近年来规模化牧场已成为生产主体，牛奶的规模化生产能够保证奶牛、饲料、技术等的一致性，但不同地区的环境因素仍会造成牛奶中脂肪、蛋白质等品质指标存在差异，进而导致不同牧场牛奶之间的风味差异。牛奶风味是决定消费者购买与否的重要因素之一。目前关于牛奶风味的研究大多集中在不同杀菌方式的比较方面，对于不同地区牧场牛奶风味差异的研究较少。

本研究以4个不同感官特性牧场的牛奶为研究对象，采用CATA法、GC-MS以及GC-MS-O联用技术研究了牛奶的感官特征和挥发性风味物质。采用单因素方差分析、对应分析（CA）和偏最小二乘回归（PLSR）等方法，分析影响不同牧场牛奶感官差异的香气活性化合物，以期为实际乳品工业中的牛奶感官品质的控制提供进一步的理论参考。

一、材料与方法

01 材料与试剂

从河北的6个牧场获取6份牛奶样品，通过初步感官评价（数据未显示）筛选出4种感官差异较大的牛奶样品，分别标记为一牧、二牧、三牧、四牧（表1）。

02 挥发性风味物质的提取

利用SPME-Arrow萃取头进行风味化合物的萃取，并对提取工艺参数进行优化。经优化后的条件：10g样品置于40mL的顶空瓶中，向其中加入1g氯化钠提高萃取效率，并向其中添加1μL质量浓度为0.816mg/mL的2-甲基-3-庚酮作为内标。在45℃水浴锅中平衡20min后，利用SPME-Arrow的萃取头吸附30min，在GC-MS中解吸5min。

03 GC-MS条件

色谱条件：DB-WAX型毛细管柱（60m×0.25mm，0.25 μm），以氦气作为载气，设置恒定流速1.2mL/min。升温程序：起始柱温为40℃，以4℃/min升温到230℃，维持2min。采用不分流模式。

质谱条件：电子电离（electronionization，EI）源，电子能量70eV；进样口温度250℃，离子源温度230℃，四极杆温度150℃；全扫描模式，质量扫描范围m/z35～350。

04 GC-MS-O条件

采用配备嗅觉检测端口的GC-MS。高纯氮气（99.99%）作为GC-O分析的载气。嗅闻口与质谱仪进样分流比1∶1，嗅闻口和传输线的温度分别保持在230℃和250℃，在检测口通入湿润的空气。其他条件同1.3节GC-MS条件。由4名有牛奶感官经验的小组成员进行，针对牛奶香气物质对评价员进行额外12h培训（每周3h，共4周）。嗅闻时，实时记录香气化合物出现的时间、气味特征以及气味强度（aromaintensity，AI）。参考文献方法并进行调整，将AI分5个等级，分别以0、1、2、3、4分的形式表示香气强度，“0”表示未识别到任何气味，“1”表示可以准确识别气味但持续时间短，“2”表示能快速识别气味且持续时间长，“3”表示能准确快速识别气味且持续时间较长，“4”表示能准确快速识别气味且持续时间更长。如果2个及其以上的小组成员感知到气味，就确定一个香气活性物质。

05 定性定量分析

采用NIST14谱库、计算化合物的保留指数（retentionindex，RI）与文献中的保留指数进行对比以及比对嗅闻结果对牛奶中化合物进行定性分析。RI计算：将正构烷烃C7～C30与牛奶在相同的色谱条件下得出GC保留时间，根据公式计算待测物i的RI（tn＜ti＜tn＋1）：

式中：n为碳原子数；tn为碳原子数为n的正构烷烃的保留时间；tn＋1为碳原子数为n＋1的正构烷烃的保留时间；ti为样品i的保留时间。

定量分析：内标半定量法，根据化合物及内标化合物峰面积比值计算各挥发性组分的浓度。对嗅闻得到的香气活性物质进行内标标准曲线法（内标为2-甲基-3-庚酮）精确定量。

06 感官评价

从北京工商大学学生中招募到50名未经培训的消费者（18名男性和32名女性，年龄19～25岁）完成CATA问卷（图1）。实验开始前，每个参与者都签署了一份知情同意书，参与者均具有长期饮用牛奶的习惯（每周至少5次）。并对招募的消费者评价员进行实验所需的流程介绍以及感官评价等基本知识培训。

CATA问卷中的感官属性在文献及实验室感官评价专家小组讨论确定的基础上，再由10名消费者集体讨论，根据样品本身的属性以及参与者的语言习惯对描述词进行调整后最终确定。在回答完每个评估样本的CATA问题后，参与者还需要使用1～9分的享乐量表对样品的总体喜爱程度进行评分。

将4份15mL的牛奶样品置于30mL的品评杯中。样本随机3位数编码呈送给参与者。期间还提供了无盐饼干和瓶装净水清洁口腔。

07 数据处理

采用单因素方差分析比较GC-MS测得的挥发性风味物质的半定量及精确定量结果，并采用Tukey事后比较法进行统计学分析（以P＜0.05表示差异显著）。CATA数据以感官属性的频率表示，通过具有显著差异的气味描述词进行CA，将气味属性的频率和4个牛奶样本之间的相关性可视化。使用PLSR，以探索CATA气味感官属性（频率）与香气活性物质之间的关系。利用IBMSPSSStatistics23、SIMCA14及Origin2018等软件进行数据处理及图像绘制。