苗君蒞，張鋒華，肖楊，任璐，蔡濤，王輝

（光明乳業(yè)研究院乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200436）

乳脂酶解物對牛奶增香原理的探究

苗君蒞，張鋒華，肖楊，任璐，蔡濤，王輝

（光明乳業(yè)研究院乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200436）

摘 要：對添加稀奶油酶解物的90%脫脂乳感官明顯提高的原理進(jìn)行了探究。通過GC技術(shù)和固相微萃?。⊿PME）結(jié)合GC-MS的方法發(fā)現(xiàn)，作為乳類關(guān)鍵香成分的脂肪酸明顯增加，其中，C8～C18的脂肪酸中偶數(shù)碳脂肪酸均有數(shù)倍增長；共檢測到揮發(fā)性物質(zhì)34種，其中特征性風(fēng)味物質(zhì)23種，對奶香貢獻(xiàn)較大的脂肪酸類物質(zhì)增長了83.9%，酮類增加了33%。因此，從機(jī)理上解釋了增香90%脫脂乳風(fēng)味提高的原因。

關(guān)鍵詞：酶解物；增香；原理

牛奶，除豐富的營養(yǎng)價(jià)值外，純正濃郁的乳香同樣是其強(qiáng)烈的魅力，但牛奶香氣易受熱處理和牛奶成分組成兩方面的影響，使得品嘗中的香氣、余味、新鮮度和強(qiáng)度等可口性大打折扣，特別是脫脂和部分脫脂牛奶，由于脂肪的減少，更是口感單薄、奶香不足。

脂肪酶因其對脂肪酸特有的專一性、控制了乳脂肪中甘油三酯的水解，能夠得到理想的乳香物質(zhì)。酶解后的揮發(fā)性游離脂肪酸可以產(chǎn)生乳品的特征性風(fēng)味，例如酪香、乳香、奶油感。脂肪酸中的丁酸、己酸和辛酸是“奶油”風(fēng)味的重要貢獻(xiàn)者[1]。

R.G.Agnold和K.M.Shahani等[2]以稀奶油、奶油和無水奶油為原料，通過控制脂肪酶對乳脂肪的水解程度，獲得具有乳香味的主要成分以達(dá)到酶解增香的目的。Victor M等[3]用脂肪酶對乳脂肪進(jìn)行水解就可以得到具有濃郁奶香的產(chǎn)品或香精。在國內(nèi)，還沒有將稀奶油的酶解產(chǎn)物直接用于牛奶增香的報(bào)道。作者通過篩選，確定出脂肪酶RO的酶解稀奶油產(chǎn)物，對牛奶增香效果明顯，本文則對RO酶解產(chǎn)物改善牛奶風(fēng)味的原理進(jìn)行了探究。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

稀奶油（脂肪含量36%～40%）、90%脫脂牛奶：光明乳業(yè)股份有限公司乳品二廠提供；脂肪酶RO：帝斯曼（DSM）食品配料部提供；其他試劑均為分析純。

ZHWY-200D多振幅軌道搖床：上海智城分析儀器制造有限公司；恒溫水浴鍋：德國GFL；T25 IKA乳化機(jī)；APV100均質(zhì)機(jī)；酸度計(jì)：美國 Orion；CAR/PDMS 75 um萃取頭：美國；6890-5973氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：安捷倫（美國）。

1.2 方法

1.2.1 稀奶油的酶解反應(yīng)

在錐形瓶中，加入滅菌稀奶油，預(yù)熱至水解溫度，加入脂肪酶RO，該酶的最佳工藝條件為：E/S 1%、40℃、恒溫?fù)u床中反應(yīng)4 h，反應(yīng)終止后滅酶（80℃，30 min）。此為酶解稀奶油產(chǎn)物。

1.2.2 增香牛奶的制備

預(yù)處理后的90%脫脂奶，加入0.5%（體積分?jǐn)?shù)）的酶解產(chǎn)物，進(jìn)而均質(zhì)、殺菌、冷卻、灌裝，得到增香脫脂奶。

1.2.3 感官評價(jià)

參照GB/T 14454.2-2008《香料香氣評定法》對加入酶解產(chǎn)物的牛奶進(jìn)行感官評定。

香氣評定結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示（滿分為40分），選用純正（39.1分～40.0分）、較純正（36.0分～39.0分）、可以（32.0分～35.9分）、尚可（28.0分～31.9分）、及格（24.0分～27.9分）和不及格（24.0分以下）表述。

1.2.4 酸值的測定

通過對乳脂肪酸價(jià)的測定來衡量乳脂肪水解程度。酸值（Acid Value）是指中和1 g乳脂肪中游離脂肪酸所需的氫氧化鉀的量（mg）（GB/T 5530-2005）。

式中：C為所用KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，（mol/L）；V為所用KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；m為樣品的質(zhì)量，g；56.1 為氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量，（g/moL）。

1.2.5 固相微萃?。⊿PME）

萃取條件：萃取溫度70℃；萃取時(shí)間30 min；平衡時(shí)間30 min；解析時(shí)間3 min。

1.2.6 GC-MS條件[4-6]

1.2.6.1 色譜條件

進(jìn)樣口溫度：250℃；色譜柱型號：HP-INnowax，60 m×0.25 mm×0.25 μm；進(jìn)樣條件：60℃，保持 2 min，2℃/min到180℃，5℃/min到230℃，保持20 min；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；載氣：He，流速：1 mL/min。

1.2.6.2 質(zhì)譜條件

離子源：230℃，四級桿溫度：150℃。

1.2.7 統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)處理

化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST library（107k Compounds）和 Wiley Library（320k Compound Version 6.0）相匹配，僅選取匹配度和純度大于800（最大值1000）的鑒定結(jié)果，并采用相對百分含量按峰面積歸一化法計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

脂肪酶的水解可以促使乳脂中的脂肪酸甘油三酯分解成為脂肪酸、甲基酮及內(nèi)酯類物質(zhì)，從而使乳脂的風(fēng)味得到改善。其中 C4、C6、C8、C10、C12、C14 的脂肪酸含量豐富，它們具有較高的香氣貢獻(xiàn)度，是構(gòu)成乳香的主要因素。甲基酮類和δ，γ-內(nèi)酯含量不高，但對形成奶香的貢獻(xiàn)卻很大[7]。

2.1 增香牛奶的感官評價(jià)

將酸值約為13.00 mg/g的酶解產(chǎn)物以0.5%（體積分?jǐn)?shù)）添加量加入至90%脫脂奶中，制得的增香牛奶感官評價(jià)分?jǐn)?shù)均為39.0分以上。因此判斷，此工藝得到的90%脫脂奶在不增加脂肪含量、不添加任何添加劑的基礎(chǔ)上，達(dá)到了良好的增香效果。

2.2 游離脂肪酸比較

乳脂肪中脂肪酸按碳鏈長度可分為[8]：短鏈酸（甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸）、中鏈酸（庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸），其余為長鏈或超長鏈酸，這些脂肪酸中的中短鏈及部分長鏈脂肪酸是乳類食品重要的香氣來源。

圖1 90%脫脂乳氣相色譜圖Fig.1Gas-Chromatogram of SKM

圖2 增香90%脫脂乳氣相色譜圖Fig.2 Gas-Chromatogram of SKM with hydrolysate

表1 90%脫脂乳增香前后游離脂肪酸（FFA）含量比較Table 1 Comparing of FFA in SKM with hydrolysate and without hydrolysate

圖3 90%脫脂乳增香前后游離脂肪酸（FFA）含量比較Fig.3 Comparing of FFA in SKM with hydrolysate and without hydrolysate

由上述圖表可見，添加了酶解產(chǎn)物的90%脫脂乳中，水溶性揮發(fā)性脂肪酸辛酸和癸酸含量分別是對照樣品的2倍以上，而C12～C18的脂肪酸也分別達(dá)到了一倍以上的增長，最多的棕櫚油酸含量是原來的4.6倍。短鏈脂肪酸，由于其揮發(fā)性以致幾乎未檢出。脂肪酸作為乳類關(guān)鍵香成分，它的增加可在某種程度上解釋添加酶解產(chǎn)物的脫脂乳感官評價(jià)高的原因。

2.3 風(fēng)味物質(zhì)組成的比較

乳脂肪的主要成分是飽和脂肪酸甘油三酯（約占55%）、不飽和脂肪酸甘油三酯（約占43%）、酮酸甘油三酯（約占1%）和羥酸甘油三酯（約占1%）。這些脂肪酸甘油三酯在脂肪酶的作用下水解成各種飽和及不飽和脂肪酸，酮酸進(jìn)一步反應(yīng)可以生成酮類物質(zhì)，羥酸生成內(nèi)酯類物質(zhì)。其中C4～C12脂肪酸和烯酸類物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物是影響乳香的主要物質(zhì)；甲基酮類和δ，γ-內(nèi)酯含量不高，但對形成奶香的貢獻(xiàn)卻很大[7，9]。

如圖4、5所示，通過對90%脫脂乳及添加酶解產(chǎn)物（增香）的90%脫脂乳的風(fēng)味物質(zhì)測定，共檢測到34種揮發(fā)性物質(zhì)，其中特征性風(fēng)味物質(zhì)23種。由圖6可見，對奶香貢獻(xiàn)較大的脂肪酸類物質(zhì)增長了83.9%，具有突出奶香風(fēng)味的己酸和柔和香氣的辛酸、癸酸含量均為之前的2倍左右，丁酸則偏于濃烈的奶酪風(fēng)味；酮類增加了33%，而低分子量的酮部分貢獻(xiàn)了奶油的甜味。因此，從揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的角度解釋了添加酶解物的90%脫脂乳風(fēng)味改善的原因。

圖4 90%脫脂乳揮發(fā)性物質(zhì)的SPME氣相色譜圖Fig.4 Gas-Chromatogram of volatile compounds in SKM by SPME

圖5 增香90%脫脂乳揮發(fā)性物質(zhì)的SPME氣相色譜圖Fig.5 Gas-Chromatogram of volatile compounds in SKM with hydrolysate by SPME

表2 90%脫脂乳增香前后特征風(fēng)味物質(zhì)比較Table 2 Comparing of key flavor components in SKM with hydrolysate and without hydrolysate

圖6 90%脫脂乳增香前后某些特征風(fēng)味物質(zhì)含量的變化Fig.6 Comparing of key flavor components in SKM with hydrolysate and without hydrolysate

3 結(jié)論

稀奶油酶解是利用脂肪酶水解稀奶油中的甘油三酯而得到的大量不同碳鏈長度的脂肪酸，并伴隨著發(fā)生一系列副反應(yīng)而生成的酮類、內(nèi)酯類等風(fēng)味物質(zhì)。

90%脫脂乳中添加酶解稀奶油產(chǎn)物后，增加了產(chǎn)品的奶香及口感，風(fēng)味大大改善，研究發(fā)現(xiàn)，這是由于構(gòu)成乳香成分的游離脂肪酸的增加，及對乳香有突出貢獻(xiàn)的揮發(fā)性特征風(fēng)味物質(zhì)的提高所致，因此，從機(jī)理上解釋了添加酶解物的脫脂乳感官評價(jià)好的原因。

不同酶解方法對酶解產(chǎn)物風(fēng)味物質(zhì)的組成和含量有較大的影響，由此可見，通過控制酶切位點(diǎn)及酶解反應(yīng)，可以得到乳香、酪香、酒精味、花香等不同風(fēng)味組成物質(zhì)，以改善終產(chǎn)品的風(fēng)味方向。而此方法，無需食品添加劑，天然、安全可靠，是提升低脂產(chǎn)品口感的良好選擇。

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Study on Principle of Milk Flavour Development by Lipase Hydrolyzed Cream

MIAO Jun-li，ZHANG Feng-hua，XIAO Yang，REN Lu，CAI Tao，WANG Hui
（State Key Laboratory of Dairy Biotechnology，Technology Center Bright Dairy&Food Co.，Ltd.，Shanghai 200436，China）

Abstract：The principle of milk flavour development by lipase hydrolyzed cream was studied.GC and SPME coupled with GC-MS were used to inspect the fatty acid and the volatile milk fat aroma.The fatty acid as the key content of milk fat aroma increased significantly，in which，even-carbon fatty acids in C8-C18 increased several times.34 volatile compounds and 23 characteristic flavor were detected ，in which，fatty acids increased 83.9%and ketone increased 33%.These were principles of milk flavour development by lipase hydrolyzed cream.

Key words：hydrolyzed cream；flavor development；principle

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.14.006

苗君蒞（1979—），女（漢），工程師，碩士，研究方向：乳品研究與開發(fā)。

2012-11-11