新疆酸凝硬质干酪成熟条件的研究

马丽娅，林捷，苏建军，何晓峰，郑华

(1.华南农业大学 食品学院，广州510642；2.伊犁嘉可思食品有限公司，新疆 伊宁 835700)

新疆酸凝硬质干酪成熟条件的研究

马丽娅1，林捷1，苏建军2，何晓峰2，郑华1

(1.华南农业大学 食品学院，广州510642；2.伊犁嘉可思食品有限公司，新疆 伊宁 835700)

研究了成熟温度、成熟时间和包装方式等因素对新疆酸凝硬质干酪成熟的影响。分别以干酪中丁二酮质量分数和感官综合评分为指标，确定优化的成熟条件为气调包装、15℃成熟30 d。在该成熟条件下，随着干酪成熟时间的延长，干酪中的酯类、醛类、芳香环类、烷烃和烯烃类物质质量分数呈现增加的趋势，而醇类和酸类物质则呈现降低的趋势；在结构方面成熟干酪的分子空穴更大，蛋白质结构变得更加松散。

酸凝硬质干酪；成熟条件；风味物质；结构

0 引 言

干酪成熟是新鲜干酪中的脂肪、蛋白质及碳水化合物等成分在微生物及酶作用下，分解产生特定的风味物质和形成特定质构的一系列物理化学和生物化学变化的过程[1，2]。干酪的成熟与温度、包装、时间等因素存在密切的关系。干酪中水分质量分数与干酪成熟速率呈正相关关系相[3]。酸奶疙瘩是新疆牧区的传统乳制品，由于其独特的风味和丰富的营养，已成为当地居民生活中不可缺少的嗜好和营养食品。酸奶疙瘩以乳酸菌发酵凝固，经挂滤、成型、风干、成熟所制得，属酸凝硬质干酪，因后熟条件未经严格控制，致使成品质地粗硬、口感差、风味不稳定，极大限制了产品的发展。通过新疆酸凝硬质干酪成熟条件的研究，对促进传统乳制品的开发具有十分重要的意义。

1 实 验

1.1 材料

新鲜酸凝硬质干酪：华南农业大学食品学院实验室提供。

1.2 丁二酮产量测定方法

精确取干酪样品20 g，加入蒸馏水100 mL，充分搅拌完全溶解，采用丁二酮蒸馏装置进行蒸馏，收集前10 min蒸馏液。取2只洁净试管，各准确加入10 mL蒸馏液，试验管加入0.5 mL质量分数1%的邻苯二胺溶液，充分摇匀后置于暗处20 min，再加入2 mL 4 moL/L盐酸溶液；对照管仅加入2.5 mL 4 moL/L盐酸溶液。以对照管调零，用紫外分光光度计在335 nm波长下测定吸光值，测定样品重复3次，需在20 min内完成[4-6]。以下列公式计算丁二酮质量分数：

式中：C为样品中丁二酮质量分数，mg/100g；E为测定样品的吸光值；1.2为丁二酮与吸光值的换算系数；0.01为校正系数。

表1 成熟条件对干酪中丁二酮含量及感官综合评分的影响

表2 L9（34）丁二酮质量分数极差分析

表3 L9（34）感官评分结果极差分析

1.3 感官评定[7，8]

参考硬质干酪卫生标准GB5420-2003，对干酪样品进行感官评定，对评定结果进行模糊数学感官综合评价，得出感官评价综合分数，建立9个单因素评价矩阵，采用M评判模型对结果进行分析。

1.4 挥发性风味物质测定

样品处理：取不同成熟条件下的干酪样品，加等量的无水Na2SO4，混合、碾碎至样品混合物为粉状，迅速将样品装入15 mL的样品瓶内，制备后加盖封口。将SPME萃取头在气相色谱进样口老化2 h，老化温度250℃，将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分，在60℃条件下超声波萃取30 min，设置GC-MS分析的条件。SPME的缺陷之一是图谱中会出现少量的由萃取头带来的硅氧烷类的杂质峰，在对样品进行质谱检索时需扣除这些杂质峰。

色谱和质谱条件：分离柱为VF-5ms，30m×0.25mm×0.25μm；进样口温度50℃；载气He；载气流速1.0 mL/min；程序升温33℃，3min；以10℃/min升至42℃；以5℃/min升至140℃；以18℃/min升至240℃，保持8 min。

质谱条件：离子源温度220℃；传输线温度280℃；离子化模式为EI；发射电流10 μA；电子能70 eV；扫描范围43～500 m/z；数据采集为全扫描[9]。

1.5 微观结构观察

SEM样品的制备：将干酪样品切成2 mm×2 mm×2 mm的正方块，28%戊二醛浸泡过夜固定，用蒸馏水洗涤3次，每次10 min，再次用质量分数为28%戊二醛浸泡30 min后，分别用体积分数为20%，40%，60%，80%，95%，100%乙醇对样品梯度脱水，各2 h，最后用氯仿脱脂3次，每次30 min，间隔摇晃，检测前用无水乙醇冻存。

扫描操作：干酪样品在显微镜下选择需

观察的面后固定，离子溅射喷金，喷金厚8～10 nm，然后进行电镜扫描观察[9]。

2 结果与分析

2.1 成熟条件对酸凝硬质干酪中丁二酮质量分数的影响

以成熟温度（A）、成熟时间（B）和包装方式（C）为因素进行L9（34）正交实验，以干酪中丁二酮质量分数、综合感官评定分数为指标，确定酸凝硬质干酪的最佳成熟条件。实验结果如表1所示。表2和表3为L9（34）丁二酮质量分数极差分析及感官评分结果极差分析。

由表2可以看出，干酪成熟时间（A）对丁二酮含量影响最明显，极差达0.067 mg/100g，其次是成熟温度（B），极差为0.027 mg/100g，包装方式（C）影响较小，仅为0.016 mg/100g，空列对试验结果影响不明显。因此，可以确定最优组合条件为A2B2C3，即成熟时间20 d，成熟温度15℃，以气调气方式包装，此时的丁二酮质量分数达到0.1 mg/100g。

丁二酮是干酪的重要风味物质，丁二酮质量分数达到1 mg/kg时，即能感觉到发酵乳制品特有的风味。丁二酮在牛乳发酵前是很难检测到的。Cocaign B M[10]的研究结果表明，发酵乳所富有独特风味的出现与丁二酮的生成有直接关系。丁二酮生成量的多少可以表示菌种产香能力的强弱，因此作为干酪菌种发酵试验的重要指标。

2.2 成熟条件对酸凝硬质干酪感官评定的影响

感官评定是评判干酪优劣的主要方式之一，通过对正交试验干酪样品的滋气味、组织状态、外型及纹理图案和色泽4个指标进行综合感官评定，并对感官评分结果进行数据统计整理，得到表1中的感官综合评分。通过对感官综合评分进行极差分析，表3中的结果显示，干酪成熟时间（A）对感官综合评分影响最明显，极差达16.734，其次是包装形式（C），极差为7.600，成熟温度（B）相对影响较小，极差仅为4.734。因此，可以确定最优组合条件为A3B2C3，即成熟时间30 d，成熟温度15℃，以气调气方式包装。

丁二酮含量及感官评定结果分析显示，存在两个不同的最优组合，及A2B2C3和A3B2C3。丁二酮是某些乳酸菌菌株对柠檬酸代谢的产物，是发酵乳制品中非常重要的风味物质。但丁二酮性质不稳定，随着干酪贮存时间的延长，丁二酮可被还原为乙偶姻及2,3-丁二醇。因此，如表1结果显示，在干酪贮存的前期，干酪中的丁二酮含量有增长的趋势，而随着贮存时间的延长，丁二酮的含量呈下降趋势。而表1中感官评分的结果显示，丁二酮含量最高的干酪其感官评分结果并非最优，因此，通过综合考虑，应该选择A3B2C3试验的最优组合。

2.3 成熟干酪挥发性风味物质的分析

为了进一步探讨新疆酸凝干酪的风味物质，选取正交试验中丁二酮含量最高（感官评分也较高）和感官评分最好的两个干酪样品（样品A为真空包装，15℃成熟30 d；样品B为气调包装，15℃成熟20 d），通过HS-SPME-GC-MS对样品中挥发性风味物质进行检测和分析，结果如图1和图2所示。并将检测结果与NIST质谱库（107 000个化合物的数据）提供的标准质谱图进行对照，根据匹配度的大小确定定性结果，结果如表4所示。

表4 干酪样品中挥发性风味物质相对质量分数分析

图1和图2及表4中的结果显示，样品A中检测出17种挥发性风味物质，主要是醇、醛、酯、酸、芳香环、烯烃和烷烃类物质，而样品B中只检测出12种成分，主要为醇、醛、酯、酮、酸及苯环等物质，未检测到烷烃和烯烃。与样品A相比较，样品B中的超出检出限的风味物质种类较少，且各主要风味物质的质量分数相对较低；而醇类物质和酸类物质的种类较多、质量分数较高，酯类物质的种类较少、质量分数较低；而且风味物质种类较多。样品A中的醇类、酸类物质的种类和含量较样品B明显较低，而酯类物质明显较高。试验条件下，在成熟的前期，干酪中的醇类、酸类物质的种类多含量高，而风味较强的醛、酯、酮、芳香环类等成分种类少且质量分数低；随着成熟时间的延长，干酪中的醇类、酸类物质进一步转化为酯类、醛类、芳香环类、烷烃和烯烃等物质，这是长时间成熟干酪风味优于短时间成熟干酪的原因所在。

结果显示，随着干酪成熟时间的延长，干酪中的酯类、醛类、芳香环类、烷烃和烯烃类物质呈现增加的趋势，而醇类和酸类物质则呈现降低的趋势，这可能是由于随着成熟时间的延长，干酪中的醇类、酸类物质进一步转化为酯类、醛类、芳香环类、烷烃和烯烃类物质，此结果与Peres C[11]的结论是一致的。

挥发性风味物质和蛋白质分解产物是成熟干酪最主要的风味来源。干酪的风味包括滋味和气味，滋味主要来自蛋白质水解后产生的游离氨基酸、寡肽等小分子物质，以及核苷酸分解产物；气味主要来自干酪成熟过程中脂肪的分解产物[12]，因此，如果没有乳脂肪参与或乳脂含量很低干酪的成熟，干酪的风味将存在十分明显的缺陷 （例如新疆的脱脂酸奶疙瘩）。不同的包装方式对风味的影响也很大，真空包装会将新鲜干酪中的脂肪分离到干酪的表面，破坏干酪的结构，而且由于氧气的缺乏，无法形成脂肪分解产物；气调包装则很好地解决了这个问题。

2.4 不同成熟条件对干酪的微观结构的影响

干酪成熟对干酪品质的形成具有关键性的作用，主要是形成干酪特定的风味和质地[13]。

扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描，将产生的二次电子用特制的探测器收集，形成电信号运送到显像管，在荧光屏上显示物体(细胞、组织)表面的立体构像，可摄制成照片。取干酪样品A（真空包装15℃，30 d）、干酪样品B（气调包装15℃，20 d）和未经成熟的新鲜干酪（空白对照），用扫描电镜观察其表面结构，结果如图3所示。

由图3可以看出，干酪的微观结构图片显示了一个类似海绵结构的网状结构均匀的分布在干酪体系中，其中酪蛋白彼此结合形成聚集，并且没有明确的方向，这与Fallico[14]的研究结果一致。其中，气调包装样品比真空包装样品的结构更为松散、孔隙更为均匀。

未经成熟的新鲜干酪样品的蛋白质结构由于蛋白降解有限，形成很小的分子空穴，水分、脂肪分布于酪蛋白胶束之间，整个机构排列紧密[15]。随着贮藏天数的不断增加，干酪的微观结构发生明显的改变，酪蛋白所形成的空间网状结构发生了显著的变化[16]。成熟干酪样品会形成大小较均匀的空穴，有相对松散的结构；随着蛋白质的不断降解，在紧密的蛋白胶束中存在着一些大小不等的孔洞，脂肪球和乳酸菌黏附在孔洞的壁上，干酪形成近似连续的在各个方向是扩展的空间网状结构，同时整体结构变得柔韧而有弹性。

综上比较可知，成熟的干酪样品分子空穴更大，蛋白质结构变得更加松散，说明蛋白质的水解程度更大，更易于干酪结构和风味的形成。

3 结 论

通过对影响新疆酸凝硬质干酪成熟的条件：成熟温度、成熟时间和包装方式进行三因素L9（34）正交实验，以干酪中丁二酮质量分数为指标，获得的优组合为在气调包装条件下，15℃成熟20 d，丁二酮质量分数达到0.103 mg/100g；以干酪的感官综合评定分数为指标，获得的优组合为在气调包装下，15℃成熟30 d；由于干酪的风味为各种物质的综合体，通过综合考虑感官评定结果及干酪中风味物质的分布及质量分数，最终确定，在实验条件下的最优试验组合为在气调包装下，15℃成熟30 d。

随着干酪成熟时间的延长，发酵过程中累积的风味物质丁二酮，在气相色谱中未检测到，说明后熟过程，丁二酮被进一步分解或转化；干酪中的酯类、醛类、芳香环类、烷烃和烯烃类物质呈现增加的趋势，而醇类和酸类物质则呈现降低的趋势。成熟后的干酪有着较大而均匀的孔隙，蛋白质的结构变得松散，说明后熟期间蛋白质的水解不单影响干酪的风味形成，也改变了干酪结构。

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Study on ripening condition of Xinjiang acid coagulated hard cheese

MA Li-ya1,LIN Jie1,SU Jian-jun2,HE Xiao-feng2,ZHENG Hua1
(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China；2.Yili Jiakesi Food Co.Ltd.,Xinjiang Yining 835700，China)

Using time,temperature,packaging method as testing factors,using butanedione content and sensory evaluation as index to do orthogonal designed experiments.The optimum ripening conditions was 15℃,MAP packaging,ripening 30 days.In such conditions,Xinjiang acid coagulated hard cheese obtained the maximum sensory value and butanedione content.With the extension of time,the kind and concentration of cheese flavor compounds such as esters,aldehydes,aromatic cycloparaffin,etc.to increase,which were good for forming the flavor compounds and improving the cheese texture as well.

acid coagulated hard cheese；ripe condition；flavor compounds；structure

TS252.53

A

1001-2230（2010）03-0027-04

2009-11-10

马丽娅（1982－），女，硕士研究生，主要从事食品加工与保藏方面的研究。

郑华