牛婕 翟丹云 陈庆安 董延虎

甘肃省商业科技研究所有限公司，甘肃兰州，730020

同时蒸馏萃取分析牦牛乳硬质干酪风味成分

牛婕 翟丹云 陈庆安 董延虎

甘肃省商业科技研究所有限公司，甘肃兰州，730020

氨基酸金属离子配合物结构稳定，被畜禽食用后能进入特定目标组织，发挥特定功能，提高畜禽附加值，促进畜禽生产性能的发挥。以复合锌元素氨基酸配合物对生态散养鸡免疫指标的影响进行研究，发现当饲料锌添加量达到45-60mg/kg时，免疫指标可达到相对稳定状态，从而为生态散养鸡实用日粮中锌适宜添加量和营养效应提供了一定的实验依据。

氨基酸；锌元素；生态散养鸡；免疫指标

随着国际市场对干酪品质要求的不断提高及食品工业对天然风味物质需求的增加，干酪的风味成为广大生产者和消费者共同关注的一个重要问题。风味成分是评价食品的一项重要质量指标，研究者通过对干酪中风味成分的检测所得到的信息来了解干酪的成熟度和贮藏过程中品质的变化及控制产品的质量。干酪中的风味物质包括原料乳中的风味化合物，加工处理过程中乳成分在酶及微生物代谢时产生的代谢产物[1]。具有风味活性的代谢产物多属有机物，它包括酸、醇、酯、内酯、醛、酮、酚、醚等多类有机化合物。这些成分有的气味浓郁，有的气味清淡，有的甚至无味，只有把它们作为一个整体时，才具有干酪的特征性风味。这些风味化合物的产生与干酪的类型、异型发酵菌等有关；非挥发性化合物（如肽、游离氨基酸）与其蛋白水解酶和肽酶有关，所以，干酪风味是多组分混合体系。在干酪中大约有超过3000种不同的挥发性和不挥发性物质，不同类型干酪中的典型风味挥发性物质可分为6组：脂肪酸类（乙酸、丙酸、丁酸）、酯类（丁酸乙酯、癸酸乙酯）、醛类（3-甲基-正丁醛、2-甲基-正丁醛、苯甲醛）、醇类（1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、苯基乙醇）、酮类（2-庚酮、2-壬酮、2-丁酮）和硫化物（二硫化物、甲硫醇）[2]。这些风味化合物的产生途径主要是乳凝块中的脂肪、蛋白质通过外加酶和固有酶，以及乳糖辅酶的作用下产生的，而其他复杂的风味化合物则是通过由生物菌体或酶诱导剂的化学作用而形成。

为评价牦牛乳硬质干酪的品质及分析其风味成分，本试验采用同时蒸馏萃取提取干酪的风味成分，并利用气相色谱-质谱联用仪对其风味成分进行分离鉴定，为进一步生产开发适合中国人口味的干酪和加快干酪的国产化进程提供基础分析方法及科学依据。

1 材料与方法

1．1 材料

牦牛乳硬质干酪（成熟5个月）：自制；无水硫酸钠(分析纯)：天津市福晨化学试剂厂；二氯甲烷（XAR）：天津市瑞金特化学品有限公司；人造沸石（化学纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1．2 仪器与设备

AutoSystem XL-TurboMass 气相色谱-质谱联用仪：美国Perkin Elmer公司；同时蒸馏萃取装置；RE52-98型旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；AL104型电子天平（精确至0．1 mg）：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；KDM型调温电热套：山东城新华电热仪器厂；DF-Ⅱ型集热式磁力加热搅拌器：金坛市顺华仪器有限公司。

1．3 牦牛乳硬质干酪的制备

原料乳预处理（63 ℃，30 min低温巴氏杀菌）→冷却（30 ℃）→添加发酵剂（占总奶量0．03%）→保温（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的凝块）→升温（由32℃升至40 ℃）→排出乳清→搅拌→二次加热→加盐（2%）→压榨成型→成熟（5个月）→成品

1．4 同时蒸馏萃取制备样品

取牦牛乳硬质干酪50 g，加去离子水250 ml，置于500 ml圆底烧瓶中接SDE装置的左端，用可调温电热套加热至沸腾。装置的右端接100 ml圆底烧瓶，内装50 ml二氯甲烷，用集热式磁力搅拌器加热至60 ℃，蒸馏8 h，倒出溶剂相，加入适量无水硫酸钠除水，过滤后用旋转蒸发仪浓缩至1 ml左右，供GC-MS分析用。

1．5 GC-MS分析条件

色谱条件：色谱柱：OV1701 毛细管柱（柱长60 m, 内径0．25 mm，液膜厚度0．25 μm），起始温度50 ℃，保持1 min，然后以5 ℃/min的升温速率升温至240 ℃；汽化室温度：250 ℃；进样量1 μl；He流量1 ml/min；分流比20∶1。

质谱条件：离子源温度：250 ℃；传输线温度：250 ℃；离子化模式：EI +；电子能：70 eV；扫描质量范围为10～400 m/z。

试验数据处理由TurboMass Ver 4．1．1软件系统完成，化合物经计算机检索同时与NIST标准谱库与Wiley标准谱库相匹配检索定性，仅当正反匹配度均大于800（最大值为1000）时的鉴定结果才予以报道。按峰面积归一化法计算化合物的相对质量分数。

2 结果与讨论

2．1 组分的分离与定性结果的确认

图1为牦牛乳硬质干酪样品的同时蒸馏CH2Cl2萃取液进行GC-MS分析的总离子流色谱图（TIC）。结果见表1。干酪风味成分的定量按峰面积归一化法计算其相对含量。经NIST标准质谱数据库和Wiley标准谱库检索和资料核实，共鉴定出70种化合物（见表1）：

表1 GC/MS分离鉴定牦牛乳硬质干酪的挥发性风味化合物

2．2 牦牛乳硬质干酪风味成分

按峰面积归一化法计算所鉴定风味成分的含量占化合物总量的97．28%，分离出的干酪样品中风味成分的组成及质量分数排序为：酸类＞酯类＞醇类＞酮类＞醛类。其中酸类物质化合物的峰面积相对百分比为最高，共有12种，占总面积的88．45%；酯和内酯种类共有19种，占总面积的2．47%；醇类有9种，占总面积的2．15%；酮类有6种，占总面积的1．17%；醛类有6种，占总面积的0．26%；其余物质为长链烷烃类、杂环类等物质，结果见表1。

从表1可以看出，牦牛乳硬质干酪的风味成分主要为酸类物质，酸类有12种，占总面积的88．45%。偶数碳原子短链脂肪酸（C4-C12）的生成，对干酪的风味影响很大，其中丁酸（酪酸）是最重要、最明显的风味化合物。在脂酶的催化下乳脂肪发生水解生成的少量丁酸对干酪香味具有贡献，可赋予干酪的奶油气味，当杂菌在发酵中增多时会引起丁酸产量增多而引起酸败气味[3]。丁酸普遍存在于切达干酪、酸乳酪中，香气刺鼻，味酸，有干酪、牛奶、奶油带果香味；异丁酸味酸，有酸牛奶、奶油、干酪等乳制品香味和酵母发酵的香味、些微的果香，由异丁醛氧化得到；异戊酸高浓度时具有强烈的不愉快气味和酸味，浓度较低时则有甜润的果香；己酸存在于赛达干酪、蓝纹干酪、黄油中，有山羊样气息，轻微的腐臭干酪和油脂气味；辛酸有微弱的水果酸气味，淡酸味[4]；癸酸具有特殊的、不舒适的油酸败味；十四酸具有淡淡的奶香味。C2-C8的挥发性脂肪酸是Cheddar干酪的主要风味物质。从Cheddar干酪中除去挥发性脂肪酸并不影响其芳香气味，进而可推知这些脂肪酸仅仅在干酪的基本味道方面有着重要作用。游离脂肪酸不但是直接的风味化合物，而且是第二大主要风味物质甲基酮形成的底物，但如果游离脂肪酸过高会产生一些不愉快的气味，所以干酪中应注意控制游离脂肪酸的含量。短链脂肪酸和甲硫醇生成甲硫酯，赋予干酪特有的芳香气味。

酯和内酯类物质共19种，占总面积的2．47%，内酯类化合物的前体是羧酸和酮酸等，也是酯质受热氧化产生的一类比较重要的嗅感物质，具有很低的香味阈值（平均为0．1 mg/kg），对干酪风味的贡献非常重要[5]。天然存在并且具有感官重要性的内酯一般有γ-或δ-内酯结构，γ-内酯多存在于植物中，而δ-内酯则主要发现于动物产品中[5]。乙酯类化合物是由乙醇和干酪中的脂肪酸反应产生，当酯类浓度超过某一范围时，干酪会呈现果实香气，但也会导致干酪的风味劣化，故干酪中的水果味可以认为是由于乙醇或它的前体物过量产生的。乙酸乙酯具有有甜、果香、冰淇淋的香气；丁酸乙酯有清灵强烈的甜果香，味甜；己酸乙酯存在于乳酪、朗姆、水果中，具有水果甜香，奶制品香韵及有力的酒香似白酒浓香型；丙酸戊酯有苹果香气；辛酸乙酯存在于番木瓜及乳酪中，具有甜味、类似牛奶的香味；己酸丁酯略带发酵过的水果味；己酸己酯有甜味和水果味；癸酸乙酯有水果香和椰子香味；丁酸苯乙酯存在于热带水果和干酪中，有甜清的玫瑰气息，果香，香气浓；十四酸乙酯味甜似蜡香、奶油味；δ-十二内酯有脂肪、甜、奶油、牛奶、水果香气和油香气，低浓度时有桃、梨、梅样的风味。

醇类物质有9种，其含量比较低，占总面积的2．15%。醇类化合物的风味阈值较高，对整体风味的贡献较小。醇的形成与干酪制作过程中乳酸、氨基酸和脂肪酸有关，大部分来自脂肪氧化，是由于脂肪酶对干酪中脂肪酸的降解作用产生的；少量醇是由于干酪中的蛋白水解酶和发酵剂蛋白酶等对蛋白质的降解作用所产生的羰基化合物还原生成的，这与María D. GUILLÉN等人的研究结果一致[6]。其中桉叶油醇有清凉的草药味，薄荷香；月桂醇具特有的脂肪气味，高浓度时令人不快，但稀释后具有优雅的花香气，且有颇弱但很持久的油脂气息。对分析结果来说，由SDE法所检出醇类物质含量比较低，其原因可能是由于醇类物质较活泼，在SDE法长时间蒸馏过程中容易与其他物质发生反应，使低沸点、低分子量的醇类物质种类减少。相反，据衣宇佳等人研究结果表明固相微萃取法（SPME）对醇类物质有较好的选择性[7]。醇无论是饱和的还是不饱和的，大部分是直链的，主要来自脂肪氧化，可能是由脂肪酸的二级氢过氧化物的分解、脂质氧化酶对脂肪酸的作用、脂肪的氧化分解生成或由羰基化合物还原而成的，脱氢酶也可以将由脂肪酸和氨基酸生成的醛还原成相应的醇。干酪由于长期的发酵过程，脂肪酶对产品的最终风味影响显著。

酮类化合物有6种，占总面积的1．17%。酮类化合物是由多不饱和脂肪酸的氧化或热降解、氨基酸降解或微生物代谢所产生的[8]，对干酪的风味具有重要的影响。酯质在受热情况下水解，生成甘油和游离脂肪酸，游离脂肪酸进一步发生β-氧化、脱羧作用后产生甲基酮。在鉴定出的6种酮类风味物质中，其中2-戊酮具有果香、甜味，轻微的乳样香气；2-庚酮具有轻微的药香气味，是切达干酪、青纹干酪具有的独特风味物质； 2-壬酮、2-十三酮、2-十五酮具有乳酪、奶香、椰子气味，是青纹、赛达、切达等干酪所具有的独特风味物质[9]；十一烷酮具有有蜡香、果香、脂肪香、奶油乳酪香气。

醛类物质有6种，占总面积的0．26%。醛类物质的风味阈值一般是最低的，在食品中起重要作用并且是各种氧化风味的来源[1]。异戊醛浓度高时具有强烈的、尖辛的不愉快气味，高度稀释后有似苹果、巧克力、可可样香气，浓度低于10 mg/kg时呈桃子香味；3-甲硫基丙醛有愉快的浓的肉和肉汤样的风味；苯甲醛是由色氨酸或苯丙氨酸转化而来的，对干酪整体良好风味的形成有重要作用，呈苦杏仁香味和焦味，有果香、粉香、坚果香韵；壬醛有强烈的脂肪气息，稀释时具有蜡香、柑橘香、脂肪香和花香；3-甲硫基丙醛是蛋氨酸产生的中间体，由丙烯醛与甲硫醇经加成而得；异戊醛此类甲基支链醛化合物主要通过亮氨酸的Streck降解途径产生。十六醛主要是在高温蒸煮过程中，脂肪的进一步氧化降解产生的。

烃类化合物种类繁多，也是普遍存在于干酪之中的一类化合物，包括直链烷烃和支链烯烃等。本试验检测出的烷烃主要是一些长链直链烷烃。由于烃类化合物的芳香阈值较高，不具有风味活性，所以对干酪的整体风味贡献较小。

本试验采用SDE法对高沸点、低挥发性成分的分离比较有利，如对长链羧酸、醛、酮、酯类物质有较好的检出，但也存在一些问题：由于SDE法使样品经过长时间高温蒸煮，一些低分子量、低沸点、极性较强的醇、酸等化合物会发生变化，容易发生变化的化合物检出量会有所减少，这与衣宇佳等人研究结果一致[7]。长时间热处理还可导致风味物质降解，产生其他化合物。一些挥发性的含硫及杂环化合物风味阈值较低，但被认为是许多干酪品种的基本风味物质，而本试验中SDE法并未检出这类化合物，说明此法对这类化合物的灵敏度较低，这与报道结果一致[10]。

3 结论

本试验采用同时蒸馏萃取牦牛乳硬质干酪的风味成分，所得挥发性风味成分的二氯甲烷萃取液用气相色谱-质谱(GC-MS)法分离并分析鉴定其成分及含量，共鉴定出70种化合物，确定了其中的70种挥发性化合物组分，按峰面积计算占化合物总成分的97．28%。其中酸类物质有12种；酯和内酯类物质共有19种；醇类物质有9种；酮类物质有6种；醛类物质有6种；其余物质为长链烷烃类、杂环类等物质。挥发性成风味分主要是其中的酸类、酯类和醇类，其次为酮类和醛类。这些物质的共同作用形成了牦牛乳硬质干酪独特的风味，酸类物质构成了干酪的主体特征气味。通过对牦牛乳硬质干酪风味成分的分析，为更好地开发新品种干酪和提高控制干酪的质量，改进干酪加工工艺提供了参考。

[1]张国农,顾敏锋,李彦荣,等．SPME-GC/MS测定再制干酪中的风味物质[J]．中国乳品工业,2006,34(9)∶ 52～56．

[2]王俊沪,霍贵成．干酪风味物质的生成[J]．中国乳品工业,2004,32(12)∶36～40．

[3]B Chiofalol,A Zumbol Characterization of maltese goat milk cheese flavor using SPME-GC/MS[J]．South African Society for Animal Science,2004(34)∶176～180．

[4]林翔云主编．香料香精辞典[M]．北京∶化学工业出版社,2007．

[5]夏延斌主编．食品风味化学[M]．北京∶化学工业出版社,2008,123．

[6]María D.GUILLÉN, María L．IBARGOITIA, Patricia SOPELANA,et al．Components Detected by Headspace-Solid Phase Microextraction in Artisanal Fresh Goat’s Cheese Smoked Using Dry Prickly Pear(Opuntia Ficus Indica)[J]．Lait 84(2004)∶385～397．

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[10]党亚丽,王璋,许时婴．同时蒸馏萃取和固相微萃取与气象色谱/质谱法结合分析巴马火腿的风味成分[J]．食品与发酵工业,2007,33(8)∶132～137．

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，注册咨询工程师（投资），动物食品营养与工程硕士，主要从事轻工、化工、医药、商务粮、农业等行业的工程咨询工作，E-mail∶352810404@qq．com，13659480550．