王姣，王絨雪，張晉華，王蓓,2*，曹雁平,2

1(北京工商大學(xué) 食品學(xué)院，北京，100048) 2(北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心，北京，100048)

乳扇是云南大理白族人民手工制作的一種傳統(tǒng)乳制品，工藝獨(dú)特、簡(jiǎn)單易操作，乳扇是將鮮牛/羊乳中加入自然發(fā)酵酸漿經(jīng)凝乳、熱燙、拉伸等制成。酸漿是乳清液在自然條件下發(fā)酵后產(chǎn)生的酸性發(fā)酵劑，最初是選用云南當(dāng)?shù)氐乃崮竟霞铀蠓徐o置后獲得[1]，可使牛奶中的酪蛋白在加熱狀態(tài)下凝固成塊[2]。乳扇口味獨(dú)特，奶味濃郁，近年來(lái)受到游客的青睞，但遺憾的是由于乳扇制品大部分是以家庭作坊的形式進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量難以保持穩(wěn)定，食品安全隱患嚴(yán)重。并且由于生產(chǎn)工藝流程不規(guī)范，導(dǎo)致其難以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，自身發(fā)展受到嚴(yán)重制約。為提高乳扇的產(chǎn)量及品質(zhì)，延長(zhǎng)其保存期，國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家對(duì)乳扇加工工藝、凝團(tuán)特性、營(yíng)養(yǎng)成分、菌種等方面進(jìn)行了研究[3-6]，但對(duì)乳扇在制備過(guò)程中風(fēng)味隨工藝變化的研究相對(duì)較少。

本文先通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)乳扇凝乳塊在不同凝乳及熱燙拉伸條件下進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis，TPA)及回收率進(jìn)行探究，在此基礎(chǔ)上，以彈性為響應(yīng)值，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化確定最佳工藝條件。在該條件下采用頂空固相微萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)乳扇凝乳、熱燙、成品3個(gè)階段的揮發(fā)性風(fēng)味進(jìn)行分析，探究在乳扇加工過(guò)程中的風(fēng)味變化情況，為我國(guó)傳統(tǒng)拉伸型奶酪的工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料乳(脂肪3.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、蛋白質(zhì)3.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)))，采集于北京三元食品有限公司；酸水(pH為3.3)，采集于云南省大理市喜洲鎮(zhèn)。

1.2 儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀，Brookfield US；HWS12型電熱恒溫水浴鍋、THZ-D型恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器公司；手持pH計(jì)，Mettler Toledo；7890B-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司；高速分散器XHF-DY，寧波新芝生物科技股份有限公司；MLS-3781L-PC高壓蒸汽滅菌器，日本三洋公司。

1.3 方法

1.3.1 乳扇加工工藝流程

原料乳→巴氏殺菌(65 ℃，30 min)→加入1 mol/L的CaCl2并充分?jǐn)嚢琛先槔鋮s至相應(yīng)凝乳溫度→加入酸水，形成凝乳→將凝乳在乳清中熱燙拉伸，并反復(fù)擠壓，使乳清充分排出→乳扇凝乳塊[3]

1.3.2 乳扇加工工藝單因素實(shí)驗(yàn)[7]

(1)凝乳溫度對(duì)乳扇凝乳塊的影響

凝乳溫度分別設(shè)定為40、45、50、55、60 ℃，控制凝乳時(shí)間為60 s，熱燙溫度為70 ℃，熱燙pH值為4.8，熱燙拉伸時(shí)間為3 min，探究凝乳溫度對(duì)凝乳塊性質(zhì)的影響；

(2)凝乳時(shí)間對(duì)乳扇凝乳塊的影響

凝乳時(shí)間分別設(shè)定為20、40、60、80、100 s，控制凝乳溫度為50 ℃，熱燙溫度為70 ℃、熱燙pH值為4.8，熱燙拉伸時(shí)間為3 min，探究凝乳時(shí)間對(duì)凝團(tuán)性質(zhì)的影響；

(3)熱燙拉伸溫度對(duì)乳扇凝乳塊的影響

熱燙拉伸溫度分別設(shè)定為60、65、70、75、80 ℃，控制凝乳溫度為50 ℃，凝乳時(shí)間為60 s，熱燙pH值為4.8，熱燙拉伸時(shí)間為3 min，探究不同熱燙拉伸溫度對(duì)凝團(tuán)性質(zhì)的影響；

(4)熱燙拉伸時(shí)間對(duì)乳扇凝乳塊的影響

熱燙拉伸時(shí)間分別設(shè)定為2、4、6、8、10 min，控制凝乳溫度為50 ℃，凝乳時(shí)間為60 s，熱燙溫度為70 ℃，pH值為4.8，探究不同熱燙拉伸時(shí)間對(duì)凝團(tuán)性質(zhì)的影響；

(5)熱燙pH值對(duì)乳扇凝乳塊的影響

熱燙pH值分別設(shè)定為 4.2、4.4、4.6、4.8、5.0，控制凝乳溫度為50 ℃、凝乳時(shí)間為60 s，熱燙溫度為70 ℃，熱燙拉伸時(shí)間為3 min，研究不同熱燙pH值對(duì)凝團(tuán)性質(zhì)的影響。

以上每組實(shí)驗(yàn)均做3次平行。

1.3.3 乳扇凝乳塊TPA質(zhì)構(gòu)分析

利用質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)凝乳塊的硬度、彈性和內(nèi)聚性。質(zhì)構(gòu)儀的測(cè)定參數(shù)為：測(cè)定探頭類(lèi)型為T(mén)A 25/1 000。測(cè)量前探頭下降速度為1.0 mm/s，測(cè)試速度為1.0 mm/s，測(cè)試后探頭回程速度為1.0 mm/s，下壓變形為30%，觸發(fā)力為0.50 N[7]。

1.3.4 乳扇加工工藝響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

以單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，選擇凝乳溫度、熱燙拉伸溫度和熱燙拉伸時(shí)間3個(gè)關(guān)鍵因素為自變量，以乳扇凝乳塊彈性為響應(yīng)值，通過(guò)Design Expert 8.0.6 軟件設(shè)計(jì)3因素3水平的中心組合實(shí)驗(yàn)，各因素與水平設(shè)計(jì)如表1所示，并在此基礎(chǔ)上建立回歸模擬方程，確定乳扇制作工藝的最佳條件并加以驗(yàn)證。

表1 實(shí)驗(yàn)因素水平Table 1 Factor and levels of test

1.3.5 乳扇凝乳塊風(fēng)味成分分析

(1)根據(jù)最優(yōu)工藝條件進(jìn)行乳扇的制作，分別對(duì)凝乳后、熱燙拉伸后及成品的乳扇樣品進(jìn)行風(fēng)味組分的檢測(cè)。取6 g乳扇樣品和1 μL內(nèi)標(biāo)(0.816 mg/mL的2-甲基-3-庚酮和0.931 mg/mL的2-甲基戊酸)加入到40 mL頂空瓶?jī)?nèi)，將待測(cè)樣品在60 ℃水浴鍋中平衡30 min，然后將已經(jīng)老化好的萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)插入頂空瓶中進(jìn)行萃取，吸附時(shí)間為30 min，每個(gè)樣品均做3次平行。

(2)GC-MS條件：He作載氣，流速設(shè)為1 mL/min，樣品通過(guò)DB-Wax(30 m×0.25 mm,0.25 μm)色譜柱。升溫程序：溶劑延遲4 min，起始柱溫35℃，保持4 min，以4 ℃/min的速率升到100 ℃，保持2 min，然后以3 ℃/min速率升到150 ℃，最后以10 ℃/min速率升到230 ℃，保持2 min。采用不分流進(jìn)樣模式，進(jìn)樣口溫度設(shè)為 250 ℃。電子電離(electron ionization，EI)源，電離能量70 eV，四極桿溫度150 ℃，離子源溫度為230 ℃，接口溫度為250 ℃，檢測(cè)器溫度為250 ℃，掃描模式為全掃描，掃描范圍m/z20～350。

(3)定性分析：數(shù)據(jù)處理由MassHunter化學(xué)工作站完成，待鑒定化合物經(jīng)檢索與在DB-WAX毛細(xì)管柱分析的文獻(xiàn)報(bào)道中的保留指數(shù)進(jìn)行對(duì)比，僅當(dāng)匹配度大于800的鑒定結(jié)果才有效，定性分析所得的揮發(fā)性化合物，并根據(jù)內(nèi)標(biāo)濃度對(duì)化合物進(jìn)行定量。

RI測(cè)定方法：在色譜條件相同的情況下，將正構(gòu)烷烴C7～C40與乳扇在相同的色譜條件下得出GC保留時(shí)間，并根據(jù)公式(1)計(jì)算待測(cè)物i的保留指數(shù)(tn

(1)

式中：RI，保留指數(shù)；N，碳原子數(shù)；t，樣品i的保留時(shí)間；tn，碳原子數(shù)為n的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間；tn+1，碳原子數(shù)為n+1的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間。

(4)定量分析：對(duì)所有風(fēng)味化合物的定量方法采用內(nèi)標(biāo)半定量方法，根據(jù)化合物及內(nèi)標(biāo)化合物峰面積比值計(jì)算各揮發(fā)性成分的含量。

1.3.6 乳扇感官評(píng)價(jià)分析

選擇經(jīng)常消費(fèi)乳制品的實(shí)驗(yàn)室成員作為風(fēng)味剖面檢驗(yàn)分析的評(píng)價(jià)員，并根據(jù)感官專(zhuān)家評(píng)價(jià)小組討論得到的樣品感官特征風(fēng)味對(duì)評(píng)價(jià)員進(jìn)行培訓(xùn)，以增強(qiáng)他們對(duì)樣品風(fēng)味特性強(qiáng)度的識(shí)別和鑒定能力，提高他們對(duì)術(shù)語(yǔ)的熟悉程度，從而保證結(jié)果的重復(fù)性。一共有10位評(píng)價(jià)員參加分析，其中男性為3人，女性為7人，年齡最大的為40歲，最小的為23歲，平均年齡為28歲。

對(duì)前面由專(zhuān)業(yè)感官評(píng)定小組成員經(jīng)過(guò)品嘗、評(píng)香后討論出來(lái)的幾種風(fēng)味特征描述采用5分定義的標(biāo)度方法(0，不存在的；1，非常輕微的；2，輕微的；3，中等；4，顯著；5，非常顯著的)，對(duì)最佳工藝條件下制作的乳扇(制作后第1天)風(fēng)味特征進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)價(jià)，并將所得到的結(jié)果繪制風(fēng)味剖面圖。感官風(fēng)味描述如表2所示。

表2 乳扇風(fēng)味感官描述詞Table 2 Descriptive sensory language of Rushan

1.4 數(shù)據(jù)分析

乳扇工藝單因素實(shí)驗(yàn)選取硬度、彈性、內(nèi)聚性等TPA參數(shù)作為凝乳團(tuán)質(zhì)地分析依據(jù)，采用SPSS 20對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用Design Expert 8.0.6軟件；揮發(fā)性化合物主成分分析采用Canoco for Windows 4.5軟件。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 凝乳溫度對(duì)凝乳塊的影響

由表3可知，在不同的凝乳溫度下，凝乳塊的硬度、彈性、內(nèi)聚性及回收率均有顯著性差異。

表3 不同凝乳溫度下凝乳塊的參數(shù)Table 3 Parameters of curd piece at different curd temperature

注：同一列不同小寫(xiě)字母表示具有顯著性差異(P<0.05)。下同。

在50 ℃時(shí)，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性及回收率均最大。凝乳溫度為40～50 ℃時(shí)，隨著凝乳溫度的提高，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率均升高，而在55～60 ℃又逐漸降低。這是因?yàn)樵谳^低溫度時(shí)，所需的凝乳時(shí)間較長(zhǎng)，隨著溫度的升高，牛奶受熱后乳清蛋白分子構(gòu)象發(fā)生變化，暴露出β-乳球蛋白上的活性巰基，它與κ-酪蛋白、α-乳白蛋白結(jié)合，使蛋白質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)更加牢固[8]。當(dāng)凝乳溫度達(dá)到50 ℃時(shí)，蛋白質(zhì)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)實(shí)，形成的凝乳塊光滑均勻，富有彈性[9]。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，變性后的乳清蛋白附著在酪蛋白上，導(dǎo)致凝乳塊結(jié)構(gòu)不牢固，組織松散，產(chǎn)率減少。為了保證凝乳塊在熱燙時(shí)能更好地進(jìn)行拉伸，應(yīng)選用硬度低、彈性和內(nèi)聚性高的加工方式[10]，因此，最佳凝乳溫度為50 ℃。

2.1.2 凝乳時(shí)間對(duì)凝乳塊彈性的影響

由表4可知，在不同的凝乳時(shí)間內(nèi)，凝乳塊的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有差異性。當(dāng)凝乳時(shí)間為60 s時(shí)，乳扇凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率最高，此時(shí)乳扇綜合性質(zhì)較好。在較短的凝乳時(shí)間內(nèi)，酪蛋白凝固得不充分，形成的凝乳塊有較多顆粒且較粗糙，因此硬度較高，而彈性、內(nèi)聚性和回收率較低。當(dāng)凝乳時(shí)間在60～100 s時(shí)，隨著凝乳時(shí)間增長(zhǎng)，乳扇凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。凝乳時(shí)間為60 s時(shí)，形成的凝乳塊均勻光滑，乳清透明，可反復(fù)折疊拉伸，具有良好的拉伸性能。

表4 不同凝乳時(shí)間下凝乳塊的參數(shù)Table 4 Parameters of curd piece at different curd time

2.1.3 熱燙拉伸溫度對(duì)凝乳塊彈性的影響

由表5可知，在不同的熱燙拉伸溫度下，乳扇的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有差異性。

表5 不同熱燙溫度下凝乳塊的參數(shù)Table 5 Parameters of curd piece at different thermo-stretching temperature

在70 ℃時(shí)，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率都最高，此時(shí)的凝乳塊可多次拉伸折疊，拉伸性能好，容易成型，熱燙液澄清。在60～65 ℃時(shí)，溫度過(guò)低，形成的凝乳塊較硬，難拉伸，延展性較差，需多次熱燙，故蛋白質(zhì)容易流失；當(dāng)熱燙拉伸溫度大于70 ℃時(shí)，乳扇凝乳塊的彈性隨著熱燙拉伸溫度的升高而下降。此時(shí)凝乳塊不易固定成型，易發(fā)生融化。熱燙拉伸溫度影響凝乳塊的熱燙時(shí)間及拉伸性能，從而影響乳扇的質(zhì)量[11]。分析可知，最佳熱燙拉伸溫度為70 ℃，且熱燙拉伸溫度對(duì)凝乳團(tuán)的品質(zhì)影響較為顯著。

2.1.4 熱燙拉伸時(shí)間對(duì)凝乳塊彈性的影響

由表6可知，在不同的熱燙拉伸時(shí)間下，乳扇的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有差異性。熱燙拉伸時(shí)間為1 min時(shí)，由于拉伸時(shí)間不充分，乳扇凝乳塊中殘留的乳清排出不夠徹底，因此凝乳塊中含有大量水分，導(dǎo)致凝乳塊硬度較低、回收率較高。2～3 min時(shí)，隨著對(duì)凝乳塊揉捏拉伸時(shí)間的增加，凝乳塊的彈性、內(nèi)聚性和回收率也增加，熱燙拉伸時(shí)間為3 min時(shí)，彈性和內(nèi)聚性達(dá)到最高，制成的凝乳塊組織均勻有彈性，具有較好的拉伸性。在合理的時(shí)間內(nèi)熱燙拉伸有利于酪蛋白膠束的充分拉伸，使得乳扇凝乳塊具有良好的韌性和延展性，容易成型[1]。當(dāng)熱燙拉伸時(shí)間為4～5 min時(shí)，乳扇凝乳塊的彈性隨時(shí)間的增加而下降，熱燙拉伸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致凝乳塊中的蛋白質(zhì)和脂肪流失，使乳扇凝乳塊的硬度增加，而彈性、內(nèi)聚性和回收率降低[12]。綜上所述最佳熱燙拉伸時(shí)間為3 min。

表6 不同熱燙時(shí)間下凝乳塊的參數(shù)Table 6 Parameters of curd piece at different thermo-stretching time

2.1.5 熱燙pH值對(duì)凝乳塊彈性的影響

由表7可知，不同的熱燙pH值下凝乳塊的硬度、彈性、內(nèi)聚性和回收率均有顯著性。熱燙pH值為4.6時(shí)，凝乳塊的彈性最高。pH值在4.2～4.6時(shí)，乳扇凝乳塊的彈性隨熱燙pH值的升高而增加，這是由于熱燙pH值低于等電點(diǎn)(4.6)時(shí)，酪蛋白已基本沉淀，形成較多的凝團(tuán)，但排乳清時(shí)，蛋白質(zhì)小顆粒很容易散碎流失[8]，因而凝乳塊硬度過(guò)大，彈性和內(nèi)聚性較低，組織結(jié)構(gòu)松散且難成型[13]。而當(dāng)熱燙pH值高于4.6時(shí)，凝乳塊形成較慢，在一定時(shí)間內(nèi)可能無(wú)法完全凝乳，且凝乳塊較稀濕，難以拉伸成型。綜上所述，最佳pH值為4.6。

表7 不同熱燙pH值下凝乳塊的參數(shù)Table 7 Parameters of curd piece at different thermo-stretching pH

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

綜合乳扇加工工藝單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，彈性更能反映出不同的加工條件對(duì)凝乳塊的影響。因此在單因素基礎(chǔ)上選擇制作乳扇的凝乳溫度、熱燙拉伸溫度及熱燙拉伸時(shí)間為自變量，凝乳塊的彈性為響應(yīng)值，通過(guò)Design Expert 8.0.6 軟件設(shè)計(jì)3因素3水平的中心組合實(shí)驗(yàn)如表8所示。

表8 響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 8 Program and result of RSA test

由表8可知，零點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的響應(yīng)值明顯高于分析組，表明此實(shí)驗(yàn)條件為最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)組合。利用Design Expert 8.0.6 軟件對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，獲得各因素對(duì)響應(yīng)值影響的二次回歸方程為：Y=5.60-0.74A+0.39B+0.29C+0.46AB+0.37AC+0.11BC-0.89A2-0.54B2-0.81C2。

2.2.2 多元回歸模型分析

由表9可知，回歸模型F=35.9，P<0.001，說(shuō)明顯著性水平極高，失擬性F=0.4，P=0.763 5>0.05，無(wú)顯著性，說(shuō)明該方程的擬合程度較高。因素一次項(xiàng)A對(duì)結(jié)果影響高度顯著(P<0.001)、B、C對(duì)結(jié)果影響具有顯著性(P<0.05)，交互項(xiàng)(AB、AC)對(duì)結(jié)果影響顯著(P<0.05)，因此可以得出回歸方程模擬實(shí)驗(yàn)中3因素與綜合指標(biāo)的關(guān)系是可行的。二次項(xiàng)(A2、B2、C2)對(duì)結(jié)果影響極顯著(P<0.01)。變異系數(shù)CV(3.76%)較小，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的誤差較小，可靠性高，符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求。決定系數(shù)R2=0.978 7，這說(shuō)明該模型可以解釋97.87% 的響應(yīng)值的變化，且該模型的修正系數(shù)R2=0.951 3，預(yù)測(cè)系數(shù)R2=0.896 1與決定系數(shù)相差較小，這表明該回歸模型的擬合度良好，可以用該模型分析預(yù)測(cè)和優(yōu)化凝乳工藝條件。

表9 回歸模型系數(shù)方差分析Table 9 ANOVE for the regression coefficients of model

注：P<0.05 為顯著，用*表示；P<0.01 為極顯著，用**表示。

2.2.3 響應(yīng)面分析

根據(jù)凝乳塊彈性的回歸方程，可以得出凝乳溫度A、熱燙溫度B和熱燙時(shí)間C這3個(gè)因素的交互項(xiàng)對(duì)凝乳塊彈性的函數(shù)關(guān)系，得出響應(yīng)面及對(duì)應(yīng)的等高線如圖1～圖3所示。由圖1可知，隨著凝乳溫度的升高，凝乳塊的彈性先上升后下降，當(dāng)凝乳溫度大于50 ℃之后，彈性迅速下降，因而可以得出凝乳溫度對(duì)凝乳塊彈性的影響最為顯著。而隨著熱燙溫度的增加，凝乳塊的彈性呈先上升后下降。在凝乳溫度55 ℃，熱燙溫度70 ℃時(shí)，彈性達(dá)到最大值。由圖2可知，隨著凝乳溫度和熱燙時(shí)間的增加，凝乳塊彈性先上升后下降。在凝乳溫度50 ℃，熱燙時(shí)間3 min時(shí)，彈性達(dá)到最大值。由圖3可知，隨著熱燙溫度和熱燙時(shí)間的增加，凝乳塊彈性先上升后下降。等高線圖呈橢圓形，可知熱燙溫度和熱燙時(shí)間的交互作用顯著。在凝乳熱燙溫度70 ℃，熱燙時(shí)間3 min時(shí)，彈性達(dá)到最大值。

圖1 凝乳溫度和熱燙溫度對(duì)凝乳塊彈性的響應(yīng)面和等高線圖Fig.1 Response surface and contour of curd temperature and thermo-stretching temperature on elasticity of cred piece

圖2 凝乳溫度和熱燙時(shí)間對(duì)凝乳塊彈性的響應(yīng)面和等高線圖Fig.2 Response surface and contour of curd temperature and thermo-stretching time on elasticity of cred piece

圖3 熱燙溫度和熱燙時(shí)間對(duì)凝乳塊彈性的響應(yīng)面和等高線圖Fig.3 Response surface and contour of thermo-stretching temperature and thermo-stretching time on elasticity of cred piece

2.2.4 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到最佳工藝條件為：凝乳溫度50 ℃，熱燙拉伸溫度70 ℃，熱燙拉伸時(shí)間3 min。利用最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，得到平均彈性為5.33 mm，與理論值5.43 mm接近，說(shuō)明采用響應(yīng)面優(yōu)化的生產(chǎn)工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，按照建立的模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐中是可行的。

2.3 乳扇中揮發(fā)性風(fēng)味組分檢測(cè)結(jié)果

采用SPME-GC-MS對(duì)乳扇在制作過(guò)程及成品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)，共檢測(cè)出52種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中脂肪酸類(lèi)化合物14種，酯類(lèi)9種，醇類(lèi)5種、醛類(lèi)6種、酮類(lèi)5種，其余為少量?jī)?nèi)酯類(lèi)、呋喃類(lèi)、芳香及雜環(huán)類(lèi)和含硫類(lèi)化合物。由表10可知，在乳扇的制作過(guò)程中，除脂肪酸類(lèi)化合物的含量出現(xiàn)明顯降低，而其他化合物的含量和種類(lèi)均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，這可能與熱燙處理時(shí)高溫、洗滌作用引起的脂肪酸大量流失有關(guān)。由圖4可以看出，除脂肪酸類(lèi)化合物外，其他大部分風(fēng)味化合物是在乳扇成品期間產(chǎn)生的。在凝乳時(shí)，乳扇主要的風(fēng)味物質(zhì)是脂肪酸類(lèi)、酯類(lèi)化合物，而醛類(lèi)化合物主要來(lái)自于脂肪酸代謝，其他化合物均為少量。高溫洗滌作用明顯降低化合物的含量，尤其是脂肪酸類(lèi)、醛類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)化合物。在成品時(shí)期各風(fēng)味化合物的含量除脂肪酸類(lèi)化合物外均明顯增加，脂肪酸類(lèi)化合物的減少很可能是因?yàn)榇x成其他風(fēng)味化合物。含硫化合物只有在成品時(shí)期檢測(cè)到，已有研究表明含硫化合物是乳制品成熟期間的重要化合物，主要來(lái)源于甲硫氨酸的降解[14]。脂肪酸類(lèi)化合物在乳扇的風(fēng)味形成中發(fā)揮著非常重要的作用，它不僅是乳扇中主要的風(fēng)味物質(zhì)，還能分解代謝為酯類(lèi)、醛類(lèi)和甲基酮類(lèi)等其他風(fēng)味物質(zhì)[15]，其中己酸和丁酸的閾值較低[16]。已有研究表明己酸和丁酸的濃度對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味強(qiáng)度有很大的貢獻(xiàn)[17]，癸酸具有柑橘的香氣[18]，月桂酸帶有油脂的香氣[19]，有利于乳扇風(fēng)味的形成。乳扇中還含有較多酯類(lèi)化合物，這些酯類(lèi)化合物具有良好的乳香味，能夠很好地修飾乳扇中脂肪酸及其他化合物所產(chǎn)生的風(fēng)味[20]。其中辛酸乙酯含量最高，具有白蘭地酒的香氣且有甜味[21]，而丁酸乙酯、乙酸丁酯和己酸乙酯能夠分別賦予乳扇奶香味、果香味以及奶油味[22]。內(nèi)酯類(lèi)化合物是游離氨基酸的代謝產(chǎn)物，雖然在乳扇中種類(lèi)少、濃度低，但是由于其閾值相對(duì)較低，且一般具有奶油味、堅(jiān)果味、花香味等良好的風(fēng)味，能使奶酪的風(fēng)味更加飽滿醇厚，對(duì)乳扇良好感官品質(zhì)的形成有重要貢獻(xiàn)，是發(fā)酵乳特征風(fēng)味組成中不可或缺的一部分[23]。醇類(lèi)化合物也在奶酪中普遍存在，它的來(lái)源主要有以下4種：氨基酸代謝、甲基酮還原、乳糖代謝和亞油酸、亞麻酸降解[24]。本實(shí)驗(yàn)從乳扇中檢出的醇類(lèi)化合物中正丁醇和苯乙醇的含量較高，分別為49.55 μg/kg和49.18 μg/kg，并且正丁醇具有特殊的酒香味[25]，而苯乙醇具有玫瑰花香味[26]。奶酪中醛類(lèi)化合物主要來(lái)源于氨基酸轉(zhuǎn)氨作用、脂肪酸代謝或Strecker降解[27]，乳扇中檢測(cè)到的己醛具有青草的香氣[28]，壬醛具有柑橘的香氣[29]，對(duì)乳扇的風(fēng)味有較好的貢獻(xiàn)。奶酪中重要的風(fēng)味組分還包含酮類(lèi)化合物，酮類(lèi)化合物特別是甲基酮類(lèi)化合物對(duì)奶酪的風(fēng)味組成發(fā)揮著重要作用，它們一般由不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生，是一類(lèi)閾值較低的風(fēng)味化合物，能夠使發(fā)酵乳帶有令人愉悅的奶油香氣，有效提高乳扇的感官品質(zhì)。

表10 乳扇中揮發(fā)性風(fēng)味組分的變化Table 10 The Changes in volatile flavor components of dairy fan analyzed by SPME

續(xù)表10

揮發(fā)性風(fēng)味組分計(jì)算RI值文獻(xiàn)RI值揮發(fā)性風(fēng)味組分含量/(μg·kg-1)凝乳熱燙成品醇類(lèi)正丁醇1120114213.73±1.4910.16±0.9049.55±4.03戊醇1255-11.12±1.079.21±0.8356.54±2.382-庚醇133113181.59±0.12-26.35正己醇135813532.040.97-苯乙醇1890190317.96±2.9611.38±1.9249.18±0.91種類(lèi)總計(jì)5544含量總計(jì)46.44±5.6431.72±3.65181.62±7.32醛類(lèi)正己醛108810812.05--乙醛675692-2.99±0.203.49辛醛128012874.29±0.862.34±0.3714.66±1.93壬醛1285138242.33±3.2015.83±2.8942.33±4.90庚醛11891180--1.48十三醛1825-2.35±0.91--種類(lèi)總計(jì)6434含量總計(jì)51.02±4.9721.16±3.4661.96±6.83酮類(lèi)2-庚酮1187118010.95±1.334.70±0.6735.75±2.012-壬酮137413866.10±0.824.56±1.06128.46±7.993-羥基-2-丁酮1296128610.36±1.194.56±0.5348.03±4.03羥基丙酮1323---12.172-十一酮15921596--6.28種類(lèi)總計(jì)5335含量總計(jì)27.41±3.3413.82±2.26230.69±14.03脂肪酸類(lèi)乙酸143614351890.76±67.50552.98±28.701713.08±45.20甲酸14551503--12.86±1.28丙酸150415216.52±0.472.09±0.539.92±3.53丁酸161416304031.9±625.741796.02±90.302535.86±39.70戊酸1726-10.46±0.825.71±0.2310.70±1.02己酸183218332123.57±187.10938.22±51.301069.45±89.30庚酸1955194398.69±6.6522.17±1.7479.91±4.43辛酸206220554478.67±71.302886.7±102.801491.87±48.60壬酸2165215782.99±4.4818.01±2.8360.19±3.40癸酸227322682823.67±60.101451.20±54.40810.81±31.809-癸烯酸22832341141.38±9.1681.46±2.6847.13±2.32苯甲酸2425241773.71±2.0158.61±2.7443.79±1.93月桂酸24932482462.49±34.42221.47±9.44135.97±7.60肉豆蔻酸26462694268.88±19.27123.04±5.43122.97±5.30種類(lèi)總計(jì)14131314含量總計(jì)16493.69±1089.028157.68±353.128144.51±285.41內(nèi)酯類(lèi)γ-丁內(nèi)酯158716321.84±0.650.8±0.0415.25±0.23δ-癸內(nèi)酯1835--3.23±0.9058.44±1.34δ-壬內(nèi)酯19732031--12.55δ-十二內(nèi)酯24082436--13.24種類(lèi)總計(jì)4124含量總計(jì)1.84±0.654.03±0.9498.48±1.57芳香及雜環(huán)類(lèi)甲苯10331049--133.02間二甲苯1050---70.80±3.85乙苯10531099--38.29

續(xù)表10

揮發(fā)性風(fēng)味組分計(jì)算RI值文獻(xiàn)RI值揮發(fā)性風(fēng)味組分含量/(μg·kg-1)凝乳熱燙成品d-檸檬烯119811921.22±0.101.14±0.242.89±0.85鄰二甲苯12051186--323.812-正戊基呋喃12081231--4.12±0.202-乙?；秽?403---10.51±1.39萘17201740--1.45種類(lèi)總計(jì)8118含量總計(jì)1.22±0.101.14±0.24584.89±6.29含硫類(lèi)二甲基砜18761903--21.26±0.85種類(lèi)總計(jì)1001含量總計(jì)0021.26±0.85

圖4 乳扇在加工過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)的變化圖Fig.4 Changes of flavor substances in Rushan during processing

2.4 主成分分析

為了明確揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在乳扇制作過(guò)程中的變化，利用主成分分析法考察了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與乳扇在不同制作階段的分布關(guān)系。如圖5所示，第一、第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為92.3%、7.7%，能較好地解釋揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在乳扇加工過(guò)程的變化。在主成分分析圖中，箭頭代表不同的風(fēng)味物質(zhì)，其方向代表該化合物對(duì)乳扇加工過(guò)程中影響的取向，長(zhǎng)短代表對(duì)乳扇不同制作階段的影響大小。在圖5中，凝乳、熱燙、成品3個(gè)階段的乳扇樣品比較分散，說(shuō)明在加工過(guò)程中乳扇風(fēng)味發(fā)生了較大變化。在凝乳時(shí)正己醛(15)、正己醇(13)、十三醛(20)、己酸(31)、苯甲酸(37)和辛酸(33)等物質(zhì)與樣品風(fēng)味呈正相關(guān)，是凝乳時(shí)的主要風(fēng)味物質(zhì)。經(jīng)過(guò)熱燙后的風(fēng)味物質(zhì)主要是乙酸戊酯(3)、月桂酸乙酯(9)和乙醛(16)等，而乙酸(26)、丙酸(28)、丁酸(29)、庚酸(32)等脂肪酸類(lèi)風(fēng)味化合物與樣品風(fēng)味負(fù)相關(guān)，說(shuō)明熱燙處理引起了乳扇中脂肪酸的大量損失。成品時(shí)主要風(fēng)味物質(zhì)是甲苯(44)、間二甲苯(45)、乙苯(46)、鄰二甲苯(48)、2-壬酮(22)、δ-癸內(nèi)酯(41)、乙酸丁酯(2)和二甲基砜(52)等，由圖5可以清晰地看出，大部分的風(fēng)味物質(zhì)都是在成品時(shí)期產(chǎn)生的，尤其是苯類(lèi)和含硫化合物。

圖5 乳扇在加工過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)的主成分分析圖Fig.5 The main components of flavor substances in the processing of Rushan

2.5 乳扇感官評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)乳扇風(fēng)味描述特征，采用5分定義標(biāo)度法對(duì)最佳工藝條件下的自制乳扇進(jìn)行風(fēng)味剖面特征分析，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 乳扇的風(fēng)味剖面感官評(píng)定分析Fig.6 The flavor profile analysis of Rushan

由圖6可以看出，酸味和奶香味是乳扇最明顯的感官特征，略帶有奶臭味。乳扇中突出的奶香味、奶油味主要是由酮類(lèi)物質(zhì)、酯類(lèi)物質(zhì)和一些內(nèi)酯類(lèi)物質(zhì)貢獻(xiàn)的，特別是甲基酮類(lèi)，由于這類(lèi)化合物閾值較低，所以對(duì)奶酪整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，比如2-壬酮、苯乙酮等通常呈現(xiàn)出濃郁的奶油味。除此之外，還有辛酸乙酯和δ-壬內(nèi)酯等也都具有明顯的奶味，而且其閾值也都很低，對(duì)奶酪整體風(fēng)味同樣有著不可忽視的影響。而酸味主要來(lái)源于乳扇中的低碳鏈脂肪酸，這類(lèi)脂肪酸易溶于水，閾值較低，揮發(fā)性較強(qiáng)，使乳扇風(fēng)味變得更為飽滿；淡淡的奶臭味主要來(lái)源于低濃度的脂肪酸，如丁酸，使乳扇具有獨(dú)特的風(fēng)味。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)對(duì)乳扇的加工工藝條件進(jìn)行探究，以彈性為檢測(cè)值，最終得到最佳工藝條件為：凝乳溫度50 ℃，凝乳時(shí)間60 s，熱燙拉伸溫度70 ℃，熱燙時(shí)間3 min，熱燙pH值4.6。在這個(gè)條件下得到的乳扇彈性為5.38 mm，凝乳塊彈性良好，光滑均勻，拉伸性能好。在此條件下進(jìn)行SPME-GC-MS分析，共檢測(cè)出52種風(fēng)味化合物，其中脂肪酸及酯類(lèi)化合物濃度較高，對(duì)乳扇的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，根據(jù)主成分分析可知，乳扇在凝乳時(shí)的主要風(fēng)味物質(zhì)是正己醛、正己醇、苯甲酸、己酸和辛酸等，熱燙后導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)大量損失，隨著成熟時(shí)間的增加，產(chǎn)生了大量酯類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、苯類(lèi)和含硫化合物；由風(fēng)味剖面圖可知，乳扇的主要特征性風(fēng)味是奶油味、奶香味和酸味，還有花果香味、奶臭味和淡淡的酒香。