羅小葉　田春燕　劉婉琳　邱樹毅

摘要：為將酸奶與香菇的營(yíng)養(yǎng)集于一體，提高酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，增加香菇深加工產(chǎn)品的種類及酸奶的口味，該研究以香菇汁與牛奶為主要原料，接種分離篩選出的專利微生物副干酪乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)原料配比、加糖量、接種量、發(fā)酵溫度進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定副干酪乳桿菌發(fā)酵香菇酸奶的最佳工藝。結(jié)果表明，牛奶與香菇汁的最佳配比為2∶1，加糖量為7%，發(fā)酵劑接種量為4%，發(fā)酵溫度為28 ℃，在此工藝條件下發(fā)酵制得的香菇酸奶色澤呈均勻的乳白色，具有自然的香菇和酸奶發(fā)酵風(fēng)味，感官評(píng)分達(dá)81分。對(duì)其理化及微生物指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明利用該微生物及發(fā)酵工藝制得的產(chǎn)品符合發(fā)酵乳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)采用頂空固相微萃取法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HP-SPME/GC-MS）對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定分析，共檢測(cè)出酮類、酸類、醇類、烯烴類、烷烴類等26種揮發(fā)性風(fēng)味成分，其中酮類物質(zhì)相對(duì)含量最高，占57.18%，酸類物質(zhì)相對(duì)含量占13.69%，同時(shí)檢測(cè)到香菇主要揮發(fā)性化合物1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、1，2，3，5，6-五硫雜環(huán)庚烷（蘑菇精），相對(duì)含量分別為9.17%、1.96%，與感官評(píng)定香菇酸奶具有濃郁香菇風(fēng)味相符合。

關(guān)鍵詞：副干酪乳桿菌；香菇酸奶；工藝研究；響應(yīng)面分析；揮發(fā)性成分

中圖分類號(hào)：TS252.54文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2024）01-0040-08

Study on Fermentation Process of Mushroom Yogurt by a Strain of Lactobacillus paracasei and Analysis of Volatile Components

LUO Xiao-ye1，2，3， TIAN Chun-yan 1，2， LIU Wan-lin1，2， QIU Shu-yi1，2*

Abstract： In order to integrate the nutrition of yogurt with that of mushrooms， improve the nutritional value of yogurt， and increase the types of deeply processed products of mushrooms and the taste of yogurt， in this study， with mushroom juice and milk as the main raw materials， the patented microorganism Lactobacillus paracasei separated and screened is inoculated for fermentation. Single factor experiment is conducted on the ratio of raw materials， sugar addition amount， inoculation amount and fermentation temperature. Based on the results of single factor experiment， response surface optimization experiment? is used to determine the optimal process for the fermentation of mushroom yogurt by Lactobacillus paracasei. The ?results show that the optimal ratio of milk to mushroom juice is 2∶1， the addition amount of sugar is 7%， the starter inoculation amount is 4% and the fermentation temperature is 28 ℃. Under these conditions，the? obtained mushroom yogurt has uniform milky white color， with the flavor of natural mushrooms and yogurt fermentation.? The sensory score reaches 81 points. The physical， chemical and microbiological indexes are detected， and the results show that the products produced using this microorganism and fermentation process meet the national standards for fermented milk.At the same time， the volatile components are determined and analyzed using headspace solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry （HP-SPME/GC-MS）. A total of 26 volatile flavor components， including ketones， acids， alcohols， olefins and alkanes are detected， among which， the relative content of ketones is the highest， accounting for 57.18%， and the relative content of acids accounts for 13.69%. Meanwhile， the main volatile compounds of mushrooms， such as 1-octen-3-ol （mushroom alcohol） and 1，2，3，5，6-pentathiepane （mushroom essence） are detected， and the relative content accounts for 9.17% and 1.96% respectively， which is consistent with the sensory evaluation that mushroom yogurt has a strong mushroom flavor.

Key words： Lactobacillus paracasei; mushroom yogurt; process research; response surface analysis; volatile components

隨著人們對(duì)飲食健康越來越重視，香菇所具有的各種營(yíng)養(yǎng)和保健功能無疑是香菇作為保健食品的基礎(chǔ)[1]。香菇不僅有獨(dú)特的香氣，而且味道鮮美，蛋白含量高，脂肪含量低，所以廣受消費(fèi)者喜愛[2]。香菇除了含有蛋白、脂肪，還含有香菇多糖、嘌呤、酪氨酸等，研究表明香菇多糖可以促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生并提高其殺傷活力，從而具有提高人體免疫力的功能[3]。香菇酸奶的研發(fā)不僅可以集合香菇與酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高產(chǎn)品價(jià)值，而且為香菇深加工提供了有效的方法。副干酪乳桿菌是干酪乳桿菌的一個(gè)亞種，為革蘭氏陽性菌，無孢子，同型發(fā)酵，常見于健康人體腸道[4]、自然發(fā)酵乳制品及其他發(fā)酵產(chǎn)品中，具有很強(qiáng)的耐鹽、耐酸性，其菌落呈灰白色的不透明圓形，菌落較小，表面及邊緣整齊光滑，其在發(fā)酵過程中，微生物產(chǎn)生的部分代謝產(chǎn)物對(duì)人體有益，如乙酸等有機(jī)酸類物質(zhì)具有降低胃腸道酸度的作用，細(xì)菌素等肽類物質(zhì)具有抑制腸道致病菌活性等作用[5]。目前香菇酸奶的制作大多以發(fā)酵效能較成熟的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌作為發(fā)酵劑進(jìn)行酸奶發(fā)酵[6]，且發(fā)酵溫度較高，而對(duì)用副干酪乳桿菌單菌種常溫發(fā)酵香菇酸奶的方法研究較少。本實(shí)驗(yàn)用的植物乳桿菌是從貴州傳統(tǒng)發(fā)酵食品酸湯中分離篩選的，食用安全性有保障，其發(fā)酵性能較好，產(chǎn)酸能力較強(qiáng)，能耐受pH 4.0的環(huán)境。本研究在挖掘傳統(tǒng)發(fā)酵食品功能微生物資源的同時(shí)，將功能微生物應(yīng)用于其他發(fā)酵食品領(lǐng)域，通過研究香菇酸奶將香菇和酸奶的營(yíng)養(yǎng)集于一體[7]，在提高產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)也為我國(guó)香菇深加工產(chǎn)品和乳制品新產(chǎn)品的開發(fā)提供了新途徑。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

1.1.1 供試原料

香菇：由貴州安慶菌農(nóng)業(yè)科技有限公司提供；副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）：由貴州白酸湯分離篩選得到，該微生物在實(shí)驗(yàn)室編號(hào)為FBKL1.3028，且在中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，編號(hào)為CCTCC NO：M2020156。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

立式壓力蒸汽滅菌鍋、生化培養(yǎng)箱、PHS-3C酸度計(jì)、全自動(dòng)凱氏定氮儀、脂肪測(cè)定儀、HP6890/5975C GC/MS聯(lián)用儀；其他常用儀器由重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝路線

香菇酸奶制備工藝路線及流程：鮮香菇洗凈→切碎→榨汁→煮沸→過濾→香菇汁→加入純牛奶調(diào)配均勻→巴氏滅菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵→冷藏后熟→成品檢測(cè)。

1.2.2 檢測(cè)方法

1.2.2.1 感官評(píng)價(jià)

參照GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》及RHB 104-2020《發(fā)酵乳感官評(píng)鑒細(xì)則》對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行量化感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2.2.2 理化指標(biāo)的測(cè)定

脂肪的測(cè)定：參考GB 5009.6—2016中脂肪的測(cè)定方法；蛋白質(zhì)的測(cè)定：參考GB 5009.5—2016中蛋白質(zhì)的測(cè)定方法；酸度的測(cè)定：參考GB 5009.239—2016中酸度的測(cè)定方法；pH的測(cè)定：用PHS-3C酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.3 微生物指標(biāo)的檢測(cè)

乳酸菌數(shù)：參考GB 4789.35—2016中乳酸菌的檢測(cè)方法；大腸菌群：參考GB 4789.3—2016中大腸菌群的計(jì)數(shù)方法；沙門氏菌：參考GB 4789.4—2016中沙門氏菌的檢測(cè)方法；金黃色葡萄球菌：參考GB 4789.10—2010中金黃色葡萄球菌的檢測(cè)方法；霉菌、酵母菌：參考GB 4789.15—2016中霉菌和酵母菌的檢測(cè)方法。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

香菇酸奶是將香菇汁、牛奶、葡萄糖混合，經(jīng)微生物發(fā)酵而成，牛奶與香菇汁的配比、加糖量、發(fā)酵劑接種量及發(fā)酵溫度對(duì)香菇酸奶的品質(zhì)都有影響。通過單因素實(shí)驗(yàn)確定牛奶與香菇汁的配比、加糖量、發(fā)酵劑接種量及發(fā)酵溫度的最佳條件。

1.2.4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)

通過單因素實(shí)驗(yàn)，以3個(gè)影響較大的因素（加糖量、發(fā)酵劑接種量和發(fā)酵溫度）作為考察因素，采用Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化模型，優(yōu)化香菇酸奶的制作工藝[8]，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素與水平見表2。

1.2.5 揮發(fā)性成分的測(cè)定

1.2.5.1 檢測(cè)方法

樣品處理方法：將發(fā)酵結(jié)束經(jīng)冷藏后熟的香菇酸奶樣品混勻后稱取10 g，置于25 mL頂空瓶中，在60 ℃磁力攪拌加熱頂空萃取60 min后熱解吸5 min。

色譜條件：色譜柱為Agilent HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm），初始溫度40 ℃，保持2 min后以3.5 ℃/min升溫至180 ℃，再以10 ℃/min升溫至310 ℃，保持60 min；載氣為高純He（99.999%），汽化室溫度250 ℃，柱前壓15.79 psi，載氣流速1.0 mL/min，分流比10∶1，溶劑延遲時(shí)間3 min。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流34.6 μA；倍增器電壓1 776 Ｖ；接口溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍（m/z）29～500 amu[9]。

1.2.5.2 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。采用Excel 2010對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，Origin 2018和TBtools用于對(duì)特征風(fēng)味成分進(jìn)行主成分分析和聚類分析及圖形的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 牛奶與香菇汁的配比對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在發(fā)酵劑接種量4%、葡萄糖添加量7%及發(fā)酵溫度28 ℃的條件下，研究以牛奶∶香菇汁為1∶1、1∶2、2∶1、3∶1以及空白對(duì)照（不添加香菇汁）為單因素進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表1規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)分，確定最佳配比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，牛奶與香菇汁的配比為2∶1時(shí)，總體風(fēng)味及組織狀態(tài)最佳，在色澤、氣味及滋味方面都優(yōu)于其他配比，總體可接受度最高。焦鐳等[10]對(duì)香菇酸奶工藝研究中適宜的牛奶與香菇汁配比為2∶1，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其研究結(jié)果相近。

2.1.2 加糖量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在牛奶與香菇汁的配比為2∶1、發(fā)酵劑接種量為4%、發(fā)酵溫度為28 ℃的條件下，以加糖量5%、6%、7%、8%、9%為單因素進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表1規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)分，確定最佳加糖量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，在加糖量為7%時(shí)滋味較好，酸甜比例適中，口感細(xì)膩，總體可接受度最佳，與焦鐳等[10]、黃聰亮等[11]、李飛等[12]、孫立梅等[13]對(duì)香菇酸奶研究中加糖量一致，且添加的均為蔗糖。此外，馬儷珍等[14]、賀曉龍等[15]、鄭堅(jiān)強(qiáng)等[7]對(duì)香菇酸奶研究中加糖量為8%，糖添加量不同與在發(fā)酵過程中使用不同產(chǎn)地原料香菇的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)。

2.1.3 發(fā)酵劑接種量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在牛奶與香菇汁配比為2∶1、加糖量為7%、發(fā)酵溫度為28 ℃的條件下，以發(fā)酵劑接種量2%、3%、4%、5%、6%為單因素進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表1規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)分，確定最佳發(fā)酵劑接種量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5[16]。

由表5可知，當(dāng)發(fā)酵劑接種量為4%時(shí)，香菇酸奶具有發(fā)酵乳的獨(dú)特氣味，且無其他異味，在允許范圍內(nèi)有少量水分析出，組織狀態(tài)爽滑細(xì)膩，酸甜度適中，總體更易讓人接受。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與焦鐳等[10]的研究結(jié)果一致，在本研究中使用的發(fā)酵劑為副干酪乳桿菌，目前酸奶發(fā)酵劑主要是嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌等組成的復(fù)合發(fā)酵劑，使用副干酪乳桿菌作為單一發(fā)酵劑發(fā)酵香菇酸奶屬于首次研究。

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在牛奶與香菇汁的配比為2∶1、加糖量為7%、發(fā)酵劑接種量為4%的條件下，以發(fā)酵溫度24，26，28，30，32 ℃為單因素進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表1規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6可知，當(dāng)發(fā)酵溫度為28 ℃時(shí)，在氣味、滋味、組織狀態(tài)方面都較協(xié)調(diào)，總體可接受度最佳。由于大部分酸奶發(fā)酵均使用嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌等組成的復(fù)合發(fā)酵劑[17-18]，該類菌株適宜生長(zhǎng)溫度約在40～45 ℃，而本實(shí)驗(yàn)從傳統(tǒng)酸湯中分離篩選得到的功能性菌株副干酪乳桿菌生長(zhǎng)溫度范圍為24～35 ℃，由于微生物特性不同，利用其發(fā)酵香菇酸奶的發(fā)酵溫度與前人的研究結(jié)果也有所差異。

2.2 Box-Behnken 響應(yīng)面法優(yōu)化

2.2.1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以3個(gè)影響因素（加糖量、發(fā)酵劑接種量和發(fā)酵溫度）作為考察因素，采用Box-Behnken模型，優(yōu)化香菇酸奶的制作工藝。根據(jù)表1規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各實(shí)驗(yàn)號(hào)進(jìn)行打分，結(jié)果見表7。

通過Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行回歸擬合，以感官評(píng)分作為響應(yīng)值[19]，結(jié)果見表8。

得到3個(gè)自變量的二次多元實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其多元回歸方程式為Y=25.28－0.850A－0.431B－1.603C+0.028AB+0.018AC－0.006BC+0.019A2+0.051B2+0.027C2。由表8方差分析數(shù)據(jù)可知，二次多元模型的P<0.01，說明該實(shí)驗(yàn)擬合的模型具有顯著性。失擬項(xiàng)的P=0.076 5＞0.05，即失擬項(xiàng)不顯著，其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾較小，殘差由隨機(jī)誤差引起，說明Box-Behnken模型能夠相對(duì)充分地反映各因素與感官評(píng)分之間的關(guān)系[20]。另外，綜合評(píng)分回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.920 1>0.9，說明該模型能夠分析和預(yù)測(cè)香菇酸奶的發(fā)酵工藝。通過方程的一次項(xiàng)系數(shù)可以得出，因素C有極顯著影響（P<0.01），因素A有顯著影響（P<0.05）；影響香菇酸奶綜合評(píng)分的因素順序?yàn)榘l(fā)酵溫度（C）＞加糖量（A）＞發(fā)酵劑接種量（B）[21]。

根據(jù) Box-Behnken 實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制香菇酸奶發(fā)酵因素等高線圖及響應(yīng)曲面，見圖1。對(duì)回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，得出香菇酸奶的發(fā)酵工藝為發(fā)酵溫度27.849 ℃、加糖量6.757%、發(fā)酵劑接種量4.106%。

2.2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

考慮到實(shí)際實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)的可行性，將各因素參數(shù)調(diào)整為發(fā)酵溫度28 ℃、加糖量7%、發(fā)酵劑接種量4%。依據(jù)確定的最佳提取工藝進(jìn)行驗(yàn)證（實(shí)驗(yàn)號(hào)n=3），實(shí)際測(cè)得香菇酸奶的最終感官評(píng)分為81分，與理論值80.432分相比無顯著性差異，說明優(yōu)選的香菇酸奶發(fā)酵工藝合理可行。

2.3 感官指標(biāo)分析

對(duì)以實(shí)驗(yàn)條件牛奶與香菇汁的配比2∶1、發(fā)酵溫度28 ℃、加糖量7%、發(fā)酵劑接種量4%所制得的香菇酸奶的感官指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。色澤、滋味和組織狀態(tài)均符合GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》中有關(guān)規(guī)定，最終根據(jù)表1所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，經(jīng)過響應(yīng)面優(yōu)化得出的香菇酸奶發(fā)酵工藝制得的香菇酸奶總體可接受度高，其在氣味上有香菇味、奶香味，酸味柔和均勻；外觀上其色澤均勻一致，呈均勻乳白色，且表面光滑，無裂紋，只有較少量乳清析出；口感細(xì)膩，酸甜適中，具有香菇酸奶的滋味，酸甜味和奶香味比例適當(dāng)[22]；組織狀態(tài)細(xì)膩柔軟。

2.4 理化指標(biāo)分析

經(jīng)上述方法測(cè)定較優(yōu)工藝條件下發(fā)酵產(chǎn)品理化指標(biāo)，結(jié)果見表9。經(jīng)對(duì)比，脂肪、蛋白質(zhì)及酸度均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，符合國(guó)標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》中有關(guān)規(guī)定。

2.5 微生物安全指標(biāo)分析

與GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》相比，在香菇酸奶的微生物檢測(cè)中，大腸菌群的測(cè)定結(jié)果顯示其大腸菌群數(shù)量低于最高安全限量值，香菇酸奶中未檢出大腸桿菌；要求不得檢出沙門氏菌，香菇酸奶中未檢出沙門氏菌；要求不得檢出金黃色葡萄球菌，香菇酸奶中未檢出金黃色葡萄球菌；要求霉菌和酵母菌的含量少甚至不含有霉菌和酵母菌，香菇酸奶中未檢出霉菌和酵母菌；乳酸菌數(shù)量為8×107 CFU/g，大于國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)[23]。綜上，利用該株副干酪乳桿菌生產(chǎn)出的香菇酸奶產(chǎn)品微生物限量及乳酸菌數(shù)量符合發(fā)酵乳規(guī)定，產(chǎn)品的安全性得到保障。對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品微生物指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表10。

2.6 揮發(fā)性成分分析

由表11可知，第7組香菇酸奶為較優(yōu)的發(fā)酵組，本實(shí)驗(yàn)采用HP-SPME/GC-MS技術(shù)對(duì)較優(yōu)工藝生產(chǎn)的香菇酸奶進(jìn)行揮發(fā)性成分測(cè)定及分析。

不同發(fā)酵參數(shù)條件下?lián)]發(fā)性成分見圖3。

由圖3可知，發(fā)酵后的香菇酸奶的揮發(fā)性成分主要有酮類、酸類、醇類、烷烴類、烯烴類等，1～7組香菇酸奶分別檢測(cè)出27，23，24，27，22，23，23種揮發(fā)性成分，發(fā)酵劑接種量、加糖量、發(fā)酵溫度不同，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性成分及其含量出現(xiàn)差異，主要發(fā)生變化的是酸類、烷烴類和酮類物質(zhì)，酮類物質(zhì)在7個(gè)發(fā)酵組中含量均超過50%。第1組主要的揮發(fā)性成分是酮類（60.947%）、醇類（10.598%）、酸類（10.167%），第2組主要的揮發(fā)性成分是酮類（66.177%）、酸類（15.167%）、醇類（11.344%），第3組主要的揮發(fā)性成分是酮類（63.867%）、醇類（11.322%），第4組主要的揮發(fā)性成分是酮類（57.900%）、酸類（13.690%）、醇類（11.980%），第5組主要的揮發(fā)性成分是酮類（62.759%）、醇類（10.222%），第6組主要的揮發(fā)性成分是酮類（65.736%）、醇類（11.043%），第7組主要的揮發(fā)性成分是酮類（66.783%）、醇類（12.430%）。

采用峰面積歸一化法計(jì)算各揮發(fā)性成分的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得出29種揮發(fā)性成分的相對(duì)含量，用TBtools軟件對(duì)不同參數(shù)下香菇酸奶揮發(fā)性成分進(jìn)行熱圖聚類分析，可直接反映不同發(fā)酵組間的物質(zhì)差異[24]，見圖4。

由圖4可知，不同參數(shù)的發(fā)酵組可聚為3類，1組和4組為一類，2組、5組和6組為一類，3組和7組為一類，1組和4組的發(fā)酵溫度都為28 ℃，2組、5組和6組的加糖量都為7%，3組和7組的發(fā)酵劑接種量都為4%；1組和4組的乙偶姻、2-十一酮、苯甲酸、3-亞甲基庚烷-2-乙基-1-己烯含量較高，2組、5組和6組的甲苯、2，3-丁二酮含量較高，乙醇、十六烷含量較低，3組和7組的丙酮、2-戊酮含量較高，乙酸、鄰傘花烴含量較低；說明不同的因素參數(shù)比例對(duì)不同組香菇酸奶的風(fēng)味具有一定的影響。

由圖3和圖4可知，酮類物質(zhì)在香菇酸奶中占比最大，在香菇酸奶中檢出8種酮類物質(zhì)，分別為丙酮、2-丁酮、2，3-丁二酮、2-戊酮、3-辛酮、2-壬酮、2-十一酮、2-庚酮，其中2-庚酮的相對(duì)含量最高，第2組的2-庚酮相對(duì)含量最高，達(dá)43.738%，其次是2-壬酮，第1組和第2組的2-壬酮相對(duì)含量最高，分別為16.220%和14.344%[25]。酮類物質(zhì)主要由不飽和脂肪酸的熱降解以及氧化或微生物代謝產(chǎn)生，賦予了酸奶獨(dú)特的風(fēng)味[26]，2-庚酮呈香蕉味、桃子味，2-壬酮呈奶油味、水果味[27]，對(duì)酸奶的風(fēng)味起重要作用，對(duì)酸奶的奶香味和果香味具有較大貢獻(xiàn)。醇類化合物比較柔和，使酸奶的口感更加清爽[28]，醇類物質(zhì)中1-辛烯-3-醇的相對(duì)含量最高，第2組中醇類物質(zhì)相對(duì)含量為11.344%，其中1-辛烯-3-醇的相對(duì)含量為9.769%，在7組中的相對(duì)含量最高，1-辛烯-3-醇又稱蘑菇醇，有強(qiáng)烈、別致的青香、甜的藥草味，常作為香料用于飲料、糖果、冰制食品、烘烤食品、調(diào)味品中[29]，1-辛烯-3-醇是香菇酸奶特有的風(fēng)味物質(zhì)。酸類化合物主要是微生物分解代謝糖類以及氨基酸的產(chǎn)物，是酸奶的主要風(fēng)味物質(zhì)之一，主要體現(xiàn)在口感上[30]，在香菇酸奶中檢出的3種酸分別為乙酸、辛酸和苯甲酸，第2組的酸類物質(zhì)相對(duì)含量較其他組高，為15.167%，且乙酸、辛酸和苯甲酸的相對(duì)含量分別為4.986%、5.481%、4.700%。鮮香菇的揮發(fā)性物質(zhì)主要是含硫化合物和八碳化合物，1-辛烯-3-醇是香菇最具代表性的八碳化合物，又稱蘑菇醇；1，2，3，5，6-五硫雜環(huán)庚烷又稱香菇精，是一種揮發(fā)性環(huán)狀含硫化合物，是香菇香味的主要呈味成分之一，香味強(qiáng)烈并且特征性強(qiáng)[31]。利用副干酪乳桿菌在優(yōu)選發(fā)酵工藝條件下生產(chǎn)的香菇酸奶中檢測(cè)到蘑菇醇和香菇精，發(fā)酵的香菇酸奶香菇風(fēng)味濃郁，與感官評(píng)定結(jié)果相符合。

2.7 香菇酸奶揮發(fā)性主成分分析

對(duì)不同發(fā)酵參數(shù)的香菇酸奶的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見圖5。每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)樣品組，點(diǎn)與點(diǎn)的距離表示樣品組之間特征值差異的大小，同一象限的點(diǎn)越接近表示揮發(fā)性成分組成及含量越相似[32-33]。

由圖5可知，PC1（41.1%）和PC2（25.0%）累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為66.1%，能夠反映不同發(fā)酵參數(shù)的香菇酸奶揮發(fā)性成分的大部分信息，在不同參數(shù)條件下香菇酸奶樣品組分布在4個(gè)象限內(nèi)，說明樣品差異顯著，第3組、第6組、第7組分布在二維坐標(biāo)圖中第一象限內(nèi)，決定這一結(jié)果的主要揮發(fā)性物質(zhì)是酮類和烯烴類；第2組分布在二維坐標(biāo)圖中第二象限內(nèi)，決定這一結(jié)果的主要揮發(fā)性物質(zhì)是醇類、酮類、酸類；第4組分布在二維坐標(biāo)圖中第三象限內(nèi)，決定這一結(jié)果的主要揮發(fā)性物質(zhì)是酸類；第5組和第1組分布在二維坐標(biāo)圖中第四象限內(nèi)，決定這一結(jié)果的主要揮發(fā)性物質(zhì)是烷烴類以及其他類物質(zhì)。

3 結(jié)論與展望

利用從傳統(tǒng)發(fā)酵食品酸湯中分離出來的一株專利微生物副干酪乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)香菇酸奶產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝是可行的，通過單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，最終確定香菇酸奶的最佳發(fā)酵工藝為牛奶與香菇汁配比2∶1、加糖量7%、副干酪乳桿菌接種量4%、發(fā)酵溫度28 ℃。在此工藝條件下發(fā)酵制得的香菇酸奶色澤呈均勻乳白色，具有自然的發(fā)酵風(fēng)味和氣味；對(duì)其理化及微生物安全指標(biāo)的檢測(cè)表明利用該微生物發(fā)酵的香菇酸奶產(chǎn)品符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；采用HP-SPME/GC-MS技術(shù)對(duì)香菇酸奶揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定分析，共檢測(cè)出酮類、酸類、醇類、烯烴類、烷烴類等26種揮發(fā)性風(fēng)味成分，其中酮類物質(zhì)相對(duì)含量最高，占57.18%，酸類物質(zhì)相對(duì)含量占13.69%，同時(shí)檢測(cè)到香菇主要揮發(fā)性化合物1-辛烯-3-醇（蘑菇醇）、1，2，3，5，6-五硫雜環(huán)庚烷（蘑菇精），相對(duì)含量分別占9.17%、1.96%，與感官評(píng)定香菇酸奶具有濃郁香菇風(fēng)味相符合。該研究對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵食品中微生物資源挖掘與利用有一定理論意義，此外，在后期研究中在產(chǎn)品穩(wěn)定性、副干酪乳桿菌發(fā)酵代謝產(chǎn)生的風(fēng)味成分、功能性因子及利用該微生物制成成熟直投式發(fā)酵菌劑等方面可進(jìn)一步研究探討，以期提高復(fù)合功能性酸奶食品的應(yīng)用價(jià)值。

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收稿日期：2023-07-02

基金項(xiàng)目：黔教合KY字[2022]147號(hào)；黔科合成果[2020]2Y043；黔科合支撐[2021]一般106；黔科合支撐[2021]一般133；國(guó)家自然科學(xué)基金（32060518）；黔人領(lǐng)發(fā)[2018]3 號(hào)

作者簡(jiǎn)介：羅小葉（1991—），女，實(shí)驗(yàn)師，博士研究生，研究方向：發(fā)酵食品及微生物應(yīng)用。

*通信作者：邱樹毅（1963—），男，教授，博士，研究方向：發(fā)酵工程、食品生物技術(shù)。