水果风味酸奶综合了水果和酸奶的营养和风味，深受大众喜爱。蓝莓是经国际粮农组织认定的人类五大健康食品之一，被誉为“水果皇后”“浆果之王”。经常食用蓝莓，能有效保护视力、防治便秘、有益心脏健康、增强机体免疫力^[1]。除生食外，蓝莓还可经深加工制作成各种蓝莓产品^[2-5]，蓝莓风味酸奶便是其中一种。

目前，对蓝莓风味酸奶的文献报道主要是工艺优化^[6-10]，风味物质分析测定方面的报道较少。本文采用固相微萃取技术对蓝莓汁、原味酸奶、蓝莓风味酸奶中的风味物质进行富集，利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对风味物质进行分析，考查原味酸奶、蓝莓风味酸奶中风味物质的变化，总结出蓝莓风味酸奶的风味特征。

1 材料与方法 1.1 实验材料

全脂奶粉、蓝莓、白砂糖均购于超市；保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌为齐鲁理工学院化学与生物工程实验教学中心保藏。

1.2 仪器与设备

气相色谱质谱联用仪(GC-MS2010，日本岛津公司)；气相色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm；DB -WAX，安捷伦科技(中国)有限公司)；自动固相微萃取头(65 μm；PDMS/DVB，美国Supelco公司)；电热恒温水浴锅(HHW.21，北京永光明医疗仪器厂)；手提式高压蒸汽灭菌锅(XYR2013-5804，浙江新丰医疗器械有限公司)；隔水式恒温培养箱(GNP-9080，北京永光明医疗仪器厂)。

1.3 实验方法 1.3.1 蓝莓汁的制备^[5]

挑选新鲜、无腐烂的蓝莓用自来水洗净，于高压蒸汽灭菌锅中蒸汽加热20 min，以达到灭酶、软化的目的。蓝莓冷却后用单层纱布过滤。

1.3.2 母发酵剂的制备^[5]

用接种环沿着琼脂柱中保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌的穿刺线挑取适量菌体，分别接入装有15 mL MRS液体培养基的试管中，在37 ℃下培养2 d，逐级稀释，调整培养液的菌浓至1×10⁶个/mL。10 g全脂奶粉溶于100 mL 80 ℃热水中，分装于试管和250 mL三角瓶。每支试管分装15 mL，每个三角瓶分装50 mL，115 ℃下保温30 min。向灭菌的试管中按1:1的比例接入保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌的菌悬液各1 mL，42 ℃下培养至牛奶出现凝乳；然后按照10%的接种量向灭菌的牛奶三角瓶中接入上述培养物，42 ℃下培养至牛奶酸度为70~75 °T，作为母发酵剂。

1.3.3 原味酸奶发酵工艺流程

全脂奶(10%)→配料(白砂糖8%)→预热，均质→灭菌(90 ℃，10 min)→冷却(42 ℃)→接种母发酵剂→发酵(42 ℃，5 h)→冷藏后熟(4 ℃，12 h)→成品

1.3.4 蓝莓风味酸奶发酵工艺流程

全脂奶(10%)→配料(蓝莓汁7%，白砂糖8%)→预热，均质→灭菌(90 ℃，10 min)→冷却(42 ℃)→接种母发酵剂→发酵(42 ℃)→冷藏后熟(4 ℃，12 h)→成品

1.3.5 样品前处理

取待检样品5 mL置于20 mL装有磁力搅拌子的顶空采样瓶中，45 ℃恒温水浴加热平衡30 min，将手动固相微萃取进样器固定在固相微萃取搭载装置上，并将针头插入顶空瓶中，推出萃取纤维，顶空吸附萃取60 min。吸附结束后，将萃取头插入GC-MS进样口，在250 ℃下解析3 min。

1.3.6 挥发性风味物质测定

GC条件：采用程序升温方式，起始温度50 ℃，保持1 min；以3 ℃/min升温速率上升至180 ℃，保持1 min；以8 ℃/min上升至250 ℃，保持3 min；进样口温度为250 ℃；载气为He，流速为1.0 mL/min；不分流进样。

MS条件：电离方式为EI源，电子能量70 eV；离子源温度220 ℃；质量扫描范围m/z 33~450 AMU；发射电流100 μA。

1.3.7 定性与定量分析

利用随机携带工作站，NIST08标准库自动检索各组分质谱数据，利用面积归一化法进行定量分析，根据某一物质的色谱峰面积与总峰面积的比值求出其相对含量。

2 结果与分析

采用SPME-GC-MS测定蓝莓汁、原味酸奶、蓝莓风味酸奶发酵过程中的挥发性风味物质，风味物质共39种(见表 1)。可知：蓝莓汁、原味酸奶、发酵不同时间的蓝莓风味酸奶中检测到的风味物质有酸类化合物、醛类化合物、酮类化合物、醇类化合物、酯类化合物及其他共六大类，种类最多的是醇类化合物。这些风味物质部分来源于原料，大部分主要是乳酸菌发酵蛋白质、糖、脂肪等的代谢产物。其中，蓝莓汁中检测出的风味成分最多，共25种，包括醛类化合物、醇类化合物、酯类化合物及其他；原味酸奶中检测出的风味成分最少，其中酸类化合物1种、酮类化合物3种、醇类化合物5种、酯类化合物1种；发酵5 h的蓝莓风味酸奶中共检测出13种成分，分别为酸类化合物3种、酮类化合物3种、醇类化合物6种、酯类化合物1种；发酵8 h的蓝莓风味酸奶中检测出酸类化合物3种、酮类化合物4种、醇类化合物3种。

图 1为蓝莓汁、原味酸奶、分别发酵5 h和8 h蓝莓风味酸奶的挥发性风味物质的总离子流图。

2.1 酸类化合物

本实验中蓝莓汁中未检测到酸类化合物；原味酸奶中检测到己酸一种酸类物质，相对含量为5.4%；蓝莓风味酸奶中检测到的酸类化合物包括乙酸、丁酸、己酸。发酵5 h的蓝莓风味酸奶中，乙酸、丁酸、己酸的相对含量分别为1.91%、1.37%、4.04%；发酵8 h时，3种酸类化合物的相对含量为：乙酸1.82%、丁酸1.38%、己酸6.22%。己酸是原味酸奶、蓝莓风味酸奶的共有组分，具有椰子肉香味，相较于乙酸、丁酸，在酸奶中的含量最高。随着蓝莓风味酸奶发酵时间的延长，乙酸含量略有下降。丁酸在原味酸奶中未检出，在不同发酵时间的蓝莓风味酸奶中浓度基本未变。这些酸类化合物主要是乳酸菌分解代谢糖类、氨基酸等的产物，是酸奶的主要风味物质之一，主要体现在口感上，同时具有一定的生理功能^[11-12]。

2.2 醛类化合物

通过检测发现，蓝莓汁中醛类化合物很丰富，共检测出戊醛、己醛、青叶醛、壬醛、3-甲基-1-戊醛、庚醛6种。其中己醛含量最高，相对含量为8.78%；其次是3-甲基-1-戊醛，相对含量为4.29%；其他的醛类化合物相对含量分别为：戊醛2.07%、青叶醛0.3%、壬醛2.00%、庚醛0.77%。但是在原味酸奶、蓝莓风味酸奶中均未检测出醛类化合物。这与杜晓敏等的报道结果类似^[13]。杜晓敏等研究了传统酸马奶发酵过程中挥发性风味物质的变化。酸马奶发酵期间也未检测到醛类化合物。一部分原因可能是醛类化合物经乳酸菌代谢转化为其他物质，另一方面也可能与分析时的程序设置等有关。

2.3 酮类化合物

蓝莓汁中未检测出酮类化合物，但是在酸奶中共检测出4种酮类化合物，其中3种为原味酸奶、蓝莓风味酸奶的共有组分，分别为2, 3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、2, 3-戊二酮。原味酸奶中，2, 3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、2, 3-戊二酮的相对含量分别为50.86%、23.22%、2.89%；发酵5 h的蓝莓风味酸奶中，酮类化合物与原味酸奶中的相同，相对含量分别为：2, 3-丁二酮55.78%、3-羟基-2-丁酮13.83%、2, 3-戊二酮5.10%；发酵8 h的蓝莓风味酸奶中，除了上述3种外，还检测出丙酮。丙酮的存在进一步丰富了风味酸奶的整体香气^[12]。4种酮类化合物的相对含量分别为：2, 3-丁二酮60.90%、3-羟基-2-丁酮19.14%、2, 3-戊二酮7.14%、丙酮7.39%。酮类化合物是酸奶中的重要风味物质。2, 3-丁二酮具有强烈的奶油香气，且在酸奶中的含量最高，随着蓝莓风味酸奶发酵时间的延长，其含量也提高；其次，含量较高的酮类化合物是3-羟基-2-丁酮，但是该化合物在蓝莓风味酸奶中的含量低于原味酸奶中的含量。

2.4 醇类化合物

蓝莓汁中共检测出醇类化合物11种，即乙醇、异戊醇、α-萜品醇、己醇、3-己烯醇、反式-2-己烯-1-醇、沉香醇、月桂烯醇、橙花醇、香叶醇、1-己烯-3-醇。相对含量分别为：乙醇8.32%、异戊醇0.12%、α-萜品醇6.69%、己醇1.30%、3-己烯醇1.02%、反式-2-己烯-1-醇1.86%、沉香醇46.02%、月桂烯醇0.33%、橙花醇0.88%、香叶醇0.54%、1-己烯-3-醇0.70%。其中沉香醇含量最高，其次是乙醇。原味酸奶中的醇类化合物有5种，即：丁醇、戊醇、2-硝基-1-丙醇、七聚乙二醇、3-甲基-1-己醇，其中含量较高的为丁醇、戊醇、七聚乙二醇，相对含量分别为3.15%、4.64%、1.58%。发酵5 h的蓝莓风味酸奶中检测到6种醇类化合物，即丁醇、戊醇、庚醇、八乙二醇、异戊醇、己醇，其中含量较高的为丁醇1.58%、戊醇1.56%、己醇1.38%。发酵8 h的蓝莓风味酸奶中，醇类化合物减少到3种，这3种化合物的相对含量为：丁醇1.22%、庚醇0.12%、八乙二醇1.22%。

2.5 酯类化合物

蓝莓汁中检测到4种酯类化合物，相对含量分别为：乙酸乙酯2.36%、乙酸丙酯0.58%、乙酸异丁酯1.40%、乙酸丁酯0.62%。在原味酸奶和发酵5 h的蓝莓风味酸奶中，只检测到乙酸乙酯，相对含量分别为0.86%、0.96%。在发酵8 h的蓝莓风味酸奶中未检测出酯类化合物。

2.6 其他物质

除上述5类化合物外，还在蓝莓汁中检测到月桂烯、2, 4-二甲基-1-庚烯、2-蒈烯、3-十一炔，相对含量分别为0.31%、0.31%、0.41%、0.43%；在原味酸奶、蓝莓风味酸奶中未检测到这些物质。

2.7 挥发性风味物质的变化

对原味酸奶、蓝莓风味酸奶的挥发性风味物质种类分析发现：3种酸奶中的风味物质只有酸类化合物、酮类化合物、醇类化合物、酯类化合物4种，其中酮类化合物所占比例最大，酯类化合物所占比例最小。原味酸奶中，酮类化合物相对含量最高，为76.97%，其次是醇类化合物10.32%，酸类化合物5.4%，酯类化合物0.86%。发酵5 h的蓝莓风味酸奶中，酮类化合物相对含量为74.71%、酸类化合物7.32%、醇类化合物5.87%，酯类化合物0.96%。发酵8 h的蓝莓风味酸奶中，酮类化合物相对含量达到94.57%，酸类化合物9.42%，醇类化合物2.56%。

由图 2可知：与原味酸奶相比，发酵5 h的蓝莓风味酸奶中，酮类化合物、醇类化合物含量下降，分别降低了2.26%、4.45%；酸类化合物、酯类化合物相对含量分别提高了1.92%、0.1%。从感官质量上看，发酵5 h的蓝莓风味酸奶比原味酸奶口感上更酸甜可口，有淡淡的果香；感官质量的改善与添加了蓝莓汁有关。发酵8 h的蓝莓风味酸奶中，醇类化合物、酯类化合物较原味酸奶分别降低了7.76%、0.86%；酮类化合物、酸类化合物分别提高了17.6%、4.02%。发酵8 h的蓝莓风味酸奶比发酵5 h的酸奶中酮类化合物、酸类化合物分别提高了19.86%、2.1%，醇类化合物、酯类化合物分别降低了3.31%、0.96%；从感官质量上看，发酵8 h的蓝莓风味酸奶的粘稠度、质地等感官特性显著提高，酸奶香气更浓郁、协调，口感更佳。这表明蓝莓汁的添加、发酵时间的延长，使得蓝莓风味酸奶中各类化合物分布更合理，酸奶风味更协调。

3 结论

利用SPME-GC-MS分析了蓝莓汁、原味酸奶、不同发酵时间(5 h、8 h)的蓝莓风味酸奶中的挥发性风味物质，为风味酸奶的工艺优化提供了一定的理论基础。从酸奶中分离出酸类、酮类、醇类、酯类共四大类化合物。原味酸奶中以醇类化合物、酮类化合物为主；蓝莓风味酸奶中以酸类化合物、酮类化合物为主。随着发酵时间的延长，酸奶中酮类化合物的相对含量提高。虽然酮类化合物的种类较少，却是酸奶风味的主成分。酸奶中的风味物质及其含量随时间变化明显，体现出原味酸奶、蓝莓风味酸奶发酵期间的风味特征。