以羊奶和牛奶为原料的新鲜干酪风味的对比研究

1、摘 要:利用固相微萃取法富集, GC-MS 分离与检测技术,研究以羊奶和牛奶为原料的新鲜干酪的挥发性风味化合物 。 共鉴定出 66种挥发性化合物,其中新鲜羊奶 31种,新鲜牛奶 15种,新鲜羊奶干酪 23种,新鲜牛 奶干酪 20种 。 新鲜原料奶与新鲜干酪中挥发性风味化合物的组成和含量排序大致相同,说明加工前后的挥发性 风味物质总体组成相似,只是在种类和数量上有所变化 。关键词:干酪;固相微萃取; GC-MS ;风味物质 中图分类号:S 827; S879.1文献标识码:A干酪中的风味化合物包括原料乳中的风味化 合物和加工处理中乳成分在酶 、 微生物代谢时产 生的代谢产物 。 这种代谢产物多属

2、有机物,包括 酸 、 醇 、 醋 、 内酯 、 醛 、 酮 、 酚 、 醚等多类有机 化合物 1。干酪中挥发性风味物质主要对干酪香味作贡 献,最新的研究方法主要是 GC/MS 。 为了分析干 酪中的挥发性风味物质,首先需要提取这些风 味物质 。 固相微萃取(Solid Phase Micro-Extration , SPME 是近年发展起来的一种无溶剂样品制备方 法 2,采用特定的吸附头来吸附风味物质,然后将 吸附有分析物的 SPM E 萃取头直接放入气相色谱仪 进样口,将分析物从萃取头上热解吸下来,随载 气进入气相毛细管色谱柱分离分析 。 SPME 法集采 样 、 萃取 、 浓缩 、 进样于

3、一体,简单省时 3-4。香味成分是食品能否被消费者接受的重要因 素之一,但挥发性成分在加工过程中非常容易挥 发 、 氧化和降解,导致加工产品的风味变化 5。 本 研究采用 GC/MS 对新鲜羊奶 、 新鲜羊奶干酪和再 制干酪中的挥发性风味物质进行检测并与新鲜牛 奶 、 新鲜牛奶干酪进行比较研究,对于了解羊奶 、新鲜羊奶干酪的风味具有重要的意义 。1材料与方法1.1材料与仪器新鲜羊奶 (由哈尔滨市郊区牧场提供 ,新鲜牛奶 (市售 ,新鲜羊奶干酪 (自制 ,新鲜牛奶干酪 (自制 。电热恒温水浴锅,聚二甲基硅氧烷 PDM S (100m 萃取头,气相色谱质谱联用仪(Agilent 6890-5973

4、 。 1.2方法固相微萃取方法 (SPME GC/MS分析以羊奶和牛奶为原料的新鲜干酪风味的对比研究甄 贞 1, 2,许晓曦 2*,滕国新 3,邓群 2,骆承庠 2(1. 东北农业大学生命科学与生物技术中心,哈尔滨150030; 2. 东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;3. 北京三元食品股份有限公司,北京100085收稿日期:2008-10-15基金项目:北京市优秀人才资助计划 (20071D0108100034 ;北 京市科委科技新星计划 (2006B29 ;北京科委专项资助 (Z0706002作者简介:甄贞 (1982- ,女,河北人,硕士研究生,研究方向 为畜产品加工 。*通讯作

5、者:副教授,博士, E-mail:xiaoxi_xu01. cn第 40卷 第 6期 东 北 农 业 大 学 学 报 40(6:89962009年 6月 Journal of Northeast Agricultural UniversityJune 2009文章编号1005-9369(2009 06-0089-08程序升温:根据不同的样品程序升温的条件不同, 具体如下:新鲜羊奶:5 ·min -1上升到 45 ,保持 10min ,然后以 10 ·min -1上升到 140 ,保持 10min ,再以 10 ·min -1上升到 250 ,保持 10min 。新

6、鲜牛奶:3 ·min -1上升到 35 ,然后以 6 ·min -1上 升到 60 ,再以 10 ·min -1上升到 150 ,再以10 ·min -1上升到 240 ,保持 6min ,最高温度 280 。新鲜羊奶干酪:5 ·min -1上升到 45 ,保持 10min ,然后以10 ·min -1上升到 140 ,保持 10min ,再以 10 ·min -1上升到 250 ,保持 10min 。新鲜牛奶干酪:3 ·min -1上升到 35 ,然后以 6 ·min -1上 升到 60 ,再以 10

7、·min -1上升到 150 ,再 以 10 ·min -1上升到 240 ,保持 6min ,再以 10 ·min -1上升到 280 ,保持 6min 。质谱条件:EI 离子源;离子源温度:230 ; 传输线温度:250 ;延迟时间:3.0min ;检测器 电压:350V ;离子化模式:电子轰击挥发性成分定性定量方法试 验 数 据 处 理 由 Xcalibur 软 件 系 统 完 成 , GC/MS 分析图谱经计算机和人工把每个峰同时与 NIST Library (107k compound 和 Wiley Library (320k compounds ,

8、version6.0 相配匹检索定性,匹配度和 纯度大于 800(最大值 1000 作为鉴定结果 。 化合 物定量:按峰面积归一法计算相对百分含量 。2结果与分析利用 SPM E 富集, GC/MS法分别对新鲜羊奶 、 新鲜羊奶 、 新鲜牛奶及新鲜牛奶干酪中挥发性组分 进行检测,其挥发性风味的总离子色谱图及质谱定 性结果见图 14,表 15。图 1为气质联机测定新鲜羊奶中挥发性风味物 质的图谱 。 由图 1可见,峰主要集中在保留时间 4446min 左右,根据匹配度和纯度,此区间内主 要检出物质为酯类 、 酸类 。图 2为气质联机测定新鲜牛奶中挥发性风味 物质的图谱 。 由图 2可见,出峰时间

9、主要集中在 2730、 3840min 左右,根据匹配度和纯度,此 区间内主要检出物质为酯类 、 烷烃类 。图 3为气质联机测定新鲜羊奶干酪中挥发性风 味物质的图谱 。 由图 3可见,峰主要集中在保留时 间 4448min 左右,根据匹配度和纯度,此区间内 主要检出物质为酯类 。图 1新鲜羊奶中挥发性风味物质的SPME-GC/MS总离子色谱Fig. 1Total ion chromatogram of volatile compounds offresh goat milk图 2新鲜牛奶中挥发性风味物质的 SPME-GC/MS总离子色谱Fig. 2Total ion chromatogram

10、of volatile compounds offresh cow milk·90·东 北 农 业 大 学 学 报 第 40卷 Time峰 值 Time峰 值 图 4为气质联机测定新鲜牛奶干酪中挥发性风 味物质的图谱 。 由图 4可见,峰比较多,且分散 。 图谱经计算机和人工把每个峰同时与 NIST Library (107k compound 和 Wiley Library (320k compounds , version6.0 相配匹检索定性 。 根据匹配度和纯度, 此区间内主要检出物质为酯类 。由表 1可知,质谱定性检测出新鲜羊奶中 31种挥发性风味物质 。 占组分

11、最多的是酯类化合物, 主要有邻苯二甲酸二乙酯 、 邻苯二甲酸二异丁酯 等;其次是羧酸类化合物 。 新鲜牛奶中共检出 15种挥发性化合物,其主 要组成最多的是酯类化合物 。 但其酯类化合物的含 量比新鲜羊奶低很多 。 新鲜羊奶干酪中共检出 23种挥发性化合物, 其主要组成是烃类 、 醇类 、 酯类 、 其他类等 。 几乎 没有羧酸类化合物 。 新鲜牛奶干酪共检出 20种挥发性化合物,主 要组成是烃类 、 酮类 、 酯类 、 其他类等 。 由表 14中的结果总结于表 5中,由表 5可见,新鲜羊奶中共检出 31种挥发性化合物,其主 要组成是烃类占 1.36%,醇类占 1.65%,醛类占 1.76%,

12、酮类占 0.74%,羧酸占 20.28%,酯类占 66.4%,其他类占 7.8%。 其中,最主要的是酯类化 合物,主要有邻苯二甲酸二乙酯 、 邻苯二甲酸二异 丁酯 、 十五烷酸甲酯 、 邻苯二甲酸二丁酯 、 邻苯二羧酸癸丁酯 、 邻苯二羧酸丁基二甲丙酯 、 邻苯二甲 酸,单 2-乙基己酯 、 邻苯二甲酸正辛酯;其次是 羧酸类化合物,主要有十四烷酸 、 顺式 -11-十六 碳烯酸 、 顺式 -7-十六碳烯酸 、 十六酸 、 十三烷 酸 。 新鲜牛奶中共检出 15种挥发性化合物,其主 要组成为烃类占 13.33%,醇类占 2.78%,羧酸占 4.54%,酯类占 19.86%,其他类占 59.49%

13、。 酯类 化合物的含量比新鲜羊奶低很多 。 新鲜乳生产的新鲜干酪的组成发生了很大的变化 。 新鲜羊奶干酪中共检出 23种挥发性化合物, 其主要组成是烃类占 1.46%,醇类占 0.72%,酯类 占 29.67%,其他类占 68.15%。 几乎没有羧酸类化 合物,这也许就是新鲜羊奶干酪没有新鲜羊奶膻味(Goaty flavor的原因之一 。 而新鲜牛奶干酪共检出 20种挥发性化合物,主要组成是烃类占 24.33%, 酮类占 8.51%,酯类占 46.92%,其他类占 20.24%。 由检测结果可以看出,新鲜乳及其新鲜干酪产品中 的挥发性风味化合物的组成和含量发生了变化 。在新鲜羊奶中,烃类的含量

14、为 1.36%,而在新 鲜羊奶干酪中烃类的含量为 1.46%。 新鲜牛奶的烃 类含量为 13.33%,而在新鲜牛奶干酪中烃类的含 量为 24.33%。 虽说含量略有增加,但是烃类化合 物对干酪的风味没有贡献 。图 3新鲜羊奶干酪中挥发性风味物质的 SPME-GC/MS总离子色谱Fig. 3Total ion chromatogram of volatile compounds offresh goat cheese图 4新鲜牛奶干酪中挥发性风味物质的SPME-GC/MS总离子色谱Fig. 4Total ion chromatogram of volatile compounds offresh

15、 cow cheese甄 贞等:以羊奶和牛奶为原料的新鲜干酪风味的对比研究 第 6期 ·91·Time峰 值Time峰 值面积 (% Area 序号 No. 化合物名称 Compound name保留时间 (min Retention time邻苯二甲酸二乙酯十八碳醛 十六基环氧乙烷9-芴酮2, 6-二甲基 -1-苯甲基苯十六碳醛 环十二醇 十五醛 蒽 菲1, 2, 3-三甲基 -4-丙烯基萘十四碳烯酸 十四烷酸 十七碳烷3, 5, 3' , 5' -四甲基联苯3, 7, 11-三甲基 -2, 6, 10-十二碳三烯 -1-醇邻苯二甲酸二异丁酯十五烷酸甲酯

16、1-甲基蒽 2-甲基菲 2-甲基蒽 邻苯二甲酸二丁酯 邻苯二羧酸癸丁酯 顺式 -11-十六碳烯酸 顺式 -7-十六碳烯酸 邻苯二羧酸丁基二甲丙酯邻苯二甲酸二丁酯十六酸 十三烷酸邻苯二羧酸,单 2-乙基己酯邻苯二甲酸二正辛酯表 1新鲜羊奶中挥发性风味物质的质谱定性结果Table 1Identified results of volatile compounds of fresh goat milk by mass spectrum面积 (% Area 序号 No. 化合物名称 Compound name保留时间 (min Retention time二十烷 十五烷 十六烷2, 6-双 (1, 1

17、-二甲基乙基 -4-(甲基丙基 苯酚 2, 6-双 (1, 1-二甲基乙基 -4-(1-氧代丙基 苯酚十七碳烷 二十烷 十八碳烷 环十四烷 溴乙缩醛十五酯 1-十六醇 十三烷酸 2-甲基 -十九烷 邻苯二甲酸二异辛酯邻苯二甲酸,单 (2-乙基己基表 2新鲜牛奶中挥发性风味物质的质谱定性结果Table 2Identified results of volatile compounds of fresh cow milk by mass spectrum·92·东 北 农 业 大 学 学 报 第 40卷面积 (% Area 序号 No. 化合物名称 Compound name保

18、留时间 (min Retention time十氢 -1, 5, 5, 8a-四甲基 -1, 2, 4-亚甲基薁 十氢 -4, 8, 8-三甲基 -9-亚甲基 -1, 4-亚甲基薁十五烷1, 2, 3, 4-四氢 -1, 6-二甲基 -4-(1-甲基乙基 萘1-甲基 -7-(1-甲乙基 萘邻苯二甲酸二乙酯1, 6-二甲基 -4-(1-甲乙基 萘6-异丙基 -1, 4-二甲基萘 2, 6, 10, 14-四甲基十五烷十八烷2, 6, 10, 14-四甲基十六烷邻苯二甲酸,二 (2-甲基丙基酯 十九烷3-溴 -4-羟基 -5-甲氧基苯乙腈2-(2-氮苯基 环己醇7-乙烯基 -1, 2, 3, 4,

19、 4a , 4b , 5, 6, 7, 8, 10, 10a-odecahydro-4a , 7-二甲基 -1-亚甲基菲雄甾 -3-醇邻苯二甲酸丁基 2-甲基丙基酯邻苯二甲酸二丁酯4b , 8-二甲基 -2-异丙基, 4b , 5, 6, 7, 8, 8a , 9, 10-八氢化菲 4b , 8-二甲基 -2-异丙基, 4b , 5, 6, 7, 8, 8a , 9, 10-八氢化菲 1, 1, 4a-三甲基 -7-异丙基 -1, 2, 3, 4, 4a , 9, 10, 10a-八氢化菲 7-异丙基 -1, 1, 4-三甲基 -1, 2, 3, 4, 4, 9, 10, 10-八氢化菲内酯表

20、 3新鲜羊奶干酪中挥发性风味物质的质谱定性结果Table 3Identified results of volatile compounds of fresh goat cheese by mass spectrum面积 (% Area 序号 No. 化合物名称 Compound name保留时间 (min Retention time十七烷 蒽 菲 十八烷 3-甲基 -十七烷 二十八烷1, 5, 6, 7-四甲基 -3-苯基二环七 -2, 6-二烯邻苯二甲酸二丁酯1, 4-二甲基 -1, 4-二氢 -2, 3-喹喔啉二酸酮十九烷邻苯二甲酸丁基 2-甲基丙基酯邻苯二甲酸二丁酯二十烷 十七烷 棕

21、榈酸异丙酯芘 荧蒽 荧蒽 二十二烷邻苯二甲酸 单 (2-乙基己基 酯表 4新鲜牛奶干酪中挥发性风味物质的质谱定性结果Table 4Identified results of volatile compounds of fresh cow cheese by mass spectrum甄 贞等:以羊奶和牛奶为原料的新鲜干酪风味的对比研究 第 6期 ·93·94 东 北 农 业 大 学 学 报 第 40 卷 表 5 新鲜羊奶、牛奶与其干酪制品挥发性化合物的比较 Table 5 Contrast between fresh goat milk, fresh cow milk an

22、d their cheeses 序号 No. 化合物名称及类别 Compound name and category 烃类 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 种类数 醇类 14 15 16 17 18 种类数 羟基化合物-醛 19 20 21 种类数 羟基化合物-酮 22 23 种类数 24 25 26 27 28 种类数 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 种类数 羟基化合物-羧酸 十四烷酸 顺式-11-十六碳烯酸 顺式-7-十六碳烯酸 十六酸 十三烷酸 酯类 邻苯二甲酸二乙酯 邻苯二甲酸二丁酯 十五烷酸甲酯 邻苯二甲

23、酸二丁酯 邻苯二羧酸癸丁酯 邻苯二羧酸丁基二甲丙酯 邻苯二羧酸，单 2-乙基己酯 邻苯二甲酸二正辛酯 溴乙缩醛十五酯 邻苯二甲酸二异辛酯 ）酯 邻苯二甲酸，二 （2-甲基丙基 邻苯二甲酸丁基 2-甲基丙基酯 7-异丙基-1，1，4-三甲基-1，2，3，4，4，9，10，10-八氢 菲内酯 棕榈酸异丙酯 9-芴酮 1，4-二甲基-1，4-二氢-2，3-喹喔啉二酸酮 十八碳醛 十六碳醛 十五醛 环十二醇 3，7，11-三甲基-2，6，10-十二烷三烯-1-醇 1-十六醇 2-2-氮苯基环己醇 雄甾-3-醇 2 1.617 0.680 0.468 0.469 3 0.681 0.681 1 18.6

24、15 1.334 4.087 4.088 4.550 4.556 5 60.957 18.806 7.491 2.249 12.591 0.668 11.923 3.614 3.615 0 4.233 0 0 3.539 1 0 0 0 0 0 0 3.539 1 0 十六基环氧乙烷 十七烷 二十烷 十五烷 十六烷 十八烷 环十四烷 2-甲基-十九烷 2，6，10，14-四甲基十六烷 十九烷 3-甲基-十七烷 二十八烷 二十二烷 相对百分含量 ）Relative percentage （% 新鲜羊奶 新鲜牛奶 新鲜羊奶干酪 新鲜牛奶干酪 Fresh goat milk Fresh cow mi

25、lk Fresh goat cheese Fresh cow cheese 1.253 12.417 1.081 10.122 0.681 0.572 1.662 2.913 1.250 2.356 0.674 2.593 0.969 2.758 1.277 0.120 0.383 1.145 0.205 0.373 1.679 1.152 1.058 1.053 7 0 2 1.519 0.469 1.050 7 2.593 4 0.534 2.593 0.345 0.189 2 0 0 0 4.233 1 18.501 7.954 0 21.957 11.909 0 19.518 0.51

26、2 5.195 2.592 7.955 1.552 0.529 7.455 7.436 9 3 5 3 第6期 甄 贞等：以羊奶和牛奶为原料的新鲜干酪风味的对比研究 95 续表 5 序号 No. 化合物名称及类别 Compound name and category 其他化合物 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 种类数 2，6-二甲基-1-苯甲基苯 蒽 菲 1，2，3-三甲基-4-丙烯基萘 3，5，3'，5'-四甲基联苯 1-甲基蒽 2-甲基菲 2-甲基蒽 2，6-双

27、（1，1-二甲基乙基 -4） （甲基丙基 苯酚 ） 2，6-双 （1，1-二甲基乙基 -4） （1-氧代丙基 苯酚 ） 1，2，3，4-四氢-1，6-二甲基-4（1-甲基乙基 萘 ） 1-甲基-7（1-甲乙基 萘 ） 1，6-二甲基-4（1-甲乙基 萘 ） 6-异丙基-1，4-二甲基萘 3-溴-4-羟基-5-甲氧基苯乙腈 十氢-1，5，5，8a-四甲基-1，2，4-亚甲基薁 十氢-4，8，8-三甲基-9-亚甲基-1，4-亚甲基薁 7-乙烯基 -2，3，4，4a，4b，5，6，7，8，10，10a-dodecahydro-4a， 7-二甲基-1-亚甲基菲 4b，5，6，7，8，8a，9，10-八

28、氢化菲 4b，8-二甲基-2-异丙基， 4b，5，6，7，8，8a，9，10-八 氢化菲 1，1，4a-三甲基-7-异丙基-1，2，3，4，4a，9，10，10a八氢化菲 1，5，6，7-四甲基-3-苯基二环七-2，6-二烯 芘 荧蒽 相对百分含量 ）Relative percentage （% 新鲜羊奶 新鲜牛奶 新鲜羊奶干酪 新鲜牛奶干酪 Fresh goat milk Fresh cow milk Fresh goat cheese Fresh cow cheese 7.162 0.212 1.676 1.675 0.151 1.157 0.764 0.763 0.764 27.717

29、27.718 0.103 0.215 2.810 0.278 0.516 0.102 2.839 0.183 10.533 25.385 7.465 0.816 1.151 1.840 8 2 11 5 55.435 50.429 8.422 2.312 2.303 挥发性风味化合物的百分含量 挥发性风味化合物的峰面积 ×100% 总挥发性风味化合物的峰面积 对于羧酸类化合物，新鲜羊奶中含量比牛奶中 高出 15.74%，多出的羧酸化合物为十四烷酸、肉 豆蔻酸、顺式 - 11- 十六碳烯酸、顺式 - 7- 十六碳 烯酸、十六酸。在其他的产品中同样未能检到匹配 度和纯度大于 800 的羧

30、酸化合物。酯类是很重要的 风味化合物，它是细菌合成的产物，从结果中可以 看出，无论是从含量上还是从种类上，它们在加工 前后变化很大。可见加工对新鲜乳及其新鲜干酪中 的酯类的变化具有比较大的影响，可能是由加工过 程中酯类发生水解造成的。 于羊本身皮毛的气味以及羊乳中某些化学成分，尤 （C ） （C ） 其是羊油酸 6:0 （C ）、羊脂酸 8:0 和葵酸 10:0 等，都 是造成羊乳特殊风味的主要原因，羊乳的膻味可能 与山羊的饲养、品种及挤奶方式有关。 关于羊乳的膻味是如何形成的，迄今尚不完全 清楚，初步认为是由于挥发性游离脂肪酸 （FFA 造 ） 成的6。用气相色谱法对羊乳与牛乳进行比较，发

31、现羊乳含有较多的甲酸、丁酯已酸、异戊酸、辛酸 和癸酸等挥发性游离脂肪酸。 羊乳中短链脂肪酸 4C10 的含量大约高出牛 （C ） （C 和 乳的 1 倍，其中特别是癸酸 10:0，又名羊蜡酸） 辛酸 8:0，又名羊脂 酸）含 量 有 时 也 高 出 牛 乳 的 （C 35 倍。 由于本试验的设定及萃取头的选择可能尚有不 完善的地方，几乎没有检出 10 个碳以下的化合物。 致使对风味化合物的监测效果并不理想，有待于进 3 讨 论 羊乳为纯白色，有膻味。羊乳的膻味可能来自 96 东 北 农 业 大 学 学 报 第 40 卷 一步的研究。 本试验的设定对风味化合物的监测效果并不理 想，有待于进一步的

32、研究。可能是由于条件的摸索 与设定方面存在误差，试验条件的摸索有待于进一 步研究。在萃取头的选择方面也应该进行更深入的 研究。 和数量上有所变化。 参 考 文 献 1 Sandine. Wand Elliker, R J. AgricJ. Food Chem, 1970, 18: 557. 2 郭江峰, 孙锦荷. 固相微萃取技术的原理及应用J. 农药科学与 管理, 1997(4: 14-17. 3 陆宁, 宛晓春. 固相微萃取技术及其在食品分析领域的应用J. 食品工业科技, 2003(9: 94-96. 4 刘源, 周光宏, 徐幸莲. 固相微萃取及其在食品分析中的应用 J. 食品与发酵工业,

33、2003, 29(17: 83-87. 5 顾敏锋. 涂抹型再制干酪的制备及其质构流变与风味的研究 D. 江苏, 无锡: 江南大学, 2005. 6 王江炜, 宣贵生, 宋明华. 山羊奶酸奶的研制J. 农牧产品开发, 2001(7: 14-15. 4 结 论 经 SPME 富集，GC/MS 分离与检测，新鲜羊 奶、牛奶及其新鲜干酪中总共鉴定出 66 种挥发性 化合物，其中，新鲜羊奶中为 31 种，新鲜牛奶中 为 15 种，新鲜羊奶干酪中中为 23 种，新鲜牛奶干 酪中为 20 种。新鲜原料奶与新鲜干酪中挥发性风 味化合物的组成和含量排序大致相同，说明加工前 后的挥发性风味物质总体组成差不多，只