紅曲水牛乳軟質干酪成熟特性的研究

謝 芳,楊承劍,韋升菊,唐 艷,曾慶坤

(中國農(nóng)業(yè)科學院廣西水牛研究所,廣西南寧 530001)

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紅曲水牛乳軟質干酪成熟特性的研究

謝 芳,楊承劍,韋升菊,唐 艷,曾慶坤*

(中國農(nóng)業(yè)科學院廣西水牛研究所,廣西南寧 530001)

紅曲霉(MonascuspurpureusWent.)是腐乳釀造中常用的菌種,將其作為表面發(fā)酵劑噴灑在干酪表面,研究該菌種對干酪成熟期間各理化指標的影響,結果表明:隨著紅曲霉在干酪表面生長和干酪成熟時間的延長,其含水量呈先低后高的趨勢,最終維持在42%左右,可溶性氮pH4.6 SN和12% TCA SN分別高達35.8%和33.5%,其硬度、彈性、咀嚼性均隨著成熟時間的延長而下降,干酪發(fā)酵成熟25 d便可得到最佳感官品質,其MonacolinK的含量為2.13 mg/100 g。

紅曲霉,水牛乳干酪,理化指標,成熟特性

干酪是一種發(fā)酵的乳制品,被稱為“奶黃金”,其制作源于西方國家,消費普遍,而我國因奶源、價格、口味等各種原因,限制了其發(fā)展[1]。水牛奶作為我國南方地區(qū)特有的乳產(chǎn)品,其蛋白質、乳脂、維生素、微量元素均高于黑白花牛奶,且口味醇香,營養(yǎng)全面,在民間享有“奶中之王”的美譽,目前主要以液態(tài)奶為主,高附加值產(chǎn)品甚少,隨著人們生活水平的提高,水牛奶制品也日漸成為消費的“新寵”[2],水牛奶深加工產(chǎn)業(yè)急需“盤活”。因此,開發(fā)適合中國人口味、營養(yǎng)全面且擁有自主知識產(chǎn)權的干酪新產(chǎn)品迫在眉睫。紅曲源于我國,是由紅曲霉屬(MonascuspurpureusWent.)真菌接種于大米發(fā)酵而成的一種純天然、安全有益的食品添加劑[3],現(xiàn)已被廣泛應用于食品著色、釀酒、防腐以及醫(yī)藥領域。已有研究證明紅曲霉在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生MonacolinK(莫那克林K)、γ-氨基丁酸等生理活性物質,它們具有降低膽固醇、血壓、血脂等多種生理功能[4],因而,本實驗將紅曲霉應用到水牛乳干酪的發(fā)酵中,研究其在干酪成熟過程中,對其理化指標、風味及產(chǎn)MonacolinK等的影響,為后續(xù)紅曲霉在水牛乳干酪中的應用研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

FOSS 8400全自動定氮儀、消化爐及Milko Scan FT120乳成分儀 丹麥福斯公司;XS105DU電子天平 瑞士梅特勒托利多公司;MJX-250智能霉菌培養(yǎng)箱 上海百典儀器設備有限公司;BCD-208GSSMY美的冰箱 美的集團股份有限公司;N100B乳脂分離機 深圳東方陽光科技有限公司;XB.K.25 0.10 mm 1/400 mm2型血球計數(shù)板 上海市求精生化試劑儀器有限公司;PHS-3C數(shù)顯pH計 上海越磁電子科技有限公司;TMS-Pro質構儀 美國FTC公司;LDZ5-2型臺式低速離心機 北京京立離心機有限公司;干酪槽,干酪切割刀、模具 實驗室自制。

1.2 實驗方法

1.2.1 紅曲霉菌孢子懸液的制備 將紅色紅曲霉(Monascusruber)活化,斜面?zhèn)鞔淮?待其生長良好后,用茄形瓶擴大培養(yǎng)24 h,取0.9%氯化鈉無菌生理鹽水將菌絲沖洗至三角瓶中,用渦旋振蕩器充分打散,再用無菌紗布過濾菌絲,制成1×106CFU/mL濃度的霉菌孢子懸液,裝于250 mL滅菌噴瓶內備用。

1.2.2 紅曲水牛乳軟質干酪制備工藝 水牛乳(標準化)→巴氏殺菌→冷卻→添加發(fā)酵劑→靜置30 min→加氯化鈣、凝乳酶→凝乳切割→靜置→升溫(40 min內緩慢升溫至39 ℃)→攪拌10 min→加食鹽→排乳清→入模過夜(16 ℃)→自然排乳清→鹽水浸漬→成型切割→噴灑紅曲霉菌孢子懸液→入霉菌培養(yǎng)箱(溫度20 ℃,濕度90%以上)→翻面(待紅曲霉菌生長充分)→繼續(xù)成熟→錫紙包裝(溫度18 ℃,濕度85%以上)→PE袋真空包裝→4 ℃冰箱→成品。

1.2.3 紅曲霉菌孢子計數(shù) 紅曲霉菌孢子按血球板計數(shù),孢子計算公式如下:

孢子個數(shù)(CFU/mL)=80個小方格細胞總數(shù)/80×400×10000×稀釋倍數(shù)

聽得幾個人耳朵里繭子亂鉆。辭別孫老神仙，三人來落星湖畔見宇晴師父，宇晴已擺好浪穹詔的“漱玉茶”，落星湖里的清泉水，去年方乾老爺子看她時送她的一套邢窯雨過天青茶具。她是三位少年的老師，親自將他們由山外接引入谷，平日里更是將他們當?shù)艿苊妹每?，但她準備的題目可不含糊，要將茶具中的清水用內力煮開，計算著第七次沖泡的茶水最苦，第十二次可以喝到舌尖回甘……

1.2.4 產(chǎn)品指標測定 水分采用GB 5009.3-2010測定[5];蛋白質采用GB/T 5009.5-2010測定[6];脂肪采用GB 5413.27-2010 測定[7];可溶性氮pH4.6 SN(可溶性氮)、12% TCA SN(三氯乙酸可溶性氮)參考文獻[8]中的方法測定;乳糖采用GB/T 5009.92-2008 測定[9];氯化鈉采用GB/T12457-2008測定[10];鈣(Ca)采用GB/T 5009.92-2003測定[11];干酪質構(texture profile analysis,TPA)采用美國FTC-質構儀分析其硬度、彈性、咀嚼性[12];微生物細菌總數(shù)采用平板計數(shù)法,大腸菌檢測采用多管發(fā)酵法,Monacolin K及桔霉素、致病菌送檢廣西分析測試中心檢測;感官評分參照文獻[20-21]方法進行。

1.3 實驗設計

將紅曲霉菌作為表面發(fā)酵劑噴灑到水牛乳軟質干酪胚塊表面,培養(yǎng)箱溫度為20～25 ℃,相對濕度為90%～95%,待霉菌在干酪表面充分生長(0～5 d)后,將溫度下調為15～21 ℃,濕度調為90%,以利于干酪由表及里均勻成熟(6～24 d),在干酪后熟階段(25～30 d),將溫、濕度調為6～10 ℃和95%,以利于干酪緩慢后熟,分別在干酪成熟的0、5、10、15、20、25、30 d后取樣,與未接種紅曲霉的純水牛乳軟質干酪各項理化指標進行對比分析,研究紅曲霉在干酪成熟過程中所發(fā)揮的作用,最后將成熟25 d的干酪進行理化及MonacolinK的測定,以得到高質且符合中國人口味的紅曲水牛乳干酪新品種。

1.4 數(shù)據(jù)分析

干酪成熟過程中的理化指標的變化采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析,其它數(shù)據(jù)計算、繪圖采用Microsoft Excel 2013處理。

2 結果與分析

2.1 干酪在成熟過程中水分的變化

干酪在成熟過程中的水分含量變化,如圖1所示。

圖1 干酪成熟過程中水分含量的變化Fig.1 Change of water content during cheese ripening

由圖1可知,隨著干酪成熟時間的延長,紅曲水牛乳干酪的平均含水量均高于純水牛乳干酪,在成熟0～10 d期間,兩者都呈緩慢下降趨勢,這是因為在干酪成熟初期,表面水分蒸發(fā)較快;在整個成熟期間,純水牛乳干酪的含水量一直在緩慢下降,而紅曲干酪的含水量卻在10 d后呈上升趨勢,且明顯高于純水牛乳干酪,這可能是因為:紅曲霉在干酪表面生長后,形成了一層“殼”,阻止了部分水分的蒸發(fā),而此階段霉菌培養(yǎng)箱的相對濕度也保持在90%以上,減少了干酪水分的流失,在成熟的20～30 d期間,干酪用錫紙和PE袋真空包裝后,置于冰箱后熟,其含水量基本穩(wěn)定,此期間由于紅曲霉產(chǎn)生的蛋白酶與脂肪酶活性增加,分解出的羰基和氨基組分與水分相結合[13],使得成熟后的紅曲干酪水分含量基本維持在42%左右。

2.2 干酪成熟過程中可溶性氮(SN)的變化

干酪成熟是指在一定溫度、濕度條件下,干酪中主要蛋白、脂肪及碳水化合物在微生物和酶類的共同作用下,分解并發(fā)生系列復雜反應[14],其中,蛋白質在成熟過程中,逐漸降解成小分子多肽、小肽以及大量人體必需的氨基酸[15],通常把水溶性氮占總氮的百分率作為干酪成熟的指標,稱為成熟度(Rinpening index)。一般認為pH4.6 SN表示蛋白水解的廣度,而12% TCA-SN表示蛋白水解的深度(Visser S,1993)[16],實驗對這兩個指標進行測定,可以表明干酪在成熟過程中蛋白水解情況及干酪的成熟度,結果見圖2和圖3。

圖2 干酪成熟過程中pH4.6 SN含量的變化Fig.2 Change of pH4.6 SN during cheese ripening

圖3 干酪成熟過程中12% TCA SN含量的變化Fig.3 Change of 12% TCA SN during cheese ripening

由圖2和圖3可知,兩種干酪在成熟的30 d內,pH4.6 SN和12% TCA SN都呈現(xiàn)明顯增長趨勢,尤其是紅曲霉水牛乳干酪,分別由3.9%和3.0%增長到了35.8%和33.5%,說明干酪在成熟過程中,因為乳酸菌和紅曲霉的持續(xù)作用,蛋白質發(fā)生了強烈的水解,形成大量的多肽、氨基酸等可溶性氮,隨著成熟時間的延長,蛋白降解程度更加劇烈,可溶性氮含量進一步增加,由此改善了干酪的風味和質地,且由圖2和圖3均可以看出,紅曲水牛乳干酪的pH4.6 SN和12% TCA SN含量均高于純水牛乳干酪,這也進一步說明紅曲霉在干酪成熟過程中其酶系對酪蛋白所發(fā)揮的水解作用。

2.3 脂肪的變化

由圖4可知,隨著干酪成熟時間的延長,兩種干酪的脂肪含量都呈緩慢增加的趨勢,這可能是由于干酪內部水分的流失,脂肪含量相對增加了;而紅曲干酪的脂肪含量稍高于純水牛乳干酪,這可能是由于紅曲在干酪表面結殼后,紅曲霉產(chǎn)生了多種酶系,將干酪中的長鏈脂肪酸分解成多種短鏈脂肪酸,從而使干酪的不飽合脂肪酸含量增加。

圖4 干酪成熟過程中脂肪的變化Fig.4 Change of fat content during cheese ripening

2.4 干酪成熟過程中TPA變化

TPA(Texture Profile Analysis),質地剖面分析,又稱兩次咀嚼測試[17]。干酪的質構特征指示主要包括硬度、彈性、粘性、咀嚼性等,這些指標與干酪的結構組成、成熟度及分子間的拉伸力有關[18]。本實驗主要選取硬度、彈性和咀嚼性為測定指標,結果見圖5～圖7。

由圖5可知,在整個成熟期內,紅曲水牛乳干酪和純水牛乳干酪的硬度基本都呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢,紅曲水牛乳干酪的硬度在20～25 d內稍上升了一點,這可能是因為紅曲霉在干酪表面形成的“殼”所導致,在這之后其硬度又呈下降趨勢,尤其在成熟10～30 d內紅曲水牛乳干酪的平均硬度明顯低于純水牛乳干酪,這是由于紅曲霉產(chǎn)生的代謝酶系從外向內逐步滲透,使干酪的蛋白質和脂肪發(fā)生水解,產(chǎn)生了大量水溶性物質,酪蛋白原本的網(wǎng)絡結構被破壞,干酪體系變得松散,從而使得其硬度隨之下降,形成CB柔軟而均勻的組織結構[19]。

圖5 干酪成熟過程中硬度的變化Fig.5 Change of hardness during cheese ripening

由圖6可以看出,在整個成熟階段,兩種干酪的彈性均呈下降趨勢,而紅曲水牛乳干酪在成熟的0～20 d內,其彈性下降的程度明顯高于純水牛乳干酪,這說明由于紅曲霉和干酪中其它酶系的作用,使得干酪中蛋白質和脂肪發(fā)生強烈水解,使其內部質構變軟,彈性下降。而純水牛乳干酪中的蛋白水解程度有限,所以其彈性變化在曲線上表現(xiàn)的趨勢較平緩。在成熟15～30 d內,干酪的內部質地與結構基本定型,其彈性變化不大,這與圖5中硬度的變化趨勢相似。

圖6 干酪成熟過程中彈性的變化Fig.6 Change of springness during cheese ripening

由圖7可以看出,在兩種干酪的成熟過程中,其咀嚼性呈現(xiàn)出先降低后升高再下降的趨勢,即:在成熟的0～15 d內,紅曲水牛乳干酪和純水牛乳干酪的咀嚼性下降很快,這可能是因為在干酪成熟初中期,由于其彈性、硬度均下降,干酪內部質地軟化,減少了其吞咽、咀嚼度;而在紅曲干酪成熟15 d后,其咀嚼性上升后又下降,這可能是由于紅曲霉在干酪表面結了殼,導致咀嚼它需要較大的力度,而后這層殼隨著干酪的成熟又稍軟化,故咀嚼性下降。這與圖5的硬度和圖6的彈性變化趨勢相似。

表1 干酪成品理化指標Table 1 Physicochemical indexes of cheese product

圖7 干酪成熟過程中咀嚼性的變化Fig.7 Change of chewiness during cheese ripening

2.5 成品指標

2.5.1 理化指標比較 分別取成熟期為25 d的紅曲水牛乳干酪與純水牛乳干酪進行理化指標測定,其結果如表1所示。

由表1可知,純水牛乳干酪不產(chǎn)生MonacolinK,且其蛋白質、脂肪、鈣含量均低于紅曲水牛乳干酪,成熟25 d的紅曲水牛乳干酪水分、蛋白、脂肪、氯化鈉等理化指標與食品法典委員會(CAC)的Camembert干酪標準CODEX-STAN C-33 標準相近,符合軟質霉菌干酪的要求。

2.5.2 微生物指標 紅曲水牛乳干酪的大腸菌群(最近似值)≤0.90 g-1,桔霉素未檢出,致病菌未檢出,符合GB 5420-2010《干酪》微生物指標要求。

2.5.3 感官指標 取不同成熟期的紅曲水牛乳干酪進行感官評分,具體評分細則參照文獻[20-21]中方法進行,結果如表2所示。

表2 紅曲水牛乳干酪成品感官評定Table 2 Sensory evaluation results of monascus buffalo milk soft cheese

隨著紅曲霉在水牛乳干酪表面的生長及由表及里成熟,致使干酪發(fā)生一系列復雜的生化反應,從而賦予干酪特有的風味和質地[22]。由表2可知,干酪成熟15、20、25、30 d時,在外型、色澤和組織狀態(tài)的評分上沒什么差別,但在滋味和氣味方面,成熟20、25、30 d的紅曲水牛乳干酪要明顯好于15 d的,這說明干酪在成熟15 d時,還沒有形成紅曲干酪特有的滋氣味,而成熟30 d的干酪因風味酶的進一步降解,可能產(chǎn)生了一些不良滋氣味,所以導致其評分值低于成熟25 d的干酪。這說明紅曲水牛乳干酪的最佳成熟期為25 d,此時食用品質最佳。這與RHB 504-2004卡門培爾干酪感官質量評鑒要求相符,且也符合GB 5420-2010《干酪》中的感官要求。

3 結論

本實驗將紅曲霉作為表面發(fā)酵劑,應用于水牛乳軟質干酪的發(fā)酵,并對其成熟過程中的多項理化指標變化進行了研究,得出:紅曲霉可以在水牛乳軟質干酪表面充分生長,使干酪由表及里均勻成熟,在25 d便可得到良好質地和風味的成熟干酪;隨著成熟時間的延長,因紅曲霉和多種酶系的共同作用,酪蛋白發(fā)生強烈水解,使干酪原有的網(wǎng)絡結構被破壞,內部體系變得松散,故其pH4.6 SN和12% TCA SN均顯著提高,同時其硬度、彈性、咀嚼性均隨之下降,水分維持在42%左右。成熟的紅曲水牛乳軟質干酪外表有一層霉殼,呈現(xiàn)出紅曲霉特有的紅曲色素,干酪風味柔和、奶香濃郁,內部呈溶蠟狀,擁有良好的感官品質,產(chǎn)生了具有多種生理功能的活性物質MonacolinK,其含量為2.13 mg/100 g。本文研究為我國南方地區(qū)水牛奶和傳統(tǒng)紅曲的綜合開發(fā)利用開辟了一條新路子,也為后續(xù)此類干酪產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。

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Effect ofMonascuspurpureusWent. on physicochemical parameters of buffalo milk soft cheese during ripening

XIE Fang,YANG Cheng-jian,WEI Sheng-jiu,TANG Yan,ZENG Qing-kun*

(Guangxi Buffalo Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530001,China)

MonascuspurpureusWent. is one of the primary strains which widely used in Sufu brewing. The objective of this study was to investigate the effect ofMonascuspurpureusWent. on physicochemical parameters of buffalo milk soft cheese during ripening. The results showed that,with the growth ofMonascusand the extension of ripening time,there was a trend declined at the beginning and rose up in the late for the moisture of cheese,finally it maintained at 42%. The pH4.6 SN and 12% TCA SN of cheese was 35.8% and 33.5%,respectively. The hardness,elasticity and chewiness of cheese were decreased with the extension of ripening time. The best sensory quality of cheese was obtained at 25th day during ripening and the MonacolinK content was 2.13 mg/100 g.

Monascus;buffalo milk cheese;physicochemical parameters;ripening characteristics

2016-12-02

謝芳(1980-)，女，本科，助理研究員，研究方向：乳品加工，E-mail：xf_0730@sina.com。

*通訊作者:曾慶坤(1968-)，男，碩士，研究員，研究方向：食品科學，E-mail：zqk456@163.com。

廣西水牛研究所基本科研業(yè)務費項目(水?；?60209)。

TS252.9

A

1002-0306(2017)11-0158-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.11.021