（食品科学专业论文）UHT纯奶中奶味香精的分析与检测方法的研究.pdf

摘要 近几年，中国奶业处于动荡时期，接连出现的信任危机使消费者开始质疑奶产品的质量 和安全保证，跃居奶业市场绝对地位的纯牛奶产品日益引起人们关注，尤其是超高温( u l t r a h i g ht e m p e r a t u r e ，i n n 3 纯奶。目前，市场上大量销售的纯牛奶品种、规格繁多，有的在产品 的外包装上还醒目地注明“特浓奶”、“香浓奶”等字样以吸引消费者。据调查，很多乳品企业 为平衡季节造成的奶源供应短缺、奶源质量参差不齐，以及满足消费者长期被误导的对纯牛 奶口味上“香”、“浓”的追求，违规地向纯牛奶产品中添加奶味香精等食品添加剂。我国现 行乳品生产标准已经明确规定，纯牛奶产品是不允许添加任何辅料的，但由于监管不严以及 缺乏相关检测方法和检测标准，而无法对乳品企业及其产品实施切实地监管。此外，在一些 城镇和郊区，许多不法商贩用奶味香精、水、增稠剂等勾兑成人造牛奶在市面上销售，严重 威胁着人们的健康。本研究利用先进的现代分析仪器一气相色谱一质谱联用仪对市售不同种类 奶味香精的致香成分进行分析，结合对u h t 纯奶风味组成物质的分析，探寻可用于评价u h t 纯奶中添加奶味香精的特征性指示物；然后根据香精指示物的物理化学等性质，确定适合有 效的提取方法，并应用气相色谱质谱联用技术建立u h t 纯奶中香精指示物的定性定量分析 方法。 本实验通过对市售4 种液体奶味香精和4 种粉末奶味香精物理化学性质的考察，确定了 液体奶味香精可经无水乙醇稀释后直接应用气相色谱质谱进行成分分析，并得到最佳进样稀 释度为0 2 5 ，检出的共有成分为占十二内酯、函癸内酯、乙基麦芽酚；粉末奶味香精需经 有机溶剂萃取有效成分后应用气相色谱质谱进行成分分析，确定了最佳萃取剂为乙醚，检出 的共有成分为参十一内酯和香兰素；还分别对液体及粉末奶味香精的分析方法的重复性和稳 定性进行了考察，得到r s d 值在1 1 2 9 6 7 之间，满足分析要求。 通过查阅文献得到u h t 纯奶的特征风味包括蒸煮味、灭菌味、氧化味和内在的u h t 纯 奶风味，构成这些特征风味的主要成分有硫化氢、巯基甲烷、二甲基硫化物等含硫化合物； 乙醛、丙醛、正戊醛、己醛、丁酮、戊酮、2 壬酮、2 辛酮、2 庚酮、2 十一烷酮等由脂肪酸 氧化和早期美拉德反应产生的风味化合物：2 6 - 甲基毗嗪、2 乙基吡嗪、苯并噻唑、6 癸内酯、 5 - 十二内酯等由高级美拉德反应产生的风味化合物。综合u h t 纯奶特征风味的组成物质特征 和奶味香精中检出的共有成分的特性，确定乙基麦芽酚和香兰素为评价u h t 纯奶中添加奶 味香精的特征性指示物。 本试验利用乙基麦芽酚和香兰素在p h 值 8 时以酚盐的形式存在，排除了乳脂的影响； p h 值2 6 之间以中性分子存在，用乙醚有效的提取到了目标化合物。前处理过程简单，仅 仅通过酸碱处理和有机溶剂萃取即可有效地得到目标成分，便于推广以及批处理，避免了其 他前处理方法需要专门设备使分析检测工作难以开展而带来的困难。 本研究应用气相色谱质谱选择离子( s e l e c t i o ni o nm o d e ，s i m ) 检测对u h t 纯奶中香精指 示物进行定量分析，大大提高了灵敏度；确定了m z 9 7 、1 2 5 、1 4 0 为乙基麦芽酚的s i m 离子， 其中m z1 4 0 为定量离子；m z1 0 9 、1 2 3 、1 5 2 为香兰素的s i m 离子，其中m z 1 5 2 为定量离 子；方法检出限达到o 0 0 6 u g g ，加标回收率在8 0 9 5 之间，精密度r s d 值小于7 。应 i 东北农业大学工学硕士学位论文 用本试验建立的方法对市售1 4 种唧纯牛奶进行了考察，乙基麦芽酚的检出率达4 2 8 6 ， 香兰素的检出率达6 4 2 8 ，香精指示物的未检出率为2 1 4 1 。 关键词超高温灭菌纯牛奶；致香成分；气相色谱质谱；选择离子；香兰素；乙基麦芽酚 n s t u d yo nd e t e c t i n gm e t h o da n da n a l y s i so f m i l kf l a v o ri nu h tp u r em i l k a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s , t h e r ew a st u r b u l e n c ei no u rc o u n t r yd a i r ym a n u f a c t o r i s t h e r eh a db e e nm a n y t r u s tc r i s i sc a s e sr e c e n t l y , w h i c hm a d ec o n s u n l e r sb e # nt oc h a l l e n g et h eq u a l i t ya n ds a f e t yo f d a i r y p r o d u c t sa n dp e o p l ep a i dm o r ea t t e n t i o nt op u r em i l kw h i c ho c c u p i e dc a t e g o r i c a lp o s i t i o ni nd a i r y p r o d u c tm a r k e t s i nc u r r e n tt i m e ，t h ev a r i e t ya n ds t a n do f p u r em i l kw e t ev a r i o u sa n ds o m ep r o d u c t s a t w a c t o de o n s m n e r sw h i c hw a so b s e r v a b l ym a r k e d s p e c i a lt h i c km i l k a n d i n c e n s et h i c km i l k i t w a si n v e s t i g a t i o nt h a tm a n yd a i r yp r o d u c tm a n u f a c t o r i e sw e r ea g a i n s tr e g u l a t i o n st oa d dm i l k f l a v o r st ot h ep u r em i l ki no r d e rt ob a l a n c em i l ks o u r c es u p p l yd e f i c i tb e c a u s eo f d i f f e r a n ts e a s o n s , u n e v e nm i l ks o u r c eq u a l i t y , m e e tt h ec h a s eo f i n c e n s e a n d t h i c k t a s t ef o rp u r em i l ko f c o n s u m e r s w h ow e r em i s g u i d e dl o n g - t e r m h io u rc o u n t r y , a l t h o u g hi tw a gd e f i n i t e l yr e g u l a t e dt h a ta n y a d j u v a n tw a sn o tp e r m i t t e dt oa d dt ot h ep u r em i l kb ya c t i v ed a i r yp r o d u c t i o ns t a n d a r d , i tw a sv e r y d i f f i c u l tt om o n i t o ra n dm a n a g ed a i yp r o d u c tm a n u f a c t o r i sp r a c t i c a l l yf o rt h ed e f a u l to f c o r r e l a t e d e t e c t i n g m e t h o d sa n dn a t i o nd e t e c t i n gs t a n d a r d i l ia d d i t i o n , m a n yu n l a w f u lm e r c h a n t s m a n u f a c t u r e di m i t a t i o nm i l ku s i n gm i l kf l a v o r s ，w a t e ra n dt h i c k e n i n ga g e n t s ，w h i c hs e v e r e l y t h r e a m l e dt h eh e a l t ho fp e o p l e i nt h i sr e s e a m ka d v a n c e dm o d e ma n a l y t i c a la p p a r a t u s - - g a s c h r o m a t o g r a m r n a g ss p e c t r u mw e r eu t i l i z e dt oa n a l y z et h ea r o m ac o m p o n e n t so fd i f f e r e n tm a r k e t m i l kf l a v o r s ，a n ds e a r c h e dt h em a r ki n d i c a t o r so f e v a l u a t i n gm i l kf l a v o r si np u r em i l lt h ee f f e c t i v e e x l r a c tm e t h o dw a se s t a b l i s h e da c c o r d i n gt ot h ep h y s i c a lc h e m i s t r yc h a r a c t e ro ff l a v o ri n d i c a t o r s t h e nq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d sw e r ee s t a b l i s h e df o rf l a v o ri n d i c a t o r si np u r em i l kb y g c ，m s i nt h i sr e s e a r c h , t h r o u g ht h ei n v e s t i g a t i o no f4d i f f e r e n tl i q u i dm i l kf l a v o r sa n d4d i f f e r e n t p o w d e rm i l kf l a v o r s ，i tw a sp o s s i b l et h a tt h ed e h y d r a t e da l c o h o ld i l u t i o no fl i q u i dm i l kf l a v o r s c o u l db ea n a l y z e db yg c m sa n do 2 5 w a gc o n f i r m e da sa t eb e s td i l u t i o nr a t i o ；t h eo r g a n i c s o i v e n te x t r a c t i o no fp o w d e rm i l kf l a v o r sc o b i db ea n a l y z e db yg c m sa n de t h e rw a st h eb e s t e x t r a c t i o na g e n t t h er e p r o d u c i b i l i t ya n ds t a b i l i t yo f a n a l y t i c a lm e t h o d sw e r ec o n s i d e r e da n dr s d v a l u ew a sb e t w e e n1 1 2 a n d9 6 7 w h i c hc o u l dm e e ta n a l y t i c a lr e q u e s t t h ec o m p o n e n t so w n e d b yl i q u i dm i l kf l a v o r sw e r e 声d e c a l a c t o n e 拉d o d e c a l a c t o n ea n de t h y lm a l t o l ；t h ec o m p o n e n t s o w n e db yp o w d e rm i l kf l a v o r sw e r e6 - u n d e c a l a c t u n ea n dv a n i l l i n b yr e f i n i n gt or e c o r d s ，i tw a sk n o w nt h a tk e t t l eb o i lf l a v o r ，s t e r i l i z a t i o nf l a v o r o x i d a t i o n f l a v o ra n di n h e r e n tu h tm i l kf l a v o rw e r et h ef l a v o rc h a r a c t e r i s t i co f u h tp u r em i i lt h e r ew e r e s u l f u r - c o n t a i n i n gs u b s t a n c es u c ha sh y d m g e ns u l f i d e , s u l t h y d r y lm e t h a n ea n dd m s ；f a t t ya c i d o x i d a t i o na n dm a i l l a r d sr e a c t i o n p r o d u c t i o n ss u c h 笛a l d e h y d e , p r o p a n a l n - v a l e r a l d e h y d e , i i i c a p r o a l d e h y d e ，b u t a n o n e ，p e n t a n o n e , 2 - n o n a n o n e ，2 - o e t a n o n e ，2 - h e p t a n o n ea n d2 - u n d e e a n o n e ；t h e a d v a n c e dm a i l l a r d s r e a c t i o np r o d u c t i o n ss u c h a s 2 ，6 - m e t h y l p y r a z i n e 。2 - e t h y l p y r a z i n e ， b e n z o t h i a z o l e ，砌e c a l a e t o n ea n d & d o d e c a l a c t o n e c o m p r e h e n d i n gt h ee h a r a e t e rf 鹤u i t so fu h t m i l kf l a v o ra n dm i l kf l a v o r sc o m p o n e n t s , e t h y lm a l t o la n dv a n i l l i nw e r ed e t e r m i n e da st h ef l a v o r i n d i c a t o r sf o re v a l u a t i n gu h tm i i kt h a tw a sa d d e dm i l kf l a v o r s w h e np h e x c e e d e d8 ，e t h y lm a l t o la n dv a n i l l i ne x i s t e db yp h e n o l a t ef o r mw h i c hc o u l dd e p l e t e t h ee f f e c t so nm i l kf a t ；w h e np hw a sb e t w e e n2a n d6 ，t h e ye x i s t e db yn e u t r a lm o l e c u l e ，t h e yw e r e e x t r a c t e db ye t h e r t h r o u g hs i m p l ea l k a l it r e a t m e n ta n de x t r a c t i o nb yo r g a n i cs o l v e n t , t i i eo b j e c t s c o u l db ee f f e c t u a l l ye x t r a c t e d ，w h i c hw a se a s yt op e r v a s i o n , d e p l e t e dt h ed i f f i c u l t yo fd e m a n d i n g f o rs p e c i a lp r e - p r o e e s s i n ge q u i p m e n t s t h e q u a n t i t a t i v e a n a l y s i so ff l a v o ri n d i c a t o r sw e r ec o m p l e t e d b yg c m s s i m ，w h i c h c o n s u m e d l yi m p r o v e ds e n s i b i l i t y ；m z9 7 ，1 2 5 ，1 4 0w g r ed e t e r m i n e da ss e l e c ti o n sa n dm z1 4 0w a s q u a n t i t a t i v ei o n ；m z1 0 9 ，1 2 3 ，1 5 2w e r ed e t e r m i n e da ss e l e c ti o n sa n dm z 1 5 2w a sq u a n t i t a t i v ei o n t h ed e t e c t i n gl i m i to f t h i sm e t h o dw a so 0 0 6 1 t g ga n dt h er e c o v e r ym t ew a sb e t w e e n8 0 a n d9 5 ： r s do fp r e c i s i o nw a sl i t t l e7 t h ei n v e s t i g a t i o nf o r1 4d i f f e r e n tm a r k e tu h tm i l kw e 聘 c o m p l e t e db yt h em e t h o da n dt h er e s u l t sw e r ea c q u i r e dt h a tt h ed e t e c t i o nr a t eo fe t b y lm a l t o lw a s 4 2 6 8 ，t h ed e t e c t i o nr a t eo fv a n i l l i nw a s6 4 2 8 ，t h en o n - d e t e c t i o nr o t eo ff l a v o ri n d i c a t o r sw a s 2 1 4 l k e yw o r d su h tm i l k ；a r o m ac o m p o n e n t ；g c - m s ；s e l e c ti o n ；v a n i l l i n ；e t h y lm a l t o l i v c a n d i d a t e ：h a ns h u a n g s p e c i a l i t y ：f o o ds c i e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f l i un i n g 研究生学位论文独创声明和使用授权书 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 鲑i 垫超壹墓丝益墨挂型直哩的：奎拦亘窒1 或其他教育机构的学位或证书 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所够的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：互参憩日期：2 叼年弘月o 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文 在解密后适用本授权书1 学位论文作者签名：互毛双 日期：为可年弘月，。日 导师签名：叫艄 引言 1 引言 1 1 立题背景 牛乳( 通常称为牛奶) 是大自然赐予人类最理想的天然食品之一。牛奶中含有大量的优质 蛋白质、氨基酸、乳糖、免疫活性因子及人体必需的矿物质和微量元素，而且这些营养素比 例合理，更易于消化吸收，从营养学角度来说牛乳是最接近完善的食品，有“白色血液”、人 类保姆”等美称。 乳制品的种类很多，其中液态乳产品是最重要的产品之一，在乳制品市场上占有非常大 的份额，如在英国，液态乳产品大约占到全部乳制品的5 0 以上。按照热处理方式的不同， 液态乳分消毒乳和灭菌乳。近年来，超高温瞬时灭菌奶( u h t 奶) 以其便于保存和携带等特性 占据了大片市场。1 9 9 9 年，u h t 奶与巴氏杀菌奶占液态乳市场的比例分别为2 1 1 和5 9 9 ， 到2 0 0 4 年己变成了6 6 7 和1 8 1 。 自2 0 世纪9 0 年代以来，中国奶业走上了发展的快车道，进入了快速增长期，市场竞争 日益激烈。中国奶业快速发展的同时，忽视了对奶业市场的监管而出现了无序、扭曲的竞争 局面。在2 0 0 5 年一年里，中国乳品行业多次遭遇了信任危机，雀巢奶粉碘超标事件、光明“回 产奶”事件、维他奶生产使用变质原料事件、“还原奶”事件，“牛奶加香”事件等等。据专家统 计，目前市场8 0 9 0 的灭菌奶都添加了香精和增稠剂，引发这一现象的主要原因是奶源 问题。其一，奶牛产奶高峰是在冬季，牛奶需求高峰在夏季，供求差异势必会导致一部分由 奶粉掺兑的还原奶出现，为使由奶粉制成的还原奶接近纯牛奶口味，一些企业在还原奶中添 加香精，增稠剂等，以增加牛奶的香度和浓度。其二，原料奶品质参差不齐，导致产品质量 不稳定。很多企业为减少这些不良因素的影响，稳定产品的品质，在原料奶中添加香精，增 稠剂，乳化剂，植脂末以及蛋白粉等，使牛奶变得又香又浓，然后再冠以一些动听的品名， 如“特浓奶”、蛘浓奶”、键i 浓奶”等等，以高档产品面貌出现在市场上，以吸引消费者。这 一现象泛滥的另一原因是牛奶在热处理过程中，尤其是在超高温灭菌过程中，往往会产生蒸 煮味和其它的异味( 孙勇，1 9 9 0 ；htb a d i n g s ，1 9 9 1 ) ，香气也会受到影响。因此，为了突出 牛乳浓郁的香味和特有的鲜香风味，往牛奶中添加适量的奶味香精进行补充已经成为乳品企 业心照不宣的秘密。 我国现行的乳品生产标准g b 5 4 0 8 2 1 9 9 9 规定纯牛奶( 包括巴氏杀菌乳和u h t 灭菌乳) 是以生鲜牛乳为原料，不得添加任何辅料，经过高温瞬时灭菌，无菌罐装而制成达到“商业无 菌”要求的液态产品。据专业人士介绍，真正的纯牛奶香味其实很淡、微甜，略带一点腥味， 口感反而不如那些加了“香”的产品。然而长时间以来，市场上销售的大部分香浓纯奶包装上 并没有清楚的标明是否添加香精等，致使很多消费者以为纯牛奶本身就是如此，从而误认为 只有又香又浓的牛奶才是最好的。并最终演变成一种市场需求，使得一些企业为追求“香、浓” 而添加过量的食品添加剂，包括牛奶香精。人们如果长期食用这种加了过量香精的牛奶，很 容易造成口感疲劳，并影响对其他营养的吸收，这种向纯牛奶中违规添加香精的作法如果不 严格控制，长此以往，给人们健康带来的隐患让人堪忧。 更有甚者，“人造牛奶”的泛滥，“纯牛奶”可以与牛不发生任何关联。一些不法厂商用水、 糖、香精、添加剂等就可调制成外观与牛奶及其相似的成品，在一些县市的郊区，这些1 段牛 奶”经包装摇身一变即成了知名品牌。有的加入人造蛋白、人造脂肪替代牛奶中的天然蛋白和 脂肪，再加入香精及增稠剂，既达到了牛奶中对蛋白质及脂肪含量的要求，又满足了香气和 口味特征，造假技术可谓登峰造极。不法厂商为谋取暴利，置消费者的健康乃至生命于不顾， 给社会带来的危害让人无法想象。在造假过程中，无论采用哪种手段，为使假奶具有奶香味。 模仿牛奶的香气特征，奶味香精是必不可少的添加成分，因此可以成为监督纯牛奶造假的指 标之一。香精的违规添加和造假泛滥成灾除了因为监管体系不健全及力度不够外，主要也是 由于相关检测技术的落后及检测方法的缺乏。 1 2 奶味香精的基本知识 香精香料是以改善、增加和模仿食品的香气和香味为主要目的的食品添加剂，也称增香 剂。香精( p e r f u m ec o m p o u n d ) 亦称调和香料，由人工调配出来的各种香料的混合体，香精具备 一定的香型。香型是描述某一种香精或香制品的整体香气类型或格调( 刘梅森等，2 0 0 3 ) 。奶 味香精的香型与乳制品的品种相对应，主要包括巴氏杀菌奶、u h t 奶、炼乳、奶油、黄油、 干酪、酸奶等香型( 张艳艳等，2 0 0 5 ) 。这些香精的主要致香成分是基本相同的，只是数量组 成上有所差异，形成了不同的香味体系。 1 2 1 奶昧香精的生产技术 香精生产的目的就是通过人工的方法制造出具有特定香味的香精，用于产品的加香。奶 味香精的生产技术主要有三种方法：调香法、酶法和调香相结合的方法、发酵法和调香相结 合的方法。调香法制成的香精是由一些化学合成的单体香味物质、溶剂或载体以及某些食品 添加剂组成的具有一定香型的混合物。香精的配方千交万化，基本组成的依据目前采用两种 方式，一是按香料在香精中的作用划分，将香料分为特征性香料、调香料、变调香料和定香 香料四类，称为四种成分组成法( 孙宝国，2 0 0 3 ) 。另一种是按香料的挥发性来分，将香料分 为头香香料、体香香料和底香香料三大类，称为三种成分组成法( 刘梅森等，2 0 0 3 ) 。 1 2 1 1 四种香味成分组成法 ( 1 ) 主香荆( m a i l ln o t e ) ：特征性香料，使人很自然的联想到奶香的气味，构成奶味香精的 主体香味，决定着香精的香型。如2 庚酮是奶酪香精的主香剂，丁二酮是奶油香精的主香剂。 但要注意一种香料可能不只是一种香精的特征性香料，如2 庚酮也是u h t 奶香精的主香荆。 ( 2 ) 协调剂饵l e n d e r ) ：协调香料，其香型与特征香料属于同一类型，它们并不一定使人联 想到乳香香精的香味，在配方时，它们的协调作用是香精的香味更加协调一致。 ( 3 ) 变调剂( m o d i f i e r ) ：变调香料，其香型与特征性香料属于不同类型，它们的使用可以使 香精具有不同的风格。 ( 4 ) 定香3 觏j ( f i x a t i v e ) ：定香香料，可分为两类，一类是特征定香香料；另一类是物理定香 2 香料。特征定香香料的沸点较高，在香精中的浓度大，远高于它们的阈值，当香精稀释后还 能保持其特征香味，这类香料有香兰素、乙基香兰素、麦芽粉、乙基麦芽酚等。物理定香香 料沸点也比较高，但不一定具有香味，在香精配方中的作用是降低蒸汽压，提高沸点，从而 增加香精的热稳定性，当香精用于加工温度超过i o o c 时，一般要添加物理特征香料，如液 态奶。 1 2 1 2 三种香成分组成法 1 9 5 4 年英国著名调香师p o u c h e r 按照香料香气挥发度，在辨香纸上挥发留香时间的长短， 分为头香、体香、底香。香精由头香香料、体香香料和底香香料三部分组成。 ( 1 ) 头香( t o pn o t e ) ：头香香料，是对香精辨嗅或品尝时的第一香味印象，主要是香精中挥 发性较强的香料产生的。 ( 2 ) 体香( b o d yn o t eo rm i d d l en o t e ) ：体香香料，是香精的主体香味，是在头香之后立即被 感觉到的香味特征。体香主要是由香精中中等挥发性的香料产生的。 ( 3 ) 底香( b o t t o mn o t e ) ：底香香料，是继头香和体香之后最后留下来的香味。底香主要是 由香精中挥发性差的香料和某些定香剂产生的。 头香香料、体香香料和底香香料的分类方法对香精的调香非常重要，在调配时，要充分 考虑到头香、体香和底香香料的平衡，使香精保持协调一致的香味效果。 1 2 1 3 香精中的其他组分 各种香料经混合后，经过一段时间的陈化圆熟后只得香基，再将香基分别调配成水溶性、 油溶性、乳化和粉末等各种类型的香精( 高海生等，1 9 9 8 ) ，因此香精的组成除了香基外还包 括溶剂、载体、抗氧化剂、蝥合剂、防腐剂、乳化剂、稳定剂、增重剂、抗拮剂、酸、碱、 盐等。常用的溶剂有水、乙醇、丙二醇、植物油等；抗氧化剂有抗坏血酸、植酸等：防腐剂 常用的有苯甲酸、苯甲酸钠、苯甲酸钾等；乳化荆有乙酰化单甘油脂肪酸酯、改性大豆软磷 脂等( 孙宝国，2 0 0 3 ) 。 1 2 2 奶味香精常用的香料 奶味香精常用的香料有乳酸乙酯、丁酰乳酸丁酯、丁二酮、对甲氧基苯乙酮、胡椒醛、p 辛内酯、卜壬内酯、椰子醛、桃醛、产丁内酯、4 , 4 二丁基于丁内酯、p 癸内酯、产十二内酯、 拉辛内酯、占壬内酯、乒癸内酯、凸十一内酯、孓十二内酯、6 甲基香豆素、丁酸、异丁酸、 2 - 甲基丁酸、己酸、庚酸、辛酸、乳酸、3 苯基丙酸、奶油酸、奶油酯、牛奶内酯，5 羟基4 辛酮、2 ，甲基吡嚷、甲硫醚、香兰素、乙基香兰素、藜芦醛等。 在调配香精时，常用到丙醇，异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、2 戊醇、己醇、2 - 己醇、 2 庚醇、壬醇、2 壬醇、癸醇、2 十一醇、辛醇、2 辛醇、3 一辛醇等醇类化合物，它们一般作 为溶剂使用，同时可以将香精的香型在醇的作用下显得更活泼。 在牛奶香精中常加入脂肪酸的酯类，如乙酸酯、丁酸酯等，他们大多有水果的香味，可 东北农业大学工学硕士学位论文 以起到提扬香头的作用。加入内酯类化合物，尽管用量少，但可以使香精的头香和体香很好 地衔接，使整体香味更加完善，加入的主要有舀癸内酯、产十一内酯等。加入烯醛类和叶醇 类香料可以使奶油香味有清新之感；加入茴香类香料可以使香精的整体香味显得浑厚，避免 仅使用酸类化合物的那种偏香草香味的味道。加入麦芽酚、乙基麦芽酚、香兰素、乙基香兰 素可以使奶油香味更协调。好的香精重视整体的酸、醇、酯、醛、内酯类的香味平衡，奶味 香精的参考配方见附录b 。 1 3 牛乳及乳制品风味特征及研究现状 牛乳中含有的挥发性脂肪酸及其他挥发性物质是牛乳气味的主要构成成分。这种香味随 温度的升高而加强，牛乳经加热后香味强烈，冷却后减弱。牛乳除固有的香味之外，还很容 易吸收外界的各种气味。所以，挤出的牛乳如果在牛舍中放置时间太久，会带有牛粪味或饲 料味，储存器不良时则产生金属味，消毒温度过高则产生焦糖味。 纯净的新鲜乳滋味稍甜， 这是由于乳中含有乳糖，另外乳中因含有氯离子而稍带咸味。常乳中的成味因受乳糖、脂肪、 蛋白质等所调和而不易觉察，但异常乳如乳房炎乳中氯的含量较高，故有浓厚的咸味。 乳制品香气的来源。一是鲜乳中的天然香气成分，二是加工过程中形成的香气成分( 胡文 效等，2 0 0 1 ) 。在加工过程中，酶解反应、热反应、自动氧化反应和微生物作用生成了许多香 味物质。牛奶中含有脂肪酶，使牛奶中的脂肪在脂肪酶的作用下部分水解成脂肪酸，增强奶 香味；加热也会发生复杂的香味生成反应，如卢羰基脂肪酸脱水生成甲基酮，如2 戊酮、2 庚酮等；不同的羟基脂肪酸脱水生成产内酯类和乒内酯类；糖和氨基酸等水溶性物质发生 m a i l l a r d 反应生成许多香味成分；自动氧化包括不饱和脂肪酸在空气中氧的作用下发生的氧 化和裂解反应。生成醛类等 1 3 1 乳制品风味物质的研究状况 对牛乳及乳制品风味的研究，早在2 0 世纪5 0 年代就开始了，当时仅限于对具有乳制品风 味的非挥发性水溶性的前体即滋味成分的鉴定，人们对乳制品香气的分析还仅限于感官分析 水平。到6 0 年代和7 0 年代，人们开始将现代仪器分析用于鉴定乳制品中挥发性风味物质，这 在乳制品风味的研究中迈出了重要的一步。 但是随着研究的进展，人们很快认识到，乳制品风味的形成过程比预想的要复杂得多， 尤其对挥发性成分的研究。近年来，随着各种高效毛细管技术的出现，使得气相色谱质谱联 用技术能够用于挥发性成分的分析。将气相色谱质谱联用仪与计算机数据系统进行串联，实 现在线检索标准谱库，使风味物质的分析技术提高到了一个更加快速、准确的新水平，为乳 制品挥发性风味成分的研究提供了良好的条件。通过大量的研究得到，乳制品中的挥发性风 味物质包括两大类，一类是醇、醛、酮、酸、酯、内酯等简单化合物；另一类是含氧、硫、 氮原子的杂环化合物，如呋喃及其衍生物、噻吩及其衍生物等( hen u r s t e n , 1 9 9 7 ) 。 在牛乳经过热处理及后熟的一段时间里，美拉德反应产生了大量的风味物质。反应的初 始阶段，一分子还原性糖，主要是乳糖和一分子氨基酸，主要是蛋白质侧链上的赖氨酸作用 4 生成一分子n - 取代的葡萄糖胺；随后通过脱水重排和脱氧生成各种各样的糖脱水和降解产 物，如糠醛和呋喃衍生物，羟基酮和二羰基化合物；在反应的最后阶段，这些化合物与其它 活性物质如胺、氨基酸、醛、硫化氢和氨发生作用，产生乳制品特有的挥发性风味物质，如 乙酰吡咯，氨基呋喃( hen u r s t e n ，1 9 8 6 ) 。伴随美拉德反应产生二羰基化合物的一个重要的 辅助反应是氨基酸斯特勒克降解反应，氨基酸经脱羧脱氨基形成醛，而二羰基化合物转化成 n 氨基酮，如丙酮醛和双乙醛，同其它物质发生进一步反应生成许多不同的潜在芳香物质， 如吡啶、吡嗪、噻唑、吡咯和咪唑( jm s u r k o n ，1 9 8 1 ；bmv a n ，1 9 9 81 。 1 3 2u h t 奶风味物质的研究状况 u h t 奶感官特征的重要标志是蒸煮味( 亦称硫味或卷心菜味) 、灭菌味( 亦称美拉德味、焦 糖化味、凝胶化味) 和氧化味( 亦称腐败味或酮味) ，还有一特征是有时提到的u t 奶的风味， 是酮，氧化作用产生的风味f htb a d i n g s ，1 9 9 1 ) 。 u h 嘞的蒸煮味是由硫化氢、巯基甲烷、二甲基硫化物和羧基硫化物等含硫的风味物质 引起的，这些含硫化合物是牛乳热处理引起的乳清蛋白的变性或有美拉德反应产生的f mm c a l v oe t a , 1 9 9 2 ：ia n d e r s o ne t a ，1 9 9 5 ) 。由于游离的巯基被氧化成二硫化物或参与美拉德反 应，蒸煮味会随着加热处理的温度的升高而更加明显。导致牛乳中的蒸煮味开始产生的游离 巯基浓度为2 0 “m o l l ( e l t h o m a s “a ，1 9 7 5 ) ，而牛乳中氧气慢慢将游离的巯基氧化，因此 在u t 奶后熟处理过程中，蒸煮味逐渐下降承s m e h t a e t a l ，1 9 7 8 ；r s f i n k e t a ，1 9 8 6 ；m mc a l v oe ta l ，1 9 9 2 ：ia n d e r s o ne ta ，1 9 9 2 ，1 9 9 5 ) 。氧气的浓度及后熟温度对u f r 奶蒸煮味 消失有一定的影响，较高的氧气浓度及较高的温度会使蒸煮味更快的消失( k a d h i k a r i e t 以1 9 9 2 ) 。 在u h 嘞的后熟过程中，一旦蒸煮味下降到一定程度，氧化味，将开始增加，亦称“腐 贮。人们对影响氧化作用的风味物质还取得一致，但可以确定的是醛和酮类起决定性作用。 醛和酮除可由乳脂为前提物质生成，也可以由美拉德反应生成。据报道，乙醛、丙醛、正戊 醛、己醛饵m g a f e r ，1 9 9 1 ) 、乙酮、2 戊酮、2 - 庚酮m e n u r s t e n ，1 9 9 7 ) 、2 - 辛酮( l m o i oe t a l ， 1 9 9 3 ) 都是影响氧化作用的关键性风味物质。 u h t 奶的灭菌味是由美拉德反应形成的风味物质引起的，决定灭菌味的关键香味化合物 是2 一戊酮、2 庚酮、2 一壬酮、2 十一酮、2 ，6 - 二甲基吡嗪、2 乙基吡嗪、2 一乙基3 甲基毗嗪、 戊酸、苯并噻唑、己醛、孓癸内酯( kl w a t s u k ie t a ，1 9 9 9 ) ，b a d i n g s ( 1 9 8 1 ) 和他的同事们合成了 具有u h 嘞风味的混合物，是由甲基酮、丁二酮、硫化氢、巯基甲烷、甲基乙硫氰酸酯、以 及异硫氰酸酯、苯并噻唑、几种内酯、落叶松皮素、异丁基硫醇和二甲基硫化物。 1 4 致香成分分析技术的研究现状 1 4 1 致香成分的提取技术 由于牛奶基质比较复杂，目标物含量微小，因此致香成分的有效提取便成为一项艰巨而 5 东北农业大学工学硕士学位论文 复杂的工作。目前，应用g c - m s 联用技术分析的样品的制备方法主要有溶剂萃取法( s o l v e n t e x t r a c t , s e ) 、同时蒸馏萃取法( s i m u l t a n e o u sd i s t i l l a t i o ne x t r a c t i o n , s d 勘、固相微萃取法 ( s o l i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n , s p m e ) 、静态顶空法( s t a t i ch e a d s p a e e , s l - i ) 、吹扫稍集法( p u r g e a n dt r a p , p n 等( 邓鹏飞等，1 9 9 9 ) 。 溶剂萃取技术是处理液体样品最常用的技术之一。通常也称液液萃取( l i q u i d - l i q u i d e x t r a c t i o n , l l d 。据调查，在分析实验室中几乎半数的人员常常使用l l e 。此技术是利用样 品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的 目的。此技术操作简单不需要特殊仪器，便于广泛应用，而且可以通过选择不同的萃取剂有 选择的提取致香成分，其关键在于萃取剂的正确选择。 s d e 法是将样品和溶剂同时蒸馏，在气相中完成致香成分的提取，可把m g l 级的挥发性 有机成分从脂质或水质介质中浓缩数千倍。此法所获得的挥发油是在有机溶剂中的溶液，体 积较大，便于操作，避免了通常蒸馏法提取精油时在器壁上的吸附损失及转移微量精油时的 操作困难。朱旗等( 2 0 0 1 ) 用s d e 法提取茶叶香精油的香气总量、数量和回收率均优于普通溶 剂萃取，特别是醇类和酯类的香气成分。辛广明等( 2 0 0 2 ) 运用s d e 法提取南果梨果皮中挥发 油物质，通过g c - m s 分析确认出5 8 种化合物。然而牛奶基质中成分复杂，在常压条件下，用 s d e 法提取致香成分会因长时间的相对高温作用而产生新的风味化合物，从而影响分析结果 的准确性。因此，分析此类复杂基质中的挥发性成分需在真空条件下。sa l i n a 等( 1 9 9 1 ) 应用 改装的s d e 装置提取炒咖啡、蜂蜜和啤酒等中的卢大马酮，获得较好的效果。w e g e n l ( 1 9 9 9 ) 等对该装置提出了新的概：幺_ 溶剂辅助风味物质蒸发( s o l v e n t a s s i s t e d f l a v o r e v a p o r a t i o n , s a f e ) 。ssm a h a j a n ( 2 0 0 4 ) 等应用此方法提取甜乳清粉中的风味成分。分析风味成分来源， 结果较好。 s p m e 是9 0 年代发展起来的一项新的萃取分离技术，通过石英纤维头表面涂渍高分子层 对样品中有机成分进行萃取和富集，然后在g c 进样器中直接进行热解吸。与s d e 法相比较 具有操作时间短，样品量小，无需萃取剂等优点( cj i b a o ，e t a l ，2 0 0 1 ) 。s p m e 法能较好地反 应样品中风味成分的组成( f g i l l i a n e l a l ，2 0 0 0 ；n m o n d y e t a l ，2 0 0 2 ；o p i n h o e t a l ，2 0 0 1 ) ， 但该方法重复性差，在吸附风味成分时存在选择性，不利于全成分分析限jg o n z a l e ze ta , 2 0 0 5 ；m d g u i l l e ne t a l ，2 0 0 5 , c g o n z a l e z e t a t , 2 0 0 1 ) 。 s h 法是将样品置于一个密闭容器中，当