Streptococcus thermophilus ND03在牛乳發(fā)酵過程及貯藏期間揮發(fā)性風味物質(zhì)分析

王 丹 ， 周亭亭 ， 丹 彤 ， 張和平 ， 孟和畢力格 *

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 乳品生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶制品加工重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特010018）

發(fā)酵乳的風味物質(zhì)是由發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸及種類繁多的揮發(fā)性風味物質(zhì)所決定的。早在1982年，Marshall等人[1]就對發(fā)酵乳中的風味物質(zhì)進行了研究，并發(fā)現(xiàn)這些風味物質(zhì)包括碳氫化合物、醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、內(nèi)酯類、含硫化合物、吡啉與呋喃衍生物。發(fā)酵劑是發(fā)酵乳產(chǎn)酸和產(chǎn)香的基礎(chǔ)及原因，發(fā)酵劑菌株的質(zhì)量與活力對發(fā)酵乳中風味物質(zhì)的數(shù)量與含量起關(guān)鍵性的作用。Streptococcus thermophilusND03是作者從青海的牦牛乳中分離鑒定出的一株在產(chǎn)酸、產(chǎn)黏、持水性等方面具有良好特性的菌株[2-3]。2011年張興昌[4]等人對AST基礎(chǔ)培養(yǎng)基進行優(yōu)化以滿足S.thermophilusND03最適生長要求，并在5 L液體發(fā)酵罐上對高密度發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，使S.thermophilusND03活菌數(shù)達到1.8×1010cfu/mL并使發(fā)酵時間縮短至 6.0～6.5 h。2011年孫志宏等人利用454-焦磷酸測序技術(shù)和Solexa paired-end測序技術(shù)相結(jié)合的方法對S.thermophilusND03進行全基因組測序，發(fā)現(xiàn)S.thermophilusND03包含一個1831957 bp的環(huán)形染色體（GC含量為39.1%），并報道S.thermophilusND03基因組中共有2038個基因，其中包括1919個編碼基因，5個rRNA操縱子和56個tRNA[5]。固相微萃?。⊿PME）技術(shù)具有分析時間短、檢出限低、分析范圍廣、不使用有機溶劑和萃取條件溫和等特點。近年來SPME技術(shù)在食品風味檢測如發(fā)酵乳[6]、紅酒[7]、發(fā)酵茶[8]等中的應用越來越廣泛。為進一步了解S.thermophilusND03發(fā)酵牛乳中揮發(fā)性風味物質(zhì)的組成及特性，作者采用SPME技術(shù)對發(fā)酵牛乳進行揮發(fā)性風味物質(zhì)富集，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對S.thermophilusND03在牛乳發(fā)酵過程和4℃貯藏期間產(chǎn)生的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行檢測分析，采用主成分分析法探知發(fā)酵及貯藏階段的特征性風味物質(zhì)并對發(fā)酵牛乳進行感官評定，為今后從全基因角度研究風味物質(zhì)相關(guān)功能基因及其代謝調(diào)控與相關(guān)物質(zhì)合成提供表型數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

1.1.1 實驗材料 發(fā)酵劑菌株Streptococcus thermophilusND03（Genbank 號 NC017563）：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學乳品生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室提供。

1.1.2 實驗儀器 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（7890B GC system-5977A MSD：Anilent公司產(chǎn)品）；色譜柱（HP-5 毛細管柱，30 m×0.25 mm，0.25 μm）； 手動SPME 進樣手柄 （USA，SUPELCO），SPME 萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS；65 μm PDMS/DVB；100 μm PDMS：SUPELCO 公司產(chǎn)品）。

1.2 實驗方法

1.2.1S.thermophilusND03發(fā)酵牛乳的制備 將在-20℃冷凍干燥保藏的S.thermophilusND03菌株于脫脂乳培養(yǎng)基中活化，隨后接種于M17液體培養(yǎng)基（CM0817，英國OXOID公司）中傳3代，使菌株活力達到最大。將菌株于50 mL和500 mL M17液體培養(yǎng)基中連續(xù)擴大培養(yǎng)，離心收集菌體并制備菌懸液。將發(fā)酵劑以5×107cfu/mL接種于均質(zhì)后的全脂乳（碳水化合物質(zhì)量分數(shù)為11%，脂肪質(zhì)量分數(shù)為3.1%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為2.9%）中，并分裝于樣品瓶中。將樣品置于42℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)并在發(fā)酵2 h和發(fā)酵4 h時取樣，待樣品達到發(fā)酵終點（即pH=4.5）時，將樣品轉(zhuǎn)移至4℃冰箱貯藏（此時定義為貯藏期 0 d）， 并分別于貯藏期 0、1、3、7、14 d 取樣，隨后進行SPME-GC-MS檢測分析。

1.2.2 揮發(fā)性風味物質(zhì)測定 SPME萃取條件：將萃取頭在氣相色譜的進樣口于250℃老化30 min。隨后將老化好的萃取頭插入到樣品瓶中。平衡溫度為50℃，平衡時間為60 min。

解吸附條件：將萃取頭插入氣相色譜的進樣口，250℃條件下解吸附3 min。

GC參數(shù)條件：采用程序升溫方式，起始溫度為35℃，保持5 min。隨后以5℃/min的升溫速率上升至140℃，保持2 min；以10℃/min的升溫速率上升至250℃，保持3 min。汽化室溫度為250℃；載氣為He，流量1 mL/min；不分流進樣。

MS參數(shù)條件：全掃描模式，掃描質(zhì)量范圍為m/z33～450；電離方式為EI源，電子能量70 eV；離子源溫度230℃；發(fā)射電流100 μA。

1.2.3 定性與定量分析 各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)由隨機攜帶Masshunter工作站NIST 11標準庫自動檢索，選擇匹配度高的物質(zhì)（匹配率≥85%）作為鑒定結(jié)果。利用面積歸一化法計算各組分相對峰面積百分比（即各組分相對質(zhì)量分數(shù)）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 19.0作為數(shù)據(jù)分析工具進行主成分分析處理，具體步驟參照張文彤[9]的方法。利用Origin7.5做主成分載荷圖、3D plot圖、柱狀圖。

1.4 感官評定

由12名食品專業(yè)的感官評定員，依據(jù)中國乳制品行業(yè)規(guī)范RHB 103—2004中酸牛乳感官質(zhì)量評鑒要求，分別對發(fā)酵及貯藏期間7個階段的S.thermophilusND03發(fā)酵牛乳在色澤、滋味和氣味、組織狀態(tài)方面進行感官評定。發(fā)酵牛乳感官評定標準見表1。

表1 發(fā)酵牛乳感官評定標準Table1 Sensory evaluation standards of fermented cow milk

2 結(jié)果與討論

2.1 S.thermophilus ND03牛乳發(fā)酵過程及貯藏階段揮發(fā)性成分的檢測分析

作者采用的萃取頭分別為 50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB 和 100 μm PDMS，不同規(guī)格的萃取頭表面膜性質(zhì)不同，導致其吸附的物質(zhì)不同。50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭可以大范圍吸附 C3-C20的揮發(fā)性物質(zhì)，65 μm PDMS/DVB萃取頭可以吸附極性揮發(fā)性物質(zhì)，100 μm PDMS萃取頭可以吸附非極性小分子揮發(fā)性物質(zhì)。3種萃取頭得到的數(shù)據(jù)與信息相互補充。

利用 3 種萃取頭對發(fā)酵 2 h（I）、4 h（II） 及貯藏0 d（III）、1 d（IV）、3 d（V）、7 d（VI）、14 d（VII） 的發(fā)酵牛乳樣品進行風味物質(zhì)富集，結(jié)合GC-MS技術(shù)對各階段的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行檢測分析，S.thermophilusND03在發(fā)酵過程及貯藏階段產(chǎn)生揮發(fā)性成分的GC-MS總離子流圖如圖1所示。

除去少量萃取頭帶來的硅氧烷類雜質(zhì)峰，作者共檢測出136種揮發(fā)性物質(zhì)，其中50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭檢測出86種揮發(fā)性物質(zhì)，65 μm PDMS/DVB萃取頭檢測出66種揮發(fā)性物質(zhì)，100 μm PDMS萃取頭檢測出62種揮發(fā)性物質(zhì)。在此將其歸納為醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、烴類、芳香族類、雜環(huán)類、含氮類和其他類共10大類揮發(fā)性物質(zhì)。

圖1 采用不同規(guī)格萃取頭萃取S.thermophilus ND03牛乳發(fā)酵過程及貯藏階段樣品中揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 TIC of volatiles extracted from fermented cow milk with the starter S.thermophilus ND03 by SPME-GC-MS using three different extraction fibers

發(fā)酵乳中風味物質(zhì)的形成主要有3種途徑[10]：（1）原料乳成分。已確定的成分有丙酮、乙醛、油酸及游離脂肪酸等。（2）加工過程中標準化、均質(zhì)、殺菌等引起的乳制品風味變化。如美拉德反應可生成呋喃、吡咯、吡喃、吡嗪等含S、N、O的雜環(huán)化合物，加熱還可引起含硫組分濃度的增加。（3）微生物的代謝。據(jù)報道對發(fā)酵乳風味有決定性影響的物質(zhì)有2-丁酮、雙乙酰、乙醇、乙醛、丙酮、二乙酰、乙偶姻、乙酸乙酯、乙酸等[1]。

由圖2可以清楚看到各階段的酮類化合物、芳香族化合物及含氮化合物的相對質(zhì)量分數(shù)明顯高于其他類的揮發(fā)性物質(zhì)。3種不同萃取頭萃取得到的酮類物質(zhì)其相對質(zhì)量分數(shù)在貯藏階段 （即0～14 d）都呈下降趨勢，如 2-庚酮、2-壬酮、3，5-辛二烯-2-酮。而由65 μm PDMS/DVB萃取得到的乙偶姻在發(fā)酵2 h時其相對質(zhì)量分數(shù)為0.5%，隨著發(fā)酵的進行其相對含量不斷上升，到達發(fā)酵終點時（即貯藏0 d）其相對質(zhì)量分數(shù)為5.8%，隨著樣品在4℃貯藏時間的延長，樣品中乙偶姻的相對含量也不斷增加，在貯藏14 d時達到10.8%，說明乙偶姻是在發(fā)酵及貯藏期間逐漸產(chǎn)生的。Ott等人報道乙偶姻是在發(fā)酵過程產(chǎn)生的對發(fā)酵乳風味有重要影響的羰基化合物之一，乙偶姻具有甜香、奶制品香并帶有脂肪的油膩氣息[11]。由50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取得到的芳香族化合物，如苯甲醛、2，4，5-三甲基苯甲醛、2，4-二甲基苯甲醛、乙酰苯等在發(fā)酵期間其相對質(zhì)量分數(shù)均呈上升趨勢，而隨著貯藏時間的延長其相對含量呈逐漸下降趨勢。在發(fā)酵期間沒有檢測到苯甲酸（又名安息香酸），隨著貯藏時間的延長，苯甲酸的相對質(zhì)量分數(shù)由0.8%（貯藏1 d）上升至3.6%（貯藏14 d），這說明苯甲酸是隨著貯藏時間的延長而逐漸產(chǎn)生的。

圖2 采用不同規(guī)格萃取頭萃取S.thermophilus ND03發(fā)酵牛乳所得各類揮發(fā)性物質(zhì)相對質(zhì)量分數(shù)Fig.2 Categories and relative contents of the major volatiles in the fermented cow milk with the starter S.thermophilus ND03 using SPME-GCMS by three different extraction fibers

Hols等[12]發(fā)現(xiàn)發(fā)酵乳中蛋白質(zhì)、肽和氨基酸的分解代謝與其關(guān)鍵揮發(fā)性風味物質(zhì)的形成有關(guān)。由100 μm PDMS萃取得到的甲氧基苯基肟在發(fā)酵2 h時其相對質(zhì)量分數(shù)為24.7%，隨著發(fā)酵時間的延長在發(fā)酵終點時其相對質(zhì)量分數(shù)為29.3%，隨后在貯藏期間其相對含量呈先上升再下降的趨勢，在貯藏3 d 時達到最大值（39.4%）。 由 50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取得到的揮發(fā)性物質(zhì)除了酮類化合物、芳香族化合物及含氮化合物所占的相對質(zhì)量分數(shù)較高外，醇類化合物所占的相對質(zhì)量分數(shù)也較高。從發(fā)酵2 h至發(fā)酵終點，部分醇類物質(zhì)的相對質(zhì)量分數(shù)先上升后下降。而2-乙基-1-己醇、4-乙基-1-辛基-3-醇、1-戊醇、2-甲基-3-戊醇等是發(fā)酵2 h后新產(chǎn)生的物質(zhì)。由3種萃取頭萃取得到的結(jié)果可知，隨著貯藏期的延長C7～C10醇的數(shù)量及其相對質(zhì)量分數(shù)呈上升趨勢，如1-庚醇、2-乙基-1-己醇、1-壬醇、1-辛醇、3-甲基-2-庚醇、2-甲基-3-戊醇，說明這些物質(zhì)是在貯藏期間逐漸產(chǎn)生的。由于醇類化合物的風味閾值較高，一般認為對乳制品的整體風味貢獻不大。

經(jīng)自動氧化后的游離脂肪酸會產(chǎn)生一系列結(jié)構(gòu)相似的醛類物質(zhì)，而醛類化合物的閾值較低，對發(fā)酵乳風味構(gòu)成有重要影響。由50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB萃取得到的醛類化合物其相對質(zhì)量在發(fā)酵期間呈下降趨勢，而在貯藏期間呈上升趨勢。作者檢測到的醛類物質(zhì)包括直鏈醛，如庚醛、己醛、壬醛、戊醛；支鏈醛，如3-甲基己醛、2-甲基戊醛； 烯醛， 如 （E，E）-2，4-二烯醛、（E）-2-己烯醛等3大類。不飽和脂肪酸如亮氨酸、亞麻酸和亞油酸等的氧化分解會產(chǎn)生庚醛、己醛、壬醛等物質(zhì)[13]。支鏈醛可能來源于氨基酸Strecker降解過程[1]。己醛具有鮮草的清香味，壬醛具有水果香味，庚醛具有強烈的油脂味，3-甲基己醛具有奶酪味[14]。Condursoa等人報道醛類物質(zhì)在發(fā)酵乳這種酸類介質(zhì)中是不穩(wěn)定的，在貯藏期間醛類物質(zhì)的含量會發(fā)生變化[15]，這與作者實驗結(jié)果較一致。

Cheng等人[1]報道在發(fā)酵期間產(chǎn)生的C2～C4的酸類化合物是由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的，C4～C20的酸類化合物是脂肪分解過程產(chǎn)生的。由3種萃取頭的結(jié)果可知，在發(fā)酵2、4 h時幾乎沒有檢測到酸類物質(zhì)，在發(fā)酵終點（貯藏0 d）時酸類化合物的平均相對質(zhì)量分數(shù)為8.47%，隨著貯藏時間的延長，酸類物質(zhì)的相對質(zhì)量分數(shù)呈緩慢增長的趨勢。發(fā)酵過程中，微生物將牛乳中質(zhì)量分數(shù)20%～40%的乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸，而酸類物質(zhì)在發(fā)酵乳中扮演著重要的角色，能帶給發(fā)酵乳特有的風味[1]。作者檢測到的短鏈脂肪酸有乙酸、丁酸、3-羥基丁酸；C6～C12的中鏈脂肪酸有己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、3-羥基十二酸等。Condurso等[15]利用SPME-GC-MS技術(shù)檢測乳制品在貨架期期間的揮發(fā)性風味物質(zhì)，其中測得的酸類化合物包含乙酸、丁酸、己酸、辛酸、壬酸、癸酸等，這與作者測得的結(jié)果較一致。

在貯藏過程中，酸和醇的酯化反應是產(chǎn)生酯類物質(zhì)的主要反應之一，從而賦予發(fā)酵乳酯香。由低級飽和單羧酸或多數(shù)不飽和單羧酸與低級飽和醇或不飽和醇所形成的酯類，都具有愉快的水果香氣[16]， 如由 50/30 μm DVB/CAR/PDMS 和 65 μm PDMS/DVB萃取得到的乙酸丁酯、丁酸乙酯、2-丙烯酸丁酯和己酸乙酯等。內(nèi)酯與酯一樣有特殊水果香氣[16]，如本實驗檢測出的δ-壬內(nèi)酯。

作者檢測到的烴類化合物有2，4-二甲基己烷、2，4-二甲基庚烷、甘菊環(huán)烴、2，6-二甲基壬烷、2，4-二甲基-癸烷、3，7-二甲基十一烷、十四烷等。由50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取得到的十二烷在發(fā)酵2和4 h時沒有檢出，在發(fā)酵終點時的相對質(zhì)量分數(shù)為1.2%，其相對質(zhì)量分數(shù)隨著貯藏時間的延長呈逐漸下降趨勢，在貯藏14 d時相對質(zhì)量分數(shù)為0.5%，這可能說明十二烷在貯藏期間作為中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化分解成了其他物質(zhì)。由100 μm PDMS萃取得到的2，6，10-三甲基-十二烷在發(fā)酵2 h時的相對質(zhì)量分數(shù)為1.4%，隨著發(fā)酵的進行其相對含量逐漸下降，在貯藏期間2，6，10-三甲基-十二烷的相對質(zhì)量分數(shù)持續(xù)緩慢下降，至貯藏14 d時沒有檢測出該物質(zhì)，說明該物質(zhì)在發(fā)酵及貯藏期間可能轉(zhuǎn)化分解成其他物質(zhì)。周曉媛等人[17]報道飽和烴的香氣閾值較高，對產(chǎn)品風味貢獻較低。

牛乳經(jīng)標準化、均質(zhì)、殺菌等加工處理過程會生成呋喃或吡喃類化合物[18]。由50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB萃取得到的呋喃及其衍生物有6-庚基四氫呋喃-2H-吡喃-2-酮、四氫-6-戊基-2H-吡喃-2-酮、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃。由100 μm PDMS萃取頭萃取得到的雜環(huán)化合物有苯并噻唑。含硫化合物主要由含硫氨基酸如胱氨酸、蛋氨酸等經(jīng)Stretcher降解氧化產(chǎn)生，含硫物質(zhì)通常閾值很低，因此在較低濃度時就能對產(chǎn)品風味產(chǎn)生強烈影響[1]。由50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取到的含硫化合物有 [（1-甲基丙基）-硫]-環(huán)己烷、二-n-癸砜、十二烷-2-丙酯-亞硫酸等。

綜合實驗數(shù)據(jù)可知，發(fā)酵牛乳的風味物質(zhì)種類復雜，是多種不同組分在數(shù)量及含量上平衡的綜合結(jié)果。

2.2 S.thermophilus ND03發(fā)酵牛乳過程及貯藏期間揮發(fā)性風味物質(zhì)主成分分析

2.2.1 主成分分析 對發(fā)酵及貯藏期間7個階段產(chǎn)生的10類揮發(fā)性風味物質(zhì)進行主成分分析。由表2可知，只有前3個主成分特征根大于1，因此SPSS只提取了前3個主成分。第一主成分的方差占所有主成分方差的48.89%，接近一半，前3個主成分的方差貢獻率達到86.633%，因此選前3個主成分已足夠描述ND03發(fā)酵乳各階段特征性風味物質(zhì)。

由表2和表3可以看出，第一主成分貢獻率占總變異信息的48.89%，主要反映醇類、醛類、酮類、酸類、烴類、雜環(huán)類及含氮類化合物的變異信息；第二主成分貢獻率占總變異信息的22.89%，主要反映酯類及芳香族類化合物的變異信息；第三主成分貢獻率占總變異信息的14，86%，主要反映其他類，如含硫化合物、含氯化合物等揮發(fā)性物質(zhì)的變異信息。載荷值本質(zhì)上是各變量與主成分之間的相關(guān)系數(shù)，“+”符號表示變量與主成分呈正相關(guān)性，而“-”符號表示變量與主成分呈負相關(guān)性[19]。

表2 主成分的特征根及方差貢獻率Table2 Eigenvalues of principal components and their variance contributions

表3 主成分的載荷矩陣Table3 Loading matrix of principal components

2.2.2 基于主成分分析確定S.thermophilusND03牛乳發(fā)酵過程及貯藏期間各階段特征性風味物質(zhì)主成分分析是基于通過少數(shù)幾個主分量解釋多個變量間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得物質(zhì)的數(shù)量及含量有較客觀的反映。由圖3可知，主成分載荷圖的左、右半?yún)^(qū)域?qū).thermophilusND03牛乳發(fā)酵過程樣品點和貯藏期間樣品點有較好的區(qū)分。發(fā)酵期間（2、4 h）樣品的特征性風味物質(zhì)為醛類、酮類及雜環(huán)化合物。貯藏0 d（即發(fā)酵終點）樣品的特征性風味物質(zhì)為醇類及含氮化合物；酯類及芳香族化合物為貯藏1、3 d樣品的特征性風味物質(zhì)；貯藏7、14 d的特征性風味物質(zhì)為烴類及酸類化合物，這可能是由于隨著貯藏時間的延長微生物發(fā)酵產(chǎn)生的酸類物質(zhì)不斷積累，使酸類化合物成為其特征性風味物質(zhì)。各階段樣品的特征性風味物質(zhì)在發(fā)酵及貯藏期間逐漸發(fā)生改變，體現(xiàn)了風味物質(zhì)的動態(tài)變化過程。

圖3中紅色三角代表S.thermophilusND03牛乳發(fā)酵過程及貯藏期間各樣品點總體香氣，藍色圓點代表10類香氣成分。樣品點與香氣成分在主成分載荷圖上越接近，兩者的相關(guān)性越高（首先判斷樣品點與香氣成分是否處于同一象限，再看兩者與坐標軸的夾角是否接近），由此可以判斷不同階段發(fā)酵樣品的特征性香氣成分[19]。

2.3 S.thermophilus ND03牛乳發(fā)酵過程及貯藏期間各階段樣品感官評定

由表4可知，貯藏1 d樣品的感官評分最高，其色澤為乳白色偏微黃色，具有酸牛乳固有滋味和氣味，并伴有適宜的奶香味，酸甜比例適當，發(fā)酵牛乳的組織細膩、均勻，無氣泡，無乳清析出。表征貯藏1 d樣品的特征性風味物質(zhì)是酯類化合物，此時相對質(zhì)量分數(shù)較高的物質(zhì)為丁酸乙酯、己酸乙酯、δ-壬內(nèi)酯等，酯類物質(zhì)的閾值較低，能夠賦予發(fā)酵乳酯香與愉快的水果香氣[20]。隨著4℃貯藏時間的延長，發(fā)酵牛乳的顏色逐漸變微黃，滋氣味逐漸變酸澀，當貯藏7 d時出現(xiàn)少量的乳清析出，當貯藏14 d時發(fā)酵牛乳的組織狀態(tài)變粗糙并伴有乳清析出。表征貯藏14 d樣品的特征性物質(zhì)是酸類化合物，此時相對質(zhì)量分數(shù)較高的物質(zhì)為己酸、庚酸、辛酸、n-癸酸等，酸類物質(zhì)含量的增多破壞了原有的發(fā)酵乳膠體結(jié)構(gòu)，使其容納的水分游離造成乳清析出，使得發(fā)酵牛乳的組織狀態(tài)變粗糙。

表4 S.thermophilus ND03發(fā)酵牛乳感官評定結(jié)果Table4 Sensory evaluation of fermented cow milk with the starter S.thermophilus ND03

作者以S.thermophilusND03為發(fā)酵劑進行牛乳發(fā)酵，達到發(fā)酵終點（即pH=4.5）所需時間為5.8 h，與劉文俊等人[21]所測的34株S.thermophilus發(fā)酵時間相比，所用時間較短。作者共篩選出136種揮發(fā)性風味物質(zhì)，與Ott[11]、王丹等人[22]測得的發(fā)酵牛乳中風味物質(zhì)種類與數(shù)量相比更為豐富，而多出的這些揮發(fā)性風味物質(zhì)是否是構(gòu)成發(fā)酵乳的關(guān)鍵性風味物質(zhì)，還需與其相對應的閾值結(jié)合分析討論。作者以S.thermophilusND03為發(fā)酵劑使發(fā)酵乳能夠在較短時間內(nèi)產(chǎn)生豐富的風味物質(zhì)，在貯藏1 d時能達到良好的感官評鑒要求，具有一定的工業(yè)應用前景。

3 結(jié)語

采用 50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、100 μm PDMS 3種不同纖維涂層的萃取頭，運用SPME-GC-MS技術(shù)檢測S.thermophilusND03牛乳發(fā)酵及貯藏期間的揮發(fā)性物質(zhì)及其變化情況，共鑒定出136種揮發(fā)性成分，主要有醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、烴類、芳香族類、雜環(huán)類、含氮類和其他類共10大類。由主成分分析結(jié)果可知，樣品的特征性風味物質(zhì)在發(fā)酵期間為醛類、酮類及雜環(huán)化合物，在貯藏0 d（發(fā)酵終點）為醇類及含氮化合物，在貯藏1、3 d為酯類及芳香族化合物，在貯藏7、14 d為烴類及酸類化合物。由感官評定結(jié)果可知，貯藏1 d的樣品在色澤、滋味、氣味及組織狀態(tài)方面具有良好表現(xiàn)。未來可進一步考慮與風味閾值、電子鼻等相結(jié)合的方法，全面評估發(fā)酵乳中的揮發(fā)性風味物質(zhì)。

圖3 主成分載荷圖Fig.3 Biplot of principal component analysis（PCA）