韓秋煜,許瑋宸,李雪飛,余妙靈,包 斌*
(1. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306;2. 食品科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué)),上海 201306)
羊奶中的營養(yǎng)物質(zhì)十分豐富,含有維持健康的多種營養(yǎng)成分,如維生素、氨基酸及多種酶類等[1-2]。相較于牛奶,羊奶中Ca2+和環(huán)核苷酸含量較高,同時酪蛋白與乳清蛋白比例接近人乳,酪蛋白膠粒和乳脂肪球較小,消化時間短、吸收快,更易被人體消化吸收[3]。但羊奶產(chǎn)品的膻味在加工銷售過程中難以被除去。羊奶中存在較多的揮發(fā)性游離脂肪酸,是產(chǎn)生膻味的主要原因[4]。同時,脂肪酶在羊奶的存放過程中能夠加速乳脂的分解,增加羊奶的膻味[5]。探究合適的羊奶加工工藝及產(chǎn)品,對增加羊奶的可利用率十分重要。
酸奶在我國是一種家喻戶曉的食品,具有重要的營養(yǎng)與食用價值,其風(fēng)味深受民眾的喜愛。乳酸菌是酸奶發(fā)酵過程中的主要菌種[6]。乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì),可以降低羊奶產(chǎn)品的膻味[7]。同時,酸奶較低的pH 值也被認為可以降低脂肪酶的活性,從而減少羊奶產(chǎn)品的膻味。
市售羊奶產(chǎn)品的原料多使用山羊奶,少有綿羊奶產(chǎn)品,對于山羊酸奶與綿羊酸奶之間的風(fēng)味對比研究十分有限。因此,本文旨在對綿羊酸奶及山羊酸奶在感官水平、理化特性及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行對比,為綿羊酸奶及山羊酸奶的進一步開發(fā)提供參考。
綿羊奶粉:好睡綿全脂綿羊奶粉(市售);山羊奶粉:CapriLac 凱布瑞特全脂山羊奶粉(市售);菌種:佰生優(yōu)酸奶發(fā)酵菌粉(市售);白砂糖(食品級,市售);純凈水,符合 GB10791—89 規(guī)定的軟飲料用水標準。
濃硫酸(H2SO4)、硫酸銅(CuSO4)、硫酸鉀(K2SO4)、異戊醇(C5H12O)和氫氧化鈉(NaOH),均為分析純(AR);海砂(SiO2)為化學(xué)純(CP)。
電溫恒熱水浴鍋:HWS 12 型,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;蛋白質(zhì)消化儀:FOSS Tecator Digestor 8 型,丹麥福斯分析儀器有限公司;全自動凱氏定氮儀:FOSS Kjeltec 8400 型,丹麥福斯分析儀器有限公司;紫外可見分光光度計:UV-1800(PC)型,上海美譜達儀器有限公司;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS):7890B GC system-5977A MSD,安捷倫(中國)科技有限公司。
1.3.1 發(fā)酵乳制備 取山羊奶粉與綿羊奶粉各40 g,以1:7 (W/V)的比例與50 ℃純凈水混合均勻,得到山羊復(fù)原乳與綿羊復(fù)原乳,按如下工藝進行發(fā)酵:
1.3.2 感官評定 由10 名經(jīng)過培訓(xùn)的食品專業(yè)人員組成感官小組,按照表1 所示感官評分標準進行感官評定。評定過程在溫度適宜、光線良好的室內(nèi)進行。分別從色澤、組織形態(tài)、風(fēng)味和口感4 個方面進行評定,滿分100 分。
表1 綿羊酸奶與山羊酸奶感官評定評分標準Table 1 Sensory evaluation standards to goat and sheep yogurt
1.3.3 蛋白質(zhì)含量測定 山羊和綿羊奶粉,山羊和綿羊酸奶中蛋白質(zhì)含量測定方法參考國家質(zhì)量標準文件GB5009.5—2016[8]。
1.3.4 脂肪含量測定 山羊和綿羊酸奶中脂肪含量測定方法參考國家質(zhì)量標準文件GB5009.6—2016[9]。
1.3.5 總固形物含量測定 山羊和綿羊酸奶中總固體含量測定方法參考國家質(zhì)量標準文件GB5413.39—2010[10]。
1.3.6 酸度測定 山羊和綿羊酸奶中酸度測定方法參考國家質(zhì)量標準文件GB5009.239—2016[11]。
1.3.7 持水力測定 山羊和綿羊酸奶持水力測定參考王偉佳等[12]的方法。準確稱取30 g 山羊酸奶樣品或綿羊酸奶樣品,在4 000 r·min-1下,4 ℃ 離心15 min,靜置 10 min 后對沉淀進行稱量。每組樣品設(shè)3 個平行。持水力計算公式如下:
式(1)中:m0為離心管質(zhì)量;m1為酸奶質(zhì)量;m2為沉淀質(zhì)量。
1.3.8 懸浮穩(wěn)定性測定 本測定參考王偉佳等[12]的方法:取山羊酸奶樣品或綿羊酸奶樣品3 g,稀釋80 倍后放入紫外分光光度計。在波長540 nm 處,測得樣品吸光度。再取稀釋樣品50 mL,于4 000 r·min-1下,4 ℃ 離心10 min,取上層乳液,在波長540 nm 處再次測量吸光度。每組樣品設(shè)3 個平行。懸浮穩(wěn)定性的計算公式如下:
式(2)中:A1為80 倍稀釋樣品吸光度;A2為上清液吸光度。
1.3.9 揮發(fā)性風(fēng)味成分測定 揮發(fā)性風(fēng)味成分測定采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)法,通過GC-MS 配合固相微萃?。⊿PME)方法,對酸奶樣品進行分析,即可以得到氣味的物質(zhì)成分。進樣前,先利用SPME 進行富集。萃取條件:在20 mL樣品瓶中加入6 g山羊酸奶樣品或綿羊酸奶樣品及2 g NaCl,于60 ℃水浴中萃取30 min,開啟磁力攪拌,進行頂空萃取。解析條件:進樣口升溫至250 ℃后開始進樣,推出萃取頭解析附5 min。
色譜、質(zhì)譜條件按照武士美等[13]的方法設(shè)定。色譜條件:采用程序升溫方式,起始溫度為35 ℃,保持3 min,然后以4 ℃·min-1速率升至140 ℃,保持1 min,再以10 ℃·min-1升至250 ℃,保持3 min;進樣口溫度保持250 ℃;載氣為He 氣,流速1.0 mL·min-1;不分流進樣。質(zhì)譜條件:電離方式為電子轟擊(EI),電子能量70 eV;離子源溫度為230 ℃;質(zhì)量掃描范圍m/z33~450 amu。
圖表使用Office 365 和Origin 8.5 軟件進行繪制。采用IBM SPSS Statistics 19 對數(shù)據(jù)進行顯著性差異分析。
由表2 可知,山羊酸奶的蛋白質(zhì)含量(3.15%)和脂肪含量(3.92%)顯著高于綿羊酸奶(3.02%,3.50%)(P< 0.05),而鮮綿羊乳酸奶的蛋白質(zhì)(19.48%)和脂肪(6.08%)含量均高于鮮山羊乳(12.51%,3.44%)[3,14]。該結(jié)果可能是由于本研究使用原料為奶粉。因此,對山羊和綿羊復(fù)原乳進行了蛋白質(zhì)含量的測定后發(fā)現(xiàn),綿羊復(fù)原乳蛋白質(zhì)含量(3.20% ± 0.01%)顯著低于山羊復(fù)原乳(3.38% ±0.03%)(P< 0.05),導(dǎo)致綿羊酸奶中蛋白質(zhì)含量較低。同時,綿羊酸奶的酸度顯著高于山羊酸奶(P<0.05),這與Vianna 等[14]所得的結(jié)果相同。在發(fā)酵過程中,pH 值因乳酸菌的新陳代謝活性而降低,同時消耗乳糖并產(chǎn)生乳酸。因此綿羊復(fù)原乳中的乳糖含量高于山羊復(fù)原乳。相較于牛酸奶,羊酸奶的酸度較高,具有非典型的酸奶口味[15]。這可能是由于羊酸奶含有較高的短鏈脂肪酸,形成了其特色風(fēng)味。但綿羊與山羊酸奶的總固體含量未出現(xiàn)顯著差異(P> 0.05),這僅由復(fù)原乳的濃度決定。
表2 綿羊和山羊酸奶理化性質(zhì)與貯藏穩(wěn)定性的對比Table 2 Comparison of physical and chemical properties and storage stability of sheep and goat yogurt
在貯藏穩(wěn)定性上,山羊酸奶的懸浮穩(wěn)定性顯著高于綿羊酸奶(P< 0.05),而持水力并無顯著差異(P>0.05),這是由于酸奶持水能力直接受總固體含量影響[14]。因此,山羊酸奶的貯藏穩(wěn)定性優(yōu)于綿羊酸奶。
圖1 顯示兩種酸奶在色澤、組織形態(tài)、風(fēng)味與口感皆存在顯著性差異(P< 0.05)。在色澤上,山羊酸奶的評分顯著高于綿羊酸奶。這可能是因為山羊本身可以將全部 β -胡蘿卜素轉(zhuǎn)化成維生素 A,故山羊奶粉的顏色較綿羊奶粉更白[3],呈亮白色。在組織形態(tài)上,綿羊酸奶(9.7)的感官評分顯著低于山羊酸奶(18.8)。根據(jù)Domaga?a 的報道[16],原料中總固形物和蛋白質(zhì)含量的微小差別,會導(dǎo)致酸奶組織形態(tài)出現(xiàn)顯著變化。因此,山羊奶粉中蛋白質(zhì)含量(3.38%)顯著高于綿羊奶粉(3.20%),使綿羊酸奶的組織形態(tài)評分極顯著低于山羊酸奶。然而綿羊酸奶的風(fēng)味(16.8)與口感(23.5)評分均顯著高于山羊酸奶(14.7,15.2),這是可能是由于山羊酸奶樣品的膻味較明顯,難以被接受,同時綿羊酸奶的酸度(79.43 °T)較高于山羊酸奶(74.03 °T)。山羊酸奶中明顯的膻味主要是由于母山羊的油汗、低不飽和脂肪酸以及羊奶中的游離脂肪酸,主要是己酸、辛酸和癸酸等產(chǎn)生的類似山羊體味的風(fēng)味[17]。
從表3 中可以看出,山羊酸奶的整體感官評分較高,酸奶呈乳白色微黃,明亮有光澤,顏色均一,質(zhì)地均一,無氣泡,不分層,幾乎無乳清析出,有較淡的酸奶香味,酸甜過量或不足,但尚能接受,入口較細膩。但有羊膻味,較難接受。
表3 不同羊奶粉對酸奶感官評價的影響Table 3 Effects of different species on the sensory evaluation
2.3.1 總離子流 SPME-GS-MS 所得總離子流圖以NIST17 數(shù)據(jù)庫進行定性分析。從綿羊和山羊酸奶的總離子流圖(圖2 和圖3)中發(fā)現(xiàn),山羊酸奶由于其風(fēng)味更加強烈,其風(fēng)味物質(zhì)最高上限豐度為8×106,遠高于綿羊酸奶樣品的上限豐度3×106。而山羊與綿羊酸奶中共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),在山羊酸奶樣品總離子流圖中的豐度較低,相對含量更低。這與感官評定中認為綿羊酸奶風(fēng)味強于山羊酸奶的結(jié)果一致。
2.3.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì) 綿羊酸奶樣品共檢出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共22 種,其中酸類化合物檢出4 種,酯類化合物檢出2 種,醛類化合物檢出2 種,醇類化合物檢出4 種,酮類化合物4 種,烴類化合物檢出3 種,其他類化合物檢出3 種;山羊酸奶共檢出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共33 種,其中酸類化合物檢出3 種,醛類化合物檢出10 種,醇類化合物檢出8 種,酮類化合物6種,烴類化合物檢出3 種,其他類化合物檢出3 種,未檢出酯類化合物。各成分及其相對含量見表4。
酸類化合物是酸奶樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的重要成分,是酸奶中的主要呈味物質(zhì)之一[18],對風(fēng)味的影響主要在滋味上。在綿羊酸奶樣品中,揮發(fā)性酸類化合物總計含量21.99%,其中正辛酸為主要酸類化合物(12.38%)。山羊酸奶樣品中的酸類化合物的相對含量為29.62%,揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中主要酸類化合物為正己酸(17.27%),其中順式-11-二十碳烯酸、正癸酸分別是山羊與綿羊酸奶中單獨檢出的酸類化合物,二者對滋味的影響作用需要進行進一步探討。
綿羊酸奶中揮發(fā)性酯類化合物相對含量為2.74%,是其特有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),包含甲酸辛酯(1.86%)和丁酰乳酸丁酯(0.88%)。酯類化合物的存在使綿羊酸奶具有了獨特的香味,削弱了脂肪酸及胺類所產(chǎn)生的苦澀風(fēng)味[19]。盡管其相對含量較低,但可以部分掩蔽綿羊酸奶中的羊膻味,是令綿羊酸奶與山羊酸奶的風(fēng)味出現(xiàn)差異的原因之一。
醛類物質(zhì)風(fēng)味閾值較低,對酸奶的風(fēng)味具有較大貢獻[20]。國產(chǎn)牛酸奶的風(fēng)味類型為醛香型,乙醛是主要揮發(fā)性風(fēng)味成分[21],但羊酸奶中未檢出乙醛。在綿羊酸奶中檢出的醛類化合物僅為正壬醛(3.49%)和反式-7-十六碳烯醛(0.26%)。相較于綿羊酸奶,山羊酸奶中檢出的醛類化合物較高,相對含量為9.09%。
在綿羊酸奶的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中,揮發(fā)性醇類化合物(8.85%)僅有正己醇、正庚醇、環(huán)己(基)硫醇和正壬醇。而山羊酸奶中的醇類化合物高達34.12%,是山羊酸奶中的主要呈味化合物之一,提供了獨特的醇香風(fēng)味。同時,綿羊酸奶中酮類物質(zhì)總含量為26.66%。其中2, 3-丁二酮與3-羥基-2-丁酮含量較高,是綿羊酸奶奶香味較濃的主要原因。因此,綿羊酸奶的主要揮發(fā)性呈味物質(zhì)含量高于山羊酸奶,導(dǎo)致了綿羊酸奶風(fēng)味優(yōu)于山羊酸奶。
使用綿羊奶粉和山羊奶粉為原料,對比了山羊和綿羊酸奶的品質(zhì)特性和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。結(jié)果顯示,山羊酸奶的營養(yǎng)價值較高且貯藏穩(wěn)定性優(yōu)于綿羊酸奶。由于綿羊酸奶含有較高的揮發(fā)性酮類和酯類物質(zhì),使其具有較明顯的奶香味,更多的掩蔽了羊膻味,風(fēng)味和口感優(yōu)于山羊酸奶。