风味可期，创新有据：岛津与北京工商大学合作，为发酵乳品精准调香提供新视角

2026-03-26 09:17:28, 创新中心岛津企业管理（中国）有限公司

在追求健康与美味的今天，消费者对发酵乳制品的需求已不再满足于传统的“酸”与“奶香”。一款具有独特“麦芽香气”的酸奶，是否会赢得您的青睐？这种别具一格的风味背后，又隐藏着怎样的科学奥秘？

近日，由王彦波教授、曾黉副教授担任通讯作者，在《Foods》期刊上发表了题为《Time-Series Flavoromics and Metabolomics Analysis Reveals the Key Aroma Formation Mechanism of Malty-Aroma Yogurt》的文章。该研究利用岛津气相色谱质谱联用仪（GCMS）及其Smart Aroma Database风味数据库，成功解析了一款麦芽风味酸奶在发酵过程中风味物质的动态变化规律，这一发现为发酵乳制品的精准风味调控提供了全新的科学视角与解决方案。

挑战

当“麦芽香”遇见传统发酵

酸奶的经典风味主要来源于发酵剂（如嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌）的代谢产物。然而，要获得独特的“麦芽香”，则需要引入特定的产香菌株。本研究将能够产生浓郁麦芽香气的乳酸乳球菌BL-19与商业发酵剂复配，成功开发出一款麦芽风味酸奶。

但问题随之而来：这种独特风味是如何在短短几小时的发酵过程中形成的？哪些是真正的关键香气物质？其背后的生物合成机制又是什么？为了回答这些问题，研究团队需要一套能够精准、动态追踪风味物质演变的强大分析工具。

利器

岛津GCMS搭配风味数据库，解锁风味密码

研究团队采用了岛津GCMS-TQ8050 NX三重四极杆气相色谱质谱联用仪，并结合了岛津Smart Aroma Database智能风味数据库，对发酵过程中的样品进行了全面分析。

该方案的优势在于：

1.高效精准的样品前处理：采用SPME-Arrow（固相微萃取-增强型）技术，对酸奶中的痕量挥发性风味物质进行高效富集。

2.专一可靠的数据库支持：岛津Smart Aroma Database内置了近1000种风味化合物的分析方法包，包括各物质的保留指数、定量离子、特征离子信息以及关键香气属性（如“麦芽香”、“果香”、“奶油香”等），使得研究人员可以快速、准确地锁定目标风味物质，大大提升了分析的效率和准确性。

3.高灵敏度的质谱检测：GCMS-TQ8050 NX的高灵敏度确保了即使是含量极低的风味物质也能被准确定性和定量。

发现

解码“麦芽香”的时间密码

利用上述平台，研究团队对麦芽风味酸奶发酵过程中（0-6小时）的样品进行了密集的时间序列采样分析。

1.关键风味物质“一网打尽”

通过比对NIST质谱库和计算保留指数，结合岛津风味数据库，研究团队共鉴定出44种挥发性化合物。进一步结合气味活度值（OAV，即物质浓度与其气味阈值的比值），筛选出了13种对整体香气贡献最大的“关键香气化合物”，包括赋予“麦芽香”的3-甲基丁醛和3-甲基丁醇，以及典型的酸奶风味物质乙偶姻、丁二酮等。不同类型挥发性化合物总浓度的条形图如下：

2.锁定风味形成的“黄金3小时”

时间序列风味组学分析揭示了一个关键时间节点——发酵3小时。正是在这个时间点，包括麦芽香物质在内的5种关键香气化合物的OAV值首次大于1，开始被感知。同时，总挥发性化合物的浓度也在此后显著增加，标志着酸奶风味轮廓的快速形成。如下图，展示了发酵过程中酸类、醇类、酮类、醛类等不同类别挥发性化合物总浓度的动态变化，直观地印证了发酵中后期（3-6小时）总挥发性化合物浓度显著上升的趋势。

3.揭示风味背后的代谢网络

研究并未止步于风味物质的鉴定。通过整合代谢组学数据与风味组学结果，团队构建了风味物质与非挥发性代谢物之间的关联网络。结果证实，麦芽香气物质主要来源于微生物对缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成与代谢，而丙酮酸则是连接碳水化合物代谢与风味物质合成的关键枢纽。

A.关键香气化合物与差异代谢物的正相关关系图 (|r| > 0.9)

B.关键香气化合物与差异代谢物的负相关关系图 (|r| > 0.9)。

价值

为精准风味调控提供“导航图”

这项研究不仅成功开发了一款具有独特麦芽香味的酸奶，更重要的是，它揭示了一套从风味解析到机制探索的完整研究范式。

对科研人员：该工作流程（时间序列风味组学+代谢组学+关联网络分析）为探究复杂食品发酵过程中的风味形成机制提供了可复制的方法学参考。
对食品工业：研究明确了发酵“3小时”是风味演变的关键调控节点，并锁定了核心风味物质及其代谢通路（如亮氨酸 biosynthesis）。这相当于为食品工程师提供了一张精准的风味调控导航图，使其能够通过优化发酵时间、复配菌种或调控代谢流，定向强化目标风味的生成。这为在符合“清洁标签”趋势下，开发风味更多元化的发酵乳制品提供了科学依据和新思路。

结语

岛津技术平台，赋能科研创新

从“知其然”到“知其所以然”，岛津GCMS及风味数据库为北京工商大学的研究团队提供了打开风味科学大门的“金钥匙”。这项合作不仅展示了岛津分析技术在食品风味研究领域的强大实力，也为未来更多、更深入的产学研合作树立了典范。岛津将继续以先进的科技和全面的解决方案，助力科研工作者探索未知，为人类健康与生活品质的提升贡献力量。