田裕春，柴溢，李安然，陳歷俊，*，姜鐵民

（1.大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，遼寧大連116034；2.北京三元食品股份有限公司，北京100076）

酵母菌對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響

田裕春1，2，柴溢1，2，李安然1，2，陳歷俊1，2，*，姜鐵民2

（1.大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，遼寧大連116034；2.北京三元食品股份有限公司，北京100076）

以發(fā)酵乳為原料，通過(guò)在原有乳酸菌的基礎(chǔ)上，加入酵母菌，待發(fā)酵液凝乳后，測(cè)定其中風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的變化情況，研究酵母菌對(duì)于發(fā)酵乳中風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生以及質(zhì)構(gòu)特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：在加入酵母菌之后，風(fēng)味物質(zhì)的含量較之前明顯提高，變化最大的異戊醇的含量提高了200%以上；質(zhì)構(gòu)特性的各參數(shù)也有顯著提升，其中，硬度和黏聚性明顯提高，而稠度和黏度盡管提升不顯著，但仍有較大上漲趨勢(shì)。說(shuō)明酵母菌的加入對(duì)于發(fā)酵乳制品中的風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性均有較顯著的影響。

酵母菌；發(fā)酵乳；風(fēng)味物質(zhì)；質(zhì)構(gòu)特性

在乳制品品質(zhì)的評(píng)定之中，產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)是僅次于產(chǎn)品安全性之外第二重要的因素，因?yàn)轱L(fēng)味和口感的好壞是產(chǎn)品的命脈所在。乳制品中風(fēng)味物質(zhì)的來(lái)源主要是以下3個(gè)方面：首先是自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的反應(yīng)代謝，乳酸就是其中的代表，它是乳酸菌降解乳糖產(chǎn)生的；其次是從牲畜的生存壞境中直接進(jìn)入原料乳中；最后是在乳制品的加工過(guò)程中產(chǎn)生，比如巴氏殺菌時(shí)，由于溫度過(guò)高，蛋白和脂肪會(huì)分解，生成脂肪酸和氨基酸等風(fēng)味物質(zhì)[1]。

質(zhì)構(gòu)特性也是乳制品品質(zhì)的一個(gè)重要項(xiàng)目，乳制品在質(zhì)構(gòu)方面的各種屬性取決于乳制品各組分之間的相互作用，主要包括黏度、黏稠性、稠度和硬度等等。而乳制品由于自身的特殊性，每一種乳制品甚至是同一種乳制品的不同批次之間的質(zhì)構(gòu)特質(zhì)并不完全相同，影響乳制品質(zhì)構(gòu)特性的主要因素包括：發(fā)酵劑、乳制品干重以及加工和運(yùn)輸儲(chǔ)存途徑等[2]。正是由于乳制品質(zhì)構(gòu)的多變性，對(duì)其進(jìn)行量化評(píng)定就變得非常困難，質(zhì)構(gòu)儀也就應(yīng)運(yùn)而生。質(zhì)構(gòu)儀又稱為物性測(cè)試儀，是用于對(duì)食品的品質(zhì)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的主要儀器，它能夠?qū)悠返奈镄愿拍钭龀鰯?shù)據(jù)化的準(zhǔn)確表述。質(zhì)構(gòu)儀的使用原理是指當(dāng)質(zhì)構(gòu)儀的探頭在恒定的速度下下壓到樣品中時(shí)，根據(jù)其所受到的阻力的大小和形式，通過(guò)具體的數(shù)據(jù)表征出樣品的品質(zhì)特性[3]。

本文應(yīng)用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和方法，研究了當(dāng)酵母菌被添加進(jìn)入發(fā)酵乳制品中是，對(duì)凝乳后的產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響，希望能夠因素人們對(duì)于乳制品質(zhì)構(gòu)特性和風(fēng)味物質(zhì)的研究。

1　材料和方法

1.1材料和儀器

1.1.1材料

1.1.1.1菌種

將馬克思克魯維酵母與釀酒酵母按照1∶1的比例混合制成酵母菌;將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的按照1∶1的比例混合制成乳酸菌。

1.1.1.2實(shí)驗(yàn)材料

全脂奶粉：北京三元食品股份有限公司提供；酚酞試劑：天津市福晨化學(xué)試劑廠；NaOH試劑：北京化工廠；HCl：北京化工廠。

1.1.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

GC-2010plus氣相色譜儀：島津公司；SPEM手動(dòng)進(jìn)樣手柄：島津公司；50/30μm CAR/DVB/PDMS（2 cm）萃取頭：美國(guó)Supelco公司；20mL具塞頂空瓶：上海思達(dá)分析儀器有限責(zé)任公司；恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司；LRH-250型生化培養(yǎng)箱：上海一恒科技有限公司；磁力攪拌器：北京天石醫(yī)療用品制作所；質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro System公司。

1.2方法

1.2.1風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)

本實(shí)驗(yàn)采用了同行業(yè)中比較先進(jìn)的固相微萃取技術(shù)與氣相色譜聯(lián)用的方法[4-7]，用內(nèi)標(biāo)法測(cè)定了酵母菌對(duì)于發(fā)酵液凝乳之后風(fēng)味物質(zhì)含量的影響，以期能夠?qū)Πl(fā)酵液中的風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生好的影響。

1.2.1.1色譜條件及升溫程序

毛細(xì)管柱cp-wax（50m×0.25mm×0.39μm），進(jìn)樣溫度210℃，檢測(cè)器溫度200℃，載氣為氮?dú)?，流? mL/min，分流比24，程序升溫：起始溫度35℃，保持4min，2℃/min升到45℃保持2min，再2.5℃/min升到75℃，最后以7.5℃/min升到200℃保持25min。

1.2.1.2內(nèi)標(biāo)溶液的配制

乙酸正戊酯3.715 7 g溶于250mL 60%乙醇溶液；2-乙基丁酸3.880 0 g溶于250mL 60%乙醇溶液。

1.2.1.3風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)

樣品的制備：準(zhǔn)確稱取40g全脂奶粉，溶于400mL去離子水中，攪拌混勻，分裝在兩個(gè)300mL的三角瓶中，每個(gè)200mL，110℃滅菌15min待用。將乳酸菌按照一定的接種量接入兩發(fā)酵液中，在第二瓶發(fā)酵液中按比例接入酵母菌（酵母菌：乳酸菌=1∶30），放在34℃下培養(yǎng)至凝乳。

樣品的前處理：取發(fā)酵好的樣品5mL，加入50μL內(nèi)標(biāo)（乙酸正戊酯和2-乙基丁酸）和3 g氯化鈉，預(yù)熱10min，55℃恒溫萃取40min，將萃取頭取出進(jìn)樣，熱解吸5min。

上樣：按照1.2.1.1的色譜條件和升溫程序上樣3次，取平均值。

1.2.2發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)的研究

除了測(cè)定添加酵母菌前后的風(fēng)味物質(zhì)的變化情況之外，本實(shí)驗(yàn)還測(cè)定了發(fā)酵液中質(zhì)構(gòu)的變化[8-9]，希望能夠?qū)θ橹破罚绕涫前l(fā)酵乳制品的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，以獲得質(zhì)構(gòu)品質(zhì)更好的發(fā)酵乳產(chǎn)品。

1.2.2.1樣品的制備

參照1.2.1.3中樣品的制備方法，得到凝乳后的混菌發(fā)酵液和乳酸菌發(fā)酵液。

1.2.2.2質(zhì)構(gòu)儀程序的設(shè)定

測(cè)定前下降速度為1mm/s，測(cè)定速度為1mm/s，測(cè)定距離為25mm，測(cè)定后速度10mm/s。A/BE探頭，直徑為35mm。

2　結(jié)果與分析

2.1風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

按照1.2.1.3中所述的實(shí)驗(yàn)方法先進(jìn)行固相微萃取，進(jìn)而上樣，得到混菌發(fā)酵液和乳酸菌發(fā)酵液風(fēng)味物質(zhì)組成的圖譜，如圖1所示。

圖1　兩種發(fā)酵液風(fēng)味物質(zhì)對(duì)比Fig.1 The comparison on flavoring substance between the two fermentation broth

圖1中，較高的峰是混菌發(fā)酵液的出峰圖形，較低的峰是乳酸菌發(fā)酵液的出峰圖形。一共有13種風(fēng)味物質(zhì)，在兩種發(fā)酵液中都有體現(xiàn)，結(jié)果如表1所示。

以上表可知，在上述13中乳制品的主要風(fēng)味物質(zhì)中，再加入了酵母菌之后，除了正戊醇、乙醛和2，3—丁二醇（內(nèi)消旋）的含量有了小幅的下降之外，其他風(fēng)味物質(zhì)的含量較之未加入酵母菌之前，都有顯著的提升，其中，異戊醛的含量增幅甚至達(dá)到200%以上。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明：酵母菌的加入存進(jìn)了發(fā)酵乳中風(fēng)味物質(zhì)含量的提高，造成這一現(xiàn)象的原因可以解釋為：

發(fā)酵乳制品風(fēng)味物質(zhì)的形成過(guò)程極其復(fù)雜，而酵母菌的加入使得原本就復(fù)雜的這一過(guò)程更加多元化，但是究其根源，其實(shí)就是酵母菌參與了發(fā)酵液中三類主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝：蛋白代謝、糖代謝以及脂肪代謝。由于乳酸菌先行發(fā)酵，產(chǎn)生了大量的乳酸和乳糖，而乳糖又會(huì)進(jìn)一步進(jìn)入糖酵解代謝中，馬克思克魯維酵母就利用這一過(guò)程中產(chǎn)生的乳糖，發(fā)酵生成了丙酸和乙酸等風(fēng)味物質(zhì)。而釀酒酵母也在這一過(guò)程中發(fā)揮了作用，產(chǎn)生了丙酸和乳酸。除了上述糖類代謝之外，蛋白質(zhì)和脂肪代謝中也出現(xiàn)了酵母菌的身影。酵母菌參加了這兩種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝并加速其分解，產(chǎn)生了大量的脂肪酸和氨基酸，而這正是眾多風(fēng)味物質(zhì)的主要來(lái)源。因此，才會(huì)產(chǎn)生上面實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象，即酵母菌的加入增加了風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)出[10-12]。

表1　兩種發(fā)酵液中風(fēng)味物質(zhì)的含量Table1 The content of the flavoring substance in the two fermentation broth

2.2質(zhì)構(gòu)的檢測(cè)

按照1.2.2.1中制備樣品，再根據(jù)后面1.2.2.2所設(shè)定的程序進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　酵母菌對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的影響Table2 The influence on the texture characteristics caused by yeast

從表2中可以看出，在硬度、黏度、稠度和黏聚性4種主要的質(zhì)構(gòu)特性方面，酵母菌的加入均對(duì)其產(chǎn)生了影響，其中，對(duì)硬度和黏聚性產(chǎn)生了顯著性影響，而稠度和黏度的影響盡管不顯著，但是其參數(shù)的增幅卻非常大?？傮w來(lái)說(shuō)，酵母菌對(duì)于本實(shí)驗(yàn)中發(fā)酵液的質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生了較大的影響，造成這一現(xiàn)象的原因主要是由于以下2個(gè)方面：

第一，酵母菌的加入利用了乳糖和乳酸，而乳酸菌又能源源不斷的提供者兩種物質(zhì)。同時(shí)，酵母菌還消耗氧氣，使得乳酸菌加快了代謝，縮短了發(fā)酵液的凝乳時(shí)間，使得發(fā)酵液的硬度較之為加入酵母菌之前，有顯著的提升[13]。

第二，酵母菌自身也進(jìn)行代謝反應(yīng)，在生成乙醇的同時(shí)，也會(huì)放出CO2等氣體，有利于發(fā)酵液中乳清的排除，也可以提高發(fā)酵液的硬度、黏聚性及其它質(zhì)構(gòu)特征[14]。

3　結(jié)論

通過(guò)向原有發(fā)酵液中加入酵母菌，在凝乳之后，測(cè)定其風(fēng)味物質(zhì)含量和質(zhì)構(gòu)特性各參數(shù)的變化情況，通過(guò)與未加入酵母菌之前的數(shù)據(jù)相對(duì)比，得出酵母菌對(duì)于風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果證明，在酵母菌加入并凝乳之后，除了極少數(shù)的風(fēng)味物質(zhì)含量小幅下降之外，大部分風(fēng)味物質(zhì)的含量都顯著提高，最大增幅可達(dá)200%以上。同時(shí)，發(fā)酵液的質(zhì)構(gòu)特性也隨酵母菌的加入而產(chǎn)生了巨大變化。硬度和黏聚性出現(xiàn)了顯著的提高；而稠度和黏度盡管變化不顯著，但是也出現(xiàn)了明顯的升高。因此，可以說(shuō)酵母菌的加入對(duì)于發(fā)酵乳制品的風(fēng)味物質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性都有重大意義，值得進(jìn)一步的研究探索。

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The Influence on Flavoring Substance and Texture Characteristics in Fermented M ilk Products Caused by Yeast

TIAN Yu-chun1，2，CHAI Yi1，2，LI An-ran1，2，CHEN Li-jun1，2，*，JIANG Tie-min2
（1.Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，Liaoning，China；2.Beijing Sanyuan Foods Co.，Ltd，Beijing 100076，China）

Regarding the fermented milk as the material，on the basis of the original lactic acid bacteria，add a certain percentage of yeast into the fermented broth，determine the change of the flavoring substance and the texture characteristic after the curd，and research the influence on the flavoring substance and the texture characteristics in fermented milk caused by yeast.The experimental results shows that:the content of the flavor substance improved significantly after the addition of the yeast and the content of isoamyl alcohol increased more than 200% as the greatest change.And also the various parameters of the texture character is tics has made a lot of ascension:hardness and cohesiveness improved significantly，the consistency and the viscosity still had a largeupward trend in spite of its non-obviousness.All the conclusions above shows that the addition of yeast in fermented milk products has a significant influence on both the flavoring substance and the texture characteristics.

yeast；fermented milk；flavoring substance；texture characteristics

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.007

2013-09-18

863計(jì)劃項(xiàng)目（2012AA101605）

田裕春（1987—），男（漢），在讀碩士研究生，研究方向：乳品微生物。

*通信作者