玉米胚芽蛋白Cheddar干酪生产工艺的优化

皮钰珍，尹 伊，岳喜庆，刘彦妮

（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳 110866）

玉米胚芽蛋白Cheddar干酪生产工艺的优化

皮钰珍，尹 伊，岳喜庆，刘彦妮

（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳 110866）

以玉米胚芽蛋白为添加辅料，研究了玉米胚芽蛋白添加量、Ca2+浓度、切割大小、盐浓度四个工艺参数对玉米胚芽Cheddar干酪品质的影响,利用响应面分析法确定了最佳工艺参数。结果表明，胚芽蛋白添加量为4.28%，Ca2+浓度为0.04%，切割大小为9.05mm3，盐浓度为1.62%时，生产的玉米胚芽Cheddar干酪具有干酪特有的滋味和气味，软硬适度、香味醇厚、营养丰富。

玉米胚芽，Cheddar干酪，生产工艺

Cheddar干酪是一种牛乳酶凝乳的酸性半硬质成熟干酪，是世界上购买与消费最多的一种奶酪，风味与其他许多干酪品种相比较为温和，容易被中国消费者所接受[1]。玉米胚芽是玉米加工企业的副产品，必需氨基酸含量很高，氨基酸组成与鸡蛋白非常相似[2]。玉米胚芽蛋白具有降低血胆固醇、防止动脉硬化等功能，其中可溶性部分主要为清蛋白和球蛋白，具有较好的吸水性，远远超过乳清浓缩蛋白和大豆蛋白[3]。在我国，制油后的玉米胚芽多数是制作饲料[4]，若将玉米胚芽蛋白添加到干酪中，可以明显改善干酪的质地，优于其他植物蛋白，又能充分利用我国的玉米资源，市场前景良好。本实验以传统Cheddar干酪工艺配方为基础，向其中添加玉米胚芽蛋白，以干酪的感官、质构、功能性质及蛋白分解情况为评价指标，利用响应面分析法对玉米胚芽Cheddar干酪的生产工艺进行优化。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

玉米胚芽 由鲁州生物有限公司提供；新鲜牛乳、食盐 市售；菌种、凝乳酶 由CHR HANSEN公司馈赠。

恒温水浴锅，干酪切割刀，干酪模，低温生化培养箱（SHP-1500型），凯氏定氮仪，pHS-25型酸度计，TexturePro CTV1.2 Build 9型食品物性分析仪等。

1.2 实验方法

1.2.1 生产工艺流程

1.2.2 测定方法

1.2.2.1 感官评定 邀请10名从事食品研究的人员组成评定小组，按GB5420-1985对干酪进行感官评定。

1.2.2.2 干酪的质构 从以下几个主要指标给予评定：硬度、弹性、内聚性、咀嚼性。

1.2.2.3 干酪的融化性 采用改良的Schreiber法测定[5]。

1.2.2.4 干酪的油脂析出性 采用改良的脂肪渗漏法测定[6]。

1.2.2.5 pH4.6可溶性氮（SN）含量 按Kuchroo和Fox方法测定[7-8]。

1.2.3 单因素实验 对干酪各工艺参数进行单因素实验（包括胚芽蛋白添加量、Ca2+浓度、切割大小、盐浓度），研究加工工艺参数对干酪感官、质构、功能性质、蛋白分解情况的影响，确定工艺参数的最佳值。1.2.4 响应面法优化实验设计 在单因素实验的基础上，根据Box-Benhnken中心组合实验设计原理，选取胚芽蛋白添加量、Ca2+浓度、切割大小、盐浓度进行四因素三水平的响应面分析实验。

表1 响应面实验因素水平表

2 结果与分析

2.1 胚芽蛋白添加量对干酪品质的影响

表2 胚芽蛋白添加量对干酪品质的影响

图1 胚芽蛋白添加量对可溶性氮的影响

玉米胚芽蛋白的分子大小和结构改变了酪蛋白胶束形成的网络结构，使干酪的组织结构变得松散，随着玉米胚芽蛋白添加量的增加，干酪的融化性和油脂析出性得到改善。由表1可看出，当蛋白添加量为4%时，干酪可以保持较好的组织紧密度，弹性、咀嚼性、融化性以及油脂析出性最好，感官评分最高。

在干酪的成熟过程中，残留的凝乳酶对酪蛋白进一步水解，其被降解成小分子肽类和氨基酸。由图1可以看出，在凝乳酶和发酵剂的肽酶的作用下，胚芽蛋白添加量为4%时，干酪中的酪蛋白降解程度最大，赋予干酪特有的滋气味。

2.2 Ca2+浓度对干酪品质的影响

过多的Ca2+会导致表面粗糙，组织硬脆等[9]。同时氯化钙会打断酪蛋白之间的络合键，使酪蛋白分子间和分子内的连接键增加，干酪能够表现出良好的弹性。由表3可知，当Ca2+浓度为0.04%时，弹性最大，蛋白质胶束结构稳固，表现出很好的融化性和油脂析出性，感官评分也最高，滋气味和组织状态较好。

Ca2+浓度对酶活起决定作用，适量的Ca2+浓度可以激活凝乳酶活性，由图2可知，当Ca2+浓度为0.04%时，能最大程度地激活凝乳酶活性，使干酪在成熟过程中产生更多的SN。

表3 Ca2+浓度对干酪品质的影响

图2 Ca2+浓度对可溶性氮的影响

2.3 切割大小对干酪品质的影响

表4 切割大小对干酪品质的影响

凝乳粒的大小对于乳清排除起着重要作用，随着凝块的增大，残留于干酪凝块中的Ca2+浓度增加，使酪蛋白形成的网络结构更加紧密，从而使融化性降低，进而影响干酪的质构。而随着酪蛋白之间结合变得紧密，脂肪更易聚集，故油脂析出性增加。由表4可知，切割大小为8mm3的干酪，弹性、内聚性和咀嚼性较好，感官评分最高。

图3 切割大小对可溶性氮的影响

切割的凝块越大，乳清排出速度减慢，最终成品的水分含量越大，发酵剂和酶对蛋白质的分解作用增大，产生更多的SN。由图3可看出，随凝块切割的加大，SN含量逐渐增大。

2.4 盐浓度对干酪品质的影响

加盐可以改善干酪的风味和组织状态，提高干酪的硬度。盐中的钠离子可与钙离子发生交换，提高酪蛋白的乳化作用，脂肪的乳化作用将使干酪融化时脂肪球连成片的倾向变小，降低了油脂的析出，融化性减弱。由表5可知，随着盐浓度的增加，油脂析出性和融化性降低。当盐浓度为2%时，干酪获得最佳的口感，弹性、硬度、内聚性最佳。

表5 不同盐浓度对干酪品质的影响

图4 盐浓度对可溶性氮的影响

食盐浓度的增加，对蛋白质分解的抑制作用加大。从图4可看出，随着盐浓度的升高，SN含量降低。

2.5 响应面分析实验结果

表6 干酪工艺参数响应面实验设计与结果

综合单因素的实验结果（见表6），得到感官评分的回归方程为：

由回归方程的方差分析（表7）可知，其线性、平方以及交互项的显著性p<0.05，回归达到显著水平，图5、图6说明响应值与各因素之间存在的显著回归关系。

表7 感官评分的方差分析

图5 感官评分与胚芽蛋白添加量和切割大小的曲面图

图6 感官评分与切割大小和盐浓度的曲面图

通过验证实验，获得的玉米胚芽Cheddar干酪最佳生产工艺为：胚芽蛋白添加量为4.28%，Ca2+浓度为0.04%，切割大小为9.05mm3，盐浓度为1.62%时，按照此工艺生产出来的玉米胚芽Cheddar干酪香味浓郁，组织细腻，质地最佳。

3 结论

采用响应面分析方法，研究了玉米胚芽Cheddar干酪的生产工艺，得出了玉米胚芽Cheddar干酪感官评分的回归方程，获得玉米胚芽Cheddar干酪最佳生产工艺为：胚芽蛋白添加量4.28%，Ca2+浓度0.04%，切割大小9.05mm3，盐浓度1.62%。在此条件下生产出的玉米胚芽Cheddar干酪，具有该干酪特有的滋气味，香味浓郁，软硬适度，组织细腻，有光泽。

[1]MBLopez，ALuna，JLaencinz.Cheese-making capacity of goat’s milk during lactation:influence of stage and number of lactations

[J].J Sci Food Agric，1999（79）:1105-1111.

[2]Kulakova E V，Vainerman E S，Rogoshin SV.Contribution to the investigation of corn germ1 I Corn germ is valuable source of protein[J].Nahrung，1982，26:45-47.

[3]王文侠.玉米胚芽乳酸发酵酸奶的研制[J].食品工业科技，2005（5）:112-114.

[4]罗仓学，杨亚洲，杨大庆，等.玉米胚芽饮料稳定性的研究[J].食品工业科技，2002（10）:26-28.

[5]BertolaNC，CalifanoAN，BevilacquaAE，etal.Effectoffreezing conditions on functional properties of low moisture Mozzarella cheese[J].J Dairy Sci，1996，79（2）:185-190.

[6]Oberg C J，Merrill R K，Moyes L V，et al.Effects of Lactobacillus helveticus culture on physical properties of Mozzarella cheese[J].Journal of Dairy Science，1991，74（12）:4101-4107.

[7]GUO M R.Age-Related Changes in the Water Phase of Mozzarella Cheese[J].J Dairy Sci，2002，85:1655-1669.

[8]RICHARDSON G H.Standard Methods for the Examination of Dairy Products[M].Publ Health Assoc，Inc，Washington，D.C.，1985.

[9]Improving the Yield of Mozzarella Cheese by Phospholipase Treatment of Milk[J].J Dairy Sci，2006，89:4114-4125.

Optimization of technology processing of corn germ Cheddar cheese

PI Yu-zhen,YIN Yi,YUE Xi-qing,LIU Yan-ni

（Food College，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China）

With corn germ for adding raw materials，the influence of the addition of corn germ protein，the addition of calcium，cutting size and salt concentration on the quality of corn germ Cheddar cheese was studied to ascertain the optimal processing parameters by the response surface method.The results indicated the addition of corn germ protein was 4.28%，the addition of calcium was 0.04%，9.05mm3cuttmg size and salt concentration was 1.62%,the cheese had better flavor，proper hardness and rich nutrition.

corn germ；Cheddar cheese；productive technology

TS252.53

B

1002-0306（2011）10-0378-04

2010－11－17

皮钰珍（1974-），女，博士，副教授，研究方向：动物性食品加工。