《FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY》：Integrated quality differentiation of commercial ultra-high-temperature milk: relationships among physical, sensory, and consumer-response characteristics
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摘要翻译：商业超高温灭菌（UHT）牛奶的感官品质存在差异，原因是市售产品间的成分、加工历史与产品结构共同变化。本研究采用描述性感官分析、理化测量、仪器化香气与滋味轮廓分析以及针对韩国年轻成年人的接受性测试，表征了商业UHT牛奶的集成化品质模式，并考察了这些模式
摘要翻译：商业超高温灭菌（UHT）牛奶的感官品质存在差异，原因是市售产品间的成分、加工历史与产品结构共同变化。本研究采用描述性感官分析、理化测量、仪器化香气与滋味轮廓分析以及针对韩国年轻成年人的接受性测试，表征了商业UHT牛奶的集成化品质模式，并考察了这些模式与消费者喜好之间的关系。产品差异并非体现为单一的与脂肪相关的梯度，而是表现在外观、风味与口感相互关联的模式中。在三款全脂产品之间，尽管粒径、黏度和润滑性存在差异，但未检测到奶油感的显著差异，这一模式与奶油感是对结构、流变、摩擦学及风味线索的集成化感知相一致。喜好与乳香味、白色和甜味相关，而干草味、黄色、涩感和咸味则呈现相反的关联。这些发现支持在对商业UHT牛奶进行基准对比和产品开发时，应对风味、外观及口腔加工特性进行集成化管理。研究采用描述性感官分析、理化测量、仪器化香气与滋味轮廓分析及消费者接受性测试，对韩国年轻成年人进行评价；产品差异表现为外观、风味和口感相互关联的模式，而非单一的脂肪相关梯度；在三款全脂产品中，尽管粒径、黏度和润滑性不同，奶油感未出现显著差异，提示奶油感是结构、流变、摩擦和风味线索的集成感知；喜好与乳香、白色和甜味正相关，与干草味、黄色、涩感和咸味负相关。
论文解读文章
研究背景与问题
超高温（UHT）加工能够延长牛奶货架期，使未开封产品可在常温下分销和储存。然而，商业UHT牛奶的品质并非仅由货架稳定性决定，热处理及后续储存还会引起风味、质构和物理稳定性的变化。消费者通过外观、香气、滋味、风味和口感等多重感官特性感知液态奶品质。市售UHT牛奶产品在成分、原料背景、地理来源、制造商、加工条件、包装及产品历史等方面均可能存在差异，因此其品质差异应被理解为多维度的产品层面变异，而非单一成分或仪器指标所能推断。脂肪含量和与饲喂相关的产品系统描述符提供了两种与牛奶品质变异相关的情境信息。脂肪含量可影响视觉外观、流动行为、润滑性、风味释放及奶油感等口感属性；流变和摩擦学特性分别从体相流动和表面摩擦角度补充口头感知信息。然而，在商业产品比较中，脂肪含量和饲喂相关描述符并非独立操控变量，可能与原产地、制造商、原料乳成分、均质、热处理条件、包装和储存历史等差异共存，因此应被视为解释商业产品模式的非排他性描述符而非独立因果因素。牛奶品质的多维性要求感官与仪器测量的互补。电子鼻和电子舌可提供香气和滋味相关的仪器指纹，但并不直接测量人类感官知觉；描述性感官分析则表征训练评估员感知的外观、香气、风味、滋味、口感和余味属性。多因子分析等多元分块方法能够整合互补的数据块并平衡其结构与尺度差异，有助于探索复杂产品系统的映射。将品质结构关联到消费者响应，是评估产品差异市场相关性的必要环节。已有研究涉及牛奶品质的单一成分、物理、感官和消费者方面，但关于互补的感官和仪器数据如何共同组织市售UHT牛奶产品的品质空间，以及这些产品模式如何与韩国年轻成年人的喜好相关联，信息仍然有限。
研究目的与设计
本研究旨在（1）表征八种商业UHT牛奶产品的感官与仪器差异，（2）探索描述性感官、理化、物理、香气和滋味相关仪器数据整合后呈现的相互关联的品质维度，（3）考察这些品质维度和关键感官属性如何与韩国年轻成年人的消费者喜好相关联。产品代表了脂肪含量和饲喂相关产品系统描述符类别自然共存的组合，同时伴随地理来源、制造商、加工条件、包装和产品历史的差异。研究被设计为商业产品系统的探索性比较，而非估计脂肪含量或饲喂相关描述符独立效应的析因实验。
主要技术方法
研究人员选取了八种市售UHT牛奶产品，覆盖不同脂肪含量（脱脂、低脂、全脂）和三种饲喂相关产品系统描述符类别（PAS：牧场/混合饲喂；SIL：发酵青贮/混合饲喂；TMR：全混合日粮）。营养成分使用MilkoScan FT2测定；脂肪酸组成仅对三款全脂产品按韩国食品标准法典测定。物理测量包括激光衍射粒径分析（D10、D50、D90、D[3,2]和跨度）、分光测色（CIE L*、a*、b*）、剪切率控制流变仪测定表观黏度、环-板构型摩擦学测量获得Stribeck曲线。电子鼻（Heracles II）和电子舌（Astree）分别采集香气和滋味响应指纹。描述性感官分析由九名训练有素的乳制品评估员（来自首尔Maeil Dairies Co., Ltd.，均具有三年以上经验）按照ISO 13299:2016进行，共六个1小时培训，采用九点强度量表和Williams拉丁方设计。消费者测试招募208名20-30岁韩国成年人（平均24.2±3.2岁，女性占74.0%），采用九点喜好标度评价总体喜好。统计分析采用PCA、MFA和PLSR；感官和消费者数据使用线性混合模型（样品为固定效应，评估员/消费者为随机效应），Tukey校正后p<0.05为显著。
研究结果
产品层面与脂肪含量相关的物理和感官分化：八种商业UHT牛奶在理化性质上呈现产品层面变异，感官属性和总体喜好存在显著差异。在PAS和TMR产品系列中，脂肪含量增加通常伴随更大粒径、更高亮度和表观黏度、更低混合润滑区摩擦系数以及更强奶油感；SIL产品在亮度、黏度、摩擦和奶油感方向一致，但粒径例外。脱脂产品D50最小（0.52-0.58 μm），全脂产品中PAS-3.5和TMR-3.5最大（1.58和1.55 μm），SIL-3.5例外（1.02 μm）。颜色方面，L*随脂肪含量增加，但b*更多按产品系列区分：PAS产品偏黄，TMR产品偏白。表观黏度随脂肪含量增加，TMR-3.5最高（1.65 mPa·s）。摩擦系数在混合润滑区随脂肪含量降低，但全脂产品间存在差异：SIL-3.5（0.15）低于PAS-3.5（0.18）和TMR-3.5（0.17）。奶油感从低脂到全脂增加，但香气和风味并未仅随脂肪含量变化：PAS和SIL产品的干草味较强，TMR产品干草味较弱而乳香味较强。
集成化产品系统分化：三款全脂产品的脂肪酸组成存在描述性差异。PAS-3.5的omega-3脂肪酸最高（0.70%）且omega-6/omega-3比值最低（2.90），TMR-3.5的omega-3最低（0.24%）且比值最高（11.16），SIL-3.5居中（0.45%和5.16）。电子鼻PCA（保留24个峰）前两维解释68.43%方差；电子舌PCA前两维解释93.71%方差。描述性感官PCA前两维解释90.79%方差。MFA整合10个活动块（59个变量），维度1和2分别解释54.42%和27.96%方差（累计82.39%）。MFA维度1代表结构-口感方向：正方向负载视觉和感知黏度、奶油感、奶油风味、口腔包覆、风味持续性、D50、L*和表观黏度，负方向为透明度和摩擦系数。维度2代表风味-外观方向：正方向为干草味、黄色、咸味、涩感及若干电子鼻/电子舌响应，负方向为乳香味、白色和甜味。这些方向相互重叠，代表系统层面的品质模式。
市场特定的消费者相关性与感官-仪器关系：总体喜好得分在产品间差异显著。TMR-3.5得分最高（6.23±0.09），其次为TMR-1.0（5.58±0.09），TMR-0.0和SIL-1.5居中（5.06±0.10和5.11±0.10），SIL-3.5为4.63±0.11，PAS产品得分较低（3.59-4.14）。更高的脂肪含量并未一致地带来更高喜好：TMR-3.5最受欢迎，而全脂PAS-3.5仍属最不受欢迎之列。感官-喜好PLSR保留一分量模型解释X方差的28.0%和Y方差的83.5%，交叉验证Q2为0.559。乳香味、白色和甜味与较高喜好相关，干草味、黄色、涩感和咸味则相反。仪器-感官PLSR（34个非脂肪酸预测变量）将累积Q2从0.192提升至0.587，解释X方差66.1%和Y方差87.5%，显示白色和甜味与L*、D50和黏度一致，而干草味、涩感和咸味与b*、PKS及选定的电子鼻响应一致。
奶油感作为多组分感知：三款全脂产品PAS-3.5、SIL-3.5和TMR-3.5的奶油感分别为5.26±1.29、5.85±0.86和5.37±1.24，无显著差异，尽管SIL-3.5具有较小D50和较低摩擦系数，TMR-3.5具有较高黏度。该模式与奶油感是结构、体相流变、口腔润滑和风味情境的涌现性整合感知而非单一仪器指标的解读一致。
讨论与结论
研究讨论了商业UHT牛奶品质差异的多维性和市场特定性，强调不应从单一成分或过程描述符推断品质。将消费者喜好与感官和仪器数据关联，有助于设定感官靶标和产品定位。研究局限包括：仅评估八种商业产品，脂肪含量与饲喂描述符、来源、制造商和加工历史等混淆，无法进行因果归因；PLSR模型具有探索性；脂肪酸仅在三款全脂产品中测定；仪器变异反映技术重复性而非批次变异；样品均在24±1°C标准化温度下呈现，可能与冷藏饮用条件不同；消费者测试仅纳入韩国年轻成年人且性别分布不均，结果不宜外推至其他人群、市场或消费情境。综合而言，八种商业UHT牛奶产品通过相互关联的物理、感官和消费者响应特性实现分化，而非单一成分或加工描述符。与脂肪含量相关的产品层面变异主要体现为颗粒结构、光学外观、黏度、润滑和口感，而香气、滋味和视觉差异则贡献于品质空间中的重叠位置。在受试的韩国年轻成年人中，喜好与乳香味、白色和甜味正相关，与干草味、黄色、涩感和咸味负相关。这些发现表明，商业UHT牛奶的基准对比和产品开发应将风味、外观和口腔加工特性作为一个集成化品质系统进行管理，同时应认识到所观察到的关系具有市场特定性和探索性。
