同時(shí)蒸餾萃取分析牦牛乳硬質(zhì)干酪風(fēng)味成分

牛婕 翟丹云 陳慶安 董延虎

甘肅省商業(yè)科技研究所有限公司，甘肅蘭州，730020

同時(shí)蒸餾萃取分析牦牛乳硬質(zhì)干酪風(fēng)味成分

牛婕 翟丹云 陳慶安 董延虎

甘肅省商業(yè)科技研究所有限公司，甘肅蘭州，730020

氨基酸金屬離子配合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，被畜禽食用后能進(jìn)入特定目標(biāo)組織，發(fā)揮特定功能，提高畜禽附加值，促進(jìn)畜禽生產(chǎn)性能的發(fā)揮。以復(fù)合鋅元素氨基酸配合物對(duì)生態(tài)散養(yǎng)雞免疫指標(biāo)的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)飼料鋅添加量達(dá)到45-60mg/kg時(shí)，免疫指標(biāo)可達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，從而為生態(tài)散養(yǎng)雞實(shí)用日糧中鋅適宜添加量和營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)提供了一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

氨基酸；鋅元素；生態(tài)散養(yǎng)雞；免疫指標(biāo)

隨著國(guó)際市場(chǎng)對(duì)干酪品質(zhì)要求的不斷提高及食品工業(yè)對(duì)天然風(fēng)味物質(zhì)需求的增加，干酪的風(fēng)味成為廣大生產(chǎn)者和消費(fèi)者共同關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。風(fēng)味成分是評(píng)價(jià)食品的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)，研究者通過(guò)對(duì)干酪中風(fēng)味成分的檢測(cè)所得到的信息來(lái)了解干酪的成熟度和貯藏過(guò)程中品質(zhì)的變化及控制產(chǎn)品的質(zhì)量。干酪中的風(fēng)味物質(zhì)包括原料乳中的風(fēng)味化合物，加工處理過(guò)程中乳成分在酶及微生物代謝時(shí)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物[1]。具有風(fēng)味活性的代謝產(chǎn)物多屬有機(jī)物，它包括酸、醇、酯、內(nèi)酯、醛、酮、酚、醚等多類有機(jī)化合物。這些成分有的氣味濃郁，有的氣味清淡，有的甚至無(wú)味，只有把它們作為一個(gè)整體時(shí)，才具有干酪的特征性風(fēng)味。這些風(fēng)味化合物的產(chǎn)生與干酪的類型、異型發(fā)酵菌等有關(guān)；非揮發(fā)性化合物（如肽、游離氨基酸）與其蛋白水解酶和肽酶有關(guān)，所以，干酪風(fēng)味是多組分混合體系。在干酪中大約有超過(guò)3000種不同的揮發(fā)性和不揮發(fā)性物質(zhì)，不同類型干酪中的典型風(fēng)味揮發(fā)性物質(zhì)可分為6組：脂肪酸類（乙酸、丙酸、丁酸）、酯類（丁酸乙酯、癸酸乙酯）、醛類（3-甲基-正丁醛、2-甲基-正丁醛、苯甲醛）、醇類（1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、苯基乙醇）、酮類（2-庚酮、2-壬酮、2-丁酮）和硫化物（二硫化物、甲硫醇）[2]。這些風(fēng)味化合物的產(chǎn)生途徑主要是乳凝塊中的脂肪、蛋白質(zhì)通過(guò)外加酶和固有酶，以及乳糖輔酶的作用下產(chǎn)生的，而其他復(fù)雜的風(fēng)味化合物則是通過(guò)由生物菌體或酶誘導(dǎo)劑的化學(xué)作用而形成。

為評(píng)價(jià)牦牛乳硬質(zhì)干酪的品質(zhì)及分析其風(fēng)味成分，本試驗(yàn)采用同時(shí)蒸餾萃取提取干酪的風(fēng)味成分，并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)其風(fēng)味成分進(jìn)行分離鑒定，為進(jìn)一步生產(chǎn)開(kāi)發(fā)適合中國(guó)人口味的干酪和加快干酪的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程提供基礎(chǔ)分析方法及科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料

牦牛乳硬質(zhì)干酪（成熟5個(gè)月）：自制；無(wú)水硫酸鈉(分析純)：天津市福晨化學(xué)試劑廠；二氯甲烷（XAR）：天津市瑞金特化學(xué)品有限公司；人造沸石（化學(xué)純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1．2 儀器與設(shè)備

AutoSystem XL-TurboMass 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)Perkin Elmer公司；同時(shí)蒸餾萃取裝置；RE52-98型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；AL104型電子天平（精確至0．1 mg）：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；KDM型調(diào)溫電熱套：山東城新華電熱儀器廠；DF-Ⅱ型集熱式磁力加熱攪拌器：金壇市順華儀器有限公司。

1．3 牦牛乳硬質(zhì)干酪的制備

原料乳預(yù)處理（63 ℃，30 min低溫巴氏殺菌）→冷卻（30 ℃）→添加發(fā)酵劑（占總奶量0．03%）→保溫（37℃，40 min）→添加CaCl2（0．02%）和凝乳酶（按酶活添加）→凝乳切割（切成不大于1 cm3的凝塊）→升溫（由32℃升至40 ℃）→排出乳清→攪拌→二次加熱→加鹽（2%）→壓榨成型→成熟（5個(gè)月）→成品

1．4 同時(shí)蒸餾萃取制備樣品

取牦牛乳硬質(zhì)干酪50 g，加去離子水250 ml，置于500 ml圓底燒瓶中接SDE裝置的左端，用可調(diào)溫電熱套加熱至沸騰。裝置的右端接100 ml圓底燒瓶，內(nèi)裝50 ml二氯甲烷，用集熱式磁力攪拌器加熱至60 ℃，蒸餾8 h，倒出溶劑相，加入適量無(wú)水硫酸鈉除水，過(guò)濾后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至1 ml左右，供GC-MS分析用。

1．5 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱：OV1701 毛細(xì)管柱（柱長(zhǎng)60 m, 內(nèi)徑0．25 mm，液膜厚度0．25 μm），起始溫度50 ℃，保持1 min，然后以5 ℃/min的升溫速率升溫至240 ℃；汽化室溫度：250 ℃；進(jìn)樣量1 μl；He流量1 ml/min；分流比20∶1。

質(zhì)譜條件：離子源溫度：250 ℃；傳輸線溫度：250 ℃；離子化模式：EI +；電子能：70 eV；掃描質(zhì)量范圍為10～400 m/z。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由TurboMass Ver 4．1．1軟件系統(tǒng)完成，化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)與Wiley標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)相匹配檢索定性，僅當(dāng)正反匹配度均大于800（最大值為1000）時(shí)的鑒定結(jié)果才予以報(bào)道。按峰面積歸一化法計(jì)算化合物的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與討論

2．1 組分的分離與定性結(jié)果的確認(rèn)

圖1為牦牛乳硬質(zhì)干酪樣品的同時(shí)蒸餾CH2Cl2萃取液進(jìn)行GC-MS分析的總離子流色譜圖（TIC）。結(jié)果見(jiàn)表1。干酪風(fēng)味成分的定量按峰面積歸一化法計(jì)算其相對(duì)含量。經(jīng)NIST標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)和Wiley標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索和資料核實(shí)，共鑒定出70種化合物（見(jiàn)表1）：

表1 GC/MS分離鑒定牦牛乳硬質(zhì)干酪的揮發(fā)性風(fēng)味化合物

2．2 牦牛乳硬質(zhì)干酪風(fēng)味成分

按峰面積歸一化法計(jì)算所鑒定風(fēng)味成分的含量占化合物總量的97．28%，分離出的干酪樣品中風(fēng)味成分的組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)椋核犷悾觉ヮ悾敬碱悾就悾救╊?。其中酸類物質(zhì)化合物的峰面積相對(duì)百分比為最高，共有12種，占總面積的88．45%；酯和內(nèi)酯種類共有19種，占總面積的2．47%；醇類有9種，占總面積的2．15%；酮類有6種，占總面積的1．17%；醛類有6種，占總面積的0．26%；其余物質(zhì)為長(zhǎng)鏈烷烴類、雜環(huán)類等物質(zhì)，結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可以看出，牦牛乳硬質(zhì)干酪的風(fēng)味成分主要為酸類物質(zhì)，酸類有12種，占總面積的88．45%。偶數(shù)碳原子短鏈脂肪酸（C4-C12）的生成，對(duì)干酪的風(fēng)味影響很大，其中丁酸（酪酸）是最重要、最明顯的風(fēng)味化合物。在脂酶的催化下乳脂肪發(fā)生水解生成的少量丁酸對(duì)干酪香味具有貢獻(xiàn)，可賦予干酪的奶油氣味，當(dāng)雜菌在發(fā)酵中增多時(shí)會(huì)引起丁酸產(chǎn)量增多而引起酸敗氣味[3]。丁酸普遍存在于切達(dá)干酪、酸乳酪中，香氣刺鼻，味酸，有干酪、牛奶、奶油帶果香味；異丁酸味酸，有酸牛奶、奶油、干酪等乳制品香味和酵母發(fā)酵的香味、些微的果香，由異丁醛氧化得到；異戊酸高濃度時(shí)具有強(qiáng)烈的不愉快氣味和酸味，濃度較低時(shí)則有甜潤(rùn)的果香；己酸存在于賽達(dá)干酪、藍(lán)紋干酪、黃油中，有山羊樣氣息，輕微的腐臭干酪和油脂氣味；辛酸有微弱的水果酸氣味，淡酸味[4]；癸酸具有特殊的、不舒適的油酸敗味；十四酸具有淡淡的奶香味。C2-C8的揮發(fā)性脂肪酸是Cheddar干酪的主要風(fēng)味物質(zhì)。從Cheddar干酪中除去揮發(fā)性脂肪酸并不影響其芳香氣味，進(jìn)而可推知這些脂肪酸僅僅在干酪的基本味道方面有著重要作用。游離脂肪酸不但是直接的風(fēng)味化合物，而且是第二大主要風(fēng)味物質(zhì)甲基酮形成的底物，但如果游離脂肪酸過(guò)高會(huì)產(chǎn)生一些不愉快的氣味，所以干酪中應(yīng)注意控制游離脂肪酸的含量。短鏈脂肪酸和甲硫醇生成甲硫酯，賦予干酪特有的芳香氣味。

酯和內(nèi)酯類物質(zhì)共19種，占總面積的2．47%，內(nèi)酯類化合物的前體是羧酸和酮酸等，也是酯質(zhì)受熱氧化產(chǎn)生的一類比較重要的嗅感物質(zhì)，具有很低的香味閾值（平均為0．1 mg/kg），對(duì)干酪風(fēng)味的貢獻(xiàn)非常重要[5]。天然存在并且具有感官重要性的內(nèi)酯一般有γ-或δ-內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，γ-內(nèi)酯多存在于植物中，而δ-內(nèi)酯則主要發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物產(chǎn)品中[5]。乙酯類化合物是由乙醇和干酪中的脂肪酸反應(yīng)產(chǎn)生，當(dāng)酯類濃度超過(guò)某一范圍時(shí)，干酪會(huì)呈現(xiàn)果實(shí)香氣，但也會(huì)導(dǎo)致干酪的風(fēng)味劣化，故干酪中的水果味可以認(rèn)為是由于乙醇或它的前體物過(guò)量產(chǎn)生的。乙酸乙酯具有有甜、果香、冰淇淋的香氣；丁酸乙酯有清靈強(qiáng)烈的甜果香，味甜；己酸乙酯存在于乳酪、朗姆、水果中，具有水果甜香，奶制品香韻及有力的酒香似白酒濃香型；丙酸戊酯有蘋(píng)果香氣；辛酸乙酯存在于番木瓜及乳酪中，具有甜味、類似牛奶的香味；己酸丁酯略帶發(fā)酵過(guò)的水果味；己酸己酯有甜味和水果味；癸酸乙酯有水果香和椰子香味；丁酸苯乙酯存在于熱帶水果和干酪中，有甜清的玫瑰氣息，果香，香氣濃；十四酸乙酯味甜似蠟香、奶油味；δ-十二內(nèi)酯有脂肪、甜、奶油、牛奶、水果香氣和油香氣，低濃度時(shí)有桃、梨、梅樣的風(fēng)味。

醇類物質(zhì)有9種，其含量比較低，占總面積的2．15%。醇類化合物的風(fēng)味閾值較高，對(duì)整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小。醇的形成與干酪制作過(guò)程中乳酸、氨基酸和脂肪酸有關(guān)，大部分來(lái)自脂肪氧化，是由于脂肪酶對(duì)干酪中脂肪酸的降解作用產(chǎn)生的；少量醇是由于干酪中的蛋白水解酶和發(fā)酵劑蛋白酶等對(duì)蛋白質(zhì)的降解作用所產(chǎn)生的羰基化合物還原生成的，這與María D. GUILLéN等人的研究結(jié)果一致[6]。其中桉葉油醇有清涼的草藥味，薄荷香；月桂醇具特有的脂肪氣味，高濃度時(shí)令人不快，但稀釋后具有優(yōu)雅的花香氣，且有頗弱但很持久的油脂氣息。對(duì)分析結(jié)果來(lái)說(shuō)，由SDE法所檢出醇類物質(zhì)含量比較低，其原因可能是由于醇類物質(zhì)較活潑，在SDE法長(zhǎng)時(shí)間蒸餾過(guò)程中容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使低沸點(diǎn)、低分子量的醇類物質(zhì)種類減少。相反，據(jù)衣宇佳等人研究結(jié)果表明固相微萃取法（SPME）對(duì)醇類物質(zhì)有較好的選擇性[7]。醇無(wú)論是飽和的還是不飽和的，大部分是直鏈的，主要來(lái)自脂肪氧化，可能是由脂肪酸的二級(jí)氫過(guò)氧化物的分解、脂質(zhì)氧化酶對(duì)脂肪酸的作用、脂肪的氧化分解生成或由羰基化合物還原而成的，脫氫酶也可以將由脂肪酸和氨基酸生成的醛還原成相應(yīng)的醇。干酪由于長(zhǎng)期的發(fā)酵過(guò)程，脂肪酶對(duì)產(chǎn)品的最終風(fēng)味影響顯著。

酮類化合物有6種，占總面積的1．17%。酮類化合物是由多不飽和脂肪酸的氧化或熱降解、氨基酸降解或微生物代謝所產(chǎn)生的[8]，對(duì)干酪的風(fēng)味具有重要的影響。酯質(zhì)在受熱情況下水解，生成甘油和游離脂肪酸，游離脂肪酸進(jìn)一步發(fā)生β-氧化、脫羧作用后產(chǎn)生甲基酮。在鑒定出的6種酮類風(fēng)味物質(zhì)中，其中2-戊酮具有果香、甜味，輕微的乳樣香氣；2-庚酮具有輕微的藥香氣味，是切達(dá)干酪、青紋干酪具有的獨(dú)特風(fēng)味物質(zhì)； 2-壬酮、2-十三酮、2-十五酮具有乳酪、奶香、椰子氣味，是青紋、賽達(dá)、切達(dá)等干酪所具有的獨(dú)特風(fēng)味物質(zhì)[9]；十一烷酮具有有蠟香、果香、脂肪香、奶油乳酪香氣。

醛類物質(zhì)有6種，占總面積的0．26%。醛類物質(zhì)的風(fēng)味閾值一般是最低的，在食品中起重要作用并且是各種氧化風(fēng)味的來(lái)源[1]。異戊醛濃度高時(shí)具有強(qiáng)烈的、尖辛的不愉快氣味，高度稀釋后有似蘋(píng)果、巧克力、可可樣香氣，濃度低于10 mg/kg時(shí)呈桃子香味；3-甲硫基丙醛有愉快的濃的肉和肉湯樣的風(fēng)味；苯甲醛是由色氨酸或苯丙氨酸轉(zhuǎn)化而來(lái)的，對(duì)干酪整體良好風(fēng)味的形成有重要作用，呈苦杏仁香味和焦味，有果香、粉香、堅(jiān)果香韻；壬醛有強(qiáng)烈的脂肪氣息，稀釋時(shí)具有蠟香、柑橘香、脂肪香和花香；3-甲硫基丙醛是蛋氨酸產(chǎn)生的中間體，由丙烯醛與甲硫醇經(jīng)加成而得；異戊醛此類甲基支鏈醛化合物主要通過(guò)亮氨酸的Streck降解途徑產(chǎn)生。十六醛主要是在高溫蒸煮過(guò)程中，脂肪的進(jìn)一步氧化降解產(chǎn)生的。

烴類化合物種類繁多，也是普遍存在于干酪之中的一類化合物，包括直鏈烷烴和支鏈烯烴等。本試驗(yàn)檢測(cè)出的烷烴主要是一些長(zhǎng)鏈直鏈烷烴。由于烴類化合物的芳香閾值較高，不具有風(fēng)味活性，所以對(duì)干酪的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。

本試驗(yàn)采用SDE法對(duì)高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性成分的分離比較有利，如對(duì)長(zhǎng)鏈羧酸、醛、酮、酯類物質(zhì)有較好的檢出，但也存在一些問(wèn)題：由于SDE法使樣品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高溫蒸煮，一些低分子量、低沸點(diǎn)、極性較強(qiáng)的醇、酸等化合物會(huì)發(fā)生變化，容易發(fā)生變化的化合物檢出量會(huì)有所減少，這與衣宇佳等人研究結(jié)果一致[7]。長(zhǎng)時(shí)間熱處理還可導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)降解，產(chǎn)生其他化合物。一些揮發(fā)性的含硫及雜環(huán)化合物風(fēng)味閾值較低，但被認(rèn)為是許多干酪品種的基本風(fēng)味物質(zhì)，而本試驗(yàn)中SDE法并未檢出這類化合物，說(shuō)明此法對(duì)這類化合物的靈敏度較低，這與報(bào)道結(jié)果一致[10]。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)采用同時(shí)蒸餾萃取牦牛乳硬質(zhì)干酪的風(fēng)味成分，所得揮發(fā)性風(fēng)味成分的二氯甲烷萃取液用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)法分離并分析鑒定其成分及含量，共鑒定出70種化合物，確定了其中的70種揮發(fā)性化合物組分，按峰面積計(jì)算占化合物總成分的97．28%。其中酸類物質(zhì)有12種；酯和內(nèi)酯類物質(zhì)共有19種；醇類物質(zhì)有9種；酮類物質(zhì)有6種；醛類物質(zhì)有6種；其余物質(zhì)為長(zhǎng)鏈烷烴類、雜環(huán)類等物質(zhì)。揮發(fā)性成風(fēng)味分主要是其中的酸類、酯類和醇類，其次為酮類和醛類。這些物質(zhì)的共同作用形成了牦牛乳硬質(zhì)干酪獨(dú)特的風(fēng)味，酸類物質(zhì)構(gòu)成了干酪的主體特征氣味。通過(guò)對(duì)牦牛乳硬質(zhì)干酪風(fēng)味成分的分析，為更好地開(kāi)發(fā)新品種干酪和提高控制干酪的質(zhì)量，改進(jìn)干酪加工工藝提供了參考。

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Simultaneous Distillation-Extraction American Yak's milk Hard Cheese for the Flavor Components

The flavor components in Yak milk hard cheese were extracted by simultaneous distillationextraction equipment (SDE) in which 70 components, equaling to 97.28%of total flavor components in weight were identified by gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) analysis. Besides, there relative content of each component was determined by area normalizing method. It was indicated that the main volatile components in the Yak milk hard cheese were acids（equaling to 88.45%）esters（equaling to 2.47%）and alcohols（equaling to 2.15%）, secondly volatile components were ketones and aldehydes.Acids compounds constitute the main flavor components of Yak milk hard cheese.

Yak milk hard cheese；simultaneous distillation-extraction (SDE)；flavor component；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

牛婕（1984—），女，注冊(cè)咨詢工程師（投資），動(dòng)物食品營(yíng)養(yǎng)與工程碩士，主要從事輕工、化工、醫(yī)藥、商務(wù)糧、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的工程咨詢工作，E-mail∶352810404@qq．com，13659480550．