任敏，李志國(guó)，閆清泉，崔利敏，邊燕飛，宗學(xué)醒

內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司（呼和浩特 011500）

黃油是一種傳統(tǒng)食品，憑借其較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特宜人的風(fēng)味而受到全世界各地消費(fèi)者的喜愛[1]。黃油主要由甘油三酯（98%）、甘油二酯、甘油單酯和游離脂肪酸組成，乳脂肪酸的組成是所有油脂中最復(fù)雜的，已經(jīng)測(cè)定出來(lái)的有500余種脂肪酸，脂肪酸組成的復(fù)雜性也導(dǎo)致了黃油風(fēng)味物質(zhì)組成的復(fù)雜性[2]。黃油的香氣成分取決于動(dòng)物喂養(yǎng)、生產(chǎn)季節(jié)、制造工藝和儲(chǔ)存條件[3]。一般來(lái)說，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，黃油主要分為兩種類型：甜性奶油和發(fā)酵（酸性）奶油。甜性奶油，來(lái)自未發(fā)酵的奶油，酸性奶油則是從接種發(fā)酵劑的奶油得到的。此外，酶解黃油也是目前的研究熱點(diǎn)，許多研究者通過脂肪酶、蛋白酶等酶類對(duì)黃油進(jìn)行有控制的酶解反應(yīng)，或?qū)⒚腹こ膛c發(fā)酵工程結(jié)合，旨在獲得更加獨(dú)特風(fēng)味的黃油產(chǎn)品或用于制備奶味香精[1,4-5]。此外，黃油若存在生產(chǎn)、貯存過程的不當(dāng)操作，極易產(chǎn)生異味，主要體現(xiàn)為魚腥味、酸敗味、苦臭味等風(fēng)味，這些異味的產(chǎn)生與黃油制造、包裝和儲(chǔ)存過程中發(fā)生的脂質(zhì)氧化、脂肪分解和微生物生長(zhǎng)有關(guān)[6]。因此，深入了解黃油中的風(fēng)味物質(zhì)組成以及異味的形成，對(duì)于黃油的生產(chǎn)和應(yīng)用尤為重要。

目前，許多方法已被用于分離黃油的揮發(fā)性化合物，例如固相微萃取（SPME）[7]、溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)（SAFE）[8]、高真空蒸餾（HVD）[9]、清洗和捕獲萃?。≒TE）[10]、蒸汽蒸餾（SD）和固相萃?。⊿PE）[11]。氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）通常用于鑒定和量化黃油中的揮發(fā)性化合物[12]。目前，儀器和感官技術(shù)相結(jié)合的方法也常被用于風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)中，例如氣相色譜-嗅覺測(cè)定法（GC-O）以及氣相色譜-質(zhì)譜-嗅覺測(cè)定法（GC-MS-O）[13-14]。隨著檢測(cè)技術(shù)手段的升級(jí)，對(duì)于黃油中的風(fēng)味物質(zhì)以及異味的鑒定也更加準(zhǔn)確和全面。

對(duì)黃油的生產(chǎn)工藝、風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)手段的差異以及異味來(lái)源這三部分對(duì)黃油中的風(fēng)味物質(zhì)特征展開闡述，以期能對(duì)黃油風(fēng)味有更深一步的了解，為黃油以及黃油味香精的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 黃油的生產(chǎn)過程與風(fēng)味形成

黃油是由牛乳經(jīng)過分離、殺菌、冷卻、發(fā)酵（甜性黃油無(wú)該步驟）、結(jié)晶熟化、攪拌、洗滌壓煉、調(diào)鹽（無(wú)鹽黃油無(wú)該步驟）、成型、包裝等操作而制成的[15]。生產(chǎn)過程中的操作對(duì)黃油風(fēng)味的形成至關(guān)重要。黃油的特征風(fēng)味化合物主要來(lái)自用于制造它的稀奶油。Pionnier等[16]通過GC-O技術(shù)分析了來(lái)自不同工藝（巴氏殺菌、滅菌、超高溫滅菌）和具有不同脂肪含量的稀奶油，研究確定了35種關(guān)鍵的氣味物質(zhì)，如雙乙酰（奶油味）、2-戊酮（焦糖味、奶油味）、2-庚酮（乳制品味）、3-羥基-2-丁酮（奶油味）、二甲基三硫醚（白菜味）、2-壬酮（熱牛奶味）、乙酸（酸性）、糠醛（焦糖味）、丁酸（奶酪味）。奶油的香氣主要來(lái)自牛奶的水相和脂肪球膜[9]，而黃油的香氣主要來(lái)自脂肪部分中存在的揮發(fā)性化合物。

生產(chǎn)甜性奶油，經(jīng)殺菌冷卻步驟后，便可送入稀奶油成熟罐中進(jìn)行成熟。如果生產(chǎn)酸性奶油，則需要在稀奶油中添加產(chǎn)酸細(xì)菌進(jìn)行發(fā)酵，使奶油能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的酸味和香氣。酸性奶油使用的發(fā)酵劑由乳球菌屬（Lactococcus）和明串珠菌屬（Leuconostoc）構(gòu)成[17]。發(fā)酵產(chǎn)生的香味物質(zhì)中，乳酸、丁二酮（雙乙酰）和醋酸是最重要的。有研究顯示，酸性黃油中雙乙酰、δ-癸內(nèi)酯，(Z)-6-十二碳烯-γ-內(nèi)酯、丁酸和己酸的含量較高，可能是由于在生產(chǎn)過程中添加到奶油中的乳酸菌所致[13]。

2 黃油風(fēng)味物質(zhì)的研究進(jìn)展

黃油中的風(fēng)味物質(zhì)在很早之前已經(jīng)開始被研究，黃油中的230多種香氣化合物已經(jīng)被識(shí)別、量化[7]。內(nèi)酯、醛類、短鏈脂肪酸和其他微量化合物已被確定為黃油香氣和乳制品的主要成分[18]。一些研究人員測(cè)試了不同的方法來(lái)確定黃油樣品中的揮發(fā)性化合物并得出不同的結(jié)論。Li等[19]使用同時(shí)蒸餾-萃取（SDE）和固相微萃?。⊿PME）評(píng)估黃油中關(guān)鍵香氣化合物的結(jié)果表明，使用SDE方法，甲基酮在揮發(fā)性化合物中所占比例最大，其次是脂肪酸。使用SPME方法，最豐富的化合物是脂肪酸，其次是內(nèi)酯。由此可見，不同的分離技術(shù)對(duì)于黃油風(fēng)味物質(zhì)的描述也存在差異。

2.1 甜性黃油

關(guān)于甜性黃油揮發(fā)性成分的早期研究中，Siek等[20]通過蒸餾法在黃油脂肪中發(fā)現(xiàn)了100多種化合物，包括烷烴、烷酮、醇、酯、碳?xì)浠衔锖头枷阕寤衔铩arrazin等[21]報(bào)道了γ-、δ-和ε-內(nèi)酯在甜性黃油中作為關(guān)鍵香氣化合物的重要性。Lozano等[8]采用氣相色譜-質(zhì)譜-嗅覺（GC-MS-O）測(cè)定法結(jié)合動(dòng)態(tài)頂空分析（DHA）和溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)（SAFE），分析了商業(yè)甜性黃油的主要香氣化合物，主要為丁酸、δ-辛內(nèi)酯、δ-癸內(nèi)酯、1-辛烯-3-酮、2-乙?；?1-吡咯啉、二甲基三硫化物和雙乙酰。不同的檢測(cè)方法以及黃油制作過程中的細(xì)微差異可能導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的差異。Peterson等[22-23]指出甜性黃油在105 ℃加熱15 min與新鮮甜奶油黃油的香氣不同。Tamura等[15]使用一種無(wú)需加熱的程序，即可更好地分離甜性黃油香氣的新方法，研究結(jié)果顯示，δ-十二內(nèi)酯、δ-癸內(nèi)酯、γ-癸內(nèi)酯、乙醛和癸酸等23種化合物是對(duì)該黃油風(fēng)味起到關(guān)鍵性作用的物質(zhì)，與Lozano等[8]研究結(jié)果基本一致。

2.2 酸性黃油

酸性黃油與甜性黃油的最大區(qū)別在于：在成熟結(jié)晶步驟之前，增加了發(fā)酵工序。Schieberle等[24]在早期研究了普通酸性黃油、愛爾蘭酸性黃油以及德國(guó)農(nóng)場(chǎng)酸性黃油的風(fēng)味物質(zhì)，并與甜性黃油風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，愛爾蘭酸性黃油顯示出最強(qiáng)烈的風(fēng)味，芳香提取物稀釋分析方法（Aroma extract dilution analysis，AEDA）檢測(cè)到18種氣味活性化合物：雙乙酰、1-戊烯-3-酮、己醛、1-辛烯-3-酮、(Z,Z)-3，6-壬二烯醛、(E)-和(Z)-2-壬二烯醛、(E,E)-2，4-壬二烯醛、(E，E)-2，4-癸二烯醛、γ-辛內(nèi)酯、反式-4，5-環(huán)氧-(E)-2-癸烯、糞臭素、δ-癸內(nèi)酯、(Z)-6-十二碳烯-γ-內(nèi)酯、乙酸、丁酸、己酸和一種具有脂肪-堅(jiān)果氣味的未知化合物。其中δ-癸內(nèi)酯、(Z)-6-十二碳烯-γ-內(nèi)酯和雙乙酰的稀釋系數(shù)（FD）最高。普通酸性黃油中主要的風(fēng)味物質(zhì)為雙乙酰、δ-癸內(nèi)酯(Z)-6-十二碳烯-γ-內(nèi)酯、丁酸和己酸，這可能是黃油中添加乳酸菌發(fā)酵劑引起的。

傳統(tǒng)的酸性黃油例如墨西哥的一種傳統(tǒng)酸性黃油“Smen”中的風(fēng)味物質(zhì)具有代表性，早期的研究者使用氣相色譜-嗅覺測(cè)定法以及芳香提取物稀釋分析法對(duì)其風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示丁酸和己酸是該黃油酸性部分中最主要的香氣成分，這與脂肪分解產(chǎn)香原理相同[25]。在最近的研究中，Salwa等[14]使用PTE和SAFE萃取方法，并通過氣相色譜-質(zhì)譜-嗅覺（GCMS-O）聯(lián)用技術(shù)來(lái)表征“Smen”中的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。結(jié)果顯示，兩種萃取方法得到的風(fēng)味物質(zhì)種類和強(qiáng)度相似，共鑒定出34種揮發(fā)性化合物，包括酸、醇、酯和酮等，進(jìn)一步使用AEDA分析法表征其中的強(qiáng)烈香氣成分，結(jié)果表明丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、丁酸和己酸是“Smen”黃油中主要的強(qiáng)效呈味物質(zhì)。

2.3 酶解黃油

酶解乳脂大多使用脂肪酶進(jìn)行，通過對(duì)乳脂肪的酶解作用，可以進(jìn)一步增強(qiáng)干酪、奶油的風(fēng)味，改善乳制品的品質(zhì)。乳脂肪在脂肪酶的作用下，使乳脂肪中的脂肪酸（飽和與不飽和）甘油三脂、酮酸和羥酸甘油三酯酶解成飽和及不飽和脂肪酸、酮酸和羥酸等。其中，中短鏈脂肪酸（C4～C14）含量豐富，它們具有較高的香氣貢獻(xiàn)度，是影響乳脂肪風(fēng)味的主要因素。分解得到的脂肪酸經(jīng)過重新組合和排列，形成不同碳鏈長(zhǎng)度的酯類、甲基酮類和內(nèi)酯類等風(fēng)味物質(zhì)，雖然含量較少，但對(duì)于香氣的貢獻(xiàn)程度很高，能夠賦予產(chǎn)品獨(dú)特而強(qiáng)烈的奶香味[26]。其中的β-酮酸在進(jìn)一步反應(yīng)中又能夠生成各種甲基酮類，主要有甲基戊酮、甲基庚酮、甲基壬酮和甲基十一酮。羥酸生成各種δ-內(nèi)酯（如有δ-辛內(nèi)酯、δ-十二內(nèi)酯等偶數(shù)碳內(nèi)酯）和γ-內(nèi)酯。這些甲基酮類和δ、γ內(nèi)酯含量同樣不高，但對(duì)乳香味的形成貢獻(xiàn)很大[27]。

國(guó)外在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開始研究通過脂肪酶水解乳脂用于乳制品增香。例如，Balc?o等[28]采用脂肪酶對(duì)乳脂肪進(jìn)行酶解，獲得具有濃郁奶香的酶解物。近些年，國(guó)內(nèi)也開始對(duì)酶解稀奶油、黃油展開研究。陳影[29]利用解脂假絲酵母脂肪酶對(duì)奶油進(jìn)行水解，獲得了乙酸、丁酸和己酸含量較高的奶油制品。劉志東[1]對(duì)脂肪酶催化黃油的風(fēng)味物質(zhì)變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明不同底物體系下的黃油酶解產(chǎn)物中的主要風(fēng)味物質(zhì)為酮類、脂肪酸類和酯類物質(zhì)，黃油和酶解物中都含有2-庚酮、丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、十四酸和棕櫚酸等中、短碳鏈的脂肪酸，但組成和含量有所不同。因此，不同的酶解體系對(duì)于黃油酶解風(fēng)味物質(zhì)的組成和含量有較大影響。胡鵬麗等[30]使用脂肪酶結(jié)合磷脂酶的雙酶法對(duì)稀奶油進(jìn)行酶解，制得香氣純正、濃郁的奶味香精，通過GC/MS分析，酶解產(chǎn)物的風(fēng)味物質(zhì)主要是丁酸、辛酸、癸酸和一些內(nèi)酯等物質(zhì)。綜上所示，酶解黃油在乳脂增香以及生產(chǎn)乳味、香精方面存在巨大潛力和研究空間，而酶解產(chǎn)物的類型與底物組成、濃度、脂肪酶的種類等有關(guān)。

3 黃油中異味的產(chǎn)生

黃油的獨(dú)特香氣取決于所含風(fēng)味化合物濃度的微妙平衡，揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物之間的相互作用。任何外界因素或本身成分的變化而打破這種平衡，都會(huì)導(dǎo)致異味的產(chǎn)生和發(fā)展[31]。

3.1 氧化作用引起的黃油異味

黃油和乳制品中的氧化異味常常被描述為紙板味、金屬味、魚腥味和油漆味，主要由于不飽和脂肪酸在氧氣的作用下轉(zhuǎn)化為氫過氧化物，然后分解為次級(jí)氧化產(chǎn)物，如丙二醛（MDA）、丙醛、戊醛和己醛等[32]。初級(jí)氧化產(chǎn)物一般是無(wú)味的，而次級(jí)氧化產(chǎn)物中部分物質(zhì)具有強(qiáng)烈的氣味，在較高濃度下會(huì)引起異味[33]。

Badings[34]研究了有氧化味道的黃油，其中包括己醛、庚醛、(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2, 4-庚二烯醛、(Z)-4-庚烯醛、(E,Z)-2, 4-癸烯醛、(E,Z)-2, 6-壬二烯醛、1-辛烯-3-醇和1-辛烯-3-酮等物質(zhì)。采用AEDA方法對(duì)無(wú)異味黃油和存在異味黃油在貯藏期間風(fēng)味化合物進(jìn)行分析，結(jié)果顯示(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、(Z)-4-庚烯醛和1-辛烯-3-酮的稀釋因子隨著貯藏期的增加而增加。Widder等[35]對(duì)黃油的感官研究得出的結(jié)論是：(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛是造成黃油產(chǎn)生“氧化”異味的原因。

3.2 光照引起的黃油異味

暴露在光照下的黃油和乳制品中的異味可能是由蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的，這會(huì)導(dǎo)致黃油產(chǎn)生焦味、卷心菜和蘑菇氣味，以及光誘導(dǎo)的脂質(zhì)氧化，會(huì)產(chǎn)生紙板、金屬、牛油和油膩的異味[36]。眾所周知，乳制品對(duì)光非常敏感，因?yàn)樗写罅抗饷魟┖它S素（維生素B2），當(dāng)光敏劑在食物中被激活并與氨基酸或脂質(zhì)等底物發(fā)生反應(yīng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生光氧化。Koyuncu等[37]研究結(jié)果顯示，在光照下儲(chǔ)存的黃油樣品中醛類含量最高，包括己醛、戊醛和壬醛。

3.3 脂肪分解引起的黃油異味

脂肪分解異味，通常被描述為羊膻味或肥皂味，是由脂蛋白脂肪酶引起的。脂肪酶通常被蛋白質(zhì)封閉，例如酪蛋白膠束，防止與脂肪球直接接觸。當(dāng)保護(hù)脂肪球的雙層膜因攪動(dòng)而被破壞時(shí)，會(huì)發(fā)生脂肪分解，從而產(chǎn)生腐臭的氣味。這些異味主要是由于游離脂肪酸的增加[38]。Schieberle等[39]分析了傳統(tǒng)酸奶油黃油，樣品顯示出酸臭和出汗的氣味，這是由于脂肪分解形成的高濃度丁酸和己酸所致。

3.4 微生物引起的黃油異味

黃油中的微生物異味是原料奶中微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物引起的，或由于在制造和儲(chǔ)存過程中發(fā)生的連續(xù)污染。奶油或黃油中的霉味通常是由于假單胞菌屬產(chǎn)生的2-甲氧基-3-烷基吡嗪引起的。在黃油中偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)麥芽味的異味，這是由乳酸鏈球菌麥芽變種產(chǎn)生的3-甲基丁醛和2-甲基丁醛引起的[13]。

4 結(jié)語(yǔ)

黃油中的風(fēng)味物質(zhì)受到諸多因素的影響，包括生產(chǎn)工藝、地域、儲(chǔ)運(yùn)條件等，對(duì)于風(fēng)味物質(zhì)鑒定的手段也多種多樣。隨著檢測(cè)技術(shù)的成熟，許多研究通過儀器方法和感官技術(shù)相結(jié)合的方式，對(duì)黃油中的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定和量化，對(duì)于不同狀態(tài)、不同環(huán)境因素下導(dǎo)致黃油風(fēng)味物質(zhì)的變化研究也逐漸完善。通過對(duì)黃油中風(fēng)味物質(zhì)的闡述，對(duì)于黃油的安全生產(chǎn)、風(fēng)味的多樣化以及黃油在奶味香精的制備方面提供重要的理論依據(jù)。