分步酶解法制備酶改性切達(dá)干酪粉

白鴿，張莉，周璐，張貴斌，楊貞耐b，2

(1.吉林大學(xué)a.軍需科技學(xué)院；b.生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130022；2.吉林省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究中心,國家乳品加工技術(shù)研發(fā)分中心,長(zhǎng)春 130033;3.長(zhǎng)春新高食品有限公司，長(zhǎng)春 130103)

分步酶解法制備酶改性切達(dá)干酪粉

白鴿1a，張莉1b,2，周璐1a，張貴斌3，楊貞耐1ab，2

(1.吉林大學(xué)a.軍需科技學(xué)院；b.生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130022；2.吉林省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究中心,國家乳品加工技術(shù)研發(fā)分中心,長(zhǎng)春 130033;3.長(zhǎng)春新高食品有限公司，長(zhǎng)春 130103)

介紹了一種分步酶解法制備酶改性干酪粉(EMC)的方法。第一步，用不同的蛋白酶與肽酶混合酶對(duì)切達(dá)干酪漿進(jìn)行蛋白水解，篩選出最佳水解產(chǎn)物。第二步，用不同的脂肪酶對(duì)最佳水解產(chǎn)物進(jìn)行脂肪水解。將得到的酶解液噴霧干燥獲得兩種粉末狀的EMC產(chǎn)品A和B，并與商品切達(dá)EMC進(jìn)行比較分析。本研究獲得的兩種EMC產(chǎn)品的總游離氨基酸及總游離脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均比商品EMC高，各種游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)也普遍高于商品EMC。EMC產(chǎn)品A感官指標(biāo)得分較高，不同鏈長(zhǎng)的脂肪酸比例與商品EMC接近。

酶改性干酪；蛋白水解；脂肪水解；噴霧干燥

0 引言

酶改性干酪(EMC)是不同成熟期的干酪或者酪蛋白、乳清粉、脫脂乳粉、黃油等的摻合物，經(jīng)過酶解得到的一類干酪風(fēng)味濃縮產(chǎn)品。EMC具有風(fēng)味度高、風(fēng)味范圍廣、成本低及貨架期長(zhǎng)等特點(diǎn)[1]。EMC作為良好的風(fēng)味添加物，在食品中僅需添加少量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%)即可達(dá)到增強(qiáng)風(fēng)味的效果，適合于制作低脂食品，近年來需求量也逐漸增加[2]。

本研究介紹了一種分步酶解法制備酶改性切達(dá)干酪的方法。首先，用蛋白酶與肽酶的混合酶對(duì)切達(dá)干酪漿進(jìn)行蛋白水解，然后用脂肪酶對(duì)獲得的最佳蛋白水解產(chǎn)物進(jìn)行脂肪水解。將最終獲得的酶解產(chǎn)物噴霧干燥成粉末狀的EMC產(chǎn)品，并與商品EMC進(jìn)行比較分析。

1 材料和方法

1.1 材料

原料乳為新鮮無抗奶(pH值為6.7，脂肪3.0%～3.3%，蛋白2.8%～2.9%)。

發(fā)酵劑為乳酸乳球菌乳酸亞種XZ3303和乳酸乳球菌乳脂亞種QH27-1。

凝乳酶（Stanmix 1150）；商品酶；Accelerzyme NP50.000(中性蛋白酶)；ValidaseFPⅡ(蛋白酶系統(tǒng)，兼具蛋白酶和肽酶活性)；Accelerzyme CPG(肽酶)，Validase Lipase AN(脂肪酶)；Validase Lipase MJ(脂肪酶)。

黃油為無鹽黃油。

1.2 儀器設(shè)備

全自動(dòng)凱式定氮儀(Kjeltec 2300)，牛奶成分分析儀(Lacto Star)，干酪槽及干酪制作相關(guān)設(shè)備(自制)，高速冷凍離心機(jī)(Evolution RC)，全溫振蕩培養(yǎng)箱(HZQ-Q)，膠體磨(JM-L50)，高壓均質(zhì)機(jī)(SHP-60-60)，高速萬能粉碎機(jī)(FW100)，噴霧干燥機(jī)(SP-1500)。

1.3 切達(dá)干酪漿制備

取60 kg新鮮牛奶，按照Cheddar干酪工藝流程制備凝乳，使用發(fā)酵劑XZ3303和QH27-1，按1:1添加，添加量為2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，凝乳酶添加量為0.003%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。經(jīng)排乳清，凝塊壓榨過夜后打碎成小顆粒，按以下比例與黃油、水、乳化鹽等混合均勻：5.3 kg干酪顆粒，1.21 kg黃油，85 g磷酸氫二鈉，42.5 g磷酸三鈉，51.4 g檸檬酸三鈉及4.4 kg水[3]。混合物用膠體磨磨細(xì)后勻漿，分裝于密閉容器中，在80℃下保溫20 min后于4℃中保存待用。

1.4 酶解處理及噴霧干燥

采用分步酶解法制備EMC，如圖1所示。

第一步，采用蛋白酶與肽酶混合酶對(duì)切達(dá)干酪漿進(jìn)行蛋白水解(酶解溫度45℃，酶解時(shí)間24 h，280 r/min)，酶解結(jié)束后，于80℃保溫20 min滅酶。篩選出水溶性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近商品EMC(選用Kilcawley等[4-5]實(shí)驗(yàn)中的商品EMC 4A為對(duì)照商品EMC，水溶性氮接近55%)的酶解產(chǎn)物，進(jìn)行感官評(píng)定，選出一個(gè)最佳蛋白水解產(chǎn)物。

第二步，將篩選出的最佳蛋白水解產(chǎn)物，分別用脂肪酶ValidaseLipase AN和ValidaseLipase MJ進(jìn)行酶解(酶解溫度45℃，酶解時(shí)間24 h，280 r/min)。兩種脂肪酶的添加量按ADV(Acid Degree Value，酸度值)接近商品EMC進(jìn)行添加。酶解結(jié)束后于80℃滅酶20 min。在第二步的酶解產(chǎn)物中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的麥芽糊精(用作噴霧干燥填充料)，勻漿均質(zhì)之后噴霧干燥為粉末(噴霧干燥條件為：進(jìn)口溫度160℃，出口溫度76℃，壓力0.3 MPa，進(jìn)料速度400 mL/h)，得到EMC產(chǎn)品A和B。

1.5 蛋白水解及脂肪降解分析方法

蛋白水解分析指標(biāo)包括總氮(TN)、水溶性氮(WSN)[6]、5%磷鎢酸可溶性氮(5%PTA-N)[7]以及游離氨基酸(FAA，按照GB/T 18246-2000測(cè)定)。

脂肪降解分析指標(biāo)包括ADV[8]、游離脂肪酸(FFA)[9]。

1.6 感官評(píng)定

由10人分別對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的EMC產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定。香氣的感官評(píng)定總分40分，包括：香氣強(qiáng)度0～20分，烘烤味0～10分，奶香味0～10分，哈喇味-0～-10分；口感的感官評(píng)定總分30分，包括：濃厚感0～10分，奶香味0～10分，烘烤味0～10分，酸敗味-0～-10分，苦味-0～-10分；色澤總分15分：淡黃色0～15分；外觀總分15分：顆粒均勻0～15分[10]。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 切達(dá)干酪漿的蛋白酶解處理

切達(dá)干酪漿的蛋白水解及產(chǎn)物分析結(jié)果如表1所示。表1中，試驗(yàn)組5和8酶解產(chǎn)物的WSN占總氮量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為55.62%和51.69%，接近商品EMC(接近55%)。經(jīng)感官評(píng)定，試驗(yàn)組5得分較高(評(píng)定結(jié)果未列出)，因此選擇試驗(yàn)組5用于下一步的脂肪酶解。

表1 切達(dá)干酪漿的蛋白酶解結(jié)果

2.2 EMC產(chǎn)品分析

對(duì)上述實(shí)驗(yàn)組5經(jīng)蛋白酶處理的干酪漿進(jìn)一步使用兩種脂肪酶進(jìn)行脂肪酶解處理，酶解產(chǎn)物噴霧干燥后獲得的兩種EMC產(chǎn)品A和B以及商品EMC的組成成分分析結(jié)果如表2所示。

EMC的A和B兩種產(chǎn)品的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)、ADV值及總FFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在顯著差異(P＜0.05)。這是由于EMC產(chǎn)品A和B制備過程所用脂肪酶的水解活性及水解特異性的不同造成的。

與商品EMC相比，自制EMC的蛋白質(zhì)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)比商品EMC低，這是由于本研究為了減少EMC在噴霧干燥過程中的損失及提高產(chǎn)品的溶解速度，在噴霧干燥前添加了20%的麥芽糊精所致。自制EMC的總FFA及總FAA質(zhì)量分?jǐn)?shù)比商品EMC高，可能是由于本研究所用的蛋白酶和脂肪酶活性和特異性較高所致。

表2 EMC產(chǎn)品A和B及商品EMC的組成和蛋白水解結(jié)果

2.2.1 游離氨基酸

EMC的A和B及商品EMC的游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖2所示。由于EMC的A和B制備過程中使用了相同的蛋白酶和肽酶，因此自制EMC A和B之間的游離氨基酸含量差異不明顯。與商品EMC比較，在17種游離氨基酸中，自制EMC的Ala質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于商品EMC，Glu、Gly和Val質(zhì)量分?jǐn)?shù)與商品EMC接近，其他游離氨基酸如Tyr和Pro質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于商品EMC，且游離氨基酸種類比商品EMC多，這是由于自制EMC和商品EMC制備過程中使用的蛋白酶不同造成的。在自制EMC與商品EMC中，Glu、Leu、Lys的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高，這也與天然切達(dá)干酪相似[4]。

游離氨基酸與干酪風(fēng)味的形成密切相關(guān)，例如：風(fēng)味成分中的一些揮發(fā)性的含硫化合物，如甲硫醇，3-甲硫基-1-丙醇(烘烤的馬鈴薯味)，二甲基硫化物及二甲基三硫化合物都是由蛋氨酸轉(zhuǎn)化而來[12]。谷氨酸可以強(qiáng)化風(fēng)味，也可以掩埋其它的不良風(fēng)味，如干酪成熟過程中產(chǎn)生的苦味[4,11]。本研究獲得的自制EMC，雖然谷氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，但是谷氨酸占游離氨基酸總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(EMCA和B分別為11.52%和8.63%)明顯低于商品EMC(18.93%)，在實(shí)際生產(chǎn)中可以通過添加谷氨酸改善EMC的風(fēng)味。

2.2.2 游離脂肪酸

EMC A、B及商品EMC的游離脂肪酸分析結(jié)果如圖3和圖4所示。由圖3可以看出，由于3種EMC產(chǎn)品所用的脂肪酶不同，其游離脂肪酸差異較大。與商品EMC相比，EMC A的C14: 0、C16:0、C18:0、C18:1含量明顯較高，而其它游離脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低；EMC B的C4:0、C10:0、C12:0、C14:0、C16:0質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于商品EMC，其他游離脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于商品EMC。在三種EMC產(chǎn)品中，EMC A與商品EMC的主要游離脂肪酸種類相同，均為C14:0、C16:0、C18:0及C18:1，這也與天然切達(dá)干酪中的主要游離脂肪酸種類相同[5]。

由圖4可以看出，3種EMC產(chǎn)品的長(zhǎng)鏈脂肪酸含量比例最高，其次為中鏈，短鏈脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，這也與Kilcawley等的結(jié)果一致[3]。但是EMC B的中鏈和長(zhǎng)鏈脂肪酸比例與其他兩種EMC差異較大。EMC A的各種鏈長(zhǎng)脂肪酸比例與商品EMC接近，也與天然干酪接近，但短鏈脂肪酸比例稍低[5]。據(jù)報(bào)道，揮發(fā)性短鏈脂肪酸是EMC香氣和風(fēng)味的重要組成成分[6,13]。在EMC的制備過程中發(fā)現(xiàn)，噴霧干燥前的酶解液香氣比EMC產(chǎn)品的香氣濃烈，這是由于揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在噴霧干燥過程中大量損失造成的，同時(shí)導(dǎo)致EMC產(chǎn)品的短鏈脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。因此若在噴霧干燥前在酶解液中添加短鏈脂肪酸，可以改善EMC的風(fēng)味。

表3 EMC A和B的感官評(píng)定結(jié)果

2.2.3感官評(píng)定

EMC A和B的感官評(píng)定結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，EMC A的香氣強(qiáng)度、哈喇味及苦味得分低于EMC B，色澤、外觀得分及感官評(píng)定總分比EMC B高，可能是由于EMC B的脂肪及游離脂肪酸含量比EMC A高造成的。在干酪的揮發(fā)性風(fēng)味成分中，脂肪酸可導(dǎo)致干酪的哈喇味[13]；脂肪與EMC的刺激性風(fēng)味及苦味呈正相關(guān)[14]。此外，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)EMC B在噴霧干燥時(shí)比EMC A更容易焦化，并且更易黏結(jié)，也使其色澤和外觀得分低于EMC A。

3 結(jié)論

本研究采用分步酶解法制備了酶改性切達(dá)干酪粉產(chǎn)品A和B。兩種自制EMC產(chǎn)品的蛋白質(zhì)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于商品EMC，而總游離氨基酸和總游離脂肪酸含量高于商品EMC。自制EMC產(chǎn)品的Ala質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于商品EMC，Glu、Gly和Val質(zhì)量分?jǐn)?shù)與商品EMC接近，其他游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于商品EMC。

EMC A的感官得分高于EMC B，并且EMC A的主要游離脂肪酸種類及不同鏈長(zhǎng)脂肪酸比例與商品EMC接近，EMC A適用于商業(yè)化開發(fā)。

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Stepwise enzymatic method for the production of enzyme-modified Cheddar cheese powder

BAI Ge1a,ZHANG Li1b,2,ZHANG Gui-bin3,YANG Zhen-nai1ab,2
(1.Jilin University,a.College of Quartermaster Technology；b.College of Biological and Agricultural Engineering, Changchun 130022,China;2.Center of Agro-food Technology,Northeast Agricultural Research Center of China,Jilin Academy of Agricultural Sciences,National R&D Center for Milk Processing,Changchun 130033,China;3. Changchun Xingao Food Co.,Ltd,Changchun 130103,China)

A stepwise enzymatic method to prepare enzyme-modified cheese powder(EMC)was developed.First,a range of protein hydrolysates was produced from the fresh made Cheddar cheese slurry using different combination of proteinase and peptidase.One protein hydrolysate was selected and subsequently further hydrolysed to a set degree of lipolysis.The final hydrolysates were spray dried to obtain two EMC powder products(EMC A and B)，which were compared to a commercial Cheddar-type EMC.The results showed that the levels of total free amino acids and total free fatty acids of the EMCs were significantly higher than the commercial Cheddar-type EMC.Contents of most of the free amino acids in the EMCs were higher than the commercial Cheddar-type EMC.The content of short-chain,mediumchain,long-chain fatty acids in EMC A was close to the commercial Cheddar-type EMC.

Enzyme modified cheese;proteolysis;lipolysis;spray drying

TS252.53

A

1001-2230（2012）01-0014-04

2011-09-21

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助(CARS-37)；吉林省科技廳科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(2011-2013)。

白鴿(1986－)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。

楊貞耐