酸奶油是经乳酸菌发酵制得的一种传统乳制品,通常以新鲜稀奶油为原料,因其独特的质地和风味而受到广泛关注。近年来,黄油复原稀奶油逐渐成为研究热点。与新鲜稀奶油相比,黄油的货架期长,便于运输和储存,但其风味质量受多种因素的影响。本研究通过电子鼻和电子舌分析了不同乳脂原料酸奶油的香气和滋味特征,采用GC-IMS和描述性感官分析确定关键风味物质及其感官贡献度,探索不同乳脂原料酸奶油的风味差异。
电子鼻分析
电子鼻利用传感器阵列能够有效评估不同样品的整体风味轮廓。如图1-A所示,雷达图直观地比较了各传感器在3种酸奶油样品间的响应差异。所有传感器对样品的香气化合物均表现出强烈的响应,且整体气味轮廓具有较高的相似性。其中,传感器L4对酸奶油整体气味的响应最强,其次是L6、M4、M5、H2、H4和H6。这表明有机化合物、氨类、硫化物、烷烃和卤素化合物是酸奶油中主要存在的挥发性化合物,而硫化物的存在可能与不良异味的产生有关。同时,大多数传感器对F20的响应值最高,对B20的响应值最低。与B20相比,F20在8种传感器(L1、L2、L3、L5、L6、M6、H3和H5)上的响应值均呈现显著增加(P<0.01)。B20组在M4传感器上的响应值最高,传感器M3和M6对S20组的响应值下降,表明S20中醇类和醛类物质的含量较低。主成分分析(PCA)进一步证实了样品间的风味差异,结果如图1-B所示。各组样品的电子鼻传感器响应存在显著分离。在PCA评分图中,F20样品分布在右侧,而B20和S20样品则分布在左侧。PC1(73.70%)和PC2(9.80%)累计解释了总方差的83.50%,该模型可以有效反映样品的整体气味轮廓。这些结果表明,以稀奶油和黄油为原料制备的酸奶油在香气特征上存在显著差异。
电子舌分析
电子舌基于金属传感器与待测样品间的氧化还原反应,可以有效评估样品味觉特征。雷达图分析显示,S20的整体滋味强度较弱(图2-A)。F20在甜味、鲜味和涩味方面的响应最为突出。相反,黄油基酸奶油则以苦味、酸味和回味-涩味为主。采用多变量统计分析来评估样品间的滋味差异。由图2-B可知,PC1(78.20%)和PC2(16.50%)的总方差贡献率为94.70%,可以充分揭示样品的整体滋味特征。3种酸奶油样品在PC1和PC2上完全分离,未发生重叠,表明其滋味特征存在显著差异。此外,F20分布在第一、四象限,与酸味、鲜味、甜味、涩味和回味-A(回味-涩味)呈正相关。B20位于第一象限,与苦味和酸味呈正相关;而S20分布在空间的左侧,与咸味和回味-B(回味-苦味)呈正相关,且具有较复杂的滋味。以上结果表明,电子舌能够有效区分不同样品,且酸奶油的整体滋味受乳脂原料类型的影响而发生显著变化。
酸奶油中的挥发性风味物质
挥发性风味物质的鉴定
图3展示了不同酸奶油样品的GC-IMS二维俯视图和差异图谱。尽管3种酸奶油样品表现出相似的挥发性风味物质,但它们的峰值强度存在显著差异。图3-B中能够更直观的比较样品间挥发性风味物质的差异。选择S20作为参考,并从其他样品中扣除参考样品的光谱。白色背景表示两个样品中化合物的含量相同,红色表示化合物的含量高于参考样品,蓝色表示化合物的含量较低。与S20相比,F20和B20中的挥发性化合物的含量出现显著上调或下降。
挥发性风味物质的组成
在酸奶油中共鉴定出59种挥发性风味物质,包括2种酸类、19种醇类、13种醛类、12种酮类、4种酯类、1种硫化物和8种未定性化合物(表2)。F20和B20中以酮类为主,其次是醇类,而S20中醇类和酸类占主导地位。乙酸、1-戊醇、丙醛、2-庚酮、2-丁酮和乙酸乙酯等15种物质同时表现出单体(M)和二聚体(D)形式,其保留时间相同,但漂移时间不同。化合物二聚体的含量通常小于其单体形式的含量,这表明单体化合物具有更强的稳定性。
GC-IMS指纹图谱分析
图4是3种酸奶油样品的指纹图谱,以更好地比较不同样品间挥发性风味物质的动态变化。图中的每一行代表每个样品的所有峰,每一列代表一种特性的挥发性化合物,颜色由浅到深表示化合物的含量由低到高。结果显示,F20中显著富集了多种酮类化合物,包括2-丁酮-D、2-戊酮、2-己酮-M、2-己酮-D、2-庚酮-M、2-庚酮-D、3-羟基2-丁酮-M和3-羟基-2-丁酮-D(A区)。B20组中以醛类和醇类物质为主,包括丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-戊烯醛、1-丙醇、1-戊醇和1-戊烯-3-醇(B区)。此外,乙酸、2-丁醇、2-戊醇、3-甲基丁醇、乙酸乙酯和二甲基二硫醚等是S20组中含量丰富的挥发性化合物(C区)。因此,F20中含有丰富的芳香族化合物,而S20醛类物质的含量最低,这与电子鼻的分析结果一致,共同验证了不同样品间风味轮廓的显著差异。
关键香气化合物的鉴定
香气化合物的PLS-DA和VIP值分析
如图5所示,各组样品的挥发性风味物质存在显著差异。拟合模型的自变量拟合指数R2X=0.994,因变量拟合指数R2Y=0.999,预测能力指数Q2=0.998,说明该模型具有较好的预测能力。最后,采用200次重复的置换检验对PLS-DA模型进行验证。R2截距为0.376,Q2截距为-0.222(图6)。Q2回归线与Y轴截距小于0,表明未发生过拟合,模型有效,可以用于解释不同酸奶油样品的风味差异。
VIP值可以描述变量对样本分类的贡献度,用于确定潜在的香气活性物质(VIP>1),VIP值越高表明区分样品间风味的能力越强。因此,在3种酸奶油样品中共鉴定出17种化合物作为潜在的香气活性物质(图7),包括酸类(乙酸-M、乙酸-D)、醇类(1-戊醇-M、1-戊醇-D和2-丙醇)、醛类(戊醛、丙醛-M、丙醛-D和己醛-M)、酮类(2-丁酮-D、丙酮、2-戊酮、2-庚酮-M、2-庚酮-D、3-羟基-2-丁酮-M和3-羟基-2-丁酮-D)以及硫化物(二甲基二硫醚)。
香气化合物的ROAV分析
采用ROAV评价香气化合物对酸奶油整体风味的贡献程度。通常ROAV>1的组分对样品的整体风味特征具有重要贡献,而0.1≤ROAV≤1的化合物被认为对整体风味具有辅助作用。在所有的化合物中,二甲基二硫醚的气味阈值最低,能够产生硫味或洋葱味。因此,将其ROAV设定为100。如表3所示,F20、B20和S20组中ROAV>1的化合物分别有15、18和7种。其中己醛-M、丙醛-M、3-羟基-2-丁酮-M、丙酮、乙酸乙酯-M、乙酸乙酯-D和二甲基二硫醚是3组中共有的香气活性物质。在F20和B20中,3-羟基-2-丁酮-M的ROAV最高。2,3-丁二酮也表现出较高的ROAV,而S20组中乙酸乙酯-D是主要的香气活性物质。在19种醇类中,仅鉴定出1种ROAV>1的化合物(1-戊醇-M),这与醇类较高的气味阈值有关。同时,1-戊醇被确定为益生菌新鲜奶酪中的关键香气化合物,与甜味和果香味有关。醛类被确定为B20组中独特的香气活性物质,包括丙醛、丁醛和己醛。2-庚酮则是F20中独有的香气活性物质,其特点是明显的果香味,并与蓝纹奶酪特征风味的形成有关。
综合VIP值和ROAV分析发现,二甲基二硫醚、1-戊醇-M、己醛-M、丙醛-M、丙醛-D、2-庚酮-M、2-庚酮-D、2-丁酮-D、丙酮、3-羟基-2-丁酮-M和3-羟基-2-丁酮-D等11种化合物是形成不同乳脂原料酸奶油特征风味的关键香气化合物(VIP>1,ROAV>1)。这些化合物的存在共同塑造了3种酸奶油的独特风味。基于关键香气化合物的含量进行聚类分析,结果如图8所示。各组样品组内聚类紧密,组间分离明显,进一步证实3组样品的风味特征存在显著差异。F20以酮类为主,B20富含醛类化合物;而S20的整体风味较弱,并且由于二甲基二硫醚含量的升高可能产生令人不悦的感官特性。酮类、醛类和硫化物是影响不同乳脂原料酸奶油风味差异的主要化合物。
酸奶油的感官评价
采用QDA分析了不同乳脂原料酸奶油在气味、滋味和整体喜好度上的差异,结果如图9所示。乳脂基和黄油基酸奶油在气味和滋味属性上呈现出不同的风味轮廓。在气味方面,F20中酸香味和奶香味的强度显著增加,而黄油味和氧化味则是B20样品中最显著的气味特征(P<0.001)。在滋味方面,F20和S20在酸味、甜味、涩味和乳脂感上具有较高评分。黄油基酸奶油由于较高的醛类化合物导致异味得分显著增加(P<0.05)。此外,F20的整体得分最高,其特点是浓郁的奶香味和酸甜风味,这与酮类物质的含量有关。相反,B20由于过强的氧化味和黄油味导致感官体验不佳,进而使整体喜好度显著下降。
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参考文献:马松林,洪青,张欢畅,等.乳脂原料类型对酸奶油风味的影响[J/OL].食品与发酵工业,1-13[2026-02-06].
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