劉思琪，王玉超，李 丹，李曉磊，段翠翠

（長春大學 農(nóng)產(chǎn)品重點加工實驗室，吉林 長春 130022）

奶啤是二次發(fā)酵技術(shù)釀制的一種含適度二氧化碳、低酒精度、營養(yǎng)豐富的新型健康乳制飲品[1]。奶啤口感酸甜，酒味柔和，清勻爽口，天然的酸乳香與濃郁的醇香渾然一體，形成了奶啤特有的香氣[2-3]。奶啤中乳酸菌增殖因子及乳酸菌物質(zhì)對維持腸道內(nèi)菌群平衡，調(diào)整腸道運動有一定作用[4]。

目前對奶啤的研究仍集中于工藝方面，郭水連等[5]以酶法輔助乳酸及酒精共同發(fā)酵，并對工藝條件進行了優(yōu)化，為一種新型奶啤的開發(fā)和研究提供借鑒和理論依據(jù)；王凌琴等[6]從乳酸菌飲料中分離篩選乳桿菌與啤酒酵母二次發(fā)酵制成新型奶啤并進行工藝優(yōu)化及品質(zhì)評價，其產(chǎn)品酒香和乳香和諧，風味飽滿，口感細膩、清爽，酸甜適中。也有學者對復合奶啤進行研制，如紅棗雪梨復合奶啤等[7]，豐富奶啤產(chǎn)品風味及種類。

現(xiàn)階段對其風味的分析研究較少，不同的原料和產(chǎn)地、加工工藝等使得奶啤的口感、成分組成、風味等也有所差異，氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)是氣味分析的高效方法，在食品中應用廣泛。張劍林等[13]利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測得牛奶奶啤及兩種驢乳奶啤中分別含有46種、52種及44種香氣成分。本研究以4種奶啤為原料，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法對奶啤的成分進行了分析檢測，以期為奶啤的釀造及品質(zhì)分析提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

天潤奶?。盒陆鞚櫳锟萍加邢薰荆唤鸷幽唐?、海倫司奶啤：青島天惠乳業(yè)有限公司；西域春奶?。号_山市得力道食品有限公司；氯化鈉（化學純）：美國Aladdin公司；甲基磺酸（色譜純）：日本Cnw公司；硫酸鈉（色譜純）、草酸、酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、丙酸標準品（色譜純）：美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

P 2010 Ultra氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本Shimadzu公司；Centrifuge 5430離心機：德國Eppendorf公司；P680A LPJ-4高效液相色譜儀：德國Dionex公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)性物質(zhì)測定[8]

（1）樣品前處理

采用頂空吸附，吸取2 mL奶啤樣品，放入15 mL頂空進樣瓶，加入1 g氯化鈉，密封，在磁力加熱攪拌器上60 ℃平衡15 min，推出老化過的萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS），頂空吸附40 min，取出萃取頭進樣解吸5 min后拔出。

（2）檢測條件

色譜條件：色譜柱：DB-WAX（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；程序升溫：進樣口溫度230 ℃，初始溫度50 ℃保持3 min，以1 ℃/min升至70 ℃，以4 ℃升至140 ℃，以7 ℃升至180 ℃，以4 ℃升至230 ℃保留8 min；進樣模式：分流進樣；分流比：10∶1；載氣：高純氦氣（He）；流速：1.76 mL/min。

質(zhì)譜條件：電離方式為電子電離（electron ionization，EI）源；離子源溫度230 ℃；采集方式Scan；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍為35～500 m/z。

（3）香氣成分分析

定性分析：采用保留指數(shù)和譜庫檢索比對進行定性，譜庫比對時要求與系統(tǒng)自帶的標準質(zhì)譜庫（美國國家標準技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）-11）匹配度＞90%。

定量分析：采用氣相色譜峰面積歸一化法定量計算出各香氣成分相對含量。

1.3.2 有機酸的測定

樣品前處理：準確吸取2 mL樣品，用流動相定容到10 mL，吸取適量溶液，10 000 r/min 高速離心10 min，吸取上清液過0.22 μm微孔濾膜，用于有機酸分析[9]。

標準品配制：分別準確稱取一定量的草酸、乳酸、富馬酸、蘋果酸、檸檬酸、丙酸標準品，用流動相配制成1 mg/mL、5 mg/mL、1 mg/mL、20 mg/mL、20 mg/mL、99 mg/mL的標準溶液，再依次稀釋成0.083 mg/mL、0.520 mg/mL、0.083 mg/mL、1.670 mg/mL、1.670 mg/mL、8.250 mg/mL的混合標準溶液，用于進樣分析。

測定條件：Thermo Acclaim Origanic Acid色譜柱（4 mm×250 mm，5 μm）；流動相：配制100 mmol/L Na2SO4溶液，并用甲基磺酸調(diào)pH至2.65；流速：0.5 mL/min；進樣量：5 μL；洗脫方式：等度洗脫；檢測器：UV檢測器；檢測波長：210 nm；柱溫：30 ℃。

有機酸結(jié)果計算：采用單點校正法進行定量分析，計算公式如下：

式中：X為有機酸樣品的質(zhì)量濃度，g/L；A為測得有機酸樣品的峰面積；A0為測得有機酸標準品的峰面積；c為有機酸標品的質(zhì)量濃度，g/L。

1.3.3 香氣測定

香氣輪分析：將檢測到的風味化合物進行香氣活性值（aroma activity value，OAV）計算并作雷達圖。

OAV指香氣化合物質(zhì)量濃度/閾值。本實驗中風味化合物的嗅覺閾值及氣味描述引自參考文獻[10-12]。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Office Excel 2013對樣本所得數(shù)據(jù)進行整理計算，利用Origin 2018軟件對香氣化合物進行主成分分析（principal component analysis，PCA）并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 奶啤中揮發(fā)性物質(zhì)分析

香氣成分是衡量奶啤風味品質(zhì)的主要指標[13]，四種奶啤中各香氣物質(zhì)及含量見表1。

表1 四種奶啤揮發(fā)性物質(zhì)組成及含量Table 1 Composition and content of volatile ingredients of four kinds of milk beer

續(xù)表

結(jié)果表明，奶啤中共鑒定出58種風味物質(zhì)，主要是醇、酯、酸和醛類等物質(zhì)。高級醇是酵母酒精發(fā)酵過程中氨基酸或糖代謝的產(chǎn)物[14-16]，多數(shù)醇類閾值較高，但能夠呈現(xiàn)酒香或植物清香味，同時與有機酸類發(fā)生酯化反應，產(chǎn)生酯類物質(zhì)的同時形成極少量的醛、酮等重要的風味物質(zhì)，間接對風味產(chǎn)生影響[17-18]。奶啤中均含有的醇類物質(zhì)為苯乙醇和苯甲醇，具有玫瑰、花香、蜂蜜香。天潤奶啤中醇類含量最高，為34.92%，其中異戊醇帶有蘋果白蘭地香氣和辛辣味[19]，含量為10.21%，但超過一定指標會有不愉快氣味。其余3種奶啤中醇類含量分別為19.44%、21.94%和20.31%。

4種奶啤中，天潤奶啤中含有丁酸、己酸、辛酸和正癸酸，其閾值較低，在低質(zhì)量濃度下均具有較為濃郁的奶香味，尤其是丁酸和己酸，其閾值均小于0.3 mg/L[20]。丁酸具有脂肪腐臭、奶酪、甜味，辛酸具腐臭、澀味、奶油味[21]。山梨酸是作為防腐劑加入，且金河、西域春、海倫司奶啤中含量較高，天潤奶啤中較低，無明顯風味。奶啤釀造工藝會影響酸類物質(zhì)的產(chǎn)生，而導致風味有所差異。

酯類風味物質(zhì)主要由醇類和有機酸發(fā)生酯化反應生成[22]，大部分酯類物質(zhì)風味閾值較低，但對風味作用很大，多具有水果香味和花香，使整體風味清甜[23-25]。4種奶啤中，酯類總含量分別為11.32%、25.39%、23.61%和30.62%。其中天潤奶啤中酯類種類與其他3種明顯不同，除乙酸乙酯等共有的6種酯類以外，還含有丁酸異戊酯、癸酸乙酯、己酸烯丙酯、庚酸烯丙酯、丙二酸二乙酯和菠蘿酯，含量分別為0.91%、0.82%、1.43%、0.19%、0.56%、1.46%。

醛類和酮類都是羰基類化合物，醛類風味閾值較低，由于醛基的不飽和性，屬于不穩(wěn)定的中間體化合物[26]，其氧化快，在長時間的發(fā)酵過程中，易生成酸類物質(zhì)，或被還原成相應的醇[27]，有助于奶啤香氣的形成。天潤奶啤中含量較高的醛類物質(zhì)為苯甲醛，具有杏仁味甜香[28]，含量為1.64%，金河奶啤有3種醛類物質(zhì)，含量為3.20%，西域春奶啤中醛類物質(zhì)只有1種，含量約為0.14%，海倫司奶啤中醛類物質(zhì)含量2.74%。酮類物質(zhì)只在西域春和海倫司中有檢出，為香葉基丙酮和甲基壬基甲酮，含量分別為0.17%和0.15%，賦予奶啤奶油香氣，使其整體風味更豐滿[18]。

2.2 奶啤揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析

將奶啤中共有的苯甲醇、苯乙醇等11種揮發(fā)性物質(zhì)進行主成分分析，結(jié)果見表2。

表2 奶啤中11種揮發(fā)性成分解釋的總方差Table 2 Total variance of 11 volatile components in milk beer

通常，主成分方差貢獻率累積超過85%時，可以用主成分代表原始數(shù)據(jù)[29]，由表2可知，第一主成分和第二主成分的累積貢獻率達到99.29%。以PC1為橫坐標，PC2為縱坐標繪制載荷圖，見圖1。由圖1可知，四種奶啤中11種揮發(fā)性物質(zhì)在PC1正半軸分布較為散亂，在PC2負半軸分布較為集中，說明四組奶啤揮發(fā)性香氣品質(zhì)存在差異[16]。乙酸乙酯、苯甲醇、丁位癸內(nèi)酯、二甲基鄰苯二甲酸酯、丁位十二內(nèi)酯、乙基麥芽酚等6種揮發(fā)性物質(zhì)分布比較集中，對奶啤的風味有一定的影響。PC1主要與乙醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯呈正相關(guān)，苯乙醇對PC1貢獻較大。PC2主要與乙醇、正癸酸呈正相關(guān)，其中乙醇對PC2貢獻最大。因此確定主要揮發(fā)性物質(zhì)為乙醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯和正癸酸。

圖1 奶啤中11種揮發(fā)性成分的載荷圖Fig.1 Load diagram of 11 volatile components in milk beer

2.3 有機酸含量測定結(jié)果與分析

奶啤中各種有機酸的含量、閾值及風味特征描述見表3。

表3 奶啤中有機酸含量測定結(jié)果Table 3 Determination results of organic acids content in milk beer

由表3可知，奶啤中有機酸主要為乳酸和檸檬酸。天潤奶啤中乳酸含量最高，為1.850 g/L，乳酸閾值低，是影響奶啤風味的主要有機酸，其他樣品中檸檬酸含量較高，分別為1.849 g/L、1.555 g/L、2.073 g/L。草酸帶澀味，檸檬酸清爽，乳酸酸味柔和，蘋果酸酸味圓潤，呈味緩慢持久，多種有機酸共同作用使奶啤具有豐富飽滿的風味特征[12]。

2.4 香氣輪分析

為評價有機酸對風味的影響，OAV＞1的物質(zhì)對該樣品呈現(xiàn)出的整體香氣有貢獻[31]。因此對所有OAV＞1的香氣化合物均予以列出并作香氣輪廓圖分析[32]，結(jié)果見表4和圖2。

表4 奶啤中有機酸的OAVTable 4 OAV of organic acids in milk beer

圖2 奶啤中香氣成分的香氣輪廓圖Fig.2 Aroma profile of aroma components in milk beer

如圖2所示，4種奶啤呈味特征極為相似，但天潤奶啤以突出的酸味柔和感為主要特征，氣味強度接近于100，金河奶啤以清爽并帶有新鮮感的酸味為主要特征，氣味強度高于40。這可能與原料、菌種、釀造時間、加工工藝等不同有關(guān)。

3 結(jié)論

通過GC-MS分析，4種奶啤共鑒定出58種揮發(fā)性物質(zhì)，主要為醇類、酯類、酸類等物質(zhì)，天潤奶啤中醇類含量最高，酯類和酸類含量最低，金河、西域春、海倫司奶啤中酯類和酸類含量最高。奶啤中有機酸主要為乳酸和檸檬酸，經(jīng)香氣輪分析，4種奶啤呈味特征極為相似，但天潤與海倫司奶啤酸味柔和感較強，金河與西域春奶啤表現(xiàn)為清爽并帶有新鮮感的酸味。本研究為奶啤制備和風味物質(zhì)的分析提供一定依據(jù)。