百合酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分分析

梁 琪，張衛(wèi)兵，張 炎，劉 歡

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070）

百合酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分分析

梁 琪，張衛(wèi)兵，張 炎，劉 歡

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070）

采用頂空固相微萃?。⊿PME）結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用（GC/MS）分析技術(shù)研究了蘭州鮮百合、百合酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味成分。結(jié)果表明，原料鮮百合共鑒定出66種風(fēng)味物質(zhì)，主要由烴、羧酸、醇類等組成；百合酸奶80種，對(duì)照酸奶64種，主要由酮、羧酸、醛、酯等組成。百合酸奶中，保留原料百合的揮發(fā)性化合物較少，大多數(shù)是百合及牛奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后新生成的揮發(fā)性物質(zhì)；與對(duì)照酸奶相比較，揮發(fā)性物質(zhì)大類相同，含量有差異，典型的發(fā)酵乳特征效應(yīng)化合物如雙乙酰、乙酸乙酯在百合酸奶中略有增加，乙偶姻、乙醛有所降低。

鮮百合，百合酸奶，SPME-GC/MS，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

Abstract：Volatile flavor compounds of fresh lily and solidifying lily yoghurt were analyzed by headspace solid phase microextraction（HS-SPME） combined with GC-MS.Results indicated that total 66 volatile flavor compounds were identified in fresh lily，mainly including hydro carbons，carboxylic acid，alcohols etc.80 volatile flavor compounds in the solidifying lily yoghurt，and 64 volatile flavor compounds in the control，mainly including ketone，carboxylic acid，aldehydes，esters etc.The volatile flavor compound identified in the solidifying lily yoghurt keep less compounds of fresh lily，it was mainly new volatile flavor compounds that were produced from fermentaion of fresh lily and milk.Compared with the control yoghurt，the categories of volatile flavor compounds were almost the same，but there was some differences in the content of compounds，the typical compounds of diacetyl and ethyl acetate that had feature effects on flavor of yoghurt increased，while acetoin，aldehyde reduced.

Key words：fresh lily；solidifying lily yoghurt；SPME-GC/MS；volatile flavor compounds

蘭州百合（Lilium davidii var.unicolor Salisb.）是百合科（Liliaceae）百合屬（Lilium）百合的一個(gè)變種[1]。由于蘭州獨(dú)特的土壤條件和多年生長(zhǎng)積累鱗莖碩大，鱗片豐滿白嫩，質(zhì)地細(xì)膩，味醇香甜，鱗片含糖量高，粗纖維少，營(yíng)養(yǎng)豐富[2]。百合的研究長(zhǎng)期集中在種植栽培、貯藏保鮮、產(chǎn)品開發(fā)上，鮮有人對(duì)百合揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行研究。百合發(fā)酵酸奶是利用蘭州鮮百合和鮮牛奶在乳酸菌作用下發(fā)酵制成的產(chǎn)品，因百合具有特殊的清香，百合酸奶風(fēng)味獨(dú)特。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)發(fā)酵奶風(fēng)味的要求越來(lái)越高，發(fā)酵奶的風(fēng)味已成為食品生產(chǎn)者和消費(fèi)者關(guān)注的問(wèn)題[3-4]。發(fā)酵奶中風(fēng)味物質(zhì)的來(lái)源主要通過(guò)原料乳成分、加工過(guò)程變化產(chǎn)生及微生物代謝3種途徑[5]。文獻(xiàn)顯示對(duì)于發(fā)酵酸奶揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究集中于發(fā)酵劑[6]、添加大豆[7]、奶的種類不同[8]對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的影響，對(duì)百合發(fā)酵酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究卻是空白。固相微萃?。⊿PME）法提取揮發(fā)性物質(zhì)，克服了傳統(tǒng)預(yù)處理方法的缺點(diǎn)，無(wú)需有機(jī)溶劑，分析樣品量少，操作簡(jiǎn)單快速，費(fèi)用低，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，能夠減少被分析揮發(fā)性物質(zhì)的損失等優(yōu)點(diǎn)[9]，并可與氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用。本文采用SPME-GC/MS對(duì)經(jīng)過(guò)處理的百合原料及其發(fā)酵酸奶的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行研究和比較分析，以期對(duì)特色農(nóng)產(chǎn)品資源及發(fā)酵乳新產(chǎn)品開發(fā)提供參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

百合 采自蘭州七里河區(qū)西果園鄉(xiāng)；牛奶 無(wú)抗生鮮牛奶，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)奶牛場(chǎng)提供；砂糖 市售，一級(jí)；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（Stretococcus thermophilus）組成菌種YO-MIX300型，丹麥丹尼斯克公司；NaCl 分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄、萃取纖維頭（75μm CAR/PDMS） 美國(guó)Supelco公司；AutoSystem XL-TurboMass氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Perkin Elmer公司；AL204型電子分析天平 梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 百合原料制作工藝 挑選表面光潔一致的新鮮百合，將其剝成單瓣，對(duì)百合進(jìn)行蒸制處理10min，取出熟制完的百合瓣，加入一定量的水，用打漿機(jī)打漿。將百合熟制制漿的目的是為了去掉百合生味，并且經(jīng)熟制制漿后，百合組織狀態(tài)更為細(xì)膩。

1.2.2 百合酸奶的制作工

1.2.3 樣品前處理方法 取10g經(jīng)處理的百合、百合酸奶及對(duì)照酸奶（未添加百合）樣品置于50mL頂空樣品瓶中，加入3g NaCl，密封瓶口，在40℃水浴中平衡10min。將固相微萃取的萃取頭插入頂空瓶中吸附30min，隨后從樣品瓶上拔出萃取頭，再將萃取頭插入氣相色譜儀推出纖維頭于250℃解吸5min[10]，抽回纖維頭后拔出萃取頭，同時(shí)啟動(dòng)氣相色譜儀采集數(shù)據(jù)。

1.2.4 GC/MS參數(shù)條件

1.2.4.1 氣相色譜條件 色譜毛細(xì)管柱為：DB-FFAP石英毛細(xì)柱（60m×0.25mm，0.50μm）；程序升溫：起始溫度為40℃，保留2min，以50℃/min上升至200℃，不保留，以10℃/min上升至240℃，保留2min。進(jìn)樣口溫度：250℃；傳輸線溫度200℃；載氣為氦氣；柱流量1mL/min，總流量20mL/min；不分流進(jìn)樣。

1.2.4.2 質(zhì)譜條件 電離方式EI，電子能量70eV；離子源溫度為180℃；質(zhì)量掃描范圍m/z35～400。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 利用隨機(jī)攜帶Xcalibur工作站NIST Libary和Wiley Libary自動(dòng)檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，并參考文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)與確認(rèn)，僅報(bào)道正反匹配度均大于800（最大值為1000）的鑒定結(jié)果。按照各組分峰面積歸一化法計(jì)算各組分相對(duì)含量（每種風(fēng)味物質(zhì)組分峰面積占離子色譜圖中所有風(fēng)味物質(zhì)總峰面積的百分比）。

2 結(jié)果與分析

2.1 GC/MS檢測(cè)結(jié)果

百合、百合酸奶、對(duì)照酸奶（不添加百合）的揮發(fā)性風(fēng)味化合物的檢測(cè)結(jié)果見圖1～圖3和表1所示。百合原料、百合酸奶、對(duì)照酸奶的風(fēng)味物質(zhì)種類大約在60～80種。表1為百合及其發(fā)酵酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味化合物及其相對(duì)百分含量。

圖1 百合原料的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of Lily by GC/MS

圖2 百合酸奶的總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of Lily’milk yoghurt by GC/MS

圖3 對(duì)照酸奶的總離子流圖Fig.3 Total ion chromatogram of control yoghurt by GC/MS

表1 百合及百合酸奶的揮發(fā)性成分及其相對(duì)含量Table 1 Volatile flavor compounds of Lily and Lily’milk yoghurt and its relative content

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

2.2 百合及其發(fā)酵酸奶揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總體比較

由表1可以看出，百合共檢出66種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，包括烴、羧酸、醇、酯、醛、酮、醚等。百合中的烴、羧酸、醇類相對(duì)含量較高，分別達(dá)到55.21%、35.41%、6.21%。其中主要是戊烷、巴倫西亞橘烯、長(zhǎng)葉烯、乙酸、己酸、異辛醇等。在對(duì)照酸奶中共檢出64種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，含量相對(duì)最高的物質(zhì)是酮、羧酸、醛、酯類，這些物質(zhì)占總揮發(fā)性物質(zhì)的89.66%，這些都是典型發(fā)酵酸奶揮發(fā)性風(fēng)味成分；在百合與鮮牛奶混合進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程中，經(jīng)乳酸菌的作用，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生很大變化。在百合酸奶中共檢測(cè)出80種風(fēng)味化合物，含量相對(duì)較高的是酮、羧酸、酯、醇類，這些物質(zhì)占總揮發(fā)性物質(zhì)的90.27%，大都是發(fā)酵酸奶揮發(fā)性風(fēng)味成分。

百合酸奶有23種揮發(fā)性物質(zhì)與鮮百合相同，其中在百合、百合酸奶、對(duì)照酸奶中都存在的揮發(fā)性物質(zhì)是21種，由于百合本身風(fēng)味清新淡雅，酸奶中保留的百合香味也較清淡，所以在百合原料和百合酸奶中存在的物質(zhì)僅有兩種，分別是2-戊烯-2-醇、長(zhǎng)葉烯，百合酸奶中新生成了57種化合物，以酮、醇、羧酸類為主。其中酮類物質(zhì)在原料百合中含量?jī)H為0.22%，而在百合酸奶和對(duì)照酸奶中分別為60.92%、64.79%，百合與鮮牛奶進(jìn)行發(fā)酵，乳酸菌主要利用牛奶中的有效物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，所以百合酸奶的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與原味酸奶相似；與對(duì)照酸奶相比，百合酸奶有55種物質(zhì)與之相同，其中有34種在百合原料中沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，它們大多是酮、醇、羧酸類。百合中的烴類物質(zhì)在百合酸奶中保留較少，含量?jī)H為4.65%，羧酸類物質(zhì)含量也下降了，最典型的是乙酸，由在百合中的30.85%下降到百合酸奶的6.14%。與此同時(shí)，酮類物質(zhì)含量卻顯著升高了。文獻(xiàn)[11]表明，乳酸菌發(fā)酵的乳產(chǎn)品產(chǎn)生許多風(fēng)味物質(zhì)，主要有乙醛、雙乙酰、乙偶姻、乙酸乙酯。百合酸奶中，這四種物質(zhì)含量分別為3.73%、21.43%、29.05%、2.83%；對(duì)照酸奶中，分別為5.52%、18.45%、29.31%、1.37%。

2.3 百合及其發(fā)酵酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

百合及其發(fā)酵酸奶的風(fēng)味特征是醇、酸、醛、酮、酯等綜合作用的結(jié)果，不能由簡(jiǎn)單的幾種物質(zhì)表征它們的真實(shí)風(fēng)味。百合及其發(fā)酵酸奶的風(fēng)味物質(zhì)種類繁多，并非每種風(fēng)味物質(zhì)都對(duì)樣品的風(fēng)味起決定性作用，這是因?yàn)楦鞒煞值暮坎煌?，只有在其濃度超過(guò)閾值時(shí)才能被察覺，并產(chǎn)生風(fēng)味。

2.3.1 醇類 醇類化合物由于風(fēng)味閾值高，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)度不大[12-13]。由表1可知，醇類化合物在百合中的相對(duì)含量為6.21%，主要由異辛醇、4-甲基-1-戊醇、肉桂醇、2-乙基-1-癸醇等組成。酸奶中的醇類主要是由乳酸菌發(fā)酵糖作用產(chǎn)生，百合酸奶中醇類主要由2-丁醇、3-戊醇、2，3-丁二醇、丁醇等組成。相比于對(duì)照，2-丁醇是百合酸奶中特有物質(zhì)，其含量為1.47%，3-戊醇、2，3-丁二醇、丁醇含量在百合酸奶中分別增高了0.31%、0.2%、0.67%，而乙醇含量則較對(duì)照減少了0.24%。

2.3.2 羧酸類 酸類作為酸奶的主要風(fēng)味物質(zhì)，主要表現(xiàn)在滋味上，氣味表現(xiàn)不明顯。由表1可看出，百合酸奶和對(duì)照酸奶的羧酸類化合物在種類上比百合多，但在含量上卻明顯減少，百合中的相對(duì)含量為35.41%，而在百合酸奶和對(duì)照酸奶中分別降低了24.71%、22.53%，降低的主要是乙酸，乙酸所表現(xiàn)出的是尖酸味[14]。百合中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)丁酸，但丁酸在百合酸奶、對(duì)照酸奶中相對(duì)含量分別為2.85%、2.17%。丁酸表現(xiàn)的是干酪香伴隨著尖酸味[14]。

2.3.3 醛類 醛類風(fēng)味閾值低，在食品中起重要作用并且是各種氧化風(fēng)味的來(lái)源，也是酸奶風(fēng)味重要組成成分之一。表1中，在百合中的醛類與兩類酸奶中醛類種類、含量都有差異，其中乙醛僅在百合酸奶和對(duì)照酸奶中存在，它呈現(xiàn)醚香、稀釋有果香和青香，是酸奶的主要風(fēng)味物質(zhì)，主要由乳酸菌發(fā)酵，乳糖降解，丙酮酸脫羧作用形成，或是由形成中間產(chǎn)物乙酰輔酶A的形式形成[15]。

2.3.4 酮類 在發(fā)酵乳中，酮類由不飽和脂肪酸的β-氧化降解[16]或熱降解、氨基酸降解或微生物代謝產(chǎn)生。由表1可知，百合中酮類物質(zhì)含量較少，酸奶中的酮類由雙乙酰、乙偶姻、丙酮、2，3-戊二酮、2-丁酮、2-壬酮組成，結(jié)果與Tuba[8]的報(bào)道一致。在百合酸奶及對(duì)照中酮類物質(zhì)種類豐富，含量很高，雙乙酰、乙偶姻是酸奶的主要風(fēng)味物質(zhì)，表1顯示，它們含量都較高。產(chǎn)香菌種將檸檬酸鹽發(fā)酵成雙乙酰，賦予酸奶甜奶油氣味，與對(duì)照酸奶相比，雙乙酰在百合酸奶中略有增高。乙偶姻所表現(xiàn)的是奶油香、呈刺激味，它由雙乙酰降解或是由α-乙酰乳酸在乙酰乳酸脫羧酶作用下形成[17]。

2.3.5 酯類 酯類是由分子較小的酸、醇合成的，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等，大都表現(xiàn)出水果香。很多酯類的風(fēng)味閾值非常低，雖然在檢測(cè)結(jié)果中質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高，但是對(duì)風(fēng)味的作用很大[10]。由表1可看出，酸奶中的酯類比百合中的豐富，尤其在百合酸奶中，碳酸二甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯含量都高于對(duì)照酸奶。

2.3.6 烴類及其他類 烴類由于閾值高，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。由表1顯示，百合中的烴類物質(zhì)含量很高，而百合酸奶與對(duì)照酸奶中含量相似。許多烷基苯系列化合物存在于三種樣品中，包括甲苯、乙苯、苯乙烯（蘇合香烯）、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯等，但沒(méi)有構(gòu)成香氣成分[8]。醚類化合物總體來(lái)說(shuō)在百合、百合酸奶、對(duì)照酸奶中含量比較低；吡嗪是牛乳或乳制品通過(guò)加熱發(fā)生美拉德反應(yīng)生成的，是具有烘焙堅(jiān)果味的風(fēng)味化合物，在百合酸奶及對(duì)照中發(fā)現(xiàn)少量的吡嗪。

C3～C7的飽和及不飽和醇、飽和醛，如4-甲基-1-戊醇、2-戊烯-2-醇、丙醛、戊醛、己醛、庚醛，它們都在原料百合中被鑒定出，有的在百合酸奶中存在，由于在低分子質(zhì)量范圍內(nèi)揮發(fā)性強(qiáng)，官能團(tuán)（羥基、羰基、酯基等）的比重大，官能團(tuán)特有的氣味也較強(qiáng)烈[18]，也許是賦予百合特殊清香味的主要風(fēng)味物質(zhì)。另外只在百合酸奶中存在的飽和醇、醛、酮、酯，例如2-丁醇、丙醇、丙醛、2-丁酮、乙酸戊酯等，可能對(duì)賦予百合酸奶風(fēng)味也有一定貢獻(xiàn)。

3 結(jié)論

3.1 采用SPME技術(shù)，結(jié)合GC/MS分析檢測(cè)，百合的揮發(fā)性物質(zhì)66種，主要以烴、酸、醇類為主。百合酸奶80種、對(duì)照酸奶64種，主要由酮、羧酸、醛、酯組成。

3.2 百合酸奶中的揮發(fā)性化合物大多數(shù)是百合與鮮牛奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后新生成的揮發(fā)性物質(zhì)；典型的發(fā)酵酸奶特征效應(yīng)化合物如雙乙酰、乙酸乙酯在百合酸奶中略有增加，乙偶姻、乙醛有所降低。

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Analysis of volatile flavor compounds of solidifying lily yoghurt

LIANG Qi，ZHANG Wei-bing，ZHANG Yan，LIU Huan
（College of Food Science and Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China）

TS252.54

A

1002-0306（2012）16-0099-07

2012-01-10

梁琪（1969-），女，副教授，主要從事食品科學(xué)、食品品質(zhì)方面的研究。

科技部科技人員服務(wù)企業(yè)行動(dòng)項(xiàng)目（2009GJG10014）。