
电子鼻分析
电子鼻利用传感器阵列能够有效评估不同样品的整体风味轮廓。如图1-A所示,ink-id="link-1770603538021-0.1213946179803449">雷达图直观地比较了各传感器在3种酸奶油样品间的响应差异。所有传感器对样品的香气化合物均表现出强烈的响应,且整体气味轮廓具有较高的相似性。其中,传感器L4对酸奶油整体气味的响应最强,其次是L6、M4、M5、H2、H4和H6。这表明有机化合物、氨类、硫化物、烷烃和卤素化合物是酸奶油中主要存在的挥发性化合物,而硫化物的存在可能与不良异味的产生有关。同时,大多数传感器对F20的响应值最高,对B20的响应值最低。与B20相比,F20在8种传感器(L1、L2、L3、L5、L6、M6、H3和H5)上的响应值均呈现显著增加(P<0.01)。B20组在M4传感器上的响应值最高,传感器M3和M6对S20组的响应值下降,表明S20中醇类和醛类物质的含量较低。主成分分析(PCA)进一步证实了样品间的风味差异,结果如图1-B所示。各组样品的电子鼻传感器响应存在显著分离。在PCA评分图中,F20样品分布在右侧,而B20和S20样品则分布在左侧。PC1(73.70%)和PC2(9.80%)累计解释了总方差的83.50%,该模型可以有效反映样品的整体气味轮廓。这些结果表明,以稀奶油和黄油为原料制备的酸奶油在香气特征上存在显著差异。



图3展示了不同酸奶油样品的GC-IMS二维俯视图和差异图谱。尽管3种酸奶油样品表现出相似的挥发性风味物质,但它们的峰值强度存在显著差异。图3-B中能够更直观的比较样品间挥发性风味物质的差异。选择S20作为参考,并从其他样品中扣除参考样品的光谱。白色背景表示两个样品中化合物的含量相同,红色表示化合物的含量高于参考样品,蓝色表示化合物的含量较低。与S20相比,F20和B20中的挥发性化合物的含量出现显著上调或下降。
挥发性风味物质的组成
在酸奶油中共鉴定出59种挥发性风味物质,包括2种酸类、19种醇类、13种醛类、12种酮类、4种酯类、1种硫化物和8种未定性化合物(表2)。F20和B20中以酮类为主,其次是醇类,而S20中醇类和酸类占主导地位。乙酸、ink-id="link-1770603538022-0.5217736284614889">1-戊醇、丙醛、2-庚酮、2-丁酮和乙酸乙酯等15种物质同时表现出单体(M)和二聚体(D)形式,其保留时间相同,但漂移时间不同。化合物二聚体的含量通常小于其单体形式的含量,这表明单体化合物具有更强的稳定性。


GC-IMS指纹图谱分析
图4是3种酸奶油样品的指纹图谱,以更好地比较不同样品间挥发性风味物质的动态变化。图中的每一行代表每个样品的所有峰,每一列代表一种特性的挥发性化合物,颜色由浅到深表示化合物的含量由低到高。结果显示,F20中显著富集了多种酮类化合物,包括2-丁酮-D、ink-id="link-1770603538023-0.5338962403018521">2-戊酮、2-己酮-M、2-己酮-D、2-庚酮-M、2-庚酮-D、3-羟基2-丁酮-M和3-羟基-2-丁酮-D(A区)。B20组中以醛类和醇类物质为主,包括丙醛、丁醛、戊醛、己醛、庚醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-戊烯醛、ink-id="link-1770603538024-0.044376706253989706">1-丙醇、1-戊醇和1-戊烯-3-醇(B区)。此外,乙酸、2-丁醇、2-戊醇、3-甲基丁醇、ink-id="link-1770603538023-0.2850512054139047">乙酸乙酯和二甲基二硫醚等是S20组中含量丰富的挥发性化合物(C区)。因此,F20中含有丰富的芳香族化合物,而S20醛类物质的含量最低,这与电子鼻的分析结果一致,共同验证了不同样品间风味轮廓的显著差异。

关键香气化合物的鉴定
香气化合物的PLS-DA和VIP值分析
如图5所示,各组样品的挥发性风味物质存在显著差异。拟合模型的自变量拟合指数R2X=0.994,因变量拟合指数R2Y=0.999,预测能力指数Q2=0.998,说明该模型具有较好的预测能力。最后,采用200次重复的置换检验对PLS-DA模型进行验证。R2截距为0.376,Q2截距为-0.222(图6)。Q2回归线与Y轴截距小于0,表明未发生过拟合,模型有效,可以用于解释不同酸奶油样品的风味差异。

VIP值可以描述变量对样本分类的贡献度,用于确定潜在的香气活性物质(VIP>1),VIP值越高表明区分样品间风味的能力越强。因此,在3种酸奶油样品中共鉴定出17种化合物作为潜在的香气活性物质(图7),包括酸类(乙酸-M、乙酸-D)、醇类(1-戊醇-M、1-戊醇-D和2-丙醇)、醛类(戊醛、丙醛-M、丙醛-D和己醛-M)、酮类(2-丁酮-D、丙酮、2-戊酮、2-庚酮-M、2-庚酮-D、3-羟基-2-丁酮-M和3-羟基-2-丁酮-D)以及硫化物(二甲基二硫醚)。

香气化合物的ROAV分析
采用ROAV评价香气化合物对酸奶油整体风味的贡献程度。通常ROAV>1的组分对样品的整体风味特征具有重要贡献,而0.1≤ROAV≤1的化合物被认为对整体风味具有辅助作用。在所有的化合物中,二甲基二硫醚的气味阈值最低,能够产生硫味或洋葱味。因此,将其ROAV设定为100。如表3所示,F20、B20和S20组中ROAV>1的化合物分别有15、18和7种。其中己醛-M、丙醛-M、3-羟基-2-丁酮-M、丙酮、乙酸乙酯-M、乙酸乙酯-D和二甲基二硫醚是3组中共有的香气活性物质。在F20和B20中,3-羟基-2-丁酮-M的ROAV最高。2,3-丁二酮也表现出较高的ROAV,而S20组中乙酸乙酯-D是主要的香气活性物质。在19种醇类中,仅鉴定出1种ROAV>1的化合物(1-戊醇-M),这与醇类较高的气味阈值有关。同时,1-戊醇被确定为益生菌新鲜奶酪中的关键香气化合物,与甜味和果香味有关。醛类被确定为B20组中独特的香气活性物质,包括丙醛、丁醛和己醛。2-庚酮则是F20中独有的香气活性物质,其特点是明显的果香味,并与蓝纹奶酪特征风味的形成有关。



综合VIP值和ROAV分析发现,二甲基二硫醚、1-戊醇-M、己醛-M、丙醛-M、丙醛-D、2-庚酮-M、2-庚酮-D、2-丁酮-D、丙酮、3-羟基-2-丁酮-M和3-羟基-2-丁酮-D等11种化合物是形成不同乳脂原料酸奶油特征风味的关键香气化合物(VIP>1,ROAV>1)。这些化合物的存在共同塑造了3种酸奶油的独特风味。基于关键香气化合物的含量进行聚类分析,结果如图8所示。各组样品组内聚类紧密,组间分离明显,进一步证实3组样品的风味特征存在显著差异。F20以酮类为主,B20富含醛类化合物;而S20的整体风味较弱,并且由于二甲基二硫醚含量的升高可能产生令人不悦的感官特性。酮类、醛类和硫化物是影响不同乳脂原料酸奶油风味差异的主要化合物。






