Lacticaseibacillus paracasei SMN-LBK和Limosilactobacillus reuteri LBK混合发酵对Kazak奶酪风味前体物质及风味形成的影响

《Food Chemistry: X》：Effect of mixed fermentation with Lacticaseibacillus paracasei SMN-LBK and Limosilactobacillus reuteri LBK on the flavor precursor and flavor formation of Kazak cheese

本研究探讨了Lacticaseibacillus paracasei和Limosilactobacillus reuteri混合发酵对喀扎克干酪风味的影响，通过感官评价、GC-MS和OAV分析发现，混合发酵显著提高了有机酸、饱和脂肪酸及关键挥发性物质（如2,3-丁二酮、1-辛烯-3-酮）浓度，同时减少苦味氨基酸，优化风味平衡。

　　在本研究中，科学家们探讨了混合发酵对喀尔喀乳酪风味形成的影响。乳酪的风味不仅由其本身成分决定，也受到发酵过程中微生物活动的显著影响。通过引入两种特定的乳酸菌——Lacticaseibacillus paracasei SMN-LBK 和 Limosilactobacillus reuteri LBK，研究者观察到乳酪在成熟过程中风味物质的显著变化。这些变化不仅体现在风味的多样性上，还影响了乳酪的感官属性，使其呈现出更加丰富和复杂的风味层次。

乳酸菌在乳酪发酵中扮演着至关重要的角色，它们通过一系列生化反应将乳糖转化为多种风味物质。这些物质包括有机酸、芳香氨基酸、鲜味氨基酸、饱和脂肪酸（SFAs）和单不饱和脂肪酸（MUFAs），这些成分在混合发酵过程中得到了显著增强。特别是，研究发现混合发酵能够显著提高某些挥发性风味化合物的浓度，如2,3-丁二酮、1-辛酮、2-十一酮和1-辛醇，这些物质对于乳酪中独特的奶香具有重要作用。这表明，通过优化微生物组合，可以更有效地保留或增强乳酪的自然风味，同时减少某些可能带来负面风味的成分。

此外，研究还利用了多种分析方法，包括感官评估、电子鼻分析、有机酸分析、自由氨基酸（FAA）分析、自由脂肪酸（FFA）分析以及HS-SPME-GC–MS技术，对乳酪中的风味前体物质和挥发性风味成分进行了全面的检测。这些分析手段不仅帮助研究人员识别出关键的风味化合物，还揭示了它们在乳酪成熟过程中的动态变化。例如，通过感官评估，研究者发现混合发酵乳酪在成熟初期表现出更强的奶香和汤香味，而果香和陈旧味则有所减弱。这种变化可能与混合发酵过程中某些脂肪酸和酯类的分解有关。

电子鼻分析则提供了另一种客观评估乳酪风味的方法，通过检测不同风味化合物对传感器的响应，研究者能够量化乳酪的气味特征。结果显示，混合发酵乳酪在多个传感器上表现出更高的响应值，这进一步支持了其风味物质含量较高的结论。同时，研究还发现，混合发酵能够显著提升某些风味化合物的浓度，从而增强乳酪的风味特征。

有机酸的分析表明，混合发酵能够促进有机酸的生成，尤其是在成熟后期，乳酸、苹果酸和柠檬酸的浓度显著增加。这些有机酸不仅对乳酪的酸味有重要贡献，还能与其他风味成分相互作用，影响整体风味。例如，乳酸的增加有助于抑制杂菌生长，从而减少不愉快的风味物质的产生，同时促进酸味和果香的形成。

自由氨基酸的分析揭示了混合发酵对乳酪中芳香氨基酸和鲜味氨基酸的影响。研究发现，这些氨基酸在混合发酵过程中含量显著增加，而苦味氨基酸的含量则有所下降。这种变化可能与微生物代谢过程中蛋白质的降解和氨基酸的转化有关。此外，某些特定的氨基酸，如苯丙氨酸和谷氨酸，其代谢产物在乳酪中具有重要的风味贡献，如苯乙醛和丁二酮，这些物质的浓度在混合发酵条件下显著提升，进一步丰富了乳酪的风味。

自由脂肪酸的分析同样显示出混合发酵的积极影响。研究发现，混合发酵能够显著提高饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的含量，而这些脂肪酸在乳酪成熟过程中通过氧化和分解生成多种挥发性风味化合物，如醛类和酮类。这些化合物不仅对乳酪的风味有重要贡献，还能够与其他风味成分相互作用，形成更加协调和复杂的风味结构。

通过HS-SPME-GC–MS技术，研究者识别出了73种挥发性风味化合物，包括18种醇类、17种酸类、12种酯类、9种酮类、8种醛类以及其他成分。其中，某些化合物如2,3-丁二酮、1-辛酮、2-十一酮和1-辛醇被发现具有显著的风味贡献，尤其是在混合发酵条件下，它们的浓度明显增加。这些化合物的生成与乳酸菌的代谢活动密切相关，尤其是在脂肪分解和氧化过程中。

此外，研究还探讨了风味前体物质与挥发性风味化合物之间的相关性。通过皮尔逊相关分析和曼特尔检验，研究者发现某些风味化合物与特定的风味前体物质之间存在显著的正相关或负相关关系。例如，2-十一酮与奶香、酸味和陈旧味之间存在显著的正相关，而某些醛类和酮类则与果香和甜味相关。这些发现不仅有助于理解乳酪风味形成的机制，也为未来开发具有特定风味特征的乳酪提供了理论依据。

综上所述，混合发酵技术在乳酪风味形成中展现出巨大的潜力。通过调控微生物的种类和比例，可以有效提升乳酪的风味物质含量，减少不愉快的风味成分，并增强其整体风味。这一研究为乳酪的工业生产提供了新的思路，同时也为微生物在食品风味形成中的作用提供了深入的科学依据。未来的研究可以进一步探索不同微生物组合对乳酪风味的具体影响，以及如何通过优化发酵条件来实现风味的精准控制。