添加大豆分離蛋白對(duì)羊乳干酪風(fēng)味物質(zhì)的影響

祝敏，杜金華，吳曉英

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，山東 泰安，271018)

羊奶被認(rèn)為是人類的3 大奶源之一，是世界上公認(rèn)的最接近人乳的乳品［1］。國(guó)外羊乳的市場(chǎng)占有率不低于牛乳，而我國(guó)羊乳加工廠家規(guī)模小，主要成品是液態(tài)奶、羊奶粉或作為食品輔料在市場(chǎng)流通，產(chǎn)品單一，羊乳資源沒(méi)有得到充分的利用。以羊乳為原料制得的干酪，脂肪含量適中，酪蛋白顆粒和脂肪球較小，產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)細(xì)膩，滋味鮮美，在口感和風(fēng)味上普遍優(yōu)于牛奶干酪［2］。

因其產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益等原因，羊乳及其制品的價(jià)格也比牛奶普遍要高一半以上。所以利用大豆分離蛋白部分代替羊乳制成混合型干酪，不僅降低了羊乳干酪的生產(chǎn)成本，還可以豐富干酪的花色品種;從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度，利用富含必需氨基酸的大豆蛋白制作成的混合型干酪含有較少的飽和脂肪、膽固醇，同時(shí)平衡了食物的動(dòng)植物蛋白，有重要的營(yíng)養(yǎng)保健意義［3］。然而，添加大豆分離蛋白可能在一定程度上影響干酪的風(fēng)味。

本實(shí)驗(yàn)在羊乳原料中按照不同比例添加大豆分離蛋白制成混合型氣孔干酪，利用固相微萃取(SPME)方法富集萃取干酪中揮發(fā)性成分，通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)分析羊乳-大豆分離蛋白混合干酪的芳香風(fēng)味物質(zhì)組成，以比較純羊乳干酪與混合干酪中揮發(fā)性物質(zhì)的不同、確定添加大豆分離蛋白對(duì)干酪風(fēng)味的影響，對(duì)了解羊乳-大豆分離蛋白混合干酪產(chǎn)品風(fēng)味特征，確定大豆分離蛋白添加比例有重要指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

大豆分離蛋白(食品級(jí))，禹王公司;凝乳酶(食品級(jí))，DSM 公司;菌種:高度濃縮的直投式凍干乳酸菌菌種，成分包括乳酸乳球菌乳亞種、乳酸乳球菌乳脂亞種、乳酸乳球菌乳亞種雙乙酰生物變種、明串球菌屬，5 Units/1 000L，DSM 公司;費(fèi)氏丙酸桿菌(直投式菌種，呈顆粒的、凍干的粉末狀，5 Units/1 000L)，SK 公司;原料乳，泰安市郊某小型奶羊養(yǎng)殖場(chǎng)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

奶酪槽，自制;AL204 電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司;切割刀，自制;電子調(diào)溫萬(wàn)用電爐，龍口市文太電爐制造有限公司;冰箱，澳柯瑪公司;HH-4 數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市雙捷電子儀器設(shè)備廠;LRH-250 生化培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司;DZO-400/2S 真空充氣包裝機(jī)，章丘市炊具機(jī)械總廠包裝機(jī)械廠;SPME:65 μm PDMS/DvB;GC/MS:島津，6890N-5973N。

1.3 混合型氣孔奶酪的制作［4－6］

大豆分離蛋白煮沸后分別按照以下3 個(gè)比例(0、4%、10%)加入羊乳原料中按以下工藝制作大豆分離蛋白-羊乳混合型干酪。

1.4 分析方法

1.4.1 風(fēng)味物質(zhì)的萃取與富集［7］

將干酪外緣2cm 切下，混合均勻，取5 g 混合均勻的奶酪樣品放置于頂空瓶中，密封。瓶中頂空高度大約為4cm。SPME 萃取頭至于頂空瓶中奶酪上部的頂空部位，頂空瓶周圍環(huán)境溫度保持在80℃下SPME 萃取30 ～35 min。

1.4.2 GC/MS 檢測(cè)條件［8］

色譜柱:PEG20M 彈性石英毛細(xì)管柱;載氣為He，0.8 mL/min。進(jìn)樣溫度為290℃。升溫程序:35℃維持3 min;然后以2℃/min 升至55℃;然后再以3 ℃/min 升至最后溫度為130℃;最后以15℃/min 升至260℃，維持4 min。

質(zhì)譜條件:EI 離子源;離子源溫度為200℃;傳輸線溫度為250℃;延遲時(shí)間為3.0 min;離子化模式為電子轟擊，數(shù)據(jù)采集全掃描。

1.4.3 揮發(fā)性成分定性定量分析方法

GC/MS 離子圖譜檢索NIST08 Library 和Wiley Library 匹配定性，按峰面積歸一化計(jì)算其相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 干酪中風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果分析

干酪中風(fēng)味物質(zhì)GC/MS 檢測(cè)結(jié)果如表1 所示，離子圖分別見圖1 ～3。純羊乳干酪共檢出23 種揮發(fā)性化合物。其中最主要的揮發(fā)性化合物是酸類化合物，包括乙酸，丙酸，丁酸，己酸，辛酸，苯甲酸，壬酸，癸酸，十一烷酸，十二烷酸，十四烷酸，十五烷酸，十六烷酸，十七烷酸，十八烯酸(油酸)，十八烷酸(硬脂酸)，相對(duì)含量達(dá)到95.323%，其中癸酸，十六烷酸和辛酸占主要部分，相對(duì)含量分別達(dá)到25.315%，20.701%和10.703%。酮類化合物主要是丁二酮，丁酮和乙酮，其中丁酮相對(duì)含量最高，達(dá)到0.967%。檢測(cè)出的醇類化合物只有乙醇，相對(duì)含量達(dá)到1.328%;醛類化合物是十四醛(肉豆蔻醛)，但相對(duì)含量比較低，有0.079%;酯類化合物是乙酯，相對(duì)含量有0.049%。

表1 干酪中主要風(fēng)味化合物檢測(cè)結(jié)果Table 1 Volatile compounds of the cheeses

續(xù)表1

圖1 純羊乳干酪風(fēng)味物質(zhì)GC/MS 總離子圖譜Fig.1 GC/MS total ion chromatography (TIC)of pure goat milk cheese

圖3 添加10%大豆分離蛋白羊乳干酪中風(fēng)味物質(zhì)GC/MS 總離子圖譜Fig.3 GC/MS total ion chromatography (TIC)of 10% SPI-goat milk cheese

添加4%大豆分離蛋白的羊乳干酪中共檢測(cè)出21 種揮發(fā)性化合物。其中最主要的還是酸類化合物，相對(duì)含量占到94.488%，包括乙酸，丁酸，丙酸，己酸，辛酸，苯甲酸，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，十六烷酸和十八烯酸，其中相對(duì)含量占到主要部分的有丙酸，辛酸，癸酸和十六烷酸，含量分別為17.578%，14.612%，24.868% 和10.594%。酮類化合物相比純羊乳干酪種類有所增加，相對(duì)含量有0.889%，相比純羊乳干酪酮類化合物的相對(duì)含量有所減少，主要有丁二酮，丁酮和苯乙酮，其相對(duì)含量分別為0.156%，0.504%和0.229%。醛類化合物，包括苯乙醛和丙醛，相對(duì)含量分別為0.188% 和0.398%。醇類化合物種類相比純羊乳干酪，除了乙醇還增加一種苯乙醇，前后兩者的相對(duì)含量分別為0.224% 和0.149%。除了純羊乳干酪檢測(cè)出的酸，酮，醛，醇類主要化合物之外，添加了4%大豆分離蛋白的羊乳干酪還檢測(cè)出十八胺，吡咯和苯酚，含量分別為0.456%，0.122%和1.710%。

添加10%大豆分離蛋白的羊乳干酪共檢測(cè)出24種揮發(fā)性化合物。同純羊乳和4%大豆分離蛋白-羊乳混合干酪一樣，酸類化合物占主要部分，相對(duì)含量達(dá)到88.212%，包括乙酸，丙酸，丁酸，己酸，庚酸，辛酸，苯甲酸，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，十六烷酸，十八烯酸和十八烷酸，其中相對(duì)含量占主要地位的是丙酸，辛酸，癸酸，其相對(duì)含量分別為18.891%，16.339%和24.406%。醇類化合物含量相較前2 種干酪含量有所增加，達(dá)到5.361%，包括乙醇，丙醇，丁二醇，苯乙醇，其中乙醇含量達(dá)到3.326%。除此之外，檢測(cè)結(jié)果還可以反映出酯類化合物的含量和種類都有所增加，包括乙酸乙酯和乙酸丙酯，含量分別為3.300%和0.528%。醛類化合物包括苯乙醛和丙醛，相對(duì)含量分別達(dá)到0.130%和0.193%。酮類化合物相比于其他2 種干酪有所減少，只檢測(cè)出苯乙酮，含量達(dá)到0.176%。與添加4%大豆分離蛋白的羊乳干酪相同，10%大豆分離蛋白-羊乳干酪中也檢測(cè)到苯酚，但相對(duì)含量有所減少，有0.636%。除此之外，還檢測(cè)到氨基蒽的存在，含量為0.502%。

2.2 添加大豆分離蛋白對(duì)羊乳干酪中不同類型揮發(fā)性成分的影響

2.2.1 酸類化合物的變化

干酪中的酸類化合物一般來(lái)自于2 個(gè)反應(yīng)，首先，糖酵解，即由發(fā)酵劑乳酸菌代謝凝塊殘留中的乳糖而形成風(fēng)味化合物，如乙酸，丙酸等;其次脂肪分解，即凝塊中的脂肪在酶的作用下形成脂肪酸，特別是揮發(fā)性脂肪酸如乙酸，辛酸和癸酸［9－10］。酸類化合物的存在有利于干酪風(fēng)味的釋放，尤其是一些短鏈脂肪酸(C4～C12)具有某些顯著的特征風(fēng)味，而這些氣味對(duì)于干酪風(fēng)味和氣味有非常重要的作用［11］。添加了大豆分離蛋白之后，干酪的酸類風(fēng)味化合物無(wú)論是種類還是總相對(duì)含量均減少，這可能是因?yàn)榧尤氪蠖沟鞍子绊懥烁衫页墒爝^(guò)程中糖酵解及脂肪分解等反應(yīng)。但針對(duì)大豆分離蛋白的添加對(duì)其中個(gè)別酸類化合物的影響來(lái)看，乙酸，丙酸，丁酸，己酸和辛酸在干酪風(fēng)味物質(zhì)中的相對(duì)含量均有所增加，其中以乙酸，丙酸和辛酸增加最為明顯。乙酸能表現(xiàn)出醋味，而干酪中的丙酸主要是由添加的次級(jí)發(fā)酵劑費(fèi)氏丙酸桿菌利用乳糖產(chǎn)生的［6］，略帶辛辣的刺激油味，是瑞士干酪的特征風(fēng)味。辛酸有微弱的水果酸氣味，己酸則可以賦予干酪輕微的腐臭干酪氣味。這些都是干酪的主體特征氣味，所以大豆分離大白的添加可能會(huì)增加干酪中特殊的優(yōu)勢(shì)風(fēng)味物質(zhì)。其次，隨著大豆蛋白的添加，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，十五烷酸，十六烷酸，十八烯酸和十八烷酸均有所下降，其中十四烷酸，十六烷酸和十八烯酸下降最為明顯。癸酸的含量雖有所減少，但其相對(duì)含量還是屬于酸類化合物中最高，癸酸又名羊蠟酸，部分研究指出羊乳的膻味可能來(lái)自于羊乳中的癸酸成分，且羊乳中的癸酸含量占羊乳化學(xué)成分的主要部分［12］。所以，干酪中癸酸的減少可能是由于原料中大豆蛋白的添加造成羊乳成分的減少所造成的。

2.2.2 酮類化合物的變化

酮類化合物可有多不飽和脂肪酸氧化或降解，氨基酸降解產(chǎn)生，是許多干酪的風(fēng)味物質(zhì)［9］。從氣味的描述來(lái)看，所嗅聞到的酮類物質(zhì)多具有奶香和脂肪香味，有的具有明顯果香和酸味，個(gè)別具有刺激性氣味［12－13］。大豆分離蛋白的添加造成干酪中酮類物質(zhì)相對(duì)含量的減少。其中，丁二酮有強(qiáng)烈的奶油香和脂肪香味，是瑞士干酪主要的風(fēng)味物質(zhì)之一，隨著大豆蛋白的添加，干酪風(fēng)味物質(zhì)中的丁二酮相對(duì)含量有所減少，直至當(dāng)大豆蛋白添加比例為10%時(shí)，干酪中未檢測(cè)出丁二酮的含量。丁酮隨著大豆蛋白的添加也呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，而丁酮可以賦予干酪黃油香。由此可以看出，大豆分離蛋白的添加會(huì)使干酪酮類風(fēng)味化合物減少，有可能影響干酪的奶香特征。

2.2.3 醇類化合物的變化

醇類化合物主要是由乳糖的代謝，甲基酮的還原，氨基酸的代謝生成。此外，由相應(yīng)的醛通過(guò)脫氫酶催化的還原反應(yīng)也能夠形成相應(yīng)的醇［9］。醇類通常有芳香，植物香，酸敗和土氣味，但醇類物質(zhì)的閾值高，因此當(dāng)含量很少時(shí)，其對(duì)食品的風(fēng)味貢獻(xiàn)不大［14］。添加大豆蛋白可以增加干酪中醇類化合物的種類，但大豆蛋白添加比例為4%的羊乳干酪醇類物質(zhì)含量最低，純羊乳干酪中只檢測(cè)出乙醇。此外，添加了大豆蛋白的干酪中還檢測(cè)出苯乙醇的存在。當(dāng)大豆蛋白添加比例增加到10%時(shí)，干酪中醇類化合物的種類和含量明顯增加，發(fā)現(xiàn)其他2 種干酪中未檢出的丙醇和丁二醇。但相關(guān)文獻(xiàn)中指出，羊乳干酪中醇類物質(zhì)的過(guò)度增加會(huì)造成風(fēng)味的缺陷［15］。所以，過(guò)多大豆分離蛋白的添加可能會(huì)影響干酪的醇類物質(zhì)含量從而影響干酪風(fēng)味。

2.2.4 酯類化合物的變化

酯類化合物是細(xì)菌生物合成產(chǎn)物，能夠賦予干酪很強(qiáng)的水果味。如果酯類物質(zhì)的含量過(guò)高或與其他風(fēng)味化合物的濃度比例不協(xié)調(diào)時(shí)，會(huì)造成干酪的不良風(fēng)味［14］。隨著大豆蛋白的添加，干酪中酯類化合物并沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)，因此大豆蛋白的添加對(duì)酯類化合物沒(méi)有顯著影響。

2.2.5 醛類化合物的變化

醛類物質(zhì)的閾值一般很低，通常帶有辛辣的，刺激性的氣味并帶有油和蠟的氣味，是食品中各種氧化風(fēng)味的重要來(lái)源。純羊乳干酪中醛類物質(zhì)的種類與添加大豆蛋白羊乳干酪的醛類物質(zhì)種類不同，大豆蛋白-羊乳混合干酪中檢測(cè)出苯乙醛和丙醛，其中苯乙醛大多由多不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)生，對(duì)干酪風(fēng)味的豐富性有影響。

2.2.6 其他風(fēng)味化合物的變化

除了酸，酮，醇，醛，酯幾類主要化合物之外，添加大豆分離蛋白還會(huì)使羊乳干酪增加一些其他的風(fēng)味化合物，包括苯酚，吡咯，胺等。其中，苯酚對(duì)于干酪中的刺激氣味有影響，吡咯在低濃度下會(huì)有甜和焦糖的香味。這些風(fēng)味物質(zhì)的存在豐富了干酪的風(fēng)味化合物種類。

3 結(jié)論

運(yùn)用SPME-GC/MS 方法檢測(cè)出純羊乳干酪、4%大豆蛋白-羊乳混合干酪、10%大豆蛋白-羊乳混合干酪中揮發(fā)性物質(zhì)種類分別為23，21 和24 種。其中酸類化合物均占主要部分，其次有酮類，醇類，醛類，酯類化合物。

添加大豆分離蛋白引起干酪中風(fēng)味物質(zhì)種類和相對(duì)含量變化，包括酸類，酮類化合物種類和含量減少;醇類化合物相對(duì)含量增加;醛類化合物種類變化;酯類化合物種類和含量沒(méi)有明顯變化。

添加大豆分離蛋白可以增加干酪奶香味，減少羊乳不愉快膻味。考慮到隨著大豆蛋白添加量增多會(huì)造成干酪特征風(fēng)味物質(zhì)酮類減少、酯類物質(zhì)過(guò)度積累造成不良風(fēng)味等因素，混合干酪中大豆分離蛋白添加比例為4%較好。

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