嗜热链球菌发酵乳中挥发性风味物质的GC-MS指纹图谱

嗜热链球菌是发酵乳生产中常用的发酵剂菌种之一。以分离自传统发酵乳制品曲拉中的1株具有良好风味的嗜热链球菌IMAU80285为试验菌株,采用气相色谱-质谱联用仪等仪器和主成分分析、相似度分析等方法,对该菌株在发酵乳制作和贮藏期间产生的风味物质进行全面、系统的分析。结果表明:在发酵乳制作和贮藏期间,从嗜热链球菌IMAU80285中共测得84种风味物质,主要包括酸类化合物(11种)、醛类化合物(13种)、酮类化合物(12种)、醇类化合物(22种)、酯类化合物(9种)、烷烃类化合物(14种)、含氮类化合物(3种)。主成分分析结果表明:关键性风味物质(OAV≥0.1)在发酵初期(发酵4,6 h)和前发酵与贮藏期间(后熟,贮藏1,2,3,7,14 d)有明显的区分,发酵初期(发酵4,6 h)和前发酵时,与乙偶姻、庚醛、1-壬醇、己酸乙酯等17种关键性风味物质(OAV≥0.1)有较强的相关性,而贮藏期间(后熟,贮藏1,2,3,7,14 d)与2,3-丁二酮、3-甲基-1-丁醇、丁酸乙酯等7种关键性风味物质(OAV≥0.1)的相关性较强;重叠色谱图及相似度分析结果表明,发酵乳中的风味物质在发酵乳制作及贮藏期间变化显著,随着贮藏时间的延长,发酵乳的风味差异明显。     

SPME-GC-MS法分析不同菌种比例混合发酵对酸乳风味的影响

探讨了不同比例德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌混合发酵对发酵乳风味的影响。以三种不同比例(1∶10,1∶100,1∶1000)的德氏乳杆菌保加利亚亚种IMAU20240和嗜热链球菌IMAU40040的混合发酵乳为研究对象,采用固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS),并结合内标法对各复配发酵乳中的挥发性风味物质进行分析测定。结果表明,三种比例的复配组发酵乳中主要挥发性风味物质是由酸类、醇类、酮类、醛类以及酯类等化合物组成,且各复配组发酵乳在贮藏期间主要挥发性风味化合物的种类和数量存在明显差异,其中1∶100复配组的发酵乳中主要挥发性风味化合物有乙酸、乙偶姻、乙醛、己醇、甲酸乙烯酯及3-甲基-1-丁醇等,且含量高于其他复配组,是理想的组合。     

不同发酵特性的嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌共发酵的特性

为探究具有不同优良性状的嗜热链球菌株与保加利亚乳杆菌株共发酵的特性,用产酸快的嗜热链球菌StCH-1菌株和产黏好的嗜热链球菌StTA040菌株与保加利亚乳杆菌Lb0925B菌株组合,测定其组合菌株的发酵性能。通过实验发现组合菌株发酵速率均比单菌株发酵速率快,其中含有嗜热链球菌StCH-1的组合菌株发酵速率较快,而含有嗜热链球菌StTA040的组合菌株的胞外多糖产量较高,发酵乳的黏度较高,持水力较强;三组分发酵剂的发酵速率快,发酵乳在贮藏期间黏度高,持水力强,通过感官分析得出三组分发酵剂制得的发酵乳的口感和风味最佳。     

德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵乳中挥发性风味物质的比较分析

以4株德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)为实验菌株,采用固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)相结合的方法,检测4℃贮藏期间发酵乳中的挥发性风味物质,并结合保留指数法对化合物进行有效鉴定,提高化合物的鉴定效率。结果表明,4株德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵乳中的挥发性成分由酸、醛、酮、醇、酯和碳氢化合物等6类化合物组成,主要风味物质中的共有化合物包括乙酸、丁酸、正戊醛、2-戊酮、1-庚醇等物质。其中,IMAU40078发酵乳中还含有乙醛、双乙酰、乙偶姻、乙酸乙烯酯、乙酸乙酯等特征风味化合物,特别是其独有的乙酸乙烯酯、乙酸乙酯等化合物,在保持发酵乳风味的基础上增加了特有的果香味,提升了发酵乳感官品质。本实验研究结果为酸奶发酵剂的筛选提供依据。     

Streptococcus thermophilus ND03在牛乳发酵过程及贮藏期间挥发性风味物质分析

为揭示Streptococcus thermophilus ND03在牛乳发酵过程和4℃贮藏期间产生的挥发性风味物质及其变化情况,采用3种不同纤维涂层的萃取头,运用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)技术对各阶段发酵牛乳样品进行检测分析,利用主成分分析法分析各阶段样品的特征性风味物质并对各阶段样品进行感官评定。结果表明:利用50/30μm DVB/CAR/PDMS、65μm PDMS/DVB和100μm PDMS 3种萃取头分别检测出86、66和62种挥发性物质。在发酵及贮藏期间,挥发性风味物质的数量与含量存在动态变化。由主成分分析结果可知,样品的特征性风味物质在发酵期间为醛类、酮类及杂环化合物,在贮藏0 d(发酵终点)为醇类及含氮化合物,在贮藏1、3 d为酯类及芳香族化合物,在贮藏7、14 d为烃类及酸类化合物。由感官评定结果可知,贮藏1 d的样品在色泽、滋味、气味及组织状态方面具有良好表现。菌株Streptococcus thermophilus ND03作为发酵剂具有潜在的工业应用前景。     

基于SPME-GC-MS法分析发酵乳中挥发性风味物质

利用固相微萃取-气质联用技术(SPME-GC-MS)检测嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)IMAU20537和德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)IMAU20240的单菌发酵乳和二者复配发酵乳贮藏期间的挥发性风味物质。结果表明:三种发酵乳的风味物质包括酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、含氮化合物和芳香族及其衍生物。其中,酮类化合物在S.thermophilus IMAU20537发酵乳风味物质中种类最多,占种类总量的27.27%;醛类化合物在L.delbrueckii subsp.bulgaricus IMAU20240发酵乳中种类最多,为20.83%;复配发酵乳中酮类和醛类化合物的种类相同,均占22.73%;而且三种发酵乳在贮藏不同时间内相对峰面积最高的物质均是酮类化合物。分析发现,复配发酵乳在贮藏期间的风味物质种类较两株单菌的发酵乳增多,其中,一些主要的风味化合物如乙醛、乙酸、双乙酰、乙偶姻等对于构成其特征风味具有重要作用。     

基于蔗糖利用能力对豆乳发酵菌株的筛选及其应用

探究嗜热链球菌和乳酸乳球菌蔗糖利用能力的差异性对豆乳发酵菌株筛选的影响,并对菌株发酵豆乳样品的挥发性风味物质进行了分析。通过对12株实验菌株的蔗糖利用能力进行评价,测定菌株在以蔗糖为单一碳源环境下的生长、产酸情况,挑选菌株进行豆乳发酵特性评价,并运用GC-MS对发酵样品进行挥发性风味物质分析,了解不同菌株的蔗糖利用的差异及对豆乳发酵的影响。结果表明,不同实验菌株蔗糖利用能力具有显著差异,乳酸乳球菌实验菌株蔗糖利用能力显著优于嗜热链球菌;乳酸乳球菌DYNDL21-2可在豆乳发酵6 h后达到发酵终点,并代谢掉豆乳体系中65.38%的蔗糖(达1.766 g/L);发酵豆乳终点样品中己醛含量显著降低,有的菌株最高可生成198.49μg/L奶香味物质2,3-丁二酮,及492.19μg/L果香味物质3-甲基丁醇。菌株DYNDL21-2、HeNa-28-3-GMM和15G5的蔗糖利用能力良好,可快速发酵大豆豆乳,并使发酵豆乳风味得到显著改善,具有良好应用潜力。     

罗地亚9001直投型发酵剂发酵特性研究

利用罗地亚90001直投型发酵剂来发酵酸奶，探讨了利用直投型发酵剂发酵的酸奶不能作为后续发酵剂进行酸奶生产的原因。在实验中首先利用直投型发酵剂发酵牛乳，然后依次利用各代次产物作为后续发酵剂生产酸奶，直至第6代牛乳不能再正常发酵为止。同时，对每代酸奶中嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌进行计数，并观察嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌比例上的变化。最后将第6代不能正常发酵酸奶中的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌分离并进行鉴定。将二者按1：1(数量比)的比例接种牛乳，发现牛乳能够正常发酵。结果表明。利用酸奶作为后续发酵剂的第6代牛乳不能正常发酵的原因是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的数量比发生变化。而导致此情况发生的原因可能是由于低温下二者的生长速率不同。     

发酵剂用量对硬质蒙古干酪风味变化的影响

以不同发酵剂使用量制作了一种硬质蒙古干酪,对干酪成熟过程中的风味变化和微生物多样性进行了研究。当发酵剂使用量为1.0 g/L原料乳时,挥发性风味化合物的组分更为丰富,风味更加均匀适中,具有更好的风味体验。在干酪成熟早期,嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌生长趋势相同,但到中后期,嗜热链球菌生长速度趋缓,而保加利亚乳杆菌生长速度相对较快。     

保加利亚乳杆菌的筛选及其发酵乳中的风味物质

以分离自传统发酵乳中的7株保加利亚乳杆菌为试验菌株,测定发酵乳制作和贮藏(12 h)期间pH值、滴定酸度、活菌数、黏度的变化,并结合固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)检测贮藏12 h时发酵乳中的挥发性风味物质。结果表明,7株保加利亚乳杆菌中,IMAU62115在牛乳中的发酵时间最短(7 h),活菌数最高为4.95×108CFU/mL,滴定酸度为95°T,黏度为820 mPa·s。贮藏12 h时,7株保加利亚乳杆菌发酵乳的风味成分差异显著,从IMAU20403、IMAU20396、IMAU62121、IMAU62115、IMAU20220、IMAU20227、IMAU20234中分别检出29,28,26,26,32,31种和26种风味物质,主要有酸类、醛类、酮类、醇类及酯类化合物等。其中,IMAU62115发酵乳中的主要特征性风味物质有双乙酰、乙偶姻、3-甲基丁醛、2-壬酮等,这些风味化合物在IMAU62115发酵乳中的浓度较高,OAV值大于1,对发酵乳的风味贡献较大。本研究筛选的保加利亚乳杆菌IMAU62115菌株是一株具有优良发酵特性的菌株。     

传统乳制品中乳酸菌的筛选及发酵性能研究

为获得优良发酵性能的乳酸菌,采用传统培养方法从传统发酵乳样品中分离乳酸菌,并将分离菌株制备发酵乳。通过考察发酵乳的感官品质筛选优良菌株,采用形态学观察及16S rDNA序列分析对筛选菌株进行鉴定;并对其生长性能、产酸性能及其制备发酵乳贮藏期内品质变化进行测定。结果显示,共分离得到67株乳酸菌,筛选出5株性能较佳的菌株（编号为C-1、Q164、Q165、Q166和Q167）,均被鉴定为嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）。其中,菌株C-1生长性能和产酸性能最佳,该菌株制备的发酵乳奶香明显,口感细腻顺滑,感官评分最高（93.5分）,30 ℃贮藏21 d后,酸度为86.0 °T,活菌数为7.2×103 CFU/g。综上,嗜热链球菌C-1具备优良发酵性能菌株的应用潜力。     

商业发酵剂中乳酸乳球菌发酵风味特性及其化学表征的研究

为深入分析不同乳酸乳球菌在发酵乳中的风味贡献和特征香气成分,对多种商业乳酸菌发酵剂中分离得到21株乳酸乳球菌,进行单菌株发酵。根据感官评价结果进行香型分析,之后采用气相色谱-离子迁移谱仪（gas chromatograph-ion mobility spectrometry,GC-IMS）技术测定了发酵乳的挥发性风味化合物,并利用化学计量学分析方法进行风味物质的分析。结果表明:这些单菌株发酵乳可划分为奶香味、奶油味、酪香味三个香型。GC-IMS共鉴定出25种化合物,其中醇类9种、酮类8种、醛类3种、羧酸1种、酯4种。通过绘制GC-IMS指纹图谱,明确了不同菌株发酵乳的特征化合物组成。利用主成分分析（principal component analysis,PCA）,将其中4株乳酸乳球菌双乙酰变种的发酵乳进行了很好的区分,且与感官评价结果相一致。采用偏最小二乘回归分析（partial least squares regression,PLSR）对感官香味分型和挥发性成分的相关性进行分析,得到对酪香味影响比较大的挥发性风味成分有正己醛、正己醇;对奶油味贡献较大的成分有乙酸乙酯;对奶香味贡献大的成分较为分散,关键性成分有待于进一步确定。本研究为发挥乳酸乳球菌改善发酵乳风味的作用提供了借鉴和参考。     

乳酸菌发酵酸豆奶中不良风味物质研究进展

随着植物基蛋白饮料在国内外的迅速发展, 酸豆奶必将进入新时代。酸豆奶是指以大豆为主要原料经过乳酸菌发酵后所得的产品, 在植物基蛋白饮料中占有重要地位, 良好的气味特征和口感特征对酸豆奶产品来说至关重要, 而豆腥味、苦涩味等不良风味的存在限制了酸豆奶的发展。酸豆奶风味物质种类繁多, 挥发性风味物质、非挥发性风味物质的成分和含量极大程度上决定了酸豆奶的感官品质。本研究就酸豆奶的发酵菌种、不良风味物质的来源、风味物质的分类和检测方法进行综述, 从发酵菌种与酸豆奶中不良风味物质的角度出发, 为解决酸豆奶在工业生产中不良风味问题提供思路。     

乳酸发酵番茄汁、胡萝卜汁风味物质的研究

本文对乳酸发酵番茄汁及胡萝卜汁的色、香、味进行了分析评定。利用GC-9A气相色谱、HPGC/MS 5988A气-质联机系统对乳酸发酵产品的部分风味物质作了定性定量测定。并比较了发酵汁与未发酵汁以及选用保加亚乳杆菌(L.bulgaricus)和嗜热链球菌(Str.thermophalus)的不同菌株组合发酵后,产品中风味物质的差异。结果表明:经过乳酵发酵后增加或新形成了一些物质,它们对构成乳酸发酵产品的独特风味有一定的作用。     

Inoculum size of co-fermentative culture affects the sensory quality and volatile metabolome of fermented milk over storage

Lacticaseibacillus paracasei PC-01 is a probiotic candidate isolated from naturally fermented yak milk in Lhasa, Tibet, and it has been shown to possess excellent milk fermentation properties. This study used Lacticaseibacillus paracasei PC-01 as a co-fermentation strain to investigate the effect of inoculum size with a commercial starter in milk fermentation on the product flavor and profile of volatile metabolites over 28 d of cold storage. Lacticaseibacillus paracasei PC-01 was allowed to ferment in pasteurized milk with or without the commercial starter (YF-L904) at 42°C until the pH decreased to 4.5. The finished fermented milks were stored at 10°C for 28 d. Milk samples were taken at hour 0 (before fermentation) and then at d 1, 14, and 28 of cold storage. Different inoculum sizes of Lacticaseibacillus paracasei PC-01 had no significant effect on pH or titratable acidity during storage of fermented milk. Viable counts of strain PC-01 continued to increase during cold storage of the fermented milk. Generally, as storage of fermented milk proceeded, the overall sensory quality score decreased in all groups. However, the overall sensory scores of PC-01-M were generally higher than those of other groups, suggesting that a medium dose of Lacticaseibacillus paracasei PC-01 had the most obvious effect of slowing the decline in sensory quality of fermented milk during storage. Changes in sensory scores and consumer preferences were accompanied by increases in both the quantity and variety of key volatile metabolites in fermented milk during fermentation, post-ripening (d 1), and storage. Major differentially abundant metabolites, including acetaldehyde, methyl ketones, medium-chain and short-chain fatty acids, 2,3-butanedione, and acetoin, were enriched in fermented milks rated highly in the sensory evaluation. Our data confirmed that the inoculum size of co-fermentative culture affected the sensory quality and volatile metabolome of fermented milk over storage, and an optimal range of co-fermentative culture was titrated in this work.     

酸奶发酵菌的研究及其风味化合物的鉴定

酸奶是一种营养价值很高,又富有良好风味的广为消费者喜爱的传统发酵乳制品。本文对酸奶发酵菌的研究和酸奶中主要风味化合物的分析鉴定进行了初步探讨。在发酵菌方面,选择了本所保藏的6038号(str. thermophilus)和6047号(Lb. bulgaricus)两支较好的乳酸菌为本实验的出发菌株。按1∶1的配合比,保温在43℃下进行牛乳发酵,凝结后立即放在4～7℃下保持24小时左右,可以获得较为满意的发酵乳风味。在挥发性风味化合物的分析鉴定方面,采用了真空蒸馏、溶剂提取和调节pH分离的方法,将风味组分分为酸类和非酸类两部分,经浓缩后使用气相色谱(GC)分析技术、气相色谱—质谱(GC—MS)联用技术和离子色谱(IC)分析技术,分析鉴定了酸奶中主要风味化合物;并定性定量分析了不同发酵和低温保持阶段上重要香气成份——双乙酰的生物合成水平。由此得到结论。发酵培养完成后,于低温保持24小时,酸奶中双乙酰的生成量最高可达到10.34ppm。该水平双乙酰含量可以赋与酸奶特有的香气和良好的风味。进而推论,此含量范围的双乙酰应为酸奶中的较适水平;酸奶发酵进行后,低温保持阶段的初期对酸奶风味的形成有十分重要的意义。     

威宁豆酱纯种发酵工艺优化及挥发性风味物质分析

采用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）DX-9和异常威克汉姆酵母菌（Wickerhamomyces anomalus）DZ-3分别发酵制备威宁豆酱,以氨基酸态氮含量和感官评分为评价指标,优化制曲条件、辅料添加量及后发酵条件,并采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术检测豆酱中的挥发性风味物质。结果表明,菌株DX-9和DZ-3的最佳制曲条件：接种量2%和3%、温度38 ℃和34 ℃、时间12 d和18 d;辅料最适添加量：食盐10%、辣椒5%、五香粉1.5%;菌株DX-9和DZ-3的最佳后发酵条件：温度40 ℃和36 ℃、时间均为90 d。纯种发酵豆酱的品质优于自然发酵豆酱,且菌株DX-9比DZ-3发酵的豆酱品质更佳。自然发酵、菌株DX-9和DZ-3发酵豆酱中挥发性风味物质分别检出73、50和64种,共有物质为23种,主要风味物质分别为醇类（27.36%）、酸类（75.68%）和烯烃类（64.21%）。通过主成分分析（PCA）得出威宁豆酱主要挥发性风味物质为烃类和酸类。     

植物乳杆菌与酿酒酵母混合发酵对红枣酒挥发性风味物质的影响

为研究植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）在混菌发酵中的应用潜力及其对红枣酒挥发性风味的影响,采用植物乳杆菌与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）以不同接种比例混合发酵红枣酒,并以酿酒酵母纯发酵为对照,监测发酵过程中菌株生物量的变化,通过气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS）联用技术对挥发性风味物质进行鉴定分析。结果表明：随着植物乳杆菌接种比例的升高,其发酵过程中存活数量及时间明显增加,混合发酵处理酒样理化指标均符合国标规定;利用GC-IMS从红枣发酵酒中共鉴定出38种挥发性物质,混合发酵处理对红枣酒中酯类、醇类和醛酮类等大部分挥发性物质的形成有明显促进作用;基于偏最小二乘判别分析（partial least squares-discrimination analysis,PLS-DA）共筛选出5种特征标志物（VIP>1）,而异戊醇、乙酸乙酯、乙酸和乙酸异戊酯是影响不同混合发酵红枣酒挥发性风味差异的关键物质;风味轮廓及感官评价结果表明,果香、植物...     

标准化工艺条件下大河乌猪火腿发酵过程中的挥发性风味物质变化

该研究采用固相微萃取-气相色谱-质谱（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS）技术结合偏最小二乘－判别分析（PLS-DA）和相对气味活度值（relative odor activity value,ROAV）对发酵90 d、150 d、210 d、270 d、450 d和630 d的大河乌猪火腿的挥发性风味物质进行分析。结果表明：发酵过程中共鉴定到137种挥发性风味成分,包括醛、醇、酸、烃、酮、酯、芳香族类及其他类化合物,其中,醛类（51.63%~68.17%）和醇类（12.73%~23.64%）的种类和含量最为丰富;随着发酵时间的延长,挥发性风味物质种类增加了23种,但四个不同发酵期（210 d、270 d、450 d、630 d）的大河乌猪火腿中挥发性风味物质组成相似,说明发酵至210 d时主体风味化合物已经形成;发酵过程中关键风味物质有1-庚醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基丁醛、2,3-辛二酮、苯乙醛、己醛、辛醛、壬醛等16种。标准化工艺条件下发酵时间对火腿挥发性风味物质的形成有一定的影响,且大河乌猪火腿的加工期可定为10~12个月,研究为大河乌猪火腿标准化加工技术提供理论依据。     

基于GC-MS分析传统鱼露发酵过程中挥发性风味物质变化

该实验利用顶空固相微萃取气质联用技术（HS-SPME-GC-MS）对不同发酵时期的鳀鱼鱼露挥发性物质进行检测,采用相对气味活度值（ROAV）并结合感觉阈值评价了挥发性风味物质对总体风味的影响,通过聚类分析探讨发酵过程中的关键性风味物质。结果表明,共检测出178种挥发性风味物质,其中酸类（2.99%～30.02%）、醇类（13.97%～41.77%）、醛类（8.67%～51.61%）总量明显高于其他类别的挥发性化合物;随着发酵时间的延长,挥发性物质种类和含量逐渐增加。发酵0、3、6、9、12、15个月鱼露的主体风味物质分别有9、11、8、9、9和10种。发酵过程中筛选出9种关键性风味物质,包括丁酸、（Z）-4-庚烯醛、癸醛、壬醛、3-甲硫基丙醛、（E,Z）-2,6- 壬二烯醛、3-乙基苯酚、丁酸乙酯和苯酚。