王 姣，許凌云，張晉華，邊 冉，王 蓓,2,，曹雁平,2

（1.北京工商大學食品與健康學院，北京 100048；2.北京市食品添加劑工程技術研究中心，北京 100048）

馬蘇里拉奶酪具有特有的彈性與韌性，它是我國僅次于切達奶酪進口量的奶酪種類之一[1]?，F(xiàn)在市面上銷售的馬蘇里拉奶酪由于選用的原料乳來源不同且生產(chǎn)工藝不同，大致可以分為三大類：新鮮水牛奶馬蘇里拉奶酪、新鮮牛奶馬蘇里拉奶酪和半硬質(zhì)牛奶馬蘇里拉奶酪。由于水牛奶本身的營養(yǎng)價值較牛奶而言更豐富，其脂肪、蛋白質(zhì)、總固形物、非脂乳固體含量和乳糖含量均高于牛奶[2]，因此水牛奶馬蘇里拉奶酪的品質(zhì)較高，但也更易發(fā)生摻假現(xiàn)象，因而對不同類型的馬蘇里拉奶酪進行識別檢測對于我國進口奶酪制品品質(zhì)控制具有重要意義。現(xiàn)階段國內(nèi)外對馬蘇里拉奶酪的研究大多集中在奶酪生產(chǎn)的影響因素[3]、微觀結構和包裝[4]與貯藏等方面[5]，很少有文獻對不同類別馬蘇里拉的揮發(fā)性風味組分進行研究[6]。

近年來，固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）聯(lián)用和氣相色譜-嗅覺（gas chromatography-olfactometry，GC-O）測量技術廣泛用于各種食品的香氣化合物分析。冒德壽等[7]利用SPMEGC-MS結合GC-O鑒定清香型白酒特征性香氣物質(zhì)，劉盼盼等[8]利用SPME-GC-MS和香氣活力值（odor activity values，OAV）研究不同產(chǎn)地綠茶飲料揮發(fā)性風味成分物質(zhì)含量及構成差異。本實驗采用SPME-GC-MS、GC-O結合OAV對三大類馬蘇里拉奶酪的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分析，并在其基礎上結合統(tǒng)計學方法對其進行進一步主成分分析，為不同種類馬蘇里拉奶酪的風味研究提供理論基礎，也為馬蘇里拉奶酪摻假的檢測和鑒別提供進一步的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬蘇里拉奶酪樣品采集于北京婕妮路進口超市，其產(chǎn)地信息及主要成分見表1。根據(jù)其制備工藝及原料乳的不同可將馬蘇里拉奶酪樣品分為三大類[9]。不同馬蘇里拉奶酪制備工藝流程[10]見圖1。

正構烷烴（C7～C40，色譜純） 美國O2si公司；氦氣（純度99.999%） 北京天利仁和物資貿(mào)易有限責任公司。

表1 馬蘇里拉奶酪的產(chǎn)品信息Table 1 Information about Mozzarella cheeses tested in this study

圖1 馬蘇里拉奶酪的工藝流程Fig.1 Flow chart of Mozzarella cheese processing

1.2 儀器與設備

7890 B-5977A型GC-MS聯(lián)用儀、DB-WAX型毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Agilent公司；7890B-ODP3 GC-O儀 德國Gerstel公司；HH-1型超級恒溫水浴鍋 金壇市至翔科教儀器廠；SPME裝置的手柄、固定搭載裝置及50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；ScilogexMX-E旋渦混勻儀美國賽洛捷克公司。

1.3 方法

1.3.1 SPME

取6 g奶酪樣品置于容器中，用高速分散器將其打碎，并將其和1 μL內(nèi)標0.816 mg/mL的2-甲基-3-庚酮及0.931 mg/mL的2-甲基戊酸用旋渦混勻儀混勻30 min，充分混合后混合物放入40 mL頂空瓶中。最后將混合的待吸附樣品在60 ℃水浴中平衡30 min，然后將已經(jīng)老化好的萃取頭插入頂空瓶中進行萃取，吸附時間30 min，等待GC進樣。

1.3.2 GC-O-MS測定

GC條件：解吸時間5 min，氦氣作載氣，流速1.2 mL/min；DB-WAX毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：起始柱溫40 ℃，保持4 min，以8 ℃/min升到100 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min升溫到180 ℃，最后以10 ℃/min升溫到230 ℃，保持5 min。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；進樣口溫度250 ℃；四極桿溫度150 ℃；掃描模式為全掃描；質(zhì)量掃描范圍m/z20～350；為防止嗅聞時鼻腔干燥，加濕空氣到嗅聞口。每種樣品做3 次平行。

1.3.3 定性定量分析

采用3 種方法對化合物定性：首先在NIST 14譜庫中進行檢索、對比；計算化合物的保留指數(shù)（retention index，RI）并與文獻中的RI進行對比；比對嗅聞結果。RI的計算是將正構烷烴C7～C40與馬蘇里拉奶酪在相同的色譜條件下得出GC保留時間，按下式計算待測物i的RI（tn＜ti＜tn＋1）：

式中：n為碳原子數(shù)；tn為碳原子數(shù)為n的正構烷烴的保留時間/min；tn＋1為碳原子數(shù)為n＋1的正構烷烴的保留時間/min；ti為樣品i的保留時間/min。

采用內(nèi)標半定量的方法計算各揮發(fā)性成分的含量，根據(jù)化合物及內(nèi)標化合物峰面積比值計算各揮發(fā)性成分的含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

揮發(fā)性化合物主成分分析采用Canoco for Windows 4.5軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 馬蘇里拉奶酪的化合物定量分析

圖2 6 種馬蘇里拉奶酪的化合物含量對比圖Fig.2 Contents of volatile compound classes in six brands of Mozzarella cheese

3 類馬蘇里拉奶酪共檢測出109 種揮發(fā)性風味成分，見表2。其中酯類和酸類化合物種類最多有20 種，其次是醇類、醛類分別為17、15 種，此外還包括酮類、烯烴類、芳香及雜環(huán)類以及含硫類化合物等。不同工藝制備的馬蘇里拉奶酪的揮發(fā)性化合物種類和含量差別較大，見圖2。新鮮水牛奶奶酪以酸類為主，其次是酯類和醛類；新鮮牛奶奶酪中酸類化合物含量較高，內(nèi)酯類化合物和芳香及雜環(huán)類化合物含量也較高；半硬質(zhì)牛奶奶酪以酸類化合物為主，其次是芳香及雜環(huán)類化合物、內(nèi)酯類和含硫化合物。由于風味組分對樣品的風味貢獻程度不僅取決于化合物含量的高低[11]，還與其對應的閾值有關，為了更好地對不同種類馬蘇里拉奶酪風味組分的貢獻情況進行評定，結合文獻閾值結果對嗅聞得到的31 種化合物的香氣值進行進一步分析。

表2 6 種不同品牌馬蘇里拉奶酪的化合物定量結果Table 2 Quantitative results of volatile components in six different brands of Mozzarella cheese

續(xù)表2

續(xù)表2

2.2 馬蘇里拉奶酪中主要香氣化合物組分的OAV分析

表3 馬蘇里拉奶酪中31種化合物的OAVTable 3 OAV of 31 compounds in Mozzarella cheese

馬蘇里拉奶酪中香氣組分OAV的計算是基于文獻中已有的閾值，如表3所示，其中OAV大于1的化合物有乙酸、丁酸、己酸、辛酸、正癸酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、δ-癸內(nèi)酯、δ-十二內(nèi)酯、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、糠醛、(E)-2-壬烯醛、苯乙醛、1-辛烯-3-醇和2-十一酮，共20 種風味化合物，其中己酸乙酯的OAV高達99.28，說明對馬蘇里拉奶酪整體風味的形成起關鍵貢獻作用。

脂肪酸類化合物對馬蘇里拉奶酪的風味具有重要影響，其本身不僅是奶酪的主要風味物質(zhì)，還是其他風味物質(zhì)（如甲基酮、醇、酯等風味物質(zhì)）的前體[22]。OAV大于1的脂肪酸類化合物有丁酸、己酸、辛酸、乙酸、癸酸，這5 種揮發(fā)性較強的中、短碳鏈脂肪酸，它們是牛奶中的特征風味組分，在低質(zhì)量濃度下均具有較為濃郁的奶香味，其中OAV較大的己酸和辛酸分別帶有強烈的、腐臭奶酪香氣[23]和酸臭味，這些脂肪酸類化合物對馬蘇里拉奶酪風味起到主要貢獻作用。

奶酪中含有豐富的酯類化合物，短鏈的酯類化合物不僅在常溫下?lián)]發(fā)性較強，且具有較低的閾值。這些酯類能夠很好地掩蓋奶酪中脂肪酸和胺類物質(zhì)所產(chǎn)生不愉快的風味[24]，且許多酯類能夠賦予奶酪甜味、水果味及花香味，因而對奶酪感官品質(zhì)具有較好貢獻。本實驗中OAV大于1的酯類物質(zhì)有4 種，分別為乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和辛酸乙酯，這類酯類物質(zhì)的混合物被稱為黃油酯[25]，其中己酸乙酯具有菠蘿的香甜味[26]，辛酸乙酯具有柔和、愉快而持久的白蘭地酒香味[27]，是乳制品中特征性風味組分。內(nèi)酯類化合物中δ-癸內(nèi)酯和δ-十二內(nèi)酯的OAV大于1，內(nèi)酯類化合物大多具有奶油、椰子等油脂香氣，在奶酪整體風味的構建中發(fā)揮著不可替代的作用[28]。

酮類物質(zhì)感知閾值低，是奶酪風味組分中不可或缺的一類。其中最重要是具有奶油香氣的甲基酮類化合物。甲基酮類化合物多由不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生[29]，能夠賦予奶酪奶香味、水果味及花香味。酮類物質(zhì)中僅2-十一酮的OAV大于1,2-十一酮，是重要的牛奶奶香味的來源[30]，對馬蘇里拉奶酪的風味的形成具有促進作用。

醛類組分會很快還原成醇及相應的酸，因而醛類物質(zhì)在奶酪中的存留時間很短[31]，但醛類組分對于奶酪的風味同樣有重要的影響。OAV大于1的醛類物質(zhì)有己醛、庚醛、辛醛、壬醛、糠醛、(E)-2-壬烯醛和苯乙醛，壬醛有柑橘香、花香[32]，庚醛具有強烈和不愉快的油脂刺鼻氣味[33]，辛醛有類似甜橙的香氣[34]，糠醛具有苦杏仁味，(E)-2-壬稀醛具有黃瓜味和西瓜味，己醛呈現(xiàn)出青草香味[35]，苯乙醛具有蜂蜜、鮮花的香氣[36]，這些醛類物質(zhì)對馬蘇里拉奶酪的整體風味具有積極作用。

醇類物質(zhì)在奶酪中主要有4 種來源：一是乳糖代謝；二是甲基酮還原；三是氨基酸代謝，氨基酸可通過Strecker降解產(chǎn)生醇類；四是亞油酸、亞麻酸降解[37]。醇類物質(zhì)中僅有1-辛烯-3-醇的OAV大于1,1-辛烯-3-醇具有濃郁的蘑菇香氣[38]，對奶酪風味的形成起著很好的修飾作用。

綜上可知，脂肪酸類、酯類、內(nèi)酯類、酮類、醛類和醇類物質(zhì)共同構建了馬蘇里拉奶酪的整體風味。

2.3 主成分分析

選取嗅聞得到的31 種化合物的OAV（表3），對3 類不同工藝制備的馬蘇里拉奶酪風味化合物的OAV進行主成分分析，從而對不同制作工藝的奶酪差異進行表征，并進一步得到揮發(fā)性風味物質(zhì)對奶酪差異的貢獻度[39]。

圖3 6 種馬蘇里拉奶酪的特征性風味物質(zhì)的主成分分析Fig.3 PCA plot of characteristic flavors of six brands of Mozzarella cheese

如圖3所示，第1、2主成分的貢獻率分別為61.9%、21.4%，總貢獻率大于75%，說明這2 個主成分基本能夠表征樣品的大部分特征[40-41]。6 種馬蘇里拉樣品能夠明顯按各自特性分為3 類，表明采集的數(shù)據(jù)能反映出6 種樣品間的差異。對喬瓦和奇?zhèn)愅姓w風味貢獻較大的化合物為己醛、庚醛、己酸乙酯、(E)-2-壬烯醛、糠醛和丁酸乙酯，對蒂娜和奧瑞秋整體風味影響較大的化合物為1-辛烯-3-醇、2-十一酮和δ-十二內(nèi)酯，對荷氏和米格整體風味起主要作用的化合物為正癸酸、苯乙醛和乙酸乙酯，根據(jù)這些化合物的差異能夠很好地區(qū)分這3 類不同生產(chǎn)工藝的馬蘇里拉奶酪。

3 結 論

本實驗通過SPME-GC-MS和GC-O對3 類不同工藝制備的馬蘇里拉奶酪進行分析，結果得出：共檢測出109 種揮發(fā)性風味成分，酯類20 種、酸類20 種、醇類17 種、醛類15 種、酮類12 種、芳香及雜環(huán)類11 種、內(nèi)酯類6 種、烯烴類5 種以及含硫類化合物3 種。其中嗅聞確定的化合物有31 種，將這31 種化合物的OAV進行主成分分析，表明新鮮水牛奶馬蘇里拉奶酪的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)為己醛、庚醛、己酸乙酯、(E)-2-壬烯醛、糠醛和丁酸乙酯；新鮮牛奶馬蘇里拉奶酪的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)為1-辛烯-3-醇、2-十一酮和δ-十二內(nèi)酯；半硬質(zhì)牛奶馬蘇里拉奶酪的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)為正癸酸、苯乙醛和乙酸乙酯。主成分檢測結果能將這6 種馬蘇里拉奶酪大致分為3 類，說明這些揮發(fā)性風味物質(zhì)能很好地描述不同類別奶酪的風味差異。