王慶科 劉四新 梁叢穎 林 雪 馬雅倩 李從發(fā)

(1. 海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 海口 570228；2. 海南大學(xué)材料與化工學(xué)院，海南 ?？?570228)

椰子酸奶是以椰奶為主要原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵得到的植物基酸奶，兼具乳酸菌和椰奶的雙重保健特性以及獨(dú)特的風(fēng)味口感。目前關(guān)于椰子酸奶的研究大多集中在其工藝條件，胡志勇等[1]通過優(yōu)化椰奶和奶粉的配比，采用植物乳桿菌得到了一款風(fēng)味獨(dú)特的攪拌型椰子酸奶；Sanful等[2]研究了椰奶的添加對(duì)酸奶的影響，認(rèn)為椰奶的添加可增加消費(fèi)者對(duì)酸奶的接受程度；Yaakob等[3]運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化了攪拌型椰子酸奶的發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間和接種量；Yuliana等[4]利用乳酸菌發(fā)酵椰奶，得到了一款品質(zhì)較好的椰奶發(fā)酵飲料；Shana等[5]將椰奶加入到Dahi(發(fā)酵食品)，經(jīng)感官分析具有良好的接受性。尚未見關(guān)于凝固型椰子酸奶的報(bào)道。

試驗(yàn)擬通過運(yùn)用GC-MS分析椰子酸奶的香氣成分，通過高效液相色譜儀、質(zhì)構(gòu)儀和感官評(píng)價(jià)對(duì)椰子酸奶的品質(zhì)(有機(jī)酸、質(zhì)構(gòu)、口感)進(jìn)行分析，以期為研究椰子酸奶及其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

椰奶：海南菲諾食品有限公司；

氫氧化鈉：分析純，國(guó)藥集團(tuán)試劑有限公司；

甲酸、乙酸、L-乳酸、L-蘋果酸：色譜純，阿拉丁試劑有限公司；

檸檬酸、琥珀酸、丙酮酸：色譜純，美國(guó)Sigma-Aldrich公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀：TA.XT型，英國(guó)Stable Micro System公司；

pH計(jì)：Delta320-S型，梅特勒—托利多儀器有限公司；

智能型生化培養(yǎng)箱：SPX型，上海一恒科技有限公司；

萃取針：SPME型，75 μm CAR/PDMS涂層的纖維頭，美國(guó)Supelco公司；

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890A型，美國(guó)Agilent公司；

高效液相色譜儀：1260型，美國(guó)Agilent公司。

1.3 椰子酸奶發(fā)酵工藝流程

椰奶→調(diào)配 (白砂糖7%、乳清蛋白1.5%、羥丙基二淀粉磷酸酯 0.3%)→混合→預(yù)熱(60 ℃)→均質(zhì)(30 MPa，20 min)→分裝→加熱滅菌(85 ℃，15 min)→冷卻→接種(保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌 3%)→發(fā)酵(42 ℃，8 h)→冷藏后熟(4 ℃，12 h)→成品

1.4 分析檢測(cè)項(xiàng)目及方法

1.4.1 糖度的測(cè)定 采用手持糖度儀進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果以°Brix 表示。

1.4.2 總酸的測(cè)定 采用電位滴定法[6]。

1.4.3 pH值的測(cè)定 采用pH計(jì)法。

1.4.4 持水力的測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[7]。

1.4.5 椰子酸奶質(zhì)構(gòu)分析 根據(jù)文獻(xiàn)[8]。

1.4.6 椰子酸奶有機(jī)酸分析 根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]，修改如下：將3 mL樣品與50 μL 68%硝酸混合，用1 mL硫酸(0.49 g/L)稀釋，離心(12 000×g) 20 min，0.22 μm濾膜過濾，保存待用。以濃度為0.49 g/L H2SO4作為流動(dòng)相，控制流速0.6 mL/min，進(jìn)樣量10 μL，檢測(cè)溫度55 ℃，設(shè)置柱壓1 500 Pa，檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm。將標(biāo)準(zhǔn)品和樣品分別進(jìn)樣檢測(cè)，每個(gè)樣品平均測(cè)定3次。

1.4.7 椰子酸奶香氣分析 根據(jù)參考文獻(xiàn)[10]，修改如下：采用頂空固相微萃取技術(shù)對(duì)椰子酸奶的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行萃取，稱取2 g樣品于20 mL頂空瓶中，并添加100 mg/L 1,3-二氯苯溶液(內(nèi)標(biāo))50 μL，密封，水浴溫度60 ℃，插入經(jīng)過老化處理的固相微萃取頭，使萃取頭處于樣品之上2 cm，萃取30 min后取出，迅速插入GC-MS聯(lián)用儀的進(jìn)樣口，于250 ℃下解吸3 min后進(jìn)行GC-MS分析?；衔锒ㄐ裕何粗衔锿ㄟ^保留指數(shù)和wiley7 n Database(Agilent Technologies Inc)，選擇匹配度>70的化合物，并結(jié)合已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定性分析，并采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。

1.4.8 感官評(píng)定 參照GB 19302—2010 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行品評(píng)，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010 和Origin 8.5 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖，獨(dú)立進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，結(jié)果以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示。

表1 椰子酸奶感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 香氣成分

利用SPME-GC-MS技術(shù)從椰奶中鑒定出13種揮發(fā)性風(fēng)味成分，椰子酸奶中鑒定出14種揮發(fā)性風(fēng)味成分。

由圖1可知，椰奶中揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要為酸類(69.77%)、醇類(22.23%)、酯類(0.96%)；椰子酸奶主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)為酸類(65.74%)、醇類(27.18%)、酮類(5.21%)，以及少量的酯類(0.96%)、萜烯(0.81%)和烷烴類(0.13%)。

由表2可知：

(1) 椰奶主要風(fēng)味成分為酯類、醇類和酸類，酯類中含量較高的分別為乙酸乙酯、丁位辛內(nèi)酯、己酸乙酯和辛酸乙酯。其中，乙酸乙酯具有菠蘿的氣味[11]，丁位辛內(nèi)酯具有桃子氣味和椰子氣味[12]，醇類主要為2，3-丁二醇，呈水果味和洋蔥氣味[13]；酸類化合物含量較高的分別為乙酸、左旋乳酸、辛酸，其中乙酸具有酸味，辛酸具有奶酪氣味[12]，綜上可知，椰奶的香氣特征主要為椰子香味和奶香味。桂青等[14]基于GC-MS分析了濃縮椰漿的香氣成分，確定含量較高的3類物質(zhì)是酯類、酸類和酮類，與試驗(yàn)結(jié)果相似。Lin等[12]采用氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分離鑒定了椰肉中的風(fēng)味成分，并確定了內(nèi)酯和辛醛是椰肉的典型香氣特征成分。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，表明椰奶經(jīng)調(diào)配后與椰肉的風(fēng)味成分有一定的差異。

(2) 椰子酸奶主要風(fēng)味成分為醇類、酸類、酮類和酯類化合物，與椰奶相比，椰子酸奶的酸類、酯類和醇類化合物的種類減少，萜烯類、酮類和烷烴類的種類增加。其中，椰子酸奶的醇類化合物主要為2，3-丁二醇，呈水果味和洋蔥氣味[14]，并且經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后2，3-丁二醇含量明顯增加，為24.81 mg/kg；椰子酸奶香氣成分中酸類化合物成分主要為乙酸、左旋乳酸、辛酸和己酸，其中乙酸呈酸味，辛酸具有奶酪氣味[15]，乙酸經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后含量增加，為53.38 mg/kg；左旋乳酸、辛酸和己酸經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后含量降低，分別為2.49，2.51，1.45 mg/kg；椰子酸奶的酮類化合物主要為3-羥基-2-丁酮，是乳酸菌發(fā)酵生成的新物質(zhì)，含量為4.75 mg/kg，具有令人愉快的奶香味和黃油味[15]；椰子酸奶中的主要酯類化合物為丁位-辛內(nèi)酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、丁位癸內(nèi)酯，其中丁位辛內(nèi)酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和丁位癸內(nèi)酯是呈現(xiàn)椰子氣味典型風(fēng)味物質(zhì)[12]，酯類物質(zhì)經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后含量降低，但酯類化合物閾值較低，仍對(duì)椰子酸奶的風(fēng)味作用很大；椰子酸奶萜烯類風(fēng)味物質(zhì)主要為右旋檸檬烯、甲位蒎烯、檜烯，萜烯類物質(zhì)是乳酸菌發(fā)酵后產(chǎn)生的新物質(zhì)，其中右旋檸檬烯具有柑橘和薄荷的氣味[13]，甲位蒎烯和檜烯具有松子油的氣味[16]。

表2 椰奶和椰子酸奶的風(fēng)味成分分析?

? “-”未檢出。

圖1 椰奶和椰子酸奶的風(fēng)味成分比較

綜上可知，與椰奶香氣成分相比，椰子酸奶中酯類、酸類化合物含量分別降低7.38%，6.88%；醇類、萜烯類、酮類和烷烴類化合物含量分別提高8.14%，0.81%，5.21%，0.13%，并且酮類和萜烯類化合物是乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的新物質(zhì)，對(duì)椰子酸奶的風(fēng)味具有良好的促進(jìn)作用。椰奶經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后，風(fēng)味成分種類增加，同時(shí)確定了椰子酸奶的主要香氣特征為椰子味、奶香味和清淡的酸味。

2.2 有機(jī)酸含量

由表3可知，椰奶中檢測(cè)到了3種有機(jī)酸，分別為乳酸、蘋果酸和延胡索酸，椰子酸奶檢測(cè)出了4種有機(jī)酸，分別為乳酸、草酸、琥珀酸和延胡索酸。蘋果酸經(jīng)發(fā)酵后顯著降低，推測(cè)由于預(yù)處理(加熱或者均質(zhì))降低了其含量[17]。其中乳酸經(jīng)發(fā)酵后含量顯著增加，可提高酸奶的酸味和芳香的口味，同時(shí)，草酸和琥珀酸是乳酸菌發(fā)酵過程中新生成的有機(jī)酸[18]，可增加椰子酸奶酸味的層次性。

2.3 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)

由表4可知，椰奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，硬度、黏性和咀嚼性明顯提高，其中硬度、黏性和咀嚼性分別提高了3.06 N，21.00 N·S和0.03 N。與市售酸奶(卡士鮮酪乳)相比，椰子酸奶的硬度、黏性和內(nèi)聚性均高于市售酸奶的，但椰子酸奶的咀嚼性數(shù)值低于市售酸奶的。表明椰子酸奶的整體凝固性較好，較黏稠，符合凝固型酸奶質(zhì)構(gòu)特性。

2.4 理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)

由表5可知，椰奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后pH和糖度降低，酸度增大，并且椰子酸奶的酸度為80.47 g/L、活菌數(shù)為8.6×108CFU/100 mL，均符合GB 19302—2010 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》要求；椰子酸奶持水力為92.52%，與市售卡士鮮酪乳接近。

表3 椰奶和椰子酸奶有機(jī)酸含量分析?

? “-”表示未檢出。

表4 椰奶和椰子酸奶質(zhì)構(gòu)分析

表5 椰奶和椰子酸奶理化和感官分析

3 結(jié)論

采用SPME-GC-MS、HPLC、質(zhì)構(gòu)儀結(jié)合感官評(píng)價(jià)的方法系統(tǒng)分析了椰子酸奶發(fā)酵前后的品質(zhì)變化。結(jié)果表明，椰奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，酯類、酸類化合物相對(duì)含量顯著降低，而醇類、萜烯類、酮類化合物和烷烴類化合物相對(duì)含量顯著升高，其中酮類化合物、萜烯類類化合物、草酸和琥珀酸是乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的新物質(zhì)，確定了椰子酸奶以椰子香味、奶香味和淡淡酸味為主體的風(fēng)味特征；同時(shí)，通過理化、質(zhì)地和感官分析證實(shí)了椰子酸奶凝固性較好，酸甜比適宜，椰子香味突出，發(fā)酵香氣濃郁，品質(zhì)優(yōu)良。但試驗(yàn)僅探討了椰子酸奶風(fēng)味和質(zhì)地品質(zhì)的變化，后續(xù)研究中可針對(duì)椰子酸奶的保存期限和微生物指標(biāo)的變化做進(jìn)一步研究。