酵母菌对发酵乳风味物质和质构特性的影响

田裕春，柴溢，李安然，陈历俊，*，姜铁民

（1.大连工业大学生物工程学院，辽宁大连116034；2.北京三元食品股份有限公司，北京100076）

酵母菌对发酵乳风味物质和质构特性的影响

田裕春1，2，柴溢1，2，李安然1，2，陈历俊1，2，*，姜铁民2

（1.大连工业大学生物工程学院，辽宁大连116034；2.北京三元食品股份有限公司，北京100076）

以发酵乳为原料，通过在原有乳酸菌的基础上，加入酵母菌，待发酵液凝乳后，测定其中风味物质和质构特性的变化情况，研究酵母菌对于发酵乳中风味物质产生以及质构特性的影响。实验结果证明：在加入酵母菌之后，风味物质的含量较之前明显提高，变化最大的异戊醇的含量提高了200%以上；质构特性的各参数也有显著提升，其中，硬度和黏聚性明显提高，而稠度和黏度尽管提升不显著，但仍有较大上涨趋势。说明酵母菌的加入对于发酵乳制品中的风味物质和质构特性均有较显著的影响。

酵母菌；发酵乳；风味物质；质构特性

在乳制品品质的评定之中，产品的风味物质是仅次于产品安全性之外第二重要的因素，因为风味和口感的好坏是产品的命脉所在。乳制品中风味物质的来源主要是以下3个方面：首先是自身营养物质的反应代谢，乳酸就是其中的代表，它是乳酸菌降解乳糖产生的；其次是从牲畜的生存坏境中直接进入原料乳中；最后是在乳制品的加工过程中产生，比如巴氏杀菌时，由于温度过高，蛋白和脂肪会分解，生成脂肪酸和氨基酸等风味物质[1]。

质构特性也是乳制品品质的一个重要项目，乳制品在质构方面的各种属性取决于乳制品各组分之间的相互作用，主要包括黏度、黏稠性、稠度和硬度等等。而乳制品由于自身的特殊性，每一种乳制品甚至是同一种乳制品的不同批次之间的质构特质并不完全相同，影响乳制品质构特性的主要因素包括：发酵剂、乳制品干重以及加工和运输储存途径等[2]。正是由于乳制品质构的多变性，对其进行量化评定就变得非常困难，质构仪也就应运而生。质构仪又称为物性测试仪，是用于对食品的品质进行客观评价的主要仪器，它能够对样品的物性概念做出数据化的准确表述。质构仪的使用原理是指当质构仪的探头在恒定的速度下下压到样品中时，根据其所受到的阻力的大小和形式，通过具体的数据表征出样品的品质特性[3]。

本文应用先进的实验仪器和方法，研究了当酵母菌被添加进入发酵乳制品中是，对凝乳后的产品的风味物质和质构特性的影响，希望能够因素人们对于乳制品质构特性和风味物质的研究。

1　材料和方法

1.1材料和仪器

1.1.1材料

1.1.1.1菌种

将马克思克鲁维酵母与酿酒酵母按照1∶1的比例混合制成酵母菌;将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的按照1∶1的比例混合制成乳酸菌。

1.1.1.2实验材料

全脂奶粉：北京三元食品股份有限公司提供；酚酞试剂：天津市福晨化学试剂厂；NaOH试剂：北京化工厂；HCl：北京化工厂。

1.1.2实验仪器和设备

GC-2010plus气相色谱仪：岛津公司；SPEM手动进样手柄：岛津公司；50/30μm CAR/DVB/PDMS（2 cm）萃取头：美国Supelco公司；20mL具塞顶空瓶：上海思达分析仪器有限责任公司；恒温水浴锅：天津市泰斯特仪器有限公司；LRH-250型生化培养箱：上海一恒科技有限公司；磁力搅拌器：北京天石医疗用品制作所；质构仪：英国Stable Micro System公司。

1.2方法

1.2.1风味物质的检测

本实验采用了同行业中比较先进的固相微萃取技术与气相色谱联用的方法[4-7]，用内标法测定了酵母菌对于发酵液凝乳之后风味物质含量的影响，以期能够对发酵液中的风味物质产生好的影响。

1.2.1.1色谱条件及升温程序

毛细管柱cp-wax（50m×0.25mm×0.39μm），进样温度210℃，检测器温度200℃，载气为氮气，流速1 mL/min，分流比24，程序升温：起始温度35℃，保持4min，2℃/min升到45℃保持2min，再2.5℃/min升到75℃，最后以7.5℃/min升到200℃保持25min。

1.2.1.2内标溶液的配制

乙酸正戊酯3.715 7 g溶于250mL 60%乙醇溶液；2-乙基丁酸3.880 0 g溶于250mL 60%乙醇溶液。

1.2.1.3风味物质的检测

样品的制备：准确称取40g全脂奶粉，溶于400mL去离子水中，搅拌混匀，分装在两个300mL的三角瓶中，每个200mL，110℃灭菌15min待用。将乳酸菌按照一定的接种量接入两发酵液中，在第二瓶发酵液中按比例接入酵母菌（酵母菌：乳酸菌=1∶30），放在34℃下培养至凝乳。

样品的前处理：取发酵好的样品5mL，加入50μL内标（乙酸正戊酯和2-乙基丁酸）和3 g氯化钠，预热10min，55℃恒温萃取40min，将萃取头取出进样，热解吸5min。

上样：按照1.2.1.1的色谱条件和升温程序上样3次，取平均值。

1.2.2发酵乳质构的研究

除了测定添加酵母菌前后的风味物质的变化情况之外，本实验还测定了发酵液中质构的变化[8-9]，希望能够对乳制品，尤其是发酵乳制品的质构特性进行准确的评价，以获得质构品质更好的发酵乳产品。

1.2.2.1样品的制备

参照1.2.1.3中样品的制备方法，得到凝乳后的混菌发酵液和乳酸菌发酵液。

1.2.2.2质构仪程序的设定

测定前下降速度为1mm/s，测定速度为1mm/s，测定距离为25mm，测定后速度10mm/s。A/BE探头，直径为35mm。

2　结果与分析

2.1风味物质的测定

按照1.2.1.3中所述的实验方法先进行固相微萃取，进而上样，得到混菌发酵液和乳酸菌发酵液风味物质组成的图谱，如图1所示。

图1　两种发酵液风味物质对比Fig.1 The comparison on flavoring substance between the two fermentation broth

图1中，较高的峰是混菌发酵液的出峰图形，较低的峰是乳酸菌发酵液的出峰图形。一共有13种风味物质，在两种发酵液中都有体现，结果如表1所示。

以上表可知，在上述13中乳制品的主要风味物质中，再加入了酵母菌之后，除了正戊醇、乙醛和2，3—丁二醇（内消旋）的含量有了小幅的下降之外，其他风味物质的含量较之未加入酵母菌之前，都有显著的提升，其中，异戊醛的含量增幅甚至达到200%以上。实验的结果证明：酵母菌的加入存进了发酵乳中风味物质含量的提高，造成这一现象的原因可以解释为：

发酵乳制品风味物质的形成过程极其复杂，而酵母菌的加入使得原本就复杂的这一过程更加多元化，但是究其根源，其实就是酵母菌参与了发酵液中三类主要营养物质的代谢：蛋白代谢、糖代谢以及脂肪代谢。由于乳酸菌先行发酵，产生了大量的乳酸和乳糖，而乳糖又会进一步进入糖酵解代谢中，马克思克鲁维酵母就利用这一过程中产生的乳糖，发酵生成了丙酸和乙酸等风味物质。而酿酒酵母也在这一过程中发挥了作用，产生了丙酸和乳酸。除了上述糖类代谢之外，蛋白质和脂肪代谢中也出现了酵母菌的身影。酵母菌参加了这两种营养物质的代谢并加速其分解，产生了大量的脂肪酸和氨基酸，而这正是众多风味物质的主要来源。因此，才会产生上面实验中所出现的现象，即酵母菌的加入增加了风味物质的产出[10-12]。

表1　两种发酵液中风味物质的含量Table1 The content of the flavoring substance in the two fermentation broth

2.2质构的检测

按照1.2.2.1中制备样品，再根据后面1.2.2.2所设定的程序进行检测，结果见表2。

表2　酵母菌对质构特性的影响Table2 The influence on the texture characteristics caused by yeast

从表2中可以看出，在硬度、黏度、稠度和黏聚性4种主要的质构特性方面，酵母菌的加入均对其产生了影响，其中，对硬度和黏聚性产生了显著性影响，而稠度和黏度的影响尽管不显著，但是其参数的增幅却非常大。总体来说，酵母菌对于本实验中发酵液的质构特性产生了较大的影响，造成这一现象的原因主要是由于以下2个方面：

第一，酵母菌的加入利用了乳糖和乳酸，而乳酸菌又能源源不断的提供者两种物质。同时，酵母菌还消耗氧气，使得乳酸菌加快了代谢，缩短了发酵液的凝乳时间，使得发酵液的硬度较之为加入酵母菌之前，有显著的提升[13]。

第二，酵母菌自身也进行代谢反应，在生成乙醇的同时，也会放出CO2等气体，有利于发酵液中乳清的排除，也可以提高发酵液的硬度、黏聚性及其它质构特征[14]。

3　结论

通过向原有发酵液中加入酵母菌，在凝乳之后，测定其风味物质含量和质构特性各参数的变化情况，通过与未加入酵母菌之前的数据相对比，得出酵母菌对于风味物质和质构特性的影响。结果证明，在酵母菌加入并凝乳之后，除了极少数的风味物质含量小幅下降之外，大部分风味物质的含量都显著提高，最大增幅可达200%以上。同时，发酵液的质构特性也随酵母菌的加入而产生了巨大变化。硬度和黏聚性出现了显著的提高；而稠度和黏度尽管变化不显著，但是也出现了明显的升高。因此，可以说酵母菌的加入对于发酵乳制品的风味物质和质构特性都有重大意义，值得进一步的研究探索。

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The Influence on Flavoring Substance and Texture Characteristics in Fermented M ilk Products Caused by Yeast

TIAN Yu-chun1，2，CHAI Yi1，2，LI An-ran1，2，CHEN Li-jun1，2，*，JIANG Tie-min2
（1.Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，Liaoning，China；2.Beijing Sanyuan Foods Co.，Ltd，Beijing 100076，China）

Regarding the fermented milk as the material，on the basis of the original lactic acid bacteria，add a certain percentage of yeast into the fermented broth，determine the change of the flavoring substance and the texture characteristic after the curd，and research the influence on the flavoring substance and the texture characteristics in fermented milk caused by yeast.The experimental results shows that:the content of the flavor substance improved significantly after the addition of the yeast and the content of isoamyl alcohol increased more than 200% as the greatest change.And also the various parameters of the texture character is tics has made a lot of ascension:hardness and cohesiveness improved significantly，the consistency and the viscosity still had a largeupward trend in spite of its non-obviousness.All the conclusions above shows that the addition of yeast in fermented milk products has a significant influence on both the flavoring substance and the texture characteristics.

yeast；fermented milk；flavoring substance；texture characteristics

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.007

2013-09-18

863计划项目（2012AA101605）

田裕春（1987—），男（汉），在读硕士研究生，研究方向：乳品微生物。

*通信作者