熱處理對牛乳美拉德反應程度及揮發(fā)性成分的影響

依勝男，蘆 晶，逄曉陽，郝莉雨，張書文，呂加平

（中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193）

牛乳是生活中不可或缺的營養(yǎng)來源之一，其營養(yǎng)成分及其活性成分高達2 300多種[1]。牛乳中鈣和蛋白質(zhì)有益于人體的生長發(fā)育，且鈣磷比適當，更易被人體吸收。并且，牛乳中的乳脂肪、乳糖和維生素等其他物質(zhì)組分同樣易被人體吸收[2]。此外，還有種類繁多的生物活性成分。乳中生物活性物質(zhì)具有各種不同的作用和功能，包括維持和提升機體免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌等系統(tǒng)的良好運轉(zhuǎn)，以及激發(fā)各種抗菌物質(zhì)、酶類和活性肽等的生物活性[3]。

生鮮乳中含有大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌等有害菌，且牛乳是多種微生物的優(yōu)良繁殖場所，為保證乳制品的生物安全性，在加工過程或飲用前生鮮乳常需進行殺菌處理。牛乳殺菌方式主要分為熱殺菌和冷殺菌。熱處理是乳品加工中最主要的殺菌方式[4]。熱處理會導致牛乳發(fā)生多種理化反應，如美拉德反應、乳糖異構(gòu)化以及蛋白變性等。在美拉德反應過程中，不同階段會生成各不相同的復雜產(chǎn)物，且多數(shù)產(chǎn)物為潛在有害物質(zhì)。隨熱處理程度的增加，產(chǎn)物含量會不同程度地增加[5]。糠氨酸（furosine，F(xiàn)RS）、丙烯酰胺是初級反應的標志產(chǎn)物。5-羥甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfuralaldehyde，5-HMF）、羧甲基賴氨酸均為美拉德反應中級產(chǎn)物[6]。5-HMF與FRS生成的階段不同，其含量明顯不同，且含量的增加速率存在顯著差別。在美拉德反應前期，F(xiàn)RS的產(chǎn)生速率更高，而反應后期，5-HMF產(chǎn)生速率更高。

此外，牛乳熱處理會導致原料乳風味發(fā)生很大改變，牛乳熱加工程度不同，其風味變化程度不同。熱處理過程伴隨多種理化反應，如乳蛋白間的酪蛋白與乳清蛋白的交聯(lián)[7]，乳脂肪會發(fā)生氧化反應[8]，乳糖與蛋白發(fā)生美拉德反應和焦糖化反應[9]，發(fā)生這些理化反應會改變牛乳風味物質(zhì)的組成，甚至產(chǎn)生生鮮乳本身沒有的不良風味[10]。

本實驗旨在探究不同熱處理程度對牛乳美拉德反應程度以及揮發(fā)性成分形成的影響，以期為牛乳熱處理工藝改進提供一定參考。本實驗擬通過測定乳中美拉德反應的典型產(chǎn)物，即FRS和5-HMF的含量變化研究美拉德反應的進程，結(jié)合電子鼻技術(shù)探究不同牛乳樣品間的風味差異，采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（solid phase microextraction-gas chromatography-tandem mass spectrometry，SPME-GC-MS）聯(lián)用法檢測乳樣的揮發(fā)性成分及其差別。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生鮮乳 北京三元綠荷牧場。FRS、5-HMF（均為色譜純） 美國Sigma公司；2-甲基-3-庚酮、硫酸鉀和硫酸銅混合片 北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PEN3型便攜式電子鼻傳感器 德國Airsense公司；HP6890/5975C GC-MS聯(lián)用儀、1260超高效液相色譜（ultra-high performance liquid chromatography，UPLC）、ZORBAXSB反相高效液相色譜柱 美國安捷倫科技公司；57308 PDMS手動SPME裝置、2 cm-50/30 μm二乙基苯（divinylbenzene，DVB）萃取纖維頭美國Supelco公司；UHT殺菌機 日本Powerpoint International公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

實驗乳樣品分16 組，以原料乳為對照樣品，其余15 組樣品采用不同溫度和時間組合的熱處理作為加熱組。實驗通過中試設(shè)備UHT殺菌機控制熱處理時間和溫度以完成牛乳樣品的制備。每個溫度在設(shè)定溫度的2 ℃波動。樣品收集后將其于－80 ℃保存以供后續(xù)分析。樣品1、2、3、4、5號分別在75、90、105、120、135 ℃進行熱處理反應5 s，樣品6、7、8、9、10號分別在75、90、105、120、135 ℃進行熱處理反應15 s，樣品11、12、13、14、15分別在75、90、105、120、135 ℃進行熱處理反應30 s。

1.3.2 牛乳FRS含量的測定

參考文獻[11-14]采用HPLC測定方法并進行修改。取2.00 mL試樣，置于帶密閉的耐熱試管中，加入6.00 mL的10.6 mol/L的鹽酸溶液，混勻。向試管中緩慢通入高純度氮氣1～2 min，密閉試管，然后將其置于烘箱中，在110 ℃加熱水解24 h。加熱約1 h后，輕搖試管。加熱結(jié)束后，將試管從干燥箱中取出，冷卻后過濾，保留濾液供測定。凱氏定氮法測定保留濾液中的蛋白含量。吸取試樣，水解待測溶液于凱氏定氮消化管中，加入硫酸鉀和硫酸銅混合片和10.00 mL濃硫酸，于420 ℃消化90 min至溶液澄清后，轉(zhuǎn)入凱氏定氮儀進行蒸餾、測定，并計算水解液中蛋白質(zhì)的含量。水解液中FRS含量以樣品質(zhì)量分數(shù)計，數(shù)值以每100 g蛋白質(zhì)中所含質(zhì)量表示，按式（1）計算：

式中：W為樣品中FRS含量/（mg/100 g）；C為UPLC測得的樣品水解液中FRS質(zhì)量濃度/（μg/mL）；D為測定時樣品溶液的稀釋倍數(shù)（4）；M為樣品水解液中蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/（mg/mL）。

1.3.3 牛乳5-HMF含量的測定

參照NY/T 1332—2007《乳與乳制品中5-羥甲基糠醛含量的測定 高效液相色譜法》[15]中5-HMF檢測方法。除去樣品中的蛋白質(zhì)沉淀后，濾液中的5-HMF經(jīng)反相高效液相色譜柱分離，用紫外檢測器在284 nm波長處檢測，外標法定量。實驗以甲醇-水（15∶85，V/V）進行等度洗脫15 min，流速1 mL/min。5-HMF含量按式（2）計算：

式中：X為試樣中5-HMF的含量/（mg/kg）；Ai為試樣中5-HMF的峰面積；As為標準工作液中5-HMF的峰面積；Cs為標準工業(yè)液中5-HMF的質(zhì)量濃度/（μg/mL）；V為試樣最終定容體積/mL；m為試樣質(zhì)量/g。

1.3.4 電子鼻測定牛乳風味

取2.00 mL不同熱處理程度的牛乳放置于電子鼻專用的玻璃瓶中，封蓋后室溫平衡30 min，用電子鼻測定樣品間氣味的差異。電子鼻采用頂空進樣方式，每個樣品重復4 次，篩選3 個理想結(jié)果作為平行組，載氣為空氣，流速為300 mL/min。頂空獲取時間為60 s，延滯180 s，選取48～52 s較平穩(wěn)的階段進行信息采集，用儀器自帶軟件完成主成分分析（principal component analysis，PCA）步驟。

1.3.5 牛乳揮發(fā)性風味物質(zhì)的測定

取2.00 mL牛乳裝于頂空瓶中，密封、待測。吹掃條件：溫度50 ℃、平衡20 min、吸附15 min、氮吹流量50 mL/min。

GC條件：DB-WAX色譜毛細管柱（30.00 m×0.25 mm，0.25 μm），起始溫度設(shè)定為40 ℃，持續(xù)3 min后，以5 ℃/min的速率升溫到200 ℃，再以10 ℃/min的速率升溫到230 ℃保持3 min，載氣為氦氣，恒定流速1.2 mL/min，進樣口溫度250 ℃，壓力706.7 kPa。分流比1∶1。

MS條件：電子電離源，電子能量70 eV，傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，溶劑延遲3 min，質(zhì)量掃描范圍m/z55～500。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)使用SPSS 8.5軟件進行統(tǒng)計處理。電子鼻采用PCA進行處理。在NIST標準質(zhì)譜庫中自動檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，并通過揮發(fā)性風味物質(zhì)與內(nèi)標物2-甲基-3-庚酮粒子流的強度進行相對定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱處理程度的牛乳美拉德反應產(chǎn)物

2.1.1 牛乳FRS含量

如表1所示，本實驗原料乳中的FRS含量3.89 mg/100 g明顯低于其他熱處理乳樣品。當熱處理時間相同時，不同熱處理溫度樣品間差異極顯著（P＜0.01）。當熱處理時間為5、15 s且溫度低于120 ℃時，F(xiàn)RS含量增加速率較緩慢，但當溫度由120 ℃升高到135 ℃時，F(xiàn)RS含量增加2～3 倍。當熱處理時間為30 s，且溫度低于105 ℃時，F(xiàn)RS含量增加緩慢，但當溫度升高到120 ℃時，F(xiàn)RS含量開始大幅增加。當加熱溫度升高到135 ℃時，不同加熱時間5、15、30 s的FRS含量分別為153.6、166.8、255.3 mg/100 g。在均低于105 ℃的相同溫度時，不同熱處理時間的樣品差異不大。當熱處理溫度為120 ℃時，熱處理時間分別為5、15、30 s的樣品中，F(xiàn)RS含量分別為61.7、67.7、111.8 mg/100 g。因此，熱處理120 ℃/5 s和120 ℃/15 s的樣品中FRS含量差異不大，但120 ℃/30 s處理的樣品差異顯著，且120 ℃/30 s處理樣品顯著低于135 ℃/5 s的條件超高溫瞬時滅菌（ultra-high temperature instantaneous sterilization，UHT）樣品中FRS含量，其對應關(guān)系為：111.8 mg/100 g＜153.6 mg/100 g。FRS含量與美拉德反應程度密切相關(guān)，是美拉德反應的初級階段產(chǎn)物，美拉德反應與加熱的溫度和時間密切關(guān)系。加熱溫度越高或加熱時間越長，美拉德反應的程度會越劇烈，形成的美拉德產(chǎn)物中FRS含量會越高，但當熱處理溫度高于120 ℃或熱處理時間高于20 s時，F(xiàn)RS含量會急劇增加。

表1 不同熱處理程度FRS含量的變化Table 1 Change of furosine contents at different heat treatment levels

FRS是美拉德反應過程中乳糖和賴氨酸反應的產(chǎn)物[16]。FRS含量可反映牛乳中賴氨酸的熱損傷程度以及牛乳的熱加工程度[17]。除了在熱處理過程中，F(xiàn)RS含量隨熱處理強度的增大而增加外，在貯藏過程中，隨貯藏時間延長和溫度升高，F(xiàn)RS含量也持續(xù)增加[18]。除原料乳和巴氏殺菌乳外，其他多種熱處理程度的牛乳中的FRS含量存在較大差異，并風味物質(zhì)種類有一定重疊。Lorenzen[19]發(fā)現(xiàn)，不同熱加工牛乳的FRS含量存在明顯差別，且同種牛乳間FRS含量也存在較大差別，熱處理強度越大，F(xiàn)RS含量越高。低溫巴氏殺菌乳中含量為4～14 mg/100 g，長貨架期（extended shelf life，ESL）巴氏殺菌乳中含量為1～260 mg/100 g，滅菌乳中含量為250～440 mg/100 g[20-22]。

如表1所示，75 ℃/15 s處理樣品中的FRS含量為24.6 mg/100 g，90 ℃/15 s處理牛乳樣品中的FRS含量為27.4 mg/100 g，測得原料乳中FRS含量為3.89 mg/100 g，2 種熱處理條件的牛乳中FRS含量分別約為原料乳的6 倍和7 倍，與遲驍瑋[23]發(fā)現(xiàn)牛乳經(jīng)85 ℃/15 s熱處理后FRS含量是原料乳對應含量的6 倍的結(jié)果相似。Elliott[24]發(fā)現(xiàn)，生乳中FRS含量為3～5 mg/100 g，且FRS含量與美拉德反應的第一階段有關(guān)。實驗測得UHT樣品中FRS含量為153.6 mg/100 g，在Elliott[24]測得UHT乳中FRS含量56～220 mg/100 g的范圍之內(nèi)。孫琦[25]發(fā)現(xiàn)，熱處理137 ℃的牛乳中FRS含量顯著高于125 ℃熱處理的樣品。實驗熱處理溫度升高到135 ℃時，F(xiàn)RS的含量劇增。Lorenzen[19]發(fā)現(xiàn)原料乳和低溫巴氏滅菌牛乳中FRS含量的范圍均為4～14 mg/100 g，ESL巴氏殺菌乳、UHT直接加熱牛乳、UHT間接加熱牛乳、滅菌牛乳中FRS含量的范圍分別為10～260、16～485、40～430、250～440 mg/100 g。結(jié)合研究發(fā)現(xiàn)[23-24]，不同牛乳的FRS檢測值范圍廣，數(shù)值存在較大差異。

2.1.2 牛乳5-HMF含量

生鮮乳中5-HMF含量很少或不存在，如表2所示，實驗在原料乳中未檢測到5-HMF。熱處理時間相同時，隨熱處理溫度的升高，5-HMF含量呈現(xiàn)不同程度增加的規(guī)律，樣品間5-HMF含量差異顯著（P＜0.05）。當熱處理時間相同，且溫度低于120 ℃時，5-HMF含量呈現(xiàn)小幅增加。當溫度由120 ℃升高到135 ℃時，5-HMF含量急劇增加。熱處理時間相同，熱處理溫度135 ℃時，5-HMF含量是120 ℃時的2～3 倍。當熱處理溫度相同，溫度低于120 ℃時，5-HMF增加量不大。當熱處理時間由5 s增加到30 s時，熱處理溫度在75、90、105、120 ℃對應的5-HMF增加量分別為0.04、0.04、0.07、0.12 mg/kg。當熱處理溫度為135 ℃時，隨熱處理時間的延長，5-HMF的增加量變大。當熱處理時間由5 s增加到30 s時，5-HMF含量增加量為0.54 mg/kg。Pereda[2]發(fā)現(xiàn)，當熱處理溫度高于130 ℃時，5-HMF的含量才開始急劇增加。

表2 不同熱處理程度的5-HMF含量變化Table 2Change of 5-HMF contents at different heat treatment levels

5-HMF含量與FRS含量增長趨勢可反映美拉德反應中占主要進程的特定反應階段。高萌[26]同樣發(fā)現(xiàn)，隨熱處理溫度增高和時間增長，巴氏殺菌乳和UHT乳中5-HMF含量均發(fā)生了明顯變化，溫度越高，時間越長，5-HMF含量越高。實驗發(fā)現(xiàn)溫度升到到135 ℃時，5-HMF含量急劇增加。因此，熱處理溫度升高到135 ℃時，美拉德反應第1、第2階段的同時劇烈進行導致FRS和5-HMF的含量均激增。

2.2 不同熱處理程度的牛乳揮發(fā)性風味成分評價

2.2.1 不同熱處理牛乳風味區(qū)分度分析

電子鼻采用PCA通過提取多指標信息，進而轉(zhuǎn)換和降維數(shù)據(jù)[27]。圖1是對不同溫度且相同熱處理時間的樣品PCA圖，A、B、C為分別在不同溫度處理5、15、30 s樣品的對比分析，PC1、PC2的總貢獻率分別為99.36%、99.34%、97.59%，均大于90%，因此PC1、PC2代表了主要的信息特征，其表明相同熱處理時間、不同熱處理溫度的樣品之間差異顯著。如圖1A所示，樣品之間風味的變化主要體現(xiàn)在PC2上，隨加熱溫度的升高，某種風味物質(zhì)含量占比逐漸增加。如圖1B所示，當加熱時間為15 s，溫度從75 ℃從上升到90 ℃時，氣味的變化主要體現(xiàn)在PC1上，由于其貢獻率達到98.51%，所以溫度變化引起2 個樣品之間的風味差異。90 ℃后，隨溫度的升高，氣味變化主要體現(xiàn)在PC2的貢獻率逐漸增加。圖1C表明，不同溫度持續(xù)30 s熱處理的樣品氣味差異主要體現(xiàn)在PC2上，除熱處理溫度75 ℃外，其他樣品的氣味相近。當溫度高于90 ℃時，牛乳氣味與熱處理溫度為75 ℃的牛乳氣味存在顯著差異。

圖1 相同熱處理時間不同溫度牛乳樣品間電子鼻的PCA圖Fig.1 PCA plots discriminating between milk samples treated at different temperatures from the same duration

2.2.2 不同熱處理牛乳風味物質(zhì)種類

如表3所示，原料乳中檢測到25 種風味物質(zhì)，75 ℃/15 s中檢測到39 種風味物質(zhì)，120 ℃/5 s、120 ℃/15 s中檢測到43 種風味物質(zhì)，在135 ℃/5 s中檢測到46 種風味物質(zhì)。可見，牛乳通過熱處理產(chǎn)生很多種風味物質(zhì)，主要包括酯類、硫化物及揮發(fā)性酮類、醛類和烷烴類物質(zhì)，如二甲基硫醚、γ-辛內(nèi)酯、γ-十二內(nèi)酯、2-丁酮、2-庚酮、辛醛、壬醛、2-甲基十一烷等。原料乳中25 種風味物質(zhì)，包括酸類9 種、烷烴類5 種、醇酚類4 種、酯類3 種、酮類2 種和醛類2 種。75 ℃/15 s熱處理牛乳39 種風味物質(zhì)，包括酸類10 種、烷烴類8 種、醛類6 種、酮類5 種、酯類5 種、醇酚類4 種和醚類1 種。120 ℃/5 s和120 ℃/15 s樣品中同樣檢測到43 種風味物質(zhì)，包括酸類10 種、烷烴類9 種、醛類7 種、酮類6 種、醇酚類5 種、酯類5 種和醚類1 種。135 ℃/5 s樣品中檢測到46 種風味物質(zhì)，包括酸類11 種、烷烴類9 種、醛類6 種、酮類6 種、醇酚類6 種、酯類6 種和醚類2 種，其中己酸、壬醛、辛酸、2-癸醛、十三烷、癸酸等均具有較強的揮發(fā)性，是牛乳中風味物質(zhì)中的重要成分。

表3 GC-MS測定風味物質(zhì)及其相對含量Table 3Flavor substances and their relative contents in heat-treated milks determined by GC-MS

續(xù)表3

此外，酸類在生鮮乳和熱處理后牛乳中種類最多，但含個別酸類的相對成分存在較大差別。隨熱處理強度的增加，部分酸類的相對含量明顯降低，如丁酸、乙酸、己酸和辛酸等，其中己酸和丁酸具有偏酸的奶油味，在原料奶中含量最高，120 ℃/5 s和120 ℃/15 s中己酸和丁酸的相對含量接近，略低于75 ℃/15 s處理條件的對應含量。辛酸具有花香味和酒味，與其他牛乳相比，135 ℃/5 s中多了異辛酸。種類最多的物質(zhì)其次是烷烴類，但烷烴類對牛乳風味的影響較小，大部分烷烴類物質(zhì)無較特殊風味。

隨熱處理程度增加，酮類、醛類和酯類的相對含量明顯增加，其同樣是構(gòu)成牛乳特征風味的主要物質(zhì)，隨熱處理溫度的升高，酮類化合物的相對含量明顯增加，135 ℃/5 s處理酮類相對含量最大。2-庚酮具有油脂味，隨熱處理強度的增加，牛乳的油脂味也逐漸增加，且135 ℃/5 s處理牛乳中2-庚酮的相對含量明顯高于其他3 種熱處理的牛乳。2-丁酮具有果香味、甜味和輕微的乳樣香味。苯甲醛對乳整體良好風味的形成有重要作用，呈苦杏仁香味和焦味，有果香、堅果香韻。壬醛能表現(xiàn)出新鮮味。己酸乙酯有果香。硫化物是在熱處理過程中產(chǎn)生的不好的風味物質(zhì)，生鮮乳中不含有硫化物。本實驗共檢測到2 種硫化物：二甲基硫醚和甲硫醚。二甲基硫醚在熱處理后產(chǎn)生，其含量隨熱處理程度增大而逐漸增多，135 ℃/5 s中的相對含量明顯高于其他條件熱處理的牛乳。甲硫醚只在135 ℃/5 s中檢測到。相比于75 ℃/15 s熱處理的牛乳，135 ℃/5 s的牛乳含有更高濃度的美拉德反應化合物，如3,5-二甲基苯甲醛，導致牛乳中的蒸煮味更重。C3～C9的甲基酮對加熱牛乳的香氣有重要影響。實驗的UHT樣品中發(fā)現(xiàn)的酮主要包括2-庚酮、2-壬酮、2-十一烷酮、2-三苯甲酮等。甲基酮天然存在于牛乳中，但是熱處理過程中牛乳脂肪降解，飽和脂肪酸的β-氧化可以增強甲基酮的形成[28]。酯是形成超高溫滅菌牛乳最重要的化合物。內(nèi)酯與氣味、風味密切相關(guān)，極低的內(nèi)酯含量可以賦予新鮮牛乳良好的風味。牛乳加熱后，脂肪酸中發(fā)生了一系列化學反應以形成酯類等物質(zhì)。牛乳中的一些酮酸和羥基在加熱后會形成內(nèi)酯，這也會影響加熱產(chǎn)品的香氣。如果內(nèi)酯含量太高，則形成難聞的氣味[29-30]。

牛乳風味的形成除了自身形成的風味外，在加工階段中原料奶的一些酶發(fā)生了酶促反應，從而形成了獨特的風味。此外，加工過程的熱處理步驟為產(chǎn)品中產(chǎn)生復雜風味物質(zhì)[31-32]的理化反應提供條件為牛乳因加工方式的不同而產(chǎn)生特殊風味的主要原因。其中，牛乳熱處理過程中風味變化的關(guān)鍵與美拉德反應，脂質(zhì)降解過程，乳脂蛋白、乳清蛋白和乳脂小球膜中其他蛋白質(zhì)的熱變性有關(guān)[33]。在熱處理過程中，乳蛋白中的乳糖和氨基發(fā)生的美拉德反應會產(chǎn)生諸如含氮化合物、麥芽酚和二乙?；娘L味化合物。牛乳熱處理過程中的脂質(zhì)降解會產(chǎn)生甲基酮等[28]。Urbach[34]發(fā)現(xiàn)牛乳中風味物質(zhì)主要包括2 類，其一是烴、醛、酮、醇、酸、酯、內(nèi)酯等簡單組分；其二是包括呋喃和噻吩及其衍生物的含氧、氮、硫的雜環(huán)化合物。研究初期，由于檢測技術(shù)的局限性，生鮮乳中檢測到7 種風味物質(zhì)，熱處理后則檢測到15 種風味物質(zhì)[35]。但隨著科技的發(fā)展與檢測技術(shù)的提升，SPME-GC-MS的檢測方法為樣品中風味物質(zhì)的分離和鑒別提供了很大的幫助，可以較大程度地分離和鑒別牛乳的揮發(fā)性風味物質(zhì)。王萬厚等[36]通過SPME-GC-MS測得原料乳的50 種風味物質(zhì)，其中酸類物質(zhì)種類最多，且相對含量較大的結(jié)論與實驗結(jié)果一致，實驗測得牛乳樣品中酸類物質(zhì)的種類最多，且熱處理程度不同，相對含量有所變化。此外，UHT樣品中風味物質(zhì)的種類比原料乳多25 種，甲基酮、γ-十二內(nèi)酯和δ-葵內(nèi)酯等影響UHT乳風味的酮和酯種類明顯增加。Lee等[37]發(fā)現(xiàn)，由于加熱時間、溫度的差異，UHT牛乳和高溫短時間巴氏殺菌法牛乳的風味物質(zhì)及其含量差異很大，導致感官形成很大差異。楊楠等[38]采用乙醚萃取了原料乳和巴氏殺菌乳中的風味物質(zhì)，并用GC-MS法測定出原料乳的46 種風味物質(zhì)，主要由C8～C20的酮類、烷烴、烷酸和酯類組成；在加熱溫度65 ℃、時間30 min的巴氏殺菌乳中，共鑒定出69 種物質(zhì)，除上述物質(zhì)外還含有醛類、酯類和烯類等物質(zhì)。本實驗發(fā)現(xiàn)，135 ℃/15 s熱處理樣品較其他熱處理程度的樣品所含酯類數(shù)量增加，且相對含量明顯增高。酯類在滋味和氣味的形成中發(fā)揮重要的作用，低含量的酯類會使牛乳產(chǎn)生好的風味，但高含量的酯類，會使牛乳產(chǎn)生不良的氣味[30]。

3 結(jié) 論

本實驗基于原料乳處理時的3 個時間5、15、30 s與5 個溫度75、90、105、120、135 ℃，探究了不同熱處理程度對牛乳美拉德反應程度和風味物質(zhì)及其含量的影響。結(jié)果表明，美拉德反應產(chǎn)物FRS和5-HMF含量均隨熱處理時間延長和溫度升高而有不同程度的增多。熱處理溫度高于120 ℃或時間高于15 s時，美拉德產(chǎn)物含量急劇增加。可見，隨熱處理溫度升高及時間的延長，美拉德反應程度加大，當熱處理溫度升高到135 ℃時，美拉德反應程度明顯加劇。電子鼻結(jié)果表明，熱處理時間相同時，不同熱處理溫度的牛乳氣味差異顯著。此外，SPME-GC-MS測得120 ℃/5 s和120 ℃/15 s的熱處理樣品風味物質(zhì)種類和相對含量相近。熱處理程度越大，產(chǎn)生的風味物質(zhì)越多，其中部分醛類、酮類和酯類的相對含量顯著增加。本實驗可為探究不同熱處理程度的牛乳風味物質(zhì)和美拉德反應程度提供參考依據(jù)。