奶制品的风味及其影响因素.ppt

,牛奶及其制品风味,奶制品风味影响因素,1.牛奶风味成份及物质,2.牛奶中风味物质的来源3.牛奶风味的影响因素 4.不良风味的预防措施 5.加热对牛奶中风味物质的影响6.高强度脉冲电场对牛乳风味的影响,牛奶风味成份及物质,奶及奶制品的风味取决于复杂的风味系统其中最主要的风味来源有以下两方面：一是牛奶中蛋白、脂肪等成分形成的风味：二是来自于奶牛泌乳期采食的饲料成分及其在体内的代谢作用等对牛奶产生的风味：另外牛奶风味还与其吸收牛舍周围环境中的气味、加工工艺以及成品中细菌污染和化学变化等方面有关。,牛奶的风味物质是指引起牛奶产生一种特有风味的一些化学物质，多属有机物，主要包括游离脂肪酸、醇、酯、内酯、醛、酮、酚、醚、含硫化合物及萜类等多种有机化合物。,2006 年，Schlichtherle 等用 GC-MS 联用法结合内标法对牛奶的风味进行定性和定量分析，结果检测出强挥发性的物质有辛烷、环氧乙烷、己酸、苯己酮、壬醛、辛酸、十二烷、十三烷、2-癸醛、2,4(E)-十二烯醛、2-亚甲基-环戊醇、癸酸等，都是牛奶中风味物质的重要成分,牛奶中风味物质的来源,牛奶中的风味物质来源有多个方面，不能仅仅局限于某个单一的方面。大量研究表明鲜奶中风味物质来源主要有四种途径。一、饲料所含的一些风味活性不经过任何改变直接从饲料中通过血液进入乳腺组织。二、反刍动物采食后，饲料中一些风味活性物质在反刍动物的瘤胃中发生一系列的生化反应，形成新的风味活性物质，被机体吸收后进入乳液。2004年，CarpionF究表明一些植物被动物采食后，其中的一些独特化合物在瘤胃内被氧化或酸化形成新的化合物被动物所吸收。三、一些风味化合物进入血液，在血液中发生一系列的生化应，形成新的风味活性物质。四、一些风味化合物是由牛乳中的蛋白质、脂肪和碳水化合物降解而成，或者是由每一类物质的衍生物之间相互反应而生成。其形成过程可以简略的图片来概括,新鲜牛乳的风昧,新鲜牛乳有一种鲜美的香味，这种香味中所含的成分是很复杂的。目前尚不能确定是何种物质造成其微弱的，而又典型的气味。在正常牛乳中，已确定了促进风味形成的微量滋味和香味物质是丙酮、乙醛、油酸、丁酸、甲硫醚及其他游离脂肪酸和羰基化合物类，这些痕量物质在牛奶香味形成上具有特殊的意义。此外，还有甲酸、乙酸等有机酸类和甲醛、丁酮、2一己酮、2一戊酮等羰基化合物类，以及其他种类的微量挥发性成分，如乙醚、乙醇、氯仿、乙腈、氯化乙烯等。牛乳在浓缩气味的阈值比较高时，则能够散发出麦芽味和奶牛味。若牛乳有明显的滋味和气味，被认为是不正常现象。香味和滋味物质首先吸附在蛋白质上，随之进入乳制品中。因此，只有生鲜牛乳的滋味和气味才能够使乳制品获得正常滋味。,甲硫醚虽然是微量的，但它是构成牛乳风味的主体，是牛乳香气的主要成分。该化合物香气阈值在蒸馏水中约为1210-6，如高于此阈值，就会立即产生过度的牛乳味和其他臭味。生牛乳往往有牛呼出气般的气味，其原因是甲硫醚浓度高。此外，还因为与乳腺相同的血管在气体交换中带出含量略高的甲硫醚的氧化衍生物CH3一SO2一CH3，现代分析证明，牛呼出气的特殊气味是由于其中含有二甲砜等物质。从牛血液中可以分离出这种物质，其含量略高，亦会产生过度的生牛乳臭味和麦芽臭味。乳在加工和加热处理中会产生一些物理化学过程，这些过程能促进牛乳成分中新的滋味和香味物质的形成。,加工中产生的风味物质,蛋白质变化产生的风昧加热乳的异味是由于含硫组分浓度的增加而引起的。含硫组分包括了二甲基硫化物(DMS)、硫化氢(H2S)、二甲基二硫化物(dimethyldisulfide)和甲硫醇(MeSH)Badings和de Jong在加热乳中发现了MeSH、DMS、H2S和dimethyl disulfide，Dimethyldisulfide和MeSH只表现出痕量H2S浓度的对数与乳的加热风味密度有一个强烈的线性关系。,脂肪所产生的风味,乳脂肪是牛乳加热处理风味的另一来源。牛乳水解释放的一酮基脂肪酸经热脱羧作用可形成甲基酮，同样，一和一脂肪酸则可产生内酯。UHT牛乳的风味主要来自2一烷(烃)酮、内酯和硫化物。甲基酮和内酯在加热处理乳中有较大的浓度,甲基酮在乳脂肪的非氧化型风味恶化中有显著作用。苯甲醛、d柠檬油精和柠檬醛风味强度的浓度分别为178*10-6，530*10-6和198*10-6。2一己醛，2一庚酮，2一壬酮以及一十二内酯在UHT乳中对风味贡献非常大。,糖类变化产生的风味,一旦牛乳经受强烈的热处理(如温度115，处理时间10 min)，其风味主要来源于麦芽酚、异麦芽酚以及由于糖的转化和美拉德反应而产生的呋喃酮。美拉德反应对在乳与乳制品的加热、干燥和贮存过程中的风味形成起着重要作用。美拉德反应中，乳糖和牛乳蛋白质发生复杂的羰一氨反应，反应过程包括：羰基一氨基反应；分子重排；更进一步的氨基反应；氨基糖的降解，生成风味化合物和褐色素。形成的风味化合物包括：呋喃、吡咯、吡嗪以及其他含S、N、O的杂环化合物。部分由美拉德反应和焦糖化反应产生的风味物质有：麦芽酚、5一羟甲基糠醛、4一羟基一2，5一二甲基一3(2H)一呋喃酮、邻氨基苯乙酮和2，5一二甲基吡嗪。,美拉德反应,美拉德反应的产物很复杂，其中对乳的风味起作用的主要为羟甲基糠醛。不同热处理条件下牛乳中的羟甲基糠醛的含量见表1。,羟甲基糠醛由葡萄糖或果糖经脱水反应生成，作为一种能有效防治神经退行性疾病，认知损害和抗心肌缺血的心血管病药物,香兰素(香草醛)是一个非常可口的组分，它的鉴定也是基于相关保留时间和气味形成基础之上的。香草醛可能对热处理乳热指示性的风味形成有贡献。Cobb等人认为，热处理乳中的香草醛可能起源于植物木质素，也许瘤胃微生物打碎木质素成为松柏醇，它转移到乳中，并在乳被加热时氧化成为香草醛。松柏苷被认为是植物中的木质素前体，也提供作为乳中香草醛前体的可能性。,香草醛是一种重要的香料。白色针状结晶或浅黄色晶体粉末。有浓烈的香气。,一般当乳品经受超高温灭菌处理时，会产生不同程度的风味变化。牛乳的香味物质构成复杂，现今已得到证实的物质有：二甲基硫醚、羰基化合物(如乙酮、丁酮、乙醛、甲醛等)、阿卡诺尔、低级脂肪酸、内酯、脂类、硫化物、含氮化合物和脂肪族以及芳香族烃等。对牛乳加热处理的程度不同，产生的加热异味类型也有所差异。低温巴氏杀菌牛乳(温度73，杀菌时间10 s)基本上不产生异味；高温巴氏杀菌(温度83，杀菌时间10 s)就会产生蒸煮昧。蒸煮味主要来自巯基化合物，而巯基化合物(蒸煮味的来源)主要是由牛乳蛋白质(尤其是脂肪球膜蛋白和一乳球蛋白)的热变化引起的。,牛奶风味物质的特点,牛奶中风味物质主要特征是：（1）分子量小，牛奶中风味活性物质分子量一般小于 400 Da；（2多样性，大多数风味物质经各种化学反应转化而来，因而性质各异，具有几十种类别；（3）不稳定性，牛奶中风味物质的含量一般从小于 1 g/到 1.0106 g/L；（4）阈值，牛奶中风味物质的阈值一般从小于 0.001 g/L 到大于 1000 g/L13,牛奶风味的影响因素,牛奶风味取决于复杂的风味系统，其风味的影响因素很多，主要包括奶牛机体的新陈代谢作用、饲料原料和添加剂的影响、微生物作用、生物酶作用及生产工艺的影响,具体影响因素包括以下几个方面,1，奶牛的自身因素,(1)，不同品种的奶牛，牛奶的成分和风味是不同的。据 Guretzky 在 2006 年的报道，美国 2005 年2006 年统计，娟姗牛比荷斯坦牛产奶量低，但乳脂率高，品质和风味好；同时，Piccinini 等发现水牛的乳汁营养丰富，味道香美，与黄牛相比其乳糖、乳蛋白、矿物质、维生素的含量较高。不同个体牛奶的风味也不相同，即使是同一品种不同个体的奶牛其牛奶的产量和风味也不尽相同,(2)，同一头奶牛在一个泌乳期内，不同泌乳阶段牛奶的风味和成分也是不同的。一般初乳的风味和功能较好，泌乳期的各个月乳成分变化很大，乳脂率在第一个月高，第二个月开始下降，第三、第四个月降到最低，从第五个月开始上升，到第十、十一个月达到高峰,(3)，同一奶牛不同胎次也影响牛奶的品质和风味。一般随着胎次的增加，牛奶的品质和风味下降。胎次可以影响牛奶的乳脂和乳蛋白的含量（每增加一胎，乳蛋白降低 0.02%0.05%，乳脂率降低 0.2%左右），进而显著影响奶牛群中不合格牛奶数及比例分布，若通过一定措施改善不同胎次牛群的比例，将可提高整个牛群的乳质和风味,2，饲养管理及环境因素,饲养管理及环境的优劣直接影响牛奶的品质和风味。2007 年，马燕芬研究报道劣质饲料可使牛奶中伴有臭味、氧化味、酸味等不愉快的味道，2008 年，Rekik 等研究报道由于奶牛乳房炎而使牛奶中的体细胞数明显升高，高体细胞数的牛奶中含有较多脂肪和蛋白氧化酶，使脂肪和蛋白质分解增加，因而产生过多的游离脂肪酸，导致牛奶产生涩味、苦味等不良风味。,3，牛奶的存储及运输因素,牛奶是微生物良好的培养基，若奶中微生物含量超标，将引起牛奶腐败变味，进而危害人体健康。贮存和运输的容器材料应无毒无害且应有制冷装置，使牛奶的温度控制在 4 左右，即使在 4 左右贮存也不要超过 2 d。每次用后要对奶罐彻底冲洗消毒，防止微生物寄居。2005 年，蒙名燕等研究表明，牛奶储存的温度影响着微生物的变化。在 40 以下，新鲜牛奶有 2 h抑菌期；在 4 6 下贮存 24 h 微生物数基本不变；在15 以下贮存 10 h 微生物数变化也不大；若温度超过 20，贮存时间超过 4 h 后微生物数迅速增长，进而影响了牛奶的风味,4，饲料成分因素,泌乳期奶牛饲喂不同的饲料可直接影响牛奶的品质和风味。1956年，Morgan和Pereira通过在奶牛的饲料中添加一些芜菁、洋白菜、油菜等十字花科植物和给奶牛饲喂鲜苜蓿和豆科青贮等时，发现在挤出的奶在当时含有很浓的饲料气味。此外，在挤奶前给泌乳牛喂玉米青贮、青刈玉米和甘薯等时挤出的牛奶中也会伴有相应的气味，但伴有这种气味的牛奶加热到85 左右后通风则即能将气味消除,1987年，Larick等研究发现在奶牛日粮中的甜菜及甜菜副产品中的三甲胺乙内酯（甜菜碱）在奶牛消化道里易转变成三甲胺，生成的三甲胺在牛奶中易产生一种鱼腥味。当奶牛采食普通的黑麦和大麦时所产生的三甲胺也易使牛奶产生一种鱼腥味，但也有研究表明，甜菜糖、甜菜汤及甜菜叶所产生的鱼腥味的发生率是很低的，随着牛体及饲料的不同而会发生不同的变化,牛奶的风味还会随着奶牛采食饲料的数量、质量以及饲料的成熟情况而发生变化。1988年，Sehovic研究表明泌乳期内，采食高山地区牧草（双子叶属植物为主）的奶牛与采食低洼地区牧草（禾本科属植物为主）的奶牛，所生产的牛奶的风味显著不同。1999年，日本报道了香草可改变牛奶风味，根据香草成分向牛乳转移情况，确认香茅草、西泽薄荷等的成分移向牛乳臭味少，风味好，可用于开发清爽味，容易饮用的牛乳。奶风味可能与动物机体能量平衡状态有关，动物能够通过动员机体储备来处理能量负平衡，但当机体储备空虚和能量不足时，奶中干物质量降低，并同时伴有腐败风味,2005年，Ekn和Skeie在测试了不同粗饲料利用率对挪威奶山羊乳风味的影响，试验结果表明在牧草充足的春季，饲喂浓缩物的水平不影响山羊奶的风味，通过味觉感触品定山羊奶的质量，口感较好，风味清香；但在牧草缺乏的秋冬季节，所产出的山羊奶则伴有一股难闻的腐败风味。同年，Kay等研究表明，奶牛单独采食TMR后其产奶量、体重和体况均高于采食TMR+牧草/的奶牛，但牛奶风味却低于采食牧草的奶牛。2006年，郑瑞波等研究表明泌乳奶牛日粮中含脂肪5%6%时，奶牛对养分的利用率最高，若在泌乳早期高的产奶牛日粮中添加25 g30 g蛋氨酸羧基类似物，乳脂率明显提高，牛奶风味也得到明显改善,同年，焦凌梅等发现在奶山羊的日粮中添加新鲜胡萝卜对山羊奶有较好的除擅效果。在此基础上，进一步对胡萝卜中的化学成分进行分析发现，类胡萝卜素（维生素A）可以与游离脂肪酸发生酯化反应，降低游离肪酸含量，从而降低羊奶中的膻味。与此同时，焦凌梅等使用含叶绿素较多的青柑橘皮作为实验材料添加到泌乳奶山羊的日粮中，结果发现所产山羊奶在色泽、风味上均良好，并且具有了一点清香的风味,2007年，Thomas等研究发现在荷斯坦犊牛和泌乳奶牛的饮水中添加柑桔和香草香料能刺激干物质的采食和促进体重的增加，但相对于干物质的摄入量、水的消耗以及奶的生产无显著变化30。同年，马燕芬（译）发现采食牧草的奶牛所生产奶酪的花香味和青草气味程度显著高于采食TMR日粮组成的奶酪气味（P0.05）,此外，在奶牛饲草中添加柠檬草，结果发现所产牛奶中含有柠檬醛（0.211 g/kg），对牛奶风味改善起到一定的积极作用，不仅可以提高奶牛的免疫力，增进奶牛的健康，具有的令人愉快的柠檬香味，还可以改善牛舍的不良气味，使牛群生存在一个安逸的环境里，更有利于生产的进一步进行。研究人员还发现，对奶牛场的奶牛喷洒有香味的物质（例如茴香油）后，能使奶牛相处得更好，奶量也因此增加。研究人员说，过去奶牛之间普遍存在互相咬、挤、撞现象，导致奶牛紧张不安，产奶量大受影响。而喷洒了茴香油以后，奶牛的好斗性大大降低，情绪放松，安分闲适，从而使产奶量明显提高,此外，在奶牛日粮中适当补充抗氧化营养素的中草药，有助于降低牛奶中产生氧化臭味及其它不良风味，改善牛奶乳风味。一些抗氧化剂（如Cu2+）易促使牛奶产生氧化味，其它抗氧化剂则会降低牛奶产生氧化味。牛奶中含有高浓度的 Cu2+时，尤其是当牛奶中富含有高比例的不饱和脂肪酸时极易产生氧化味。CharmleyNicholson 的研究表明，奶牛采食制成粉状的豆饼和 8000 IU/d 维生素 E 所产牛奶含有氧化味。饲喂油脂可预防牛奶产生氧化味，但并没有确切维生素 E 添加量，一般来说至少需要 3000 IU/d 维生素 E 才能预防奶牛产生氧化味。2007年，Zingg 等研究表明给泌乳奶牛加喂维生素 E 可增强牛奶风味的稳定性，在泌乳奶牛的日粮中分别添加中草药剂 30 g/d、50 g/d时，二组牛奶的乳脂率分别提高5.2%和7.0%，并且新鲜度、口感等均较对照组有明显改善,不良风味的预防措施,1，牛奶中不良饲料味的预防措施,(1)在奶牛采食后5h挤奶或在挤奶前24h限制其采食含有不适气味的饲料。或挤奶之后再让其采食含不适气味饲料，奶中的饲料味即能被排除。,(2)采用足够的通风即能解决谷仓或牛棚中饲料味的转移。,(3)巴氏消毒会显著减少或改变其他饲料味。,(4)根据芳香味物质具有挥发性的特点，可通过蒸发技术去除这些味道。,2，牛奶中的其他不良风味的预防措施,(1)在每次使用之前要对所有和牛奶直接接触的仪器设备和用具表面进行清洗、消毒。并严格控制细菌的类型和数量。主要包括每天清洗所有的牛奶桶和牛奶管道储奶罐在每次清空时也都要被清洗干净。另外还要确保牛场、奶车厢和储奶房间的干净卫生。(2)牛奶在被送入乳品厂加工之前，必须尽快冷却处理。如果将牛奶及时冷却并将温度控制在4的条件下牛奶的原始风味便可以被保存下来。另外。加热、真空处理或其他处理方法也会减少牛奶中不良味道的产生。(3)保持挤奶场所和牛舍的地面、墙和顶棚足够干净。提供足够的通风可消除牛舍和干草棚中的不良气味。,高强度脉冲电场对牛乳风味的影响,高强度脉冲电场(pulsed electric fields，PEF)技术是近年来发展起来的有希望工业化应用的非热加工技术之一。其原理是利用瞬间高压脉冲电场作用于微生物细胞，致使细胞膜形成“电穿孔”，渗透性增强，胞内物质外漏而使微生物失活,PEF处理后从挥发性风味物质种类的变化来看：存在于鲜牛乳的2，3一丁二酮、3一羟基一2一丁酮、苯甲醛、8一癸内酯、十六醇和1一十二内酯未检出；新检出的物质有乙醛、2一戊酮、l一辛烯一3一酮、(Z)一2一庚烯醛、1一己醇、庚醇、2一呋喃甲醇、2(5H)一呋喃酮和一十二内酯。牛乳中的呋喃类化合物在加工过程中通过美拉德反应生成，PEF处理后新增加了2类呋喃物质：,此外，PEF处理产生了8一十二内酯，乳中的y一和6一脂肪酸均可产生内酯，内酯是产生乳香味的一类重要物质。醛类和酮类化合物的阈值较低，在PEF处理前后牛乳检出的各种化合物中，醛类物质最丰富。在国外同类产品的挥发性风味检出物中，也是以醛类物质为主，并且认为醛类物质的阈值较低，对牛乳风味的形成起着重要的作用H“。比较PEF处理前后牛乳的挥发性醛类物质发现，PEF处理后风味物质中烯醛类物质的含量变化较大。,The end Thank you,