近日,宁夏大学魏超昆副教授团队和北方民族大学魏兆军教授团队在Food Chemistry (Q1, IF: 9.231)期刊上发表了题为“Characterization of a fermented dairy, sour cream: Lipolysis and the release profile of flavor compounds”的研究论文。宁夏大学2021级硕士研究生王梦松为论文的第一作者,宁夏大学魏超昆副教授和北方民族大学魏兆军教授为论文的通讯作者。
发酵奶油又称酸奶油,是一种以优质奶油为原料,通过乳酸菌发酵而成的具有独特酸香风味的乳制品。奶油是从各种挤奶动物中获得的所有类型乳中的脂肪部分,因此其脂肪含量高于其他乳制品。发酵作为一种传统的加工方法,可以延长保质期,并且形成乳制品特有的风味和质地。
脂质不仅影响发酵乳制品的质量和营养价值,而且有很大的风味贡献作用。因此,乳制品发酵和贮藏中的脂质变化得到了广泛的研究。例如,棕色山羊奶经发酵后导致甘油三酯含量发生变化,从而减少异味的影响,提高了产品的感官质量;成熟的Kope奶酪中脂质分解强度更高,并且形成的短链脂肪酸与其风味密切相关。脂质氧化过程已被证明可以促进咸蛋黄独特风味的形成,因此认为脂质分解和氧化也会对酸奶油的风味特征有一定影响。
发酵乳制品中风味的发展与加入的乳酸菌代谢密切相关。乳酸乳球菌属(Lactococcus. lactis)已被广泛用于乳制品的发酵中,如酸奶油、酸奶、奶酪等。有研究表明,利用乳酸乳球菌乳酸亚种(L. lactis subsp. lactis)和乳酸乳球菌乳脂亚种混合发酵(L. lactis subsp. cremoris)后的高达奶酪具有更多的风味成分。在发酵过程中微生物能够通过分泌丰富的酶系来水解蛋白质、脂质和其他有机物,最终转化为醛类、醇类、酮类、酯类等挥发性小分子物质。利用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)在乳酸乳球菌发酵乳中发现了乙酸、己醛、2-庚酮和2-甲基辛酸乙酯等主要挥发性化合物。
气相色谱-离子迁移率谱(GC-IMS)结合了气相色谱的高分离性能和离子迁移谱的高灵敏度等优点,作为一种食品风味化学分析技术,它可以分离并灵敏地检测挥发性有机化合物,目前已被应用于乳制品中挥发性成分的表征和挥发性代谢物的代谢足迹分析。然而,该方法尚未用于评估发酵过程中酸奶油的风味特征变化。因此,本研究利用GC-IMS技术评估了酸奶油的挥发性成分变化,同时结合理化变化和感官差异探究了酸奶油发酵过程中的脂质分解和风味发展,以此更好地理解酸奶油脂质与风味间的关系。
在这项研究中,作者探究了发酵时间对酸奶油理化性质、感官特性和脂质降解的影响,同时表征了挥发物形成的动态变化。酸奶油的发酵导致了pH值从6.72下降到4.19,脂肪含量从38.83下降到34.60 g/100 g。当pH值降低到4.31时,会抑制菌落生长从而导致菌落总数减少。由于乳酸菌具有一定的脂解能力,所以在发酵过程中能分解或氧化部分脂质,从而引起ADV、POV和TBARS的波动(增加或增加后减少)。脂质降解后生成游离脂肪酸,游离脂肪酸经进一步氧化分解形成小分子风味物质,从而对风味产生贡献。棕榈酸是酸奶油中的主要脂肪酸,其含量在15 h达到最低值9.65 g/100 g,其原因可能是游离脂肪酸的进一步氧化降解。GC-IMS技术共鉴定到31种挥发性物质,以此建立酸奶油在不同发酵时期的风味指纹图谱可以很好地表征奶油发酵前后的挥发性组成变化。同时,乙酸乙酯、2-庚醇和1-辛烯-3-酮等特征香气的形成可能与脂质代谢过程有关。
这项研究结果为阐明酸奶油产品中以脂质为前体的特征风味形成机制奠定了基础,为优质酸奶油的工艺改进、品质提升和风味调控提供了理论依据,进而促进我国精深加工乳制品产业发展。
通信作者简介
魏兆军,博士、教授、博士生导师。北方民族大学生物科学与工程学院院长、合肥工业大学食品与生物工程学院教授。教育部食品科学与工程专业教学指导委员会委员;享受国务院政府特殊津贴、宁夏回族自治区自治区特聘专家、宁夏高等学校特聘教授、教育部新世纪优秀人才、安徽省杰出青年基金获得者、黄山学者特聘教授;安徽省农林特产食品加工产业技术创新战略联盟理事长、安徽省养生文化研究会会长。国家自然科学基金、教育部科技项目、国家留学基金委基金、十余个省基金项目评审专家;国家科技进步奖、教育部科技进步奖等评审专家;Trends in Food Science & Technology、Food Chemistry、Industrial Crops and Products等国内外50余期刊审稿人。Agri-Waste & Agri-Byproduct Journal主编;Frontiers in Nutrition、Current Topics in Nutraceutical Research、eFood、Food Frontiers副主编;Food Science and Human Wellness、Journal of Future Foods、Natural Resources for Human Health、《食品科学》等期刊编委;Food and Chemical Toxicology、Phytomedicine等期刊客座编辑。主持国家重点研发项目课题、国家自然科学基金、安徽省科技重大专项等科研项目30余项。以第一或者通讯作者在Trends in Food Science & Technology、Food Chemistry、Industrial Crops and Products、Food and Chemical Toxicology发表高水平论文240余篇;授权或申请专利30余件。先后获得国家科学技术进步二等奖、农业部科学技术进步一等奖、安徽省科技进步奖等6项。研究方向为农林特产功能性食品加工。
魏超昆,中共党员,硕士生导师,食品科学专业工学博士。现为宁夏大学食品科学与工程学院副教授,食品科学与工程系主任,入选宁夏青年科技人才托举工程。研究方向为农林特产食品开发、食品风味化学与食品功能评价,主要致力于美拉德反应中风味与生物活性成分的形成机理、食品饮食健康及功能评价等方面的课题研究。以第一作者或通讯作者发表学术论文20余篇,其中SCI论文8篇,EI论文3篇;授权国家发明专利7项。Frontiers in Nutrition、Food Bioscience、Heliyon、《现代食品科技》等杂志审稿人。主持宁夏自然科学基金1项,宁夏重点研发计划项目1项,参加国家自然科学基金、省科技重大专项和省重点研发计划等科研项目10余项。
第一作者简介
王梦松,2021年本科毕业于宁夏大学葡萄与葡萄酒工程(国际课程班)专业,获得学士学位;硕士现就读于宁夏大学食品加工与安全专业。硕士期间主要研究方向为食品风味化学,目前已经发表EI论文1篇,公开发明专利1项。
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