酯和反-2-辛烯醛是其主要风味物质。其中豆腥味的风味成分有9种，包括2-戊基呋喃、1-壬醇、异戊醇、1-辛醇、3-甲基-1-己醇、庚醇、苯甲醛、己醛、2，4-癸二烯醛，其相对含量为12.15%，与原味大豆酸奶比相对含量降低。另外，加入酵母抽提物FA39的大豆酸奶还新增了4种风味物质，包括2，3-丁二酮、3-甲基-2-己酮、甲酸戊酯、3-羟基-2-丁酮，风味描述为黄油香味，水果香，令人愉快的奶香味。FA39大豆酸奶与原味大豆酸奶相比，其豆腥味化合物的相对含量降低，同时其香气成分化合物的相对含量增加，这可能是由于酵母抽提物FA39本身的挥发性风味物质中含有大量的醛类和酮类，加入到大豆酸奶中，在一定程度上掩盖豆腥味，增加了香气成分的种类。

综上所述，FA37大豆酸奶和FA39大豆酸奶与原味大豆酸奶相比，挥发性风味物质增加，豆腥味物质的相对含量减少，对于原味大豆酸奶的不良风味有一定的掩盖作用。

2.4 酵母抽提物对大豆酸奶感官评分的影响

大豆酸奶感官分析图见图5。

图5 大豆酸奶感官分析图Fig.5 Sensory analysis diagram of soy yogurt

从图5可以看出，加入酵母抽提物FA37和FA39的大豆酸奶与不加酵母抽提物的大豆酸奶相比较，组织细腻，酸甜适中，口感爽滑，豆腥味较淡，有大豆酸奶独特的酸香味；整体上对于酵母抽提物FA37和FA39的大豆酸奶接受度较高。

3 结论

研究采用气相色谱-质谱联用仪结合电子鼻技术和感官评价，分析添加酵母抽提物FA37和FA39的大豆酸奶，并与未添加酵母抽提物大豆酸奶（原味）相比较，结果表明原味大豆酸奶的挥发性风味物质一共有18种，主要为酮类、醛类和酯类，其中豆腥味成分的相对含量为22.83%；加入酵母抽提物FA37、FA39的大豆酸奶，挥发性风味物质增加，豆腥味成分的相对含量减少，分别为14.73%和12.15%；电子鼻分析结果表明，添加不同种类酵母抽提物的大豆酸奶的各体系区分度良好，在整体风味上具有差异；感官评价结果显示，加入酵母抽提物的大豆酸奶评分较高，具有良好的改善大豆酸奶风味的作用。