关注异味问题：纸包装酸奶的异味分析与溯源

纸包装因具有良好的印刷适应性、较低的成本和易于处理等特点而广泛应用于酸奶包装中。然而，不合格的纸包装或不恰当的储存环境都可能会使得酸奶带有来自纸包装的异味，影响酸奶的整体风味，降低消费者对酸奶的接受度。

IQTC和暨南大学科研团队合作，针对某企业生产的纸包装酸奶出现异味问题进行研究，分析异味物质成分并追踪异味物质产生的原因，研究成果已于近日发表在乳制品领域权威英文期刊International Journal of Dairy Technology (IF=4.374)上，论文题目为“Characterization and identification of key cardboard-like off-odor compounds and possible origins in yogurt using HS-SPME-GC-MS”。

叶智康为该论文第一作者，钟怀宁研究员、林勤保研究员和徐晓文副教授为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2022YFF0607202）和广东省基础与应用基础研究基金（2022A1515110015）的资助。

01.研究背景

食品纸包装的特点

食品包装的功能是在流通和使用中起保护产品、信息传达和提供便利等作用，然而并非所有包装材料（包括玻璃或金属）是完全惰性的，包装材料会与它所保护的食品发生相互作用，例如包装上的印刷文字除了给消费者提供产品信息，还可能会与食品发生意外的相互作用，这些相互作用会影响食品的质量[1]。

纸包装材料具有交织、松散的纤维结构，容易受到氧气、二氧化碳和水蒸气的影响，与玻璃、塑料和陶瓷材料相比，纸包装食品中挥发性有机化合物的扩散要容易得多，纸张的多孔结构也使其具备吸附外源小分子化合物的能力[2-3]。纸包装生产过程中所使用的溶剂、添加剂等化学试剂也有残留在纸张并与食品接触的风险[4-5]。

纸包装酸奶的异味问题

纸包装酸奶的异味一直是乳制品中比较关注的问题，酸奶风味的改变与化学成分的变化有关，这些变化可能归因于外界的作用如长时间的储存、与包装材料的接触[6-9]，产品使用不合格的包装或在不适当的储存条件下可能会无意中产生这种气味，从而对消费者的接受度和偏好产生负面影响。

本研究主要针对引起纸包装酸奶异味的原因以及对纸味异味进行来源探究，为酸奶和纸包装的气味研究提供一定的理论支持和实际参考价值。

02.研究对象和技术方法

本研究选取在生产过程中出现的异味酸奶、正常酸奶和酸奶包装作为研究对象。用到的技术手段主要包括：

采用HS-SPME-GC-MS鉴定异味酸奶和无异味酸奶的挥发性化合物，对比两者间挥发物组成差异。

采用感官总体评价对酸奶进行感官评分，探究关键气味化合物浓度与感官评分的关系。

对纸包装酸奶进行热冲击实验以探究造成异味的可能原因。

▲ 图1 本研究的图片摘要

03.研究结果

HS-SPME-GC-MS检测结果表明（见图2），异味酸奶与正常酸奶间存在8个差异性物质，分别为正己醛、乙苯、对二甲苯、丙酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、正己醇、1-苯基-2-丁酮。定量结果表明正己醛和正己醇在正常酸奶中少量存在，但其浓度显著低于异味酸奶（p<0.05）。用物质的气味阈值计算气味活性值（Odor activity values，OAV）探究挥发性物质对酸奶整体气味的贡献，结果发现丙烯酸丁酯、正己醇和正己醇的平均OAV值为619、293和29，表明这3个物质对酸奶气味有所贡献。

▲ 图2 纸味异味酸奶中的关键挥发物及其浓度

（a.异味酸奶和正常酸奶的总离子流色谱图；b. 异味酸奶和正常酸奶关键挥发物的浓度）

总体感官评分的结果表明，散发异味的酸奶在总体评分上低于正常酸奶。为了更深入地探究气味物质含量与整体感官评分之间的关系，采用斯皮尔曼相关系数进行相关性分析，结果表明（见图3），正己醛和正己醇浓度与酸奶的总体感官评分成显著的负相关（正己醛r=-0.661，p=0.037；正己醇r=-0.607，p=0.048），这说明随着正己醛和正己醇含量的增加，酸奶的整体风味下降。因此，正己醛和正己醇可以作为酸奶质量变化的标记物，酸奶中标记物浓度越高，可以预测酸奶的风味表现越差。

▲ 图3 酸奶的总体感官评价和斯皮尔曼相关性分析

（a.总体感官评价；b.挥发物浓度和总体感官评价的相关性分析）

为了探求异味物质产生的原因，对包装酸奶进行人为的热冲击处理。结果表明，与未包装的无异味酸奶对比，冷藏纸包装酸奶和热冲击纸包装酸奶中有8种物质（正己醛、正己醇、丙酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、乙苯、对二甲苯和1-苯基-2-丁酮）在含量上存在差异（见图4），正己醇在经受热冲击后表现出更高的浓度（p<0.05），说明异味酸奶中的关键挥发物的产生与纸包装的接触有关，也与包装酸奶在运输、储存和展示中受到的温度冲击有关。这些关键挥发物可能源于包装生产助剂、乳脂的降解、微生物发酵和UV油墨的迁移。

▲图4 无异味酸奶、冷藏纸包装酸奶、热冲击纸包装酸奶和纸味异味酸奶中关键挥发物的浓度

经文献检索，本研究是国内外首次关注纸包装酸奶中异味问题的研究，研究结果可有助于了解造成酸奶异味的机理，为酸奶包装研发提供一定的理论和实际参考。

IQTC致力于服务食品和食品接触材料生产企业，深入研究行业在实际生产中可能遇到的痛点和难点问题，针对食品接触材料的异味问题已经进行了持续、深入的研究，配备了大型尖端仪器设备和高素质人才队伍，可为相关企业提供优质技术服务和科学解决方案。

参考文献

[1] DUNCAN S E, WEBSTER J B. Sensory impacts of food-packaging interactions[M]. Advances in Food and Nutrition Research, United States:Gulf Professional Publishing, 2009: 56, 17-64.

[2] PARK S J, CHOI J C, PARK S R, et al. Migration of lead and arsenic from food contact paper into a food simulant and assessment of their consumer exposure safety[J]. Food Additives & Contaminants. Part A, Chemistry, Analysis, Control, Exposure & Risk Assessment, 2018, 35(12): 2493-2501.

[3] RAHEEM D. Application of plastics and paper as food packaging materials An overview[J]. Emirates Journal of Food and Agriculture, 2013, 25(3): 177.

[4] GUO Y, LI S, WANG G, et al. Waterborne polyurethane/poly(n-butyl acrylate-styrene) hybrid emulsions: Particle formation, film properties, and application[J]. Progress in Organic Coatings, 2012, 74(1): 248-256.

[5] WANG X F, WEI X F, GU L Y. Study on performance of adherence between UV varnish and water-based ink[J]. Applied Mechanics and Materials, 2015, 731: 510-514.

[6] GAAFAR A M. Volatile flavour compounds of yoghurt[J]. International Journal of Food Science and Technology, 1992, 27(1): 87-91.

[7] GÜLER Z. Changes in salted yoghurt during storage[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2007, 42(2): 235-245.

[8] HRUŠKAR M, VAHČIĆ N, RITZ M. Aroma profiles and sensory evaluation of yogurt during storage[J]. Mljekarstvo, 1995, 45(3): 175-190.

[9] SAINT-EVE A, LÉVY C, Le MOIGNE M, et al. Quality changes in yogurt during storage in different packaging materials[J]. Food Chemistry, 2008, 110(2): 285-293.

作者：叶智康