不同成熟時(shí)間切達(dá)奶酪中揮發(fā)性香氣成分及其電子鼻判別分析

王 姣，許凌云，張晉華，王小雨，艾娜絲,2，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）

切達(dá)奶酪具有濃郁的奶香味和清新的堅(jiān)果味，是世界上產(chǎn)量最大的奶酪之一，也是目前我國進(jìn)口最多的奶酪品種之一[1]。風(fēng)味是決定消費(fèi)者購買意愿的一個(gè)重要因素[2]，因而對(duì)奶酪風(fēng)味研究具有重要意義?，F(xiàn)階段國內(nèi)外對(duì)切達(dá)奶酪風(fēng)味的研究大多數(shù)集中在不同的奶源、加工工藝、發(fā)酵劑、生產(chǎn)環(huán)境等對(duì)奶酪風(fēng)味影響[3-7]，對(duì)不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪揮發(fā)性風(fēng)味組分差別的相關(guān)研究較少。

目前，揮發(fā)性香氣成分的常用萃取方法包括固相微萃?。╯olid phase micro-extraction，SPME）、溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)（solvent-assisted flavor evaporation，SAFE）等技術(shù)。SPME是當(dāng)今揮發(fā)性風(fēng)味組分分析中使用較為廣泛的萃取法，適用于揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機(jī)化合物的分析，操作簡(jiǎn)便快捷且樣品用量少，但該方法中存在萃取頭對(duì)風(fēng)味物質(zhì)具有選擇性，萃取物質(zhì)的成分組成不一定與頂空組成一致等缺點(diǎn)[8]。而SAFE是在低溫、高真空下對(duì)復(fù)雜樣品進(jìn)行蒸餾，相對(duì)于其他方法而言，該方法萃取得到的熱敏性風(fēng)味物質(zhì)損失少且能夠萃取到高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性組分[9]，但其步驟繁瑣，且低沸點(diǎn)化合物的萃取效果相對(duì)較差。宮俐莉等[10]采用SPME和SAFE 2 種方法分析白酒酒醅中的揮發(fā)性風(fēng)味成分，發(fā)現(xiàn)2 種方法萃取出的風(fēng)味物質(zhì)存在一定的差異；孫豐義等[11]采用SPME和SAFE對(duì)比分析炸花椒油揮發(fā)性成分，分析得到的揮發(fā)性風(fēng)味成分差異主要體現(xiàn)在烴類、酯類和醚類化合物上。從上述研究中可以發(fā)現(xiàn)，不同萃取方法對(duì)樣品揮發(fā)性風(fēng)味組分的研究結(jié)果有重要影響。

電子鼻技術(shù)是一種模擬人生理嗅覺的傳感技術(shù)，采用傳感器陣列獲得樣品的響應(yīng)信號(hào)，利用參數(shù)模型技術(shù)將響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，獲得指紋圖譜[12]，對(duì)樣品的整體風(fēng)味信息分析具有操作方便、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。目前采用電子鼻與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用法結(jié)合對(duì)不同成熟度的切達(dá)奶酪進(jìn)行區(qū)分的工作鮮見報(bào)道，電子鼻通過對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味信息進(jìn)行綜合分析，已經(jīng)在乳制品、茶葉、肉類和油樣摻假等許多方面得到應(yīng)用[13-16]。

本實(shí)驗(yàn)以不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪作為研究對(duì)象，通過SAFE與SPME 2 種不同的前處理方法，對(duì)不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中揮發(fā)性風(fēng)味組分提取分析，并將不同成熟度切達(dá)奶酪中鑒定得到的風(fēng)味組分的主成分分析（principal component analysis，PCA）結(jié)果與電子鼻分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而進(jìn)一步剖析成熟度對(duì)切達(dá)奶酪風(fēng)味的影響，為我國切達(dá)奶酪產(chǎn)品的品質(zhì)控制及檢測(cè)相關(guān)研究奠定一定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

3 種不同成熟時(shí)間同一品牌商品切達(dá)奶酪，購自北京婕妮璐進(jìn)口食品超市，產(chǎn)地為愛爾蘭，產(chǎn)品信息見表1。奶酪均在－20 ℃冷凍保藏。

表1 切達(dá)奶酪產(chǎn)品信息Table 1 Information about Cheddar cheeses tested in this study

正構(gòu)烷烴（C7～C40，色譜純） 美國O2si Smart Solutions公司；無水乙醚（色譜純） 美國MREDA公司；無水硫酸鈉（分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氦氣（純度99.999%）。

1.2 儀器與設(shè)備

7890 B-5977A GC-MS儀、DB-WAX毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Agilent公司；SAFE裝置 德國曼興玻璃制造；SPME裝置的手柄、固定搭載裝置及50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；RCT basic磁力加熱攪拌器 德國IKA公司；PEN3電子鼻 德國Airsense公司。

1.3 方法

1.3.1 SAFE-GC-MS

溶劑萃?。簩?0 g切碎后的切達(dá)奶酪稱質(zhì)量，然后分裝到2 個(gè)250 mL Teflon瓶中，每個(gè)瓶中加入120 mL無水乙醚和50 μL內(nèi)標(biāo)（2-甲基戊酸和2-甲基-3-庚酮，在正己烷中質(zhì)量濃度分別為0.931 mg/mL和0.816 mg/mL），在4 ℃、180 r/min搖床8 h，過濾并收集，將萃取后的溶液在雞心瓶中氮吹至200 mL。

SAFE：SAFE裝置獨(dú)立連接250 mL接收瓶和1 000 mL廢液瓶，分子擴(kuò)散泵作為真空系統(tǒng)，保持滴液漏斗和冷阱水平方向一致，杜瓦瓶和冷阱中一直充滿液氮。將溶劑萃取得到200 mL浸提液倒入SAFE裝置并逐漸引入真空，直到所有的浸提液都置于真空條件，在真空條件下蒸餾約3 h（約10－5Torr），循環(huán)水浴保持恒溫50 ℃。蒸餾完成后，將餾出液用1 mL 0.5 mol/L的碳酸氫鈉洗滌2 次，將水相和醚層分別收集。再將醚層用1 mL飽和氯化鈉溶液洗滌3 次，剩余收集層（醚層）為中性/堿性。用鹽酸1.088 mg/mL酸化水相，調(diào)pH值至2.0～2.5回收酸性揮發(fā)物。酸化后的水相用3 mL無水乙醚萃取3 次，去除殘留水相。將有中/堿性化合物和酸性化合物的醚層分別用無水硫酸鈉干燥，氮吹至各1 mL。餾出液分步萃取方法具體見文獻(xiàn)[17]。

GC-MS條件：一個(gè)配有10 μL微量注射器的自動(dòng)進(jìn)樣器注射1 μL SAFE提取物用于質(zhì)譜分析。GC條件：采用DB-WAX毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），氦氣作載氣，使用1 mL/min恒定流速；色譜柱升溫程序：起始柱溫35 ℃，保持5 min，溶劑延遲2 min，以5 ℃/min升到100 ℃，保持2 min，然后以6 ℃/min升到180 ℃，最后以8 ℃/min升到230 ℃，保持2 min；采用不分流模式，進(jìn)樣口溫度為250 ℃。質(zhì)譜條件：電子電離源，電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；四極桿溫度150 ℃；檢測(cè)器溫度280 ℃；掃描模式為全掃描；質(zhì)量范圍m/z20～350。

1.3.2 SPME-GC-MS

SPME：將6 g切碎的奶酪樣品以及各1 μL內(nèi)標(biāo)（2-甲基戊酸和2-甲基-3-庚酮，在正己烷中質(zhì)量濃度分別為0.931 mg/mL和0.816 mg/mL）裝入50 mL頂空瓶中，將待吸附樣品在600 r/min、60 ℃水浴中平衡30 min，然后將已經(jīng)老化好的萃取頭插入到頂空瓶中進(jìn)行萃取，吸附時(shí)間為30 min。

GC-MS條件：將萃取頭插入到氣相色譜汽化室，250 ℃解吸5 min，GC-MS條件同1.3.1節(jié)。

1.4 揮發(fā)性化合物鑒定

1.4.1 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NIST 14譜庫中該揮發(fā)性成分在DB-WAX毛細(xì)管柱分析的文獻(xiàn)報(bào)道中保留指數(shù)進(jìn)行對(duì)比，一般當(dāng)匹配度大于800的鑒定結(jié)果才予以列出。同時(shí)將正構(gòu)烷烴C7～C40與切達(dá)奶酪在相同的色譜條件下得出GC保留時(shí)間，保留指數(shù)計(jì)算方法見文獻(xiàn)[18]。

1.4.2 定量分析

根據(jù)內(nèi)標(biāo)半定量法計(jì)算各揮發(fā)性成分的含量。

1.4.3 電子鼻傳感器檢測(cè)

準(zhǔn)確稱取6 g解凍的不同成熟度切達(dá)奶酪樣品置于40 mL頂空瓶，并將頂空瓶用3 層保鮮膜密封，在60 ℃水浴鍋平衡30 min后用電子鼻系統(tǒng)通過吸取頂空氣體進(jìn)行檢測(cè)分析，每個(gè)樣品測(cè)5 次平行，電子鼻設(shè)置檢測(cè)時(shí)間60 s，清洗時(shí)間120 s，氣體流速1 L/min，其他參數(shù)取其默認(rèn)值。獲得電子鼻香氣指紋圖譜后，利用電子鼻自帶的WinMuster軟件對(duì)不同成熟度切達(dá)奶酪樣品進(jìn)行PCA和線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 切達(dá)奶酪中揮發(fā)性風(fēng)味組分分析

采用SAFE法和SPME法提取3 種不同成熟時(shí)間的商品切達(dá)奶酪中的揮發(fā)性風(fēng)味組分并進(jìn)行分析和比較，結(jié)果見表2。3 種切達(dá)奶酪樣品中共檢測(cè)出78 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物。SAFE法萃取檢出65 種化合物，SPME法萃取檢出54 種化合物，SAFE法明顯比SPME法鑒定出的化合物種類多，SAFE法對(duì)于醇類、脂肪酸類和醛類物質(zhì)的萃取效果較好，SPME法對(duì)于酯類及含硫化合物萃取效果更佳，這可能與SPME萃取頭的選擇有關(guān)，該結(jié)論與宮俐莉等[10]采用這2 種方法分析白酒酒醅中揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究結(jié)果相似。不同成熟時(shí)間的奶酪其揮發(fā)性化合物種類和含量也各不相同，淡味奶酪脂肪酸類和芳香及雜環(huán)類化合物種類最多；中味奶酪脂肪酸類和內(nèi)酯類化合物種類最多；濃味奶酪脂肪酸類和芳香及雜環(huán)類化合物種類最多，且這3 種奶酪的脂肪酸類和酮類化合物的含量最多。

表2 2 種前處理方法分析不同切達(dá)奶酪樣品中揮發(fā)性風(fēng)味組分Table 2 Contents of volatile components in different Cheddar cheeses analyzed using two different pretreatment methods

續(xù)表1

續(xù)表1

脂肪酸類物質(zhì)對(duì)于奶酪的風(fēng)味具有重要的影響，它本身具有風(fēng)味同時(shí)還是其他風(fēng)味物質(zhì)如酮、醇、酯和內(nèi)酯等的前體物質(zhì)[19]。由表2可知，SAFE法檢測(cè)到13 種，SPME法13 種。此外，不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，中味奶酪所含脂肪酸類種類最多為13 種，濃味奶酪中脂肪酸含量最多約為129.894 mg/kg。已有研究表明，奶酪成熟過程中乳脂肪或氨基酸降解會(huì)產(chǎn)生碳原子數(shù)大于4的脂肪酸[20]，這類脂肪酸賦予奶酪獨(dú)特的奶臭風(fēng)味，是評(píng)價(jià)不同切達(dá)奶酪成熟程度的重要標(biāo)志之一。3 種奶酪中揮發(fā)性較強(qiáng)的中、短鏈脂肪酸如丁酸、己酸和辛酸含量均較高。具有刺鼻味的己酸是成熟過程中乳脂肪降解產(chǎn)生，在低質(zhì)量濃度下呈現(xiàn)奶香味，隨著成熟時(shí)間延長，己酸含量（32.687～28.404 mg/kg）有所降低，但變化相對(duì)不大。此外，丁酸和辛酸這類低閾值的中短碳鏈脂肪酸類化合物在高濃度下也都具有令人不悅的風(fēng)味，因此對(duì)于濃味切達(dá)奶酪來說，脂肪酸類物質(zhì)含量過高，對(duì)風(fēng)味品質(zhì)具有不利影響。

2.1.2 酯類及內(nèi)酯化合物

大多數(shù)酯類化合物都具有甜味、果香和花香。在很大程度上，酯類可以緩和因脂肪酸類化合物濃度過高所帶來的不愉快的味道（酸敗味和苦澀味），從而賦予奶酪更加柔和的風(fēng)味[21]。隨著成熟時(shí)間延長，乳脂肪降解產(chǎn)生的短鏈脂肪酸及中長鏈脂肪酸與發(fā)酵過程中乳糖發(fā)酵或氨基酸代謝產(chǎn)生的伯醇及仲醇發(fā)生酯化反應(yīng)，會(huì)生成較多酯類化合物[22]。由表2可知，酯類物質(zhì)共檢測(cè)出9 種，SAFE法8 種，SPME法6 種。

不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，濃味中酯類化合物含量最高為0.279 mg/kg，其次是中味0.251 mg/kg，而淡味檢測(cè)到的酯類種類最多為8 種。3 種奶酪酯類化合物中癸酸乙酯的含量最高約為0.098 mg/kg，其次是己酸乙酯約為0.091 mg/kg。癸酸乙酯具有葡萄酒香氣，而己酸乙酯具有菠蘿甜香和香蕉味。通常而言，大部分的酯類物質(zhì)具有較低的閾值（10－9級(jí)），特別是中短碳鏈脂肪酸乙酯如丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯，在常溫中易揮發(fā)，因而具有較大的風(fēng)味貢獻(xiàn)潛力，且這些酯類物質(zhì)的混合物被稱為黃油酯[23]，是乳制品中特征風(fēng)味組分，對(duì)于奶酪香氣輪廓中的花果味形成具有重要的意義。

內(nèi)酯也是奶酪中重要的風(fēng)味組分，已有研究表明，奶酪中內(nèi)酯含量與奶酪脂肪含量呈正比[17]，這類化合物通常能夠賦予奶酪奶油味、椰子味等[24-25]。2 種前處理方法萃取切達(dá)奶酪中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，內(nèi)酯類物質(zhì)共檢測(cè)出8 種，SAFE法8 種，SPME法5 種。不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，中味所含種類最多為8 種且含量最高為0.057 mg/kg，其次是濃味奶酪為7 種。內(nèi)酯衍生自甘油三酸酯，主要由羥基化的脂肪酸經(jīng)環(huán)化反應(yīng)生成[19]。雖然3 種切達(dá)奶酪中檢測(cè)到的內(nèi)酯種類較少，但其在奶酪整體風(fēng)味形成中發(fā)揮著不可替代的作用。其中δ-癸內(nèi)酯的含量最高約為0.015 mg/kg，其次是δ-十二內(nèi)酯和δ-壬內(nèi)酯。這3 種內(nèi)酯均表現(xiàn)出典型的甜奶油香氣、椰子味和堅(jiān)果香，由于其閾值相對(duì)較小，對(duì)于切達(dá)奶酪奶香味的形成具有重要的作用。

2.1.3 酮類化合物

酮類風(fēng)味獨(dú)特、感知閾值低，是奶酪的風(fēng)味組成成分中重要一員[26]，特別是甲基酮類具有濃郁的牛奶香味 。通常而言奶酪中的甲基酮類化合物多由不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生，且隨著成熟時(shí)間延長，奶酪中酮類物質(zhì)含量增加。由表2可知，酮類化合物共檢測(cè)出9 種，SAFE法8 種，SPME法8 種。從含量而言，SAFE法測(cè)得含量最高為5.624 mg/kg且檢測(cè)到的酮類化合物種類最多的是淡味奶酪共8 種。不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，濃味含量最高為5.624 mg/kg，其次是中味奶酪約為5.498 mg/kg，對(duì)這2 種奶酪酮類含量貢獻(xiàn)最大的是乙偶姻，其含量分別達(dá)到了5.050 mg/kg和5.055 mg/kg，該風(fēng)味物質(zhì)呈甜奶油香氣且閾值較低，對(duì)奶酪的整體香氣起積極作用。此外，3 種不同成熟切達(dá)奶酪中2,3-丁二酮賦予令人愉快的酸奶味[27]，以及呈香蕉以及桃子等水果香氣的2-庚酮、2-壬酮等這類閾值較低的甲基酮類化合物對(duì)奶酪的風(fēng)味也具有較大影響。

（88）羽苔 Plagiochila asplenioides（L.）Dumort.馬俊改（2006）

2.1.4 醇類化合物

醇類也是奶酪中比較常見的風(fēng)味物質(zhì)。奶酪中醇類物質(zhì)的主要來源有4 種：一是乳糖代謝，二是甲基酮還原，三是氨基酸代謝（乳中的氨基酸通過Strecker降解產(chǎn)生醇類），四是亞油酸、亞麻酸降解[28]。由表2可知，切達(dá)奶酪中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組分中醇類化合物共檢測(cè)出5 種，且含量都不高，SAFE法4 種，SPME法1 種。隨著成熟時(shí)間延長，醇類物質(zhì)會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)生成酯類，因而奶酪的成熟期越長，醇類物質(zhì)含量會(huì)逐漸下降。3 種奶酪中醇類化合物含量較多的為2-辛醇與苯甲醇，這些醇類化合物具有濃郁的葡萄酒香及花果香氣，因而這類化合物能對(duì)奶酪風(fēng)味輪廓的形成也具有積極的作用。

2.1.5 醛類化合物

奶酪中醛類化合物主要來源于脂肪酸代謝、氨基酸轉(zhuǎn)氨作用或Strecker降解[29]。由表2可知，醛類化合物共檢測(cè)出12 種，SAFE法檢測(cè)到11 種，SPME法6 種。不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，醛類化合物中淡味含種類與含量均為最高（1.331 mg/kg），其次是中味奶酪（0.914 mg/kg）。由于醛類物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)比較活潑，隨著成熟時(shí)間增長容易還原成醇和相應(yīng)的酸，因而醛類物質(zhì)會(huì)逐漸降低。3 種奶酪中鑒定得到的醛類化合物都以己醛、庚醛、辛醛和壬醛等直鏈醛類為主。其中辛醛的含量最高為0.465 mg/kg，其次是壬醛為0.280 mg/kg。辛醛具有油脂味和水果香氣，高度稀釋后呈甜橙香氣[30]。而壬醛呈玫瑰香味[31]，因?yàn)樵擃惢衔锏拈撝递^低，所以其對(duì)切達(dá)奶酪的風(fēng)味具有很好的修飾作用。

2.1.6 芳香、雜環(huán)及其他化合物

由表2可知，雜環(huán)類及芳香族化合物共檢測(cè)出19 種，其中吡嗪是奶酪中的重要風(fēng)味物質(zhì)，奶酪中吡嗪的來源有2 種：一是乳蛋白中的還原糖與氨基酸發(fā)生的美拉德反應(yīng)，二是微生物代謝[32]。不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，SAFE法萃取到的淡味奶酪中雜環(huán)化合物含量為3.666 mg/kg，遠(yuǎn)高于其他兩種奶酪。其中2-乙基吡嗪的含量最高，為1.690 mg/kg，具有可可和堅(jiān)果味[33]。此外，3 種奶酪中還檢測(cè)得到一些萜烯類物質(zhì)，這些組分主要來源于牛飼料[34]，由于其含量普遍不高，因而對(duì)奶酪風(fēng)味影響較小。

2.1.7 含硫化合物

含硫化合物也是奶酪成熟后期的重要香氣組分。它們的閾值較低（一般是10－9級(jí)），主要來源于乳蛋白中甲硫氨酸的降解[35]。由表2可知，共檢測(cè)出3 種含硫化合物，SPME法檢測(cè)出的含硫化合物的含量最高。不同成熟時(shí)間的切達(dá)奶酪中，淡味的含硫物質(zhì)總含量最高，且基本都以二甲基砜為主，二甲基砜具有椰子味和奶油味，對(duì)奶酪整體香氣輪廓形成具有重要作用。

2.2 切達(dá)奶酪揮發(fā)性風(fēng)味化合物香氣活性值（odor activity value，OAV）

如表3所示，淡味切達(dá)奶酪中OAV值在1～10之間的化合物有庚酸、辛酸、δ-十二內(nèi)酯、2-庚酮、2-壬酮、2-十一酮、苯甲醛、苯乙醛及檸檬烯；在10～50之間的化合物有丁酸、丁酸乙酯、己醛、庚醛及壬醛；OAV值大于50的有乙酸、乙偶姻、己酸、2,3-丁二酮、己酸乙酯、苯乙烯及二甲基三硫醚。中味切達(dá)奶酪中OAV值在1～10之間的化合物有γ-十一內(nèi)脂、2-庚酮、2-壬酮及2-十一酮；在10～50之間的化合物是己酸乙酯、辛酸、己醛、壬醛、苯乙醛及苯乙烯；OAV值大于50的有乙酸、乙偶姻、丁酸、己酸、丁酸乙酯及2,3-丁二酮。濃味切達(dá)奶酪中OAV值在1～10之間的化合物有庚酸、辛酸、壬酸、δ-十二內(nèi)酯、γ-十一內(nèi)脂、檸檬烯及2-庚酮；在10～50之間的化合物是己酸乙酯、2-十一酮、己醛、庚醛、壬醛及苯乙烯；大于50的乙酸、乙偶姻、丁酸、己酸、丁酸乙酯、2,3-丁二酮及3-甲硫基丙醛。這與Frank等[44]采用SPME法檢測(cè)出切達(dá)奶酪中的特征性風(fēng)味物質(zhì)是2,3-丁二酮、丁酸乙酯、二甲基三硫醚、3-甲硫基丙醛、乙酸和丁酸和Nakamoto等[45]使用SAFE檢測(cè)出切達(dá)奶酪的主要香氣成分是丁酸、2-庚酮、乙酸、苯乙醛、2-壬酮的檢測(cè)結(jié)果較為相似。

表3 切達(dá)奶酪樣品中特征性風(fēng)味化合物的OAVTable 3 OAV values of characteristic flavor compounds in Cheddar cheese samples

綜上所述，SAFE法和SPME法萃取出的揮發(fā)性風(fēng)味化合物成分有一定的差異，SAFE法對(duì)于醇類和醛類物質(zhì)的萃取效果較好，SPME法對(duì)于酯類及含硫化合物萃取效果更佳，兩者互補(bǔ)分析獲得對(duì)不同成熟度切達(dá)奶酪揮發(fā)性風(fēng)味組分較為全面的分析結(jié)果，對(duì)進(jìn)口切達(dá)奶酪的鑒別和摻假檢測(cè)提供了一定的理論基礎(chǔ)。

2.3 2 種萃取方法對(duì)3 種不同成熟度切達(dá)奶酪的PCA

為了明確揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在不同成熟度切達(dá)奶酪樣品中的濃度差異，利用PCA法考察了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與不同成熟度切達(dá)奶酪樣品的之間的關(guān)系。如圖1所示，第1、2主成分的貢獻(xiàn)率分別為67%、33%，能較好地解釋SPME萃取方式下?lián)]發(fā)性風(fēng)味組分在不同成熟度切達(dá)奶酪的變化。箭頭代表不同的風(fēng)味物質(zhì)，其方向代表該化合物對(duì)不同成熟度切達(dá)奶酪樣品中的影響取向，長短代表對(duì)不同成熟度切達(dá)奶酪的影響大小。在圖1中，淡味、中味和濃味的樣品比較分散，說明不同成熟度切達(dá)奶酪樣品的化合物影響差異較大。乙酸（1）、2-庚酮（26）、苯甲醛（37）和苯乙烯（45）等物質(zhì)與淡味切達(dá)奶酪呈正相關(guān)，是淡味切達(dá)奶酪的主要風(fēng)味化合物；壬酸（8）、2-壬酮（29）、苯甲酸（11）、丁酸（3）、己酸（5）和正癸酸（9）等物質(zhì)是中味切達(dá)奶酪的主要風(fēng)味化合物；戊酸（4）、庚酸（6）、辛酸（7）、十四酸（13）和乙偶姻（27）等物質(zhì)是濃味切達(dá)奶酪主要風(fēng)味化合物。

圖1 3 種不同成熟度切達(dá)奶酪SPME樣品PCAFig.1 PCA plot for volatile flavor components identified by SPME from three Cheddar cheese samples with different degrees of maturity

圖2 3 種不同成熟度切達(dá)奶酪SAFE樣品PCAFig.2 PCA plot for three Cheddar cheese SAFE samples with different degrees of maturity

為明確揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在不同成熟度切達(dá)奶酪樣品中的濃度差異，利用PCA法考察了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與不同成熟度切達(dá)奶酪樣品的之間的關(guān)系。如圖2所示，第1、2主成分的貢獻(xiàn)率分別為58.9%、41.1%，能較好地解釋SAFE萃取方式下?lián)]發(fā)性風(fēng)味組分在不同成熟度切達(dá)奶酪的變化。在圖2中，淡味、中味和濃味的樣品比較分散，說明不同成熟度切達(dá)奶酪樣品的化合物影響差異較大。戊酸（4）、苯甲酸（11）、2-戊酮（31）、辛醛（45）、苯乙烯（56）和2-乙基吡嗪（59）等物質(zhì)與淡味切達(dá)奶酪呈正相關(guān)，是淡味切達(dá)奶酪的主要風(fēng)味化合物；正癸酸（9）、十四酸（13）和反-2-癸醛（51）等物質(zhì)是中味切達(dá)奶酪的主要風(fēng)味化合物；乙酸（1）、丁酸（3）、庚酸（6）、壬酸（8）和十二酸（12）等物質(zhì)是濃味切達(dá)奶酪主要風(fēng)味化合物。

由以上2 種萃取方式對(duì)3 種不同成熟度切達(dá)奶酪的PCA可知，淡味切達(dá)奶酪在SPME萃取方法中的主要風(fēng)味物質(zhì)是乙酸、2-庚酮、苯甲醛和苯乙烯，而在SAFE萃取下的主要風(fēng)味物質(zhì)是戊酸、苯甲酸、2-戊酮、辛醛和苯乙烯；中味切達(dá)奶酪在SPME萃取方法中的是壬酸、2-壬酮、苯甲酸、丁酸、己酸和正癸酸，而在SAFE萃取下的主要風(fēng)味物質(zhì)是正癸酸、反-2-癸醛和十四酸；濃味切達(dá)奶酪在SPME萃取方法中的是戊酸、辛酸、庚酸、十四酸和乙偶姻，而在SAFE萃取下的主要風(fēng)味物質(zhì)是乙酸、丁酸、庚酸、壬酸和十二酸，不同的萃取方式對(duì)不同成熟度切達(dá)奶酪中主要風(fēng)味物質(zhì)的萃取有較大的差異，這與SPME和SAFE本身萃取的特點(diǎn)有很大關(guān)系。

2.4 電子鼻對(duì)3 種不同成熟度切達(dá)奶酪中揮發(fā)性風(fēng)味組分分析

PCA是一種不考慮組間差異，將分析結(jié)果進(jìn)行降維處理，提取主要特征進(jìn)行分析的方法[46]。PCA中的累計(jì)貢獻(xiàn)率越大，則表示能夠更好地反映各個(gè)指標(biāo)的信息[47]。由圖3可知，這3 種不同成熟度第1主成分和第2主成分的貢獻(xiàn)率分別為77.19%和13.14%，方差累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)90.33%，表示PCA能夠反映原始數(shù)據(jù)的信息。這個(gè)樣品的距離都相對(duì)較遠(yuǎn)，表明三者之間的揮發(fā)性成分存在一定的差異可以很好地區(qū)分。

圖3 3 種不同成熟度切達(dá)奶酪樣品電子鼻PCAFig.3 Electronic nose PCA discrimination of Cheddar cheese samples with three different degrees of maturity

LDA是收集了所有的傳感器的信息盡力提高組間的差異研究樣品所屬類別的一種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[48]。由圖4可知，第1判別函數(shù)和第2判別函數(shù)的貢獻(xiàn)率分別為71.28%和22.77%，累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)94.05%，3 種不同成熟度的切達(dá)奶酪樣品LDA可以明確得到區(qū)分。

圖4 3 種不同成熟度切達(dá)奶酪樣品電子鼻LDAFig.4 Electronic nose LDA discrimination of three Cheddar cheese samples with different digress of maturity

通過上述PCA的結(jié)果可知，不同成熟度切達(dá)奶酪的PCA差異結(jié)果較為顯著，電子鼻結(jié)果同樣顯示不同成熟度奶酪之間的風(fēng)味組分存在顯著性差異，再一次驗(yàn)證了前面不同成熟度切達(dá)奶酪揮發(fā)性風(fēng)味組分的PCA結(jié)果，PCA和電子鼻均能很好地區(qū)分這3 種奶酪樣品。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過2 種不同前處理方法，對(duì)不同成熟時(shí)間切達(dá)奶酪中揮發(fā)性風(fēng)味組分結(jié)合OAV、PCA和電子鼻分析，共檢測(cè)出78 種化合物，脂肪酸類13 種、酯類9 種、內(nèi)酯類8 種、酮類9 種、醇類5 種、醛類12 種、芳香及雜環(huán)類19 種、含硫化合物3 種。SAFE法萃取到65 種化合物，SPME法萃取到54 種化合物，SAFE和SPME萃取出的揮發(fā)性風(fēng)味化合物組分有明顯差異，SAFE對(duì)于醇類、脂肪酸類和醛類物質(zhì)的萃取效果較好，SPME對(duì)于酯類及含硫化合物萃取效果更佳。由OAV可知淡味切達(dá)奶酪的的特征性香氣化合物有丁酸、丁酸乙酯、己醛、庚醛、壬醛、乙酸、乙偶姻、己酸、2,3-丁二酮、己酸乙酯、苯乙烯及二甲基三硫醚；中味切達(dá)奶酪主要風(fēng)味化合物是己酸乙酯、辛酸、己醛、壬醛、苯乙醛、苯乙烯、乙酸、乙偶姻、丁酸、己酸、丁酸乙酯及2,3-丁二酮；濃味切達(dá)奶酪中特征性香氣化合物有己酸乙酯、2-十一酮、己醛、庚醛、壬醛、苯乙烯、乙酸、乙偶姻、丁酸、己酸、丁酸乙酯、2,3-丁二酮及3-甲硫基丙醛。最后由PCA和電子鼻分析的結(jié)果可知，兩者均能很好地區(qū)分不同成熟度切達(dá)奶酪樣品，達(dá)到鑒別的目的。