植物乳杆菌SP-3对干酪挥发性风味物质的影响

苗君莅，莫蓓红，高红艳，肖杨，刘振民

（上海光明乳业技术中心，上海200072）

植物乳杆菌SP-3对干酪挥发性风味物质的影响

苗君莅，莫蓓红，高红艳，肖杨，刘振民

（上海光明乳业技术中心，上海200072）

采用固相微萃取（SPME）富集干酪模型中的挥发性风味物质，并以气相色谱—质谱联用仪（GC-MS）检测结果来评定植物乳杆菌SP-3对干酪挥发性风味的影响。结果表明，添加植物乳杆菌SP-3的干酪模型中2-丁酮、2-甲基-1-丙醇、3-甲基-1-丁醇、1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-羟基-2-丁酮等具有坚果味、水果味和奶油味的物质明显高于对照组，而二甲基硫化物和3-甲硫基-1-丙醇的浓度则低于对照组。

干酪；挥发性；风味物质

0 引 言

风味是干酪品质评价的一个重要指标。干酪中风味物质可分为两大类：非挥发性物质和挥发性风味物质。非挥发性风味物质的贡献主要在于口味，而不在香味。干酪中挥发性风味物质主要对干酪香味作贡献。本文对实验中筛选得到的菌株SP-3在干酪模型中对挥发性风味物质的影响进行了研究。

干酪的成熟及风味的形成是一个昂贵且费时的过程，通过建立模型可以达到快速准确评价干酪成熟及品质的变化。干酪浆体系中含有较高的水分，并且采用了较高的成熟温度（30～32℃），从而起到了快速成熟的效果[1-4]。

奶酪味是经氨基酸转化酶而形成的，且附加在基本的风味之上，氨基酸的进一步转化产生了醇、醛、酸、酯和硫化物等不同的物质，促进了特殊风味的产生[5]。

1 材料与方法

1.1 材料

不同成熟期的干酪模型样品。

1.2 仪器与设备

匀浆机，GC-MS气质联用，SPME手动进样手柄，75μm CAR/PDMS萃取头，试样瓶。

1.3 方法

1.3.1 干酪模型的制作

原料乳→杀菌（78℃，15 s）→冷却（30℃）→接菌种→搅拌→静置发酵→添加凝乳酶→搅拌→凝乳→切割→热烫排乳清→凝块堆砌 （至排出乳清pH降至5.5结束该操作）→切块，即得干酪凝乳。

取新鲜干酪凝乳100 g装入无菌拍打机专用无菌袋中，再加入50 mL质量分数为5%的灭菌氯化钠溶液（对照样）或质量分数为5%，47 mL的灭菌氯化钠溶液和3 mL的SP-3脱脂乳悬浮液（实验样），于拍打机上拍成浆状，封口。对照样与试验样放置于30℃下培养，分别于0，3，6，9，12 d取样分析。 上述操作均在无菌操作室内进行。

1.3.2 样品处理

取15 g干酪模型样品，放入40 mL试样瓶，顶端插入SPME光纤，于50℃水浴30 min，进行GC-MS分析。

1.3.3 GC-MS色谱分析

（1）色谱条件。

分离柱：OV1701，30 m×0.25 mm×0.25 um；进样口温度为250℃；

载气为He；载气流速为0.8 mL/min；

程序升温：33℃，3 min；以10℃/min升至42℃；以5℃/min升至140℃；以18℃/min升至240 min，保持8 min。

（2）质谱条件。

离子源温度200℃；传输线温度250℃；检测气电压350 V；离子化模式为EI+；发射电流200 μA；电子能70 eV；数据采集为全扫描。

1.3.4 数据分析

实验数据处理由Xcalibur软件系统完成，未知化合物经计算机检索同时与NIST谱库(107k compounds)和 Wiley 谱库(320 k compounds，version 6.0)相匹配，记录正反匹配度均大于800(最大值为1 000)的鉴定结果。

2 结果与分析

2.1 不同成熟期两实验组干酪模型的GC色谱分析

图1为SPME法萃取干酪模型挥发性风味物质GC谱图。 图1中，(a)，(b)，(c) 为成熟0，3，12 d的对照组样品； (d)，(e)为成熟3，12d的试验组样品。

由图1可以看出，同一成熟期的两组干酪模型的整体风味轮廓图基本一致，但同一保留时间对应的峰的高度和面积有着较大的差异。这说明植物乳杆菌SP-3的添加，对干酪模型成熟期间挥发性化合物的形成产生了一定的影响。结合附录表中的数据进行分析如下：

(1)对照组干酪模型GC-MS分析中总共鉴定出60种化合物，其中包括26种醇、12种酯、1种萜烯类物质、2种苯环类物质、9种酸和2种硫化物；添加SP-3试验组干酪中总共鉴定出67种化合物，其中包括28种醇、11种酯、1种萜烯类物质、2种苯环类物质、11种酸和2种硫化物。大多数化合物与半硬质干酪成熟期间形成的风味化合物[6]一致，这也说明采用促熟的干酪模型来研究菌株对干酪成熟过程中挥发性风味化合物的影响具有可行性。

(2)酮类化合物。酮类化合物对于干酪的风味具有重要的影响。干酪模型成熟过程中形成的主要酮类化合物为2-戊酮，2-庚酮，3-羟基-2-丁酮，2,3-丁二酮，2-壬酮，2-丁酮等，2-庚酮，2-壬酮和2-辛酮能够赋予干酪水果风味，2-丁酮和3-羟基-2-丁酮能够赋予干酪奶油风味。

两实验组干酪模型成熟过程中，挥发性风味物质3-羟基-2-丁酮的浓度变化如图2所示。由于丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸代谢可以产生3-羟基-2-丁酮，在成熟早期，随着干酪模型中游离氨基酸含量的增加，3-羟基-2-丁酮的浓度也随着增高。成熟后期，3-羟基-2-丁酮能够被进一步代谢为丁酮和2-丁醇，因此3-羟基-2-丁酮的浓度出现下降的趋势，而2-丁酮和2-丁醇的浓度则逐步增大。添加SP-3的干酪模型中3-羟基-2-丁酮和2-丁酮的浓度明显高于对照组，这可能由于SP-3的加入提高了这些风味化合物前体游离氨基酸的含量有关。

(3)醇类化合物。一般来说，醇类化合物的风味阈值较高，对干酪整体风味的贡献较小，但由于其能与脂肪酸进一步形成酯，因此可以间接对风味产生作用。半硬质干酪中具有风味活力的醇有2-丁醇（酒精味），2-甲基-1-丙醇（塑胶味），1-丁醇（水果味），3-甲基-1-丁醇(鲜奶酪味)，4-甲基-2-戊醇（坚果味），2-辛醇 （蘑菇味），2,3-丁二醇 （水果味），3-甲硫基-1-丙醇（烘烤的马铃薯味），1-戊醇（水果味），苯乙醇等，在促熟的干酪模型中也都能检测到。

干酪中的游离氨基酸代谢可以产生醇类物质，如2-甲基-1-丙醇来源于缬氨酸代谢，而3-甲基-1-丁醇，3-甲硫基-1-丙醇，苯乙醇可分别由亮氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸代谢产生。成熟6 d和12 d的添加SP-3的干酪模型中的2-甲基-1-丙醇，3-甲基-1-丁醇，4-甲基-2-戊醇（坚果味）和1-戊醇的含量明显高于对照组，而苯乙醇的含量却低于对照组。

(4)酸类化合物。运用SPME法检测到的主要是分子量相对较小的酸类化合物，其中乙酸和丁酸(酸奶酪味)占的比例最高。2-甲基丙酸和3-甲基丁酸可由支链氨基酸缬氨酸和亮氨酸代谢产生。与对照组相比，添加SP-3的干酪模型中检测到了比较高的2-甲基丙酸和3-甲基丁酸。另外，干酪模型中也检测到了辛酸和癸酸的存在。乙酸能表现出醋味，丙酸能表现出辛辣味，丁酸能表现出汁味，干酪味，辛酸能表现出体臭味和汁味，癸酸能表现出腐臭味[7]。

(5)含硫及杂环化合物。含硫及杂环化合物由于风味阈值很低，因此对干酪的整体风味贡献较大。本实验检测到干酪模型中的含硫及杂环化合物是二甲基二硫化物，3-甲硫基-1-丙醇（烘烤的马铃薯味）和苯酚。二甲基二硫化物对于半硬质干酪典型风味的形成有重要贡献，而过量苯酚容易造成干酪不洁风味的产生[8]。一些挥发性的含硫化合物，如甲硫醇，3-甲硫基-1-丙醇，二甲基硫化物及二甲基三硫化合物都是由甲硫氨酸转化而来，它们被认为是许多干酪品种的基本风味物质，其中甲硫醇被认为是半硬质干酪的重要风味化合物。

3 结 论

经SPME富集，GC-MS分离与检测，两组干酪模型中的挥发性化合物组成及浓度大致都是酸类化合物＞醇类＞酮类＞酯类＞含硫类化合物，这一结果与成熟半硬质干酪中的挥发性化合物组成也基本一致。

添加植物乳杆菌SP-3的干酪模型中2-丁酮，2-甲基-1-丙醇，3-甲基-1-丁醇，1-戊醇，4-甲基-2-戊醇，3-羟基-2-丁酮等具有坚果味，水果味和奶油味的物质明显高于对照组，而二甲基硫化物和3-甲硫基-1-丙醇的浓度则低于对照组。因此，筛选得到的附属发酵剂应用于干酪模型中对其挥发性风味物质具有良好的影响。

[1]FARKYE N Y,MADKOR S A,ATKINS H G.Proteolytic Abilities of some Lactic Acid bacteria in a mo-Del Cheese System[J].Int Dairy J,1995,5:715-725.

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[3]SMIT G,BRABER A,VAN SPRONSEN W,at al.Che-easy Model:a Cheese-based Model to Study Cheese Ripening.Abstr.P3.1 in Int.Dairy Lactic Acid Bacteria Conf.Program Palmerston North,New Zealand.N.Z.Dairy Res.Inst.,Palmerston North,New Zealand.1995:124-127.

[4]WIJESUNDERA C,ROBERTS M，LIMSOWTIN G K Y.Flavor Development in Aseptic Cheese Curd Slurries Prepared with Single-strain Starter Bacteria in the Presence and Absence of Adjuncts.1997,77:121-131.

[5]SMIT G,VERHEUL A,KRANENBURG R V,et al.Cheese Flavour Development by Enzymatic Conversions of Peptides and Amino Acids[J].Food Research International,2000,33:153-160.

[6]O'RIORDAN P,DELAHUNTY C,WALLACE J M.Identification of Odour Active Volatile Compounds in Cheddar Cheese by Gas Chromatography-Olfactometry[J].Irish J Agric and Food Res,1999,38(1):160.

[7]FOX P F,WALLACE J M.Formation of Flavour Compounds in Cheese[J].Advances in Applied Microbio-logy,1997,45:17-85.

[8]WALLACE J M,FOX P F.Effect of Adding Free Amino Acids to CheddarCheeseCurd on Flavour Develop-Ment[J].Food Flavours:Formation,Analysis,and Packaging Influences,1998,40:559-572.

Effects ofLactobacillus plantarumSP-3 on volatile flavour compound of cheese

MIAO Jun-li，MO Bei-hong，GAO Hong-yan，XIAO Yang，LIU Zhen-min
(Technical Center of Shanghai Bright Dairy，Shanghai 200072，China)

Volatile flavour compounds produced in ripend cheese slurries model was studied by GC-MS.And the difference of flavour compounds between slurries containing lactobacillus plantarum SP-3 and the control slurries was detected.In contrast to the control slurries,slurries containing lactobacillus plantarum SP-3 had high concentration of 2-butanone,2-methyl-1-propanol,3-methyl-1-butanol,3-hydroxy-2-butanone which contribute nutty and creamy flavour.

cheese;volatile;flavour compound

TS252.53

A

1001-2230（2010）03-0031-03

2009-10-26

苗君莅（1979-），女，硕士，从事乳品微生物方面的研究。