利用酶凝干酪素制造模擬培爾干酪

金太花，金澤林

(臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東臨沂276005)

酶凝干酪素(Rennet casein)是利用酶凝工藝制備的干酪素，主要用于再制干酪的生產(chǎn)，其主要成分為酪蛋白［1－2］，但酶凝干酪素中含有吲哚、鄰甲氧基苯酚、對甲苯酚等物質(zhì)，導(dǎo)致了酶凝干酪素具有一種類似于濕狗臊味的異臭［3］?？ㄩT培爾(Camembert)干酪起源于法國，是一種典型的霉菌成熟軟質(zhì)干酪［4－17］。特有的霉菌卡門培爾青霉在干酪表面生長，由它們產(chǎn)生的蛋白酶和脂肪酶從干酪表面向中心滲透，促使干酪成熟，產(chǎn)品表面最終長滿白色霉菌，內(nèi)部組 織 呈 融 化 狀 態(tài)，具 有 獨 特 的 風(fēng) 味［4－5，9－10］。Camembert干酪在成熟過程中蛋白質(zhì)、脂肪等組分均得到較大程度的水解，因此Camembert干酪的營養(yǎng)成分吸收率可達到96%～98%［8］。模擬干酪是以酶凝干酪素、食用脂肪、水為主要原料，在乳化鹽的作用下，經(jīng)加熱剪切形成的一種光滑、均一的類似天然干酪的產(chǎn)品［18－25］。目前，天然干酪的需求量越來越大，模擬干酪以其工藝簡單且成本低的特點［20，26］，日益得到關(guān)注。但由于其蛋白源——酶凝干酪素所固有的異臭可導(dǎo)致其干酪產(chǎn)品具有令人不快的異味，導(dǎo)致其在功能特性上缺乏競爭力。因此去除模擬干酪異味的研究是我國模擬干酪生產(chǎn)的迫切要求。目前，國內(nèi)涉及去除模擬干酪異味方面的研究極少，金太花等［27］首次采用添加辣白菜增溶液的方法，以辣白菜獨特的酸辣爽口的風(fēng)味掩蓋酶凝干酪素的異味。有關(guān)采用霉菌發(fā)酵法制造模擬卡門培爾干酪去除模擬干酪異味的國內(nèi)尚未見報道。研究在模擬干酪表面噴灑霉菌發(fā)酵劑，在適當(dāng)條件下進行成熟，制得模擬卡門培爾干酪，利用成熟過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，賦予模擬干酪芳香味，掩蓋酶凝干酪素的異味，改善模擬干酪的風(fēng)味。經(jīng)過探索模擬卡門培爾干酪最終產(chǎn)品的感官品質(zhì)及成熟過程中的一系列物理化學(xué)變化，分析生產(chǎn)模擬卡門培爾干酪的可行性，為模擬卡門培爾干酪的生產(chǎn)提供理論參考依據(jù)。

表1 卡門培爾干酪感官評定標準Table 1 The sensory evaluation standard of camembert cheese

表2 模擬卡門培爾干酪成品與商品卡門培爾干酪的感官評定Table 2 The sensory evaluation of imitation camembert cheese and commercial camembert cheese

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

酶凝干酪素粉 荷蘭Habero公司;奶油 韓國全北食品添加劑公司;乳化鹽(偏六磷酸鈉)分析純，日本Junsei化學(xué)藥品公司;商品卡門培爾干酪韓國全北Emart;霉菌(Penicillium camemberti)冷凍干粉 丹麥CHR HANSEN公司。

恒溫恒濕箱(霉菌培養(yǎng)箱)韓國JOHNSAM公司;物性測試儀 TAXT 2/25 英國SMS公司;電子顯微鏡 JSM 6400日本東京JEOL公司;凱氏定氮儀BUCHI 321 瑞士BUCHI公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 模擬卡門培爾干酪的加工工藝流程及配方(100g干酪)干物質(zhì)(酶凝干酪素粉21.50g、乳化鹽3.00g)+水54.00g→室溫下混合均勻→加奶油或植物油21.50g→熱攪拌(90℃左右)→裝模成型→鹽漬→噴灑霉菌發(fā)酵劑→成熟→成品。

1.2.2 工藝要點

1.2.2.1 原料干酪裝模pH的調(diào)整 考慮到卡門培爾干酪成熟過程中pH的逐漸增加可能帶來的交叉污染［28－29］，以及裝模 pH 對最終產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味等品質(zhì)的影響，選用較低pH的多聚磷酸鹽——六偏磷酸鈉(1%溶液的pH為5.7)為乳化鹽，使模擬干酪的裝模pH 達到 5.8～5.9［30］。

1.2.2.2 模擬干酪(原料干酪)的鹽漬 將模擬干酪置于濃度為19%，溫度為15℃的鹽水中鹽漬30min。

1.2.2.3 霉菌發(fā)酵劑的添加 卡門培爾干酪的加工過程中，霉菌的添加方法主要有兩種，一種是在凝乳之前直接添加，一種是在鹽滯的新鮮干酪表面噴灑［10］。研究采用在成型鹽滯的模擬干酪表面噴灑霉菌孢子懸浮液的方法。噴灑質(zhì)量要求是不濃不淡、涂布均勻［31］，以防噴灑過多引起的風(fēng)味不良和噴灑過少或不均勻?qū)е碌耐鈦黼s菌的侵襲［30］。

1.2.2.4 模擬卡門培爾干酪的成熟 在溫度15℃，相對濕度90%的恒溫恒濕箱中培養(yǎng)21d。

1.2.3 感官評定方法 選取10名經(jīng)過訓(xùn)練的人員組成評定小組，對成熟后的模擬卡門培爾干酪與商品卡門培爾干酪，從外觀、質(zhì)地、風(fēng)味3個指標進行感官評定［32－33］，總分值為 100 分，根據(jù)各指標對成品的重要程度，確定其相應(yīng)的分值比例，具體評定標準如表1所示。

1.2.4 非蛋白氮(NPN)百分比含量的測定

1.2.4.1 總氮含量的測定 將5g干酪放到2mol/L濃度的檸檬酸鈉溶液40mL中攪拌5min，待干酪全部溶解后用蒸餾水定溶到100mL。用凱氏定氮法測定總氮含量。

1.2.4.2 NPN的測定 準確量取上述5%干酪溶液20mL，加等量的12%TCA(三氯乙酸)溶液，經(jīng)均勻攪拌靜止60min后過濾，準確量取10mL過濾液用于測氮。干酪中的NPN是指非蛋白氮在干酪總氮含量中所占的百分比。

1.2.5 硬度及剪切力的測定 用物性測試儀對比測量不同成熟階段模擬卡門培爾干酪的硬度和剪切力。

1.2.6 微觀結(jié)構(gòu)的觀察 使用掃描電子顯微鏡(SEM)對比觀察不同成熟階段模擬卡門培爾干酪的微觀結(jié)構(gòu)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

本試驗由3次平行試驗構(gòu)成，采用SAS軟件進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 成品的感官品質(zhì)

為探討模擬卡門培爾干酪是否具備傳統(tǒng)卡門培爾干酪所具有的感官品質(zhì)特性，將其成品與商品卡門培爾干酪進行比較，結(jié)果如表2所示。模擬卡門培爾干酪與商品卡門培爾干酪的外觀、質(zhì)地、風(fēng)味評定分數(shù)及感官評定總分分別為27.0、26.4、36.4、89.8和 26.2、27.5、37.8、91.5，兩者之間均差異不顯著(p ＞0.05)，說明這兩種卡門培爾干酪在感官品質(zhì)上沒有本質(zhì)差異。可見，只要滿足溫度、濕度等霉菌生長所必要的條件，卡門培爾霉菌也可以正常生長在模擬干酪表面，并引起卡門培爾干酪正常成熟過程中的內(nèi)部質(zhì)構(gòu)的變化，滿足卡門培爾干酪應(yīng)具備的最基本的外觀、質(zhì)地及風(fēng)味特征。

蔣愛民等［5］和孟德勇等［7］報道，卡門培爾干酪在成熟過程中可產(chǎn)生醇、醛、酮、揮發(fā)性有機酸和酯等風(fēng)味物質(zhì)?？赏茢?，成熟后的模擬卡門培爾干酪具有與傳統(tǒng)卡門培爾干酪相似的感官風(fēng)味，是因為其成熟過程中所產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)賦予模擬干酪芳香味，并掩蓋酶凝干酪素異味所致。

2.2 非蛋白氮百分比含量

蔣愛民等［5］和張勇等［6］指出，卡門培爾干酪成熟過程中，由霉菌產(chǎn)生的酶類從干酪表面向中心滲透，促使干酪引起生化變化，其中蛋白質(zhì)分解是最重要、最復(fù)雜的生化變化［29］。鄭冬梅等［34］報道，蛋白質(zhì)的分解程度直接關(guān)系著干酪成熟過程中的質(zhì)構(gòu)變化。因此，干酪成熟中，蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物分析是干酪成熟的指標。但在干酪成熟過程中，其殘留的凝乳酶影響蛋白水解的廣度，而來源于發(fā)酵劑的酶則影響蛋白水解的深度，而且pH4.6可溶性氮表示干酪蛋白水解的廣度，而12%TCA可溶性氮(NPN)表示蛋白水解的深度。因此，NPN被稱為干酪的成熟度。

模擬卡門培爾干酪的原料干酪是利用干酪素制造的仿真模擬干酪，而不是原料乳經(jīng)凝乳酶的凝乳作用而制得的天然干酪。因此，引起干酪中蛋白質(zhì)降解的主要蛋白酶是來源于霉菌發(fā)酵劑的酶，為觀察不同成熟期模擬卡門培爾干酪的成熟度，對不同成熟期干酪進行了NPN測定，結(jié)果如圖1所示。由圖可見，成熟期間，模擬卡門培爾干酪的NPN隨成熟時間的增加而增加，且不同成熟期之間差異極顯著(p＜0.01)。可見在成熟過程中模擬干酪的蛋白質(zhì)組分不斷地降解且速度很快。

圖1 模擬卡門培爾干酪成熟過程中非蛋白氮百分比含量的變化Fig.1 Changes of NPN during the ripening of imitation camembert cheese

2.3 微觀結(jié)構(gòu)

天然干酪的微觀結(jié)構(gòu)是由乳中蛋白質(zhì)和脂肪組分經(jīng)復(fù)雜排列而形成的空間結(jié)構(gòu)［35］，模擬干酪是以酪蛋白、食用脂肪、水為主要原料而制得的類似天然干酪的產(chǎn)品。為直觀地觀察成熟期間模擬卡門培爾干酪空間結(jié)構(gòu)的變化，分析其不同成熟期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及脂肪球的分布情況，通過掃描電鏡(SEM)觀察了其微觀結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，模擬卡門培爾干酪由初期(0d)較致密的結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹衅?10d)空隙相對較大的纖維網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，到后期(21d)微觀結(jié)構(gòu)變得纖細，空穴變得更大稀疏且不均一，還形成了較多的凹槽。賀殷媛等［36］報道，隨著干酪蛋白質(zhì)水解程度的增加，酪蛋白原有的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，分解產(chǎn)生更小的物質(zhì)，導(dǎo)致其微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，形成的空穴變大、變稀疏;蛋白質(zhì)表面疏水氨基酸殘基增多，疏水相互作用增強，致使酪蛋白結(jié)合更緊密。另外，賀殷媛等［36］和隋欣等［37］報道，隨著脂肪水解程度的增加，游離脂肪酸含量也增加，因此脂肪球發(fā)生聚集融合排列成團，脂肪球變大且發(fā)生明顯的變形，導(dǎo)致脂肪槽的形成。因此可推斷，在模擬卡門培爾干酪成熟后期微觀結(jié)構(gòu)變得更纖細，空穴變得更大且稀疏，是由于成熟過程中大量的蛋白質(zhì)被降解所致;另外，圖中多處出現(xiàn)的凹槽部分(A)就是在成熟期間，脂肪發(fā)生水解，生成大量的游離脂肪酸導(dǎo)致脂肪球凝結(jié)所形成的脂肪槽?？梢?，模擬卡門培爾干酪在成熟期間也發(fā)生傳統(tǒng)卡門培爾干酪正常成熟過程中的一系列生化變化。

圖2 模擬卡門培爾干酪成熟過程中結(jié)構(gòu)變化的電鏡觀察Fig.2 Observation of SEM on changes of structure during the ripening of imitation camembert cheese

2.4 硬度與剪切力

為觀察模擬卡門培爾干酪成熟期間的質(zhì)構(gòu)變化，測定了干酪質(zhì)構(gòu)特性中的重要指標——硬度、剪切力，結(jié)果如圖3、圖4所示。由圖可見，在整個干酪成熟過程中，模擬卡門培爾干酪的硬度和剪切力均隨著成熟時間的增加而減少，且各成熟期之間差異極顯著(p＜0.01)。高輝等［4］指出，干酪的質(zhì)構(gòu)特性指標與干酪的成熟度、空間結(jié)構(gòu)等有關(guān)，是表征干酪成熟變化的重要指標。隋欣等［37］報道，干酪成熟過程中硬度的下降是由于在成熟過程中干酪組分不斷降解使得質(zhì)地變軟所致。賀殷媛等［36］也曾報道，隨著干酪蛋白質(zhì)水解程度的增加，微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，空穴變大、變稀疏，干酪的硬度逐漸降低。陳衛(wèi)［38］等報道，干酪成熟性與其低硬度有一定的對應(yīng)關(guān)系。所以，模擬卡門培爾干酪成熟期間的硬度及剪切力的變化情況與前面對其NPN、空間結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果相符。

3 結(jié)論

圖3 模擬卡門培爾干酪成熟過程中硬度的變化Fig.3 Changes of hardness during the ripening of imitation camembert cheese

圖4 模擬卡門培爾干酪成熟過程中剪切力的變化Fig.4 Changes of shearing force during the ripening of imitation camembert cheese

對成熟后的模擬卡門培爾干酪進行了感官品質(zhì)及成熟期間理化特性的分析，結(jié)果表明:模擬卡門培爾干酪成品具有與商品卡門培爾干酪相似的外觀與質(zhì)地，并且由于其成熟過程中產(chǎn)生大量的芳香物質(zhì)，掩蓋了其蛋白源——酶凝干酪素所固有的異臭，有助于模擬干酪風(fēng)味的改善;通過分析模擬卡門培爾干酪成熟期間的NPN、硬度、剪切力及微觀結(jié)構(gòu)的變化，驗證了只要滿足霉菌生長所必要的環(huán)境條件，卡門培爾霉菌可以正常生長在模擬干酪表面，并發(fā)生傳統(tǒng)卡門培爾干酪正常成熟過程中的生化變化。可見以酶凝干酪素為蛋白源制造模擬卡門培爾干酪是可行的。

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