乳扇加工工藝優(yōu)化及其風(fēng)味成分分析

王姣，王絨雪，張晉華，王蓓,2*，曹雁平,2

1(北京工商大學(xué) 食品學(xué)院，北京，100048) 2(北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京，100048)

乳扇是云南大理白族人民手工制作的一種傳統(tǒng)乳制品，工藝獨特、簡單易操作，乳扇是將鮮牛/羊乳中加入自然發(fā)酵酸漿經(jīng)凝乳、熱燙、拉伸等制成。酸漿是乳清液在自然條件下發(fā)酵后產(chǎn)生的酸性發(fā)酵劑，最初是選用云南當(dāng)?shù)氐乃崮竟霞铀蠓徐o置后獲得[1]，可使牛奶中的酪蛋白在加熱狀態(tài)下凝固成塊[2]。乳扇口味獨特，奶味濃郁，近年來受到游客的青睞，但遺憾的是由于乳扇制品大部分是以家庭作坊的形式進行生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量難以保持穩(wěn)定，食品安全隱患嚴重。并且由于生產(chǎn)工藝流程不規(guī)范，導(dǎo)致其難以進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，自身發(fā)展受到嚴重制約。為提高乳扇的產(chǎn)量及品質(zhì)，延長其保存期，國內(nèi)一些專家對乳扇加工工藝、凝團特性、營養(yǎng)成分、菌種等方面進行了研究[3-6]，但對乳扇在制備過程中風(fēng)味隨工藝變化的研究相對較少。

本文先通過單因素實驗對乳扇凝乳塊在不同凝乳及熱燙拉伸條件下進行全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis，TPA)及回收率進行探究，在此基礎(chǔ)上，以彈性為響應(yīng)值，通過響應(yīng)面優(yōu)化確定最佳工藝條件。在該條件下采用頂空固相微萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對乳扇凝乳、熱燙、成品3個階段的揮發(fā)性風(fēng)味進行分析，探究在乳扇加工過程中的風(fēng)味變化情況，為我國傳統(tǒng)拉伸型奶酪的工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料乳(脂肪3.6%(質(zhì)量分數(shù))、蛋白質(zhì)3.1%(質(zhì)量分數(shù)))，采集于北京三元食品有限公司；酸水(pH為3.3)，采集于云南省大理市喜洲鎮(zhèn)。

1.2 儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀，Brookfield US；HWS12型電熱恒溫水浴鍋、THZ-D型恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器公司；手持pH計，Mettler Toledo；7890B-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；高速分散器XHF-DY，寧波新芝生物科技股份有限公司；MLS-3781L-PC高壓蒸汽滅菌器，日本三洋公司。

1.3 方法

1.3.1 乳扇加工工藝流程

原料乳→巴氏殺菌(65 ℃，30 min)→加入1 mol/L的CaCl2并充分攪拌→原料乳冷卻至相應(yīng)凝乳溫度→加入酸水，形成凝乳→將凝乳在乳清中熱燙拉伸，并反復(fù)擠壓，使乳清充分排出→乳扇凝乳塊[3]

1.3.2 乳扇加工工藝單因素實驗[7]

(1)凝乳溫度對乳扇凝乳塊的影響

凝乳溫度分別設(shè)定為40、45、50、55、60 ℃，控制凝乳時間為60 s，熱燙溫度為70 ℃，熱燙pH值為4.8，熱燙拉伸時間為3 min，探究凝乳溫度對凝乳塊性質(zhì)的影響；

(2)凝乳時間對乳扇凝乳塊的影響

凝乳時間分別設(shè)定為20、40、60、80、100 s，控制凝乳溫度為50 ℃，熱燙溫度為70 ℃、熱燙pH值為4.8，熱燙拉伸時間為3 min，探究凝乳時間對凝團性質(zhì)的影響；

(3)熱燙拉伸溫度對乳扇凝乳塊的影響

熱燙拉伸溫度分別設(shè)定為60、65、70、75、80 ℃，控制凝乳溫度為50 ℃，凝乳時間為60 s，熱燙pH值為4.8，熱燙拉伸時間為3 min，探究不同熱燙拉伸溫度對凝團性質(zhì)的影響；

(4)熱燙拉伸時間對乳扇凝乳塊的影響

熱燙拉伸時間分別設(shè)定為2、4、6、8、10 min，控制凝乳溫度為50 ℃，凝乳時間為60 s，熱燙溫度為70 ℃，pH值為4.8，探究不同熱燙拉伸時間對凝團性質(zhì)的影響；

(5)熱燙pH值對乳扇凝乳塊的影響

熱燙pH值分別設(shè)定為 4.2、4.4、4.6、4.8、5.0，控制凝乳溫度為50 ℃、凝乳時間為60 s，熱燙溫度為70 ℃，熱燙拉伸時間為3 min，研究不同熱燙pH值對凝團性質(zhì)的影響。

以上每組實驗均做3次平行。

1.3.3 乳扇凝乳塊TPA質(zhì)構(gòu)分析

利用質(zhì)構(gòu)儀檢測凝乳塊的硬度、彈性和內(nèi)聚性。質(zhì)構(gòu)儀的測定參數(shù)為：測定探頭類型為TA 25/1 000。測量前探頭下降速度為1.0 mm/s，測試速度為1.0 mm/s，測試后探頭回程速度為1.0 mm/s，下壓變形為30%，觸發(fā)力為0.50 N[7]。

1.3.4 乳扇加工工藝響應(yīng)面優(yōu)化實驗

以單因素實驗結(jié)果為基礎(chǔ)，選擇凝乳溫度、熱燙拉伸溫度和熱燙拉伸時間3個關(guān)鍵因素為自變量，以乳扇凝乳塊彈性為響應(yīng)值，通過Design Expert 8.0.6 軟件設(shè)計3因素3水平的中心組合實驗，各因素與水平設(shè)計如表1所示，并在此基礎(chǔ)上建立回歸模擬方程，確定乳扇制作工藝的最佳條件并加以驗證。

表1 實驗因素水平Table 1 Factor and levels of test

1.3.5 乳扇凝乳塊風(fēng)味成分分析

(1)根據(jù)最優(yōu)工藝條件進行乳扇的制作，分別對凝乳后、熱燙拉伸后及成品的乳扇樣品進行風(fēng)味組分的檢測。取6 g乳扇樣品和1 μL內(nèi)標(biāo)(0.816 mg/mL的2-甲基-3-庚酮和0.931 mg/mL的2-甲基戊酸)加入到40 mL頂空瓶內(nèi)，將待測樣品在60 ℃水浴鍋中平衡30 min，然后將已經(jīng)老化好的萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)插入頂空瓶中進行萃取，吸附時間為30 min，每個樣品均做3次平行。

(2)GC-MS條件：He作載氣，流速設(shè)為1 mL/min，樣品通過DB-Wax(30 m×0.25 mm,0.25 μm)色譜柱。升溫程序：溶劑延遲4 min，起始柱溫35℃，保持4 min，以4 ℃/min的速率升到100 ℃，保持2 min，然后以3 ℃/min速率升到150 ℃，最后以10 ℃/min速率升到230 ℃，保持2 min。采用不分流進樣模式，進樣口溫度設(shè)為 250 ℃。電子電離(electron ionization，EI)源，電離能量70 eV，四極桿溫度150 ℃，離子源溫度為230 ℃，接口溫度為250 ℃，檢測器溫度為250 ℃，掃描模式為全掃描，掃描范圍m/z20～350。

(3)定性分析：數(shù)據(jù)處理由MassHunter化學(xué)工作站完成，待鑒定化合物經(jīng)檢索與在DB-WAX毛細管柱分析的文獻報道中的保留指數(shù)進行對比，僅當(dāng)匹配度大于800的鑒定結(jié)果才有效，定性分析所得的揮發(fā)性化合物，并根據(jù)內(nèi)標(biāo)濃度對化合物進行定量。

RI測定方法：在色譜條件相同的情況下，將正構(gòu)烷烴C7～C40與乳扇在相同的色譜條件下得出GC保留時間，并根據(jù)公式(1)計算待測物i的保留指數(shù)(tn

(1)

式中：RI，保留指數(shù)；N，碳原子數(shù)；t，樣品i的保留時間；tn，碳原子數(shù)為n的正構(gòu)烷烴的保留時間；tn+1，碳原子數(shù)為n+1的正構(gòu)烷烴的保留時間。

(4)定量分析：對所有風(fēng)味化合物的定量方法采用內(nèi)標(biāo)半定量方法，根據(jù)化合物及內(nèi)標(biāo)化合物峰面積比值計算各揮發(fā)性成分的含量。

1.3.6 乳扇感官評價分析

選擇經(jīng)常消費乳制品的實驗室成員作為風(fēng)味剖面檢驗分析的評價員，并根據(jù)感官專家評價小組討論得到的樣品感官特征風(fēng)味對評價員進行培訓(xùn)，以增強他們對樣品風(fēng)味特性強度的識別和鑒定能力，提高他們對術(shù)語的熟悉程度，從而保證結(jié)果的重復(fù)性。一共有10位評價員參加分析，其中男性為3人，女性為7人，年齡最大的為40歲，最小的為23歲，平均年齡為28歲。

對前面由專業(yè)感官評定小組成員經(jīng)過品嘗、評香后討論出來的幾種風(fēng)味特征描述采用5分定義的標(biāo)度方法(0，不存在的；1，非常輕微的；2，輕微的；3，中等；4，顯著；5，非常顯著的)，對最佳工藝條件下制作的乳扇(制作后第1天)風(fēng)味特征進行強度評價，并將所得到的結(jié)果繪制風(fēng)味剖面圖。感官風(fēng)味描述如表2所示。

表2 乳扇風(fēng)味感官描述詞Table 2 Descriptive sensory language of Rushan

1.4 數(shù)據(jù)分析

乳扇工藝單因素實驗選取硬度、彈性、內(nèi)聚性等TPA參數(shù)作為凝乳團質(zhì)地分析依據(jù)，采用SPSS 20對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析；響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計實驗采用Design Expert 8.0.6軟件；揮發(fā)性化合物主成分分析采用Canoco for Windows 4.5軟件。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗

2.1.1 凝乳溫度對凝乳塊的影響

由表3可知，在不同的凝乳溫度下，凝乳塊的硬度、彈性、內(nèi)聚性及回收率均有顯著性差異。

表3 不同凝乳溫度下凝乳塊的參數(shù)Table 3 Parameters of curd piece at different curd temperature

注：同一列不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)。下同。

在50 ℃時，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性及回收率均最大。凝乳溫度為40～50 ℃時，隨著凝乳溫度的提高，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率均升高，而在55～60 ℃又逐漸降低。這是因為在較低溫度時，所需的凝乳時間較長，隨著溫度的升高，牛奶受熱后乳清蛋白分子構(gòu)象發(fā)生變化，暴露出β-乳球蛋白上的活性巰基，它與κ-酪蛋白、α-乳白蛋白結(jié)合，使蛋白質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)更加牢固[8]。當(dāng)凝乳溫度達到50 ℃時，蛋白質(zhì)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加堅實，形成的凝乳塊光滑均勻，富有彈性[9]。當(dāng)溫度過高時，變性后的乳清蛋白附著在酪蛋白上，導(dǎo)致凝乳塊結(jié)構(gòu)不牢固，組織松散，產(chǎn)率減少。為了保證凝乳塊在熱燙時能更好地進行拉伸，應(yīng)選用硬度低、彈性和內(nèi)聚性高的加工方式[10]，因此，最佳凝乳溫度為50 ℃。

2.1.2 凝乳時間對凝乳塊彈性的影響

由表4可知，在不同的凝乳時間內(nèi)，凝乳塊的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有差異性。當(dāng)凝乳時間為60 s時，乳扇凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率最高，此時乳扇綜合性質(zhì)較好。在較短的凝乳時間內(nèi)，酪蛋白凝固得不充分，形成的凝乳塊有較多顆粒且較粗糙，因此硬度較高，而彈性、內(nèi)聚性和回收率較低。當(dāng)凝乳時間在60～100 s時，隨著凝乳時間增長，乳扇凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率隨時間的延長而呈現(xiàn)下降趨勢。凝乳時間為60 s時，形成的凝乳塊均勻光滑，乳清透明，可反復(fù)折疊拉伸，具有良好的拉伸性能。

表4 不同凝乳時間下凝乳塊的參數(shù)Table 4 Parameters of curd piece at different curd time

2.1.3 熱燙拉伸溫度對凝乳塊彈性的影響

由表5可知，在不同的熱燙拉伸溫度下，乳扇的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有差異性。

表5 不同熱燙溫度下凝乳塊的參數(shù)Table 5 Parameters of curd piece at different thermo-stretching temperature

在70 ℃時，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率都最高，此時的凝乳塊可多次拉伸折疊，拉伸性能好，容易成型，熱燙液澄清。在60～65 ℃時，溫度過低，形成的凝乳塊較硬，難拉伸，延展性較差，需多次熱燙，故蛋白質(zhì)容易流失；當(dāng)熱燙拉伸溫度大于70 ℃時，乳扇凝乳塊的彈性隨著熱燙拉伸溫度的升高而下降。此時凝乳塊不易固定成型，易發(fā)生融化。熱燙拉伸溫度影響凝乳塊的熱燙時間及拉伸性能，從而影響乳扇的質(zhì)量[11]。分析可知，最佳熱燙拉伸溫度為70 ℃，且熱燙拉伸溫度對凝乳團的品質(zhì)影響較為顯著。

2.1.4 熱燙拉伸時間對凝乳塊彈性的影響

由表6可知，在不同的熱燙拉伸時間下，乳扇的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有差異性。熱燙拉伸時間為1 min時，由于拉伸時間不充分，乳扇凝乳塊中殘留的乳清排出不夠徹底，因此凝乳塊中含有大量水分，導(dǎo)致凝乳塊硬度較低、回收率較高。2～3 min時，隨著對凝乳塊揉捏拉伸時間的增加，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率也增加，熱燙拉伸時間為3 min時，彈性和內(nèi)聚性達到最高，制成的凝乳塊組織均勻有彈性，具有較好的拉伸性。在合理的時間內(nèi)熱燙拉伸有利于酪蛋白膠束的充分拉伸，使得乳扇凝乳塊具有良好的韌性和延展性，容易成型[1]。當(dāng)熱燙拉伸時間為4～5 min時，乳扇凝乳塊的彈性隨時間的增加而下降，熱燙拉伸時間過長，會導(dǎo)致凝乳塊中的蛋白質(zhì)和脂肪流失，使乳扇凝乳塊的硬度增加，而彈性、內(nèi)聚性和回收率降低[12]。綜上所述最佳熱燙拉伸時間為3 min。

表6 不同熱燙時間下凝乳塊的參數(shù)Table 6 Parameters of curd piece at different thermo-stretching time

2.1.5 熱燙pH值對凝乳塊彈性的影響

由表7可知，不同的熱燙pH值下凝乳塊的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有顯著性。熱燙pH值為4.6時，凝乳塊的彈性最高。pH值在4.2～4.6時，乳扇凝乳塊的彈性隨熱燙pH值的升高而增加，這是由于熱燙pH值低于等電點(4.6)時，酪蛋白已基本沉淀，形成較多的凝團，但排乳清時，蛋白質(zhì)小顆粒很容易散碎流失[8]，因而凝乳塊硬度過大，彈性和內(nèi)聚性較低，組織結(jié)構(gòu)松散且難成型[13]。而當(dāng)熱燙pH值高于4.6時，凝乳塊形成較慢，在一定時間內(nèi)可能無法完全凝乳，且凝乳塊較稀濕，難以拉伸成型。綜上所述，最佳pH值為4.6。

表7 不同熱燙pH值下凝乳塊的參數(shù)Table 7 Parameters of curd piece at different thermo-stretching pH

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

2.2.1 實驗設(shè)計

綜合乳扇加工工藝單因素實驗結(jié)果分析，彈性更能反映出不同的加工條件對凝乳塊的影響。因此在單因素基礎(chǔ)上選擇制作乳扇的凝乳溫度、熱燙拉伸溫度及熱燙拉伸時間為自變量，凝乳塊的彈性為響應(yīng)值，通過Design Expert 8.0.6 軟件設(shè)計3因素3水平的中心組合實驗如表8所示。

表8 響應(yīng)面法實驗設(shè)計及實驗結(jié)果Table 8 Program and result of RSA test

由表8可知，零點實驗的響應(yīng)值明顯高于分析組，表明此實驗條件為最優(yōu)的實驗組合。利用Design Expert 8.0.6 軟件對所得的實驗數(shù)據(jù)進行二次多項式擬合，獲得各因素對響應(yīng)值影響的二次回歸方程為：Y=5.60-0.74A+0.39B+0.29C+0.46AB+0.37AC+0.11BC-0.89A2-0.54B2-0.81C2。

2.2.2 多元回歸模型分析

由表9可知，回歸模型F=35.9，P<0.001，說明顯著性水平極高，失擬性F=0.4，P=0.763 5>0.05，無顯著性，說明該方程的擬合程度較高。因素一次項A對結(jié)果影響高度顯著(P<0.001)、B、C對結(jié)果影響具有顯著性(P<0.05)，交互項(AB、AC)對結(jié)果影響顯著(P<0.05)，因此可以得出回歸方程模擬實驗中3因素與綜合指標(biāo)的關(guān)系是可行的。二次項(A2、B2、C2)對結(jié)果影響極顯著(P<0.01)。變異系數(shù)CV(3.76%)較小，說明實驗的誤差較小，可靠性高，符合實驗設(shè)計的要求。決定系數(shù)R2=0.978 7，這說明該模型可以解釋97.87% 的響應(yīng)值的變化，且該模型的修正系數(shù)R2=0.951 3，預(yù)測系數(shù)R2=0.896 1與決定系數(shù)相差較小，這表明該回歸模型的擬合度良好，可以用該模型分析預(yù)測和優(yōu)化凝乳工藝條件。

表9 回歸模型系數(shù)方差分析Table 9 ANOVE for the regression coefficients of model

注：P<0.05 為顯著，用*表示；P<0.01 為極顯著，用**表示。

2.2.3 響應(yīng)面分析

根據(jù)凝乳塊彈性的回歸方程，可以得出凝乳溫度A、熱燙溫度B和熱燙時間C這3個因素的交互項對凝乳塊彈性的函數(shù)關(guān)系，得出響應(yīng)面及對應(yīng)的等高線如圖1～圖3所示。由圖1可知，隨著凝乳溫度的升高，凝乳塊的彈性先上升后下降，當(dāng)凝乳溫度大于50 ℃之后，彈性迅速下降，因而可以得出凝乳溫度對凝乳塊彈性的影響最為顯著。而隨著熱燙溫度的增加，凝乳塊的彈性呈先上升后下降。在凝乳溫度55 ℃，熱燙溫度70 ℃時，彈性達到最大值。由圖2可知，隨著凝乳溫度和熱燙時間的增加，凝乳塊彈性先上升后下降。在凝乳溫度50 ℃，熱燙時間3 min時，彈性達到最大值。由圖3可知，隨著熱燙溫度和熱燙時間的增加，凝乳塊彈性先上升后下降。等高線圖呈橢圓形，可知熱燙溫度和熱燙時間的交互作用顯著。在凝乳熱燙溫度70 ℃，熱燙時間3 min時，彈性達到最大值。

圖1 凝乳溫度和熱燙溫度對凝乳塊彈性的響應(yīng)面和等高線圖Fig.1 Response surface and contour of curd temperature and thermo-stretching temperature on elasticity of cred piece

圖2 凝乳溫度和熱燙時間對凝乳塊彈性的響應(yīng)面和等高線圖Fig.2 Response surface and contour of curd temperature and thermo-stretching time on elasticity of cred piece

圖3 熱燙溫度和熱燙時間對凝乳塊彈性的響應(yīng)面和等高線圖Fig.3 Response surface and contour of thermo-stretching temperature and thermo-stretching time on elasticity of cred piece

2.2.4 驗證性實驗結(jié)果

通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，得到最佳工藝條件為：凝乳溫度50 ℃，熱燙拉伸溫度70 ℃，熱燙拉伸時間3 min。利用最佳條件進行驗證，進行3次平行實驗，得到平均彈性為5.33 mm，與理論值5.43 mm接近，說明采用響應(yīng)面優(yōu)化的生產(chǎn)工藝參數(shù)準確可靠，按照建立的模型進行實驗在實踐中是可行的。

2.3 乳扇中揮發(fā)性風(fēng)味組分檢測結(jié)果

采用SPME-GC-MS對乳扇在制作過程及成品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行了檢測，共檢測出52種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中脂肪酸類化合物14種，酯類9種，醇類5種、醛類6種、酮類5種，其余為少量內(nèi)酯類、呋喃類、芳香及雜環(huán)類和含硫類化合物。由表10可知，在乳扇的制作過程中，除脂肪酸類化合物的含量出現(xiàn)明顯降低，而其他化合物的含量和種類均呈現(xiàn)出增加的趨勢，這可能與熱燙處理時高溫、洗滌作用引起的脂肪酸大量流失有關(guān)。由圖4可以看出，除脂肪酸類化合物外，其他大部分風(fēng)味化合物是在乳扇成品期間產(chǎn)生的。在凝乳時，乳扇主要的風(fēng)味物質(zhì)是脂肪酸類、酯類化合物，而醛類化合物主要來自于脂肪酸代謝，其他化合物均為少量。高溫洗滌作用明顯降低化合物的含量，尤其是脂肪酸類、醛類、酯類、酮類化合物。在成品時期各風(fēng)味化合物的含量除脂肪酸類化合物外均明顯增加，脂肪酸類化合物的減少很可能是因為代謝成其他風(fēng)味化合物。含硫化合物只有在成品時期檢測到，已有研究表明含硫化合物是乳制品成熟期間的重要化合物，主要來源于甲硫氨酸的降解[14]。脂肪酸類化合物在乳扇的風(fēng)味形成中發(fā)揮著非常重要的作用，它不僅是乳扇中主要的風(fēng)味物質(zhì)，還能分解代謝為酯類、醛類和甲基酮類等其他風(fēng)味物質(zhì)[15]，其中己酸和丁酸的閾值較低[16]。已有研究表明己酸和丁酸的濃度對發(fā)酵乳風(fēng)味強度有很大的貢獻[17]，癸酸具有柑橘的香氣[18]，月桂酸帶有油脂的香氣[19]，有利于乳扇風(fēng)味的形成。乳扇中還含有較多酯類化合物，這些酯類化合物具有良好的乳香味，能夠很好地修飾乳扇中脂肪酸及其他化合物所產(chǎn)生的風(fēng)味[20]。其中辛酸乙酯含量最高，具有白蘭地酒的香氣且有甜味[21]，而丁酸乙酯、乙酸丁酯和己酸乙酯能夠分別賦予乳扇奶香味、果香味以及奶油味[22]。內(nèi)酯類化合物是游離氨基酸的代謝產(chǎn)物，雖然在乳扇中種類少、濃度低，但是由于其閾值相對較低，且一般具有奶油味、堅果味、花香味等良好的風(fēng)味，能使奶酪的風(fēng)味更加飽滿醇厚，對乳扇良好感官品質(zhì)的形成有重要貢獻，是發(fā)酵乳特征風(fēng)味組成中不可或缺的一部分[23]。醇類化合物也在奶酪中普遍存在，它的來源主要有以下4種：氨基酸代謝、甲基酮還原、乳糖代謝和亞油酸、亞麻酸降解[24]。本實驗從乳扇中檢出的醇類化合物中正丁醇和苯乙醇的含量較高，分別為49.55 μg/kg和49.18 μg/kg，并且正丁醇具有特殊的酒香味[25]，而苯乙醇具有玫瑰花香味[26]。奶酪中醛類化合物主要來源于氨基酸轉(zhuǎn)氨作用、脂肪酸代謝或Strecker降解[27]，乳扇中檢測到的己醛具有青草的香氣[28]，壬醛具有柑橘的香氣[29]，對乳扇的風(fēng)味有較好的貢獻。奶酪中重要的風(fēng)味組分還包含酮類化合物，酮類化合物特別是甲基酮類化合物對奶酪的風(fēng)味組成發(fā)揮著重要作用，它們一般由不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生，是一類閾值較低的風(fēng)味化合物，能夠使發(fā)酵乳帶有令人愉悅的奶油香氣，有效提高乳扇的感官品質(zhì)。

表10 乳扇中揮發(fā)性風(fēng)味組分的變化Table 10 The Changes in volatile flavor components of dairy fan analyzed by SPME

續(xù)表10

揮發(fā)性風(fēng)味組分計算RI值文獻RI值揮發(fā)性風(fēng)味組分含量/(μg·kg-1)凝乳熱燙成品醇類正丁醇1120114213.73±1.4910.16±0.9049.55±4.03戊醇1255-11.12±1.079.21±0.8356.54±2.382-庚醇133113181.59±0.12-26.35正己醇135813532.040.97-苯乙醇1890190317.96±2.9611.38±1.9249.18±0.91種類總計5544含量總計46.44±5.6431.72±3.65181.62±7.32醛類正己醛108810812.05--乙醛675692-2.99±0.203.49辛醛128012874.29±0.862.34±0.3714.66±1.93壬醛1285138242.33±3.2015.83±2.8942.33±4.90庚醛11891180--1.48十三醛1825-2.35±0.91--種類總計6434含量總計51.02±4.9721.16±3.4661.96±6.83酮類2-庚酮1187118010.95±1.334.70±0.6735.75±2.012-壬酮137413866.10±0.824.56±1.06128.46±7.993-羥基-2-丁酮1296128610.36±1.194.56±0.5348.03±4.03羥基丙酮1323---12.172-十一酮15921596--6.28種類總計5335含量總計27.41±3.3413.82±2.26230.69±14.03脂肪酸類乙酸143614351890.76±67.50552.98±28.701713.08±45.20甲酸14551503--12.86±1.28丙酸150415216.52±0.472.09±0.539.92±3.53丁酸161416304031.9±625.741796.02±90.302535.86±39.70戊酸1726-10.46±0.825.71±0.2310.70±1.02己酸183218332123.57±187.10938.22±51.301069.45±89.30庚酸1955194398.69±6.6522.17±1.7479.91±4.43辛酸206220554478.67±71.302886.7±102.801491.87±48.60壬酸2165215782.99±4.4818.01±2.8360.19±3.40癸酸227322682823.67±60.101451.20±54.40810.81±31.809-癸烯酸22832341141.38±9.1681.46±2.6847.13±2.32苯甲酸2425241773.71±2.0158.61±2.7443.79±1.93月桂酸24932482462.49±34.42221.47±9.44135.97±7.60肉豆蔻酸26462694268.88±19.27123.04±5.43122.97±5.30種類總計14131314含量總計16493.69±1089.028157.68±353.128144.51±285.41內(nèi)酯類γ-丁內(nèi)酯158716321.84±0.650.8±0.0415.25±0.23δ-癸內(nèi)酯1835--3.23±0.9058.44±1.34δ-壬內(nèi)酯19732031--12.55δ-十二內(nèi)酯24082436--13.24種類總計4124含量總計1.84±0.654.03±0.9498.48±1.57芳香及雜環(huán)類甲苯10331049--133.02間二甲苯1050---70.80±3.85乙苯10531099--38.29

續(xù)表10

揮發(fā)性風(fēng)味組分計算RI值文獻RI值揮發(fā)性風(fēng)味組分含量/(μg·kg-1)凝乳熱燙成品d-檸檬烯119811921.22±0.101.14±0.242.89±0.85鄰二甲苯12051186--323.812-正戊基呋喃12081231--4.12±0.202-乙?；秽?403---10.51±1.39萘17201740--1.45種類總計8118含量總計1.22±0.101.14±0.24584.89±6.29含硫類二甲基砜18761903--21.26±0.85種類總計1001含量總計0021.26±0.85

圖4 乳扇在加工過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化圖Fig.4 Changes of flavor substances in Rushan during processing

2.4 主成分分析

為了明確揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在乳扇制作過程中的變化，利用主成分分析法考察了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與乳扇在不同制作階段的分布關(guān)系。如圖5所示，第一、第二主成分的貢獻率分別為92.3%、7.7%，能較好地解釋揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在乳扇加工過程的變化。在主成分分析圖中，箭頭代表不同的風(fēng)味物質(zhì)，其方向代表該化合物對乳扇加工過程中影響的取向，長短代表對乳扇不同制作階段的影響大小。在圖5中，凝乳、熱燙、成品3個階段的乳扇樣品比較分散，說明在加工過程中乳扇風(fēng)味發(fā)生了較大變化。在凝乳時正己醛(15)、正己醇(13)、十三醛(20)、己酸(31)、苯甲酸(37)和辛酸(33)等物質(zhì)與樣品風(fēng)味呈正相關(guān)，是凝乳時的主要風(fēng)味物質(zhì)。經(jīng)過熱燙后的風(fēng)味物質(zhì)主要是乙酸戊酯(3)、月桂酸乙酯(9)和乙醛(16)等，而乙酸(26)、丙酸(28)、丁酸(29)、庚酸(32)等脂肪酸類風(fēng)味化合物與樣品風(fēng)味負相關(guān)，說明熱燙處理引起了乳扇中脂肪酸的大量損失。成品時主要風(fēng)味物質(zhì)是甲苯(44)、間二甲苯(45)、乙苯(46)、鄰二甲苯(48)、2-壬酮(22)、δ-癸內(nèi)酯(41)、乙酸丁酯(2)和二甲基砜(52)等，由圖5可以清晰地看出，大部分的風(fēng)味物質(zhì)都是在成品時期產(chǎn)生的，尤其是苯類和含硫化合物。

圖5 乳扇在加工過程中風(fēng)味物質(zhì)的主成分分析圖Fig.5 The main components of flavor substances in the processing of Rushan

2.5 乳扇感官評價結(jié)果

根據(jù)乳扇風(fēng)味描述特征，采用5分定義標(biāo)度法對最佳工藝條件下的自制乳扇進行風(fēng)味剖面特征分析，結(jié)果見圖6。

圖6 乳扇的風(fēng)味剖面感官評定分析Fig.6 The flavor profile analysis of Rushan

由圖6可以看出，酸味和奶香味是乳扇最明顯的感官特征，略帶有奶臭味。乳扇中突出的奶香味、奶油味主要是由酮類物質(zhì)、酯類物質(zhì)和一些內(nèi)酯類物質(zhì)貢獻的，特別是甲基酮類，由于這類化合物閾值較低，所以對奶酪整體風(fēng)味貢獻較大，比如2-壬酮、苯乙酮等通常呈現(xiàn)出濃郁的奶油味。除此之外，還有辛酸乙酯和δ-壬內(nèi)酯等也都具有明顯的奶味，而且其閾值也都很低，對奶酪整體風(fēng)味同樣有著不可忽視的影響。而酸味主要來源于乳扇中的低碳鏈脂肪酸，這類脂肪酸易溶于水，閾值較低，揮發(fā)性較強，使乳扇風(fēng)味變得更為飽滿；淡淡的奶臭味主要來源于低濃度的脂肪酸，如丁酸，使乳扇具有獨特的風(fēng)味。

3 結(jié)論

通過單因素實驗和響應(yīng)面優(yōu)化實驗對乳扇的加工工藝條件進行探究，以彈性為檢測值，最終得到最佳工藝條件為：凝乳溫度50 ℃，凝乳時間60 s，熱燙拉伸溫度70 ℃，熱燙時間3 min，熱燙pH值4.6。在這個條件下得到的乳扇彈性為5.38 mm，凝乳塊彈性良好，光滑均勻，拉伸性能好。在此條件下進行SPME-GC-MS分析，共檢測出52種風(fēng)味化合物，其中脂肪酸及酯類化合物濃度較高，對乳扇的風(fēng)味貢獻較大，根據(jù)主成分分析可知，乳扇在凝乳時的主要風(fēng)味物質(zhì)是正己醛、正己醇、苯甲酸、己酸和辛酸等，熱燙后導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)大量損失，隨著成熟時間的增加，產(chǎn)生了大量酯類、脂肪酸類、苯類和含硫化合物；由風(fēng)味剖面圖可知，乳扇的主要特征性風(fēng)味是奶油味、奶香味和酸味，還有花果香味、奶臭味和淡淡的酒香。