1.1试验
用牛乳鲜牛乳来自无锡市天资乳品饮料厂，乳样采自健康奶牛的新鲜乳汁,为白色、均匀、无沉淀的流体。
1.2PEF连续处理设备
实验室规模连续PEF处理设备示意图如图1。正负脉冲的频率、持续时间和延迟时间由触发发生器(9310型,美国昆腾公司生产)控制。电压、电流信号及波形可从两信道数字实时监控示波器(TDS210型)波形图直接读取(图1)。图1中T1、T2、T3及T4分别为**对处理腔和*后一对处理腔的进出口温度,由热电偶测量,其数值可在触摸控制屏观察。
1.3牛乳微生物测定
根据GB/T4789.22003食品卫生微生物学检验菌落总数测定%的方法测定样品的菌落总数。细菌总数测定采用营养琼脂培养基。
1.4固相微萃取-气相-质谱-嗅闻(SPME-GC-MS-O)
1.4.1顶空固相微萃取法(HP-SPME)萃取头的老化:75mCAR/PDMS萃取头第1次使用时，在气相色谱进样口用氮气保护,于270老化2h以上，第2次使用以后在上述温度下老化30min，以确保脱去其可能吸附的挥发性成分。
1.4.2GC/MS分析牛乳中的挥发性风味物质
(1)色谱条件:色谱毛细管柱为DB-WAX柱(柱长30m,内径0.25mm,液膜厚度0.25m);起始温度40，保持4min，然后以4/min的速度升温到50，再以6/min的速度升温到120，*后以10/min的速度升温到230，在230保持7min。汽化室温度250;载气为He，体积流量0.8mL/min;不分流。
(2)质谱条件:电离方式为EI+，电子能量70eV,灯丝发射电流为200A，离子源温度为200,接口温度为250。
1.4.3特征风味物质的GC/O/MS鉴定
1.4.3.1感官评价员的培训
(1)单体培训试验。感官评价员首先熟悉各单体气味，以准确辨别各单体的气味。先将单体化合物混合在一起，并且将单体混合进样,用GC/MS检测，得到仪器检测的各化合物的保留时间。然后将质谱停用,毛细管柱出口连接GC/O装置,采用与进样相同的色谱条件,由感官评价员进行嗅觉测量试验，记下开始闻到相应气味的时间。比较各单体的嗅闻时间和保留时间的差异。6名感官评价员中3名以上在同一嗅闻时间得到相同的感官描述,即将该结果记入*终结果。
(2)样品培训试验。SPME法制备的样品先吸附，然后至气相进样口解吸。采用升温程序经GC/MS检测，得到样品中各化合物的保留时间。然后将质谱停用，将毛细管柱出口直接连接GC/O装置,样品按相同的升温程序经相同的色谱柱分离，由感官评价员进行嗅觉测量试验，记下相应的开始闻到各种气味的嗅闻时间。6名感官评价员中3名以上在同一嗅闻时间得到相同的感官描述，该结果即记入*终结果,同时记下气味的强度。
1.4.3.2时间-强度(OSME)法鉴定
特征风味对HS/SPME得到的样品进行GC/MS(分析条件同1.4.2#)、GC/O(OSME)嗅闻分析。HS/SPME法制备的样品先吸附，然后至GC进样口解吸。鼻罩#端口有潮湿的空气通入，保护鼻子#不被干热气体损伤;分流比为5050;通过人的鼻子鉴别单个成分的风味特征及强度。进行嗅觉鉴定分析的是熟悉牛乳风味的感官评价员。2名感官评价员对每个样品进行2次GC/O试验，每名感官评价员1次只嗅闻20min。气味强度的大小可通过调节嗅探滑竿的长度表示，其中2名感官评价员在同一嗅闻时间能够得到相同的感官描述,则将该结果记入*终结果。嗅觉分析采用OSME法，并对其进行简单调整,对气味强度值仅采用3分定义的标度(1:弱;2:一般;3:强)。
2结果与讨论
2.1PEF处理延长牛乳货架期的效果采用电场强度为30kV/cm脉冲处理时间600s，处理初始微生物数为6.3103CFU/mL的牛乳，PEF处理后微生物数小于100CFU/mL。将经PEF杀菌的牛乳4下密封储藏，以未杀菌样品和巴氏消毒乳为对照样，测得细菌总数随储藏天数变化的结果。在4的储藏温度下,牛乳中的细菌总数基本上与储藏天数成正相关关系:随着储藏天数的增加，总菌数呈上升趋势。在储藏过程中，未经处理的牛乳细菌总数增长迅速，当储藏天数为4d时，其对数值达到4.43。而经PEF处理的牛乳在12d时才开始出现增长，在24d时，其对数值达到4.22。巴氏乳(杀菌条件为72，15s。)的货架寿命约为5d。由此分析可知，此条件PEF处理可显著延长牛乳货架期。
2.2PEF工艺对牛乳挥发性成分的影响
采用固相微萃取(SPME)法提取牛乳中的挥发性风味物质，用气质联用仪对其进行分析，结果发现，PEF处理前后牛乳检出物的种类基本相同，不存在明显差异，主要包括醛、酮、酸、酯(包括内酯)、醇及芳香族化合物。每种牛乳样品检出物中均以醛类和酸类为*多。鲜牛乳、PEF乳中分别检出28种、31种风味化合物。从挥发性风味物质种类的变化来看:鲜牛乳经PEF处理后，存在于鲜牛乳的2，3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、苯甲醛、-癸内酯、十六醇和-十二内酯未检出;新检出的物质有乙醛、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、(Z)-2-庚烯醛、1-己醇、庚醇、2-呋喃甲醇、2(5H)-呋喃酮和-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:2-呋喃甲醇和2(5H)-呋喃酮，两者是PEF作用于牛乳经美拉德反应生成(在PEF处理过程中*高温度升为47.3)。此外，PEF处理产生了-十二内酯，乳中的-和-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*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。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。PEF处理后(Z)-2-庚烯醛和(E)-2-癸烯醛的含量分别增加了1.347mg/mL和0.764mg/mL，而2-十一烯醛的含量则降低了0.361mg/mL。
2.3牛乳特征风味物质的鉴定评价
一种风味成分对于某种食品的重要程度，取决于该化合物的风味阈值和其在该食品中的含量，也可用风味活性值(odoractivityvalues，OAV)来评价。风味活性值定义为化合物的浓度与其阈值的比值。风味活性的感官评价即为风味强度,因此，根据风味强度结合感官特性对牛乳特征风味物质的鉴定是可行的。GC/O技术是将气谱分离与人的感官鉴定相结合,在芳香物质同风味的关系研究中应用很广。
3小结对
PEF处理牛乳的货架期及风味进行了研究，得到如下结论:
(1)30kV/cm、600s、200Hz的PEF工艺处理可显著延长牛乳的货架期，4下冷藏可达24d。
(2)采用SPME/GC/MS的方法分别从鲜牛乳和PEF乳中检出28和31种挥发性化合物，PEF处理后存在于鲜牛乳的2，3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、苯甲醛、-癸内酯、十六醇和-十二内酯未检出;新检出的物质有乙醛、2-戊酮、1-辛烯-3-酮、(Z)-2-庚烯醛、1-己醇、庚醇、2-呋喃甲醇、2(5H)-呋喃酮和-十二内酯。用时间-强度(OSME)的GC/O法鉴定其中的特征挥发性风味物质，发现了鲜牛乳中9种带有明显风味特征的物质，包括2种醛、2种酮、2种酯、2种酸和1种未知化合物，其主要的特征风味是奶油味。PEF乳中检出13种特征风味物质，包括4种醛、3种酮、3种酸、1种酯及2种未知化合物，其特征风味比较多样,有奶油香味、焦香味，还包括酸败味、青草味、金属味等氧化味道。呈乳香味的2，3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、-癸内酯和-十二内酯在PEF处理牛乳中未检出，而新检出的乙醛、2-戊酮、1-辛烯-3-酮是具有氧化味的特征风味物质。感官评定结果表明，PEF乳的乳香味有所减弱，无异味，不影响牛乳的商业价值。