一种硬质蒙古干酪成分组成和风味化合物分析研究

李 博，张 亮，高 鑫

（1.上海工会管理职业学院 健康安全系，上海 201415；2.上海交通大学 医学院，上海 200240）

干酪是一种营养价值很高的乳制品，其蛋白质消化率为96%～98%[1]。近年来，世界干酪产量一直保持着上升趋势，2011年超过2 000万t，每年大概有1/3的鲜乳被用于干酪生产。干酪生产地区主要分布在欧盟、北美、北非、大洋洲等[2]。在我国，干酪的发展正处于市场培育阶段，人均消费量很低，还没有形成大众化的消费，其主要原因归结于中国居民的饮食习惯、对奶酪的认知情况和消费能力[3-4]。各少数民族的干酪制品都各具特色，但这些传统干酪基本上是家庭作坊式生产，没有形成规模以及稳定的消费群体，对我国干酪市场发展的影响有限。因此，对干酪进行配方和工艺优化是发展我国干酪市场的重要方式。本研究对蒙古干酪的成分和风味化合物进行了分析，以期为蒙古干酪的工业化生产提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蒙古干酪于2014年9月购买于内蒙古镶黄旗农贸市场，低温储藏备用；乳酸检测分析试剂盒：美国BioVision公司；正构烷烃标准品：北京迪科马科技有限公司；氨基酸标准液H：日本和光纯薬工业株式会社；盐酸标准液、氢氧化钾标准液：上海化工研究院；实验所用化学试剂均为分析纯：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

FE20 pH计：瑞士梅特勒-托利多公司；50/30 μm Divinylbenzene/Carboxen/PDMS固相微萃取探针：美国Supelco公司；DB-5MS气相色谱柱：百灵威科技有限公司；L-8900氨基酸全自动分析仪：日本Hitachi公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪：美国Agilent公司；LRH-70培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；SW-CJ-2FD无菌操作台：上海博迅实业有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分分析

水分含量测定按照国际标准化组织（international stan dardization organization，ISO）5534—2004《干酪和加工干酪—总固体含量测定方法》进行测定；脂肪含量测定利采用罗紫-哥特里法；粗蛋白测定按照国标GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》，利用凯氏定氮法测定干酪中粗蛋白含量；灰分采用美国分析化学家协会（association of official analytical chemists，AOAC）935.42方法进行测定；酸度测定：取5 g样品和45 mL去离子水混合后经过高速（5 000 r/min）均质1 min，混匀后用pH计进行测量；乳酸含量测定使用乳酸检测分析试剂盒进行测定，操作步骤按照使用说明书进行；食盐含量测定按照佛尔哈德（Volhard）方法[5]；钙的测定利用原子吸收光谱法[6]。所有实验重复3次，取平均值。

1.3.2 可溶性氮及氨基酸含量的测定

pH 4.6-可溶性氮（Soluble nitrogen，SN）的测定[7]：准确称取1.00 g干酪加入50 mL离心管中，向离心管中加入25 mL pH 4.6的乙酸盐缓冲液，溶解后，以4 000 r/min离心20 min，取上清液移入消化管内，测定含氮量（%）。

12%三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）-可溶性氮（SN）的测定：准确称取1.50 g干酪，加入25 mL 12%TCA溶液，充分磨碎后，悬浮液以4 000 r/min离心20 min，取上清液定量地移入消化管内，测定含氮量（%）。

游离氨基酸的测定[8]：准确称取1.00 g干酪，用超纯水充分溶解后定容至5 mL，以4 000 r/min离心20 min。取1 mL上清液，加入2倍体积12% TCA溶液，充分混匀，-20 ℃冷冻静置15 min；然后在4 ℃、10 000 r/min离心15 min，取上清液；用0.22 μm滤膜过滤样品；调整样品pH值为2.0（用0.02 mol/L的盐酸作为基准）。通过全自动氨基酸分析仪对游离氨基酸进行检测分析。分析条件：标准溶液：氨基酸标准液类型H；氨基酸分离柱（4.6 mm×60 mm），日立离子交换树脂柱（粒径3 μm）；进样量：20 μL；检测波长：570 nm（VIS 1）、440 nm（VIS 2）。

1.3.3 挥发性风味化合物的测定[9-10]

5.00g蒙古干酪样品放入20 mL顶空进样瓶内，加入5 mL 25%NaH2PO4，在50 ℃的超声波水浴中平衡30 min。将已经老化的50/30 μm Divinylbenzene/Carboxen/PDMS固相微萃取（solid-phase micro-extraction，SPME）探针插入到顶空进样瓶的顶空内进行固相微萃取，吸附30 min后，拔出探针插入到进样器内在250 ℃进行解吸，解吸后用气质联用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）仪进行分析。

全域旅游(comprehensive tourism)最早由历新建、张凌云等人于2013年在《人文地理》上提出概念，并构建了基本框架。2016年国家旅游局局长李金早提出：全域旅游是指在一定区域内，以旅游业为优势产业，通过对区域内资源尤其是旅游资源、相关产业、生态环境、公共服务、体制机制、政策法规、文明素质等进行全方位、系统化提升，实现区域资源有机整合、产业融合发展、社会共建共享，以旅游业带动和促进经济社会协调发展的一种新的区域协调发展理念与模式。

SPME的条件：温度120 ℃；加热时间25 min，萃取时间15 min；加热振荡速度250 r/min，萃取振荡速度250 r/min；解吸时间3 min。

GC条件：色谱柱DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱温40 ℃保持10 min，以5 ℃/min升至240 ℃，以20 ℃/min升至280 ℃，保持8 min。进样口温度250 ℃；载气He，流速1.0 mL/min，分流比3∶1。

MS条件：传输线温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四级杆温度50 ℃；电离方式：电子电离（electron ionization，EI）源，电子能量：70 eV；扫描方式：全扫描；扫描范围20～400 m/z，溶剂延迟3.5 min；标准谱库：美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）2011谱库。

1.3.4 统计分析

试验结果以平均值±标准差来表示，用SPSS 19.0软件对所获得的结果进行统计分析，显著性检验采用方差分析（analysis of variance，ANOVA）程序中的Duncan法，P＜0.05即差异显著。

2 结果与分析

2.1 基本成分分析结果

表1 蒙古干酪基本成分分析结果Table 1 Chemical components analysis results of Mongolian cheese

蒙古干酪基本成分分析结果见表1。由表1可知，蒙古干酪的水分含量为24.13%，符合硬质干酪的水分要求。干酪的生化反应需要水分的参与，当干酪水分含量较低时，其和酪蛋白的水合作用减少，使得干酪在储藏期间不利于酪蛋白的水解[11]。蒙古干酪在制作时需要进行搅拌去除部分奶油，因此，蒙古干酪中脂肪含量较低，大概在10.24%左右。较低的脂肪含量使得蒙古干酪在储藏过程中减少脂肪氧化所带来的异味，利于干酪储藏。蒙古干酪的pH值为3.57，属于偏酸性。L-乳酸是蒙古干酪中较为重要的一种有机酸，乳酸的产生可以使原料奶在发酵过程中pH值降低，产生凝乳[12]。蒙古干酪中L-乳酸的含量达到了2.51 g/kg干酪，D-乳酸含量为1.11 g/kg干酪。D-乳酸和L-乳酸可以进行消旋作用，DEIANA P等[13]在研究混合发酵剂制作罗马羊奶酪（Pecorino romano）干酪中过程中乳酸和乙酸的代谢时，也发现了这种情况。蒙古干酪的粗蛋白质含量为52.45%，属于高蛋白质含量干酪，是内蒙古草原牧民摄取蛋白质的重要来源之一。蒙古干酪中的钙含量是0.73%，属于高钙食品，这也是蒙古草原牧民钙来源的主要食物种类之一。食盐含量为2.24%，含量较高，能够抑制杂菌生长，延长蒙古干酪的储藏期。

2.2 可溶性氮及氨基酸分析结果

蛋白质水解是蒙古干酪储藏时发生的重要生化变化，其对风味有直接贡献，如肽和氨基酸等，但是如果保存条件不当也会导致异味产生。同时，所产生的肽和氨基酸等具有更高的营养作用[14]。

pH 4.6-SN含量反映干酪中蛋白质水解程度，pH 4.6-SN含量越高，说明蛋白质水解程度越高。在蒙古干酪中，pH 4.6-SN含量为6.32%，其蛋白质水解程度约有12.05%。12%TCA-SN为干酪中的非蛋白氮，是判断干酪成熟程度的重要参数之一[15]。在蒙古干酪中，TCA-SN含量为2.32%。由于蒙古干酪水分含量低，微生物生命活动较弱，其蛋白质水解程度及干酪成熟程度较低。

游离氨基酸是很多风味化合物（如胺、羧酸、硫醇、酯、醇、醛和硫酯等）的前体物质，同时，某些氨基酸本身就带有一定的味道，如精氨酸（Arg）具有苦味，脯氨酸（Pro）、丝氨酸（Ser）和天冬酰胺（Asn）具有甜味等[16]。蒙古干酪中的游离氨基酸的色谱图见图1，组成如表2所示。

图1 蒙古干酪中游离氨基酸的色谱图Fig.1 Chromatogram of free amino acids in Mongolian cheese

表2 蒙古干酪中游离氨基酸的组成Table 2 Composition of free amino acids of Mongolian cheese

由表2可知，在检测到的17种氨基酸中，脯氨酸（Pro）、谷氨酸（Glu）、苯丙氨酸（Phe）、鸟氨酸（Orn）、亮氨酸（Leu）和丙氨酸（Ala）、赖氨酸（Lys）的含量较高。而苏氨酸（Thr）和精氨酸（Arg）的含量较低，均＜1 mg/kg干酪。必需氨基酸中，除色氨酸和甲硫氨酸没有检测到外，其他6种都有检测到，其含量约占氨基酸总量的30%。

2.3 挥发性风味化合物分析结果

通过SPME-GC-MS方法对蒙古干酪中的风味化合物进行分析，GC-MS总离子流色谱图见图2，各成分鉴定结果见表3。

图2 蒙古干酪的气相色谱-质谱总离子流色谱图Fig.2 Total ion chromatogram of aroma components of Mongolian cheese by GC-MS

表3 蒙古干酪挥发性风味化合物测定结果Table 3 Determination results of volatile compounds isolated from Mongolian cheese

由表3可知，蒙古干酪中一共检出15种化合物：4种羧酸类、3种醇类、7种酯类和1种其他类化合物。

羧酸是干酪浑发性风味物质中的主要化合物，己酸、辛酸、癸酸和月桂酸是蒙古干酪中4种羧酸，作为中长链酸其多为甘油三酯的水解产物[17]。羧酸占到整个挥发性化合物的54.48%，癸酸和辛酸是分离到较多的2种羧酸。4种羧酸均是偶数链的游离脂肪酸，其阈值较低，但每种羧酸都有自己特殊的香味。如己酸被认为是一种由温和到强烈过渡的酸，具有山羊奶般的味道，辛酸有“蜡”、“肥皂”的味道，癸酸有“蜡”、“甜”的味道，月桂酸有着“肥皂水”的味道等。在很多干酪中，它们都是干酪风味的重要组成部分。如己酸在林堡（Limburger）干酪[18]、阿根廷巴马（Reggianito Argentino）干酪[19]和费欧洛沙多乳酪（Fiore sardo）干酪[20]也被认为是主要的风味物质。辛酸和癸酸是荣可（Roncal）干酪的主要风味成分[21]。

醇类有1-戊醇、2-甲基丁醇和苯乙醇，约占蒙古干酪整个风味化合物总量的10.76%，其中，苯乙醇含量最高。苯乙醇，具有玫瑰花味，和苯乙酸乙酯在一起可以产生可感知的花香累积效应，是干酪重要的风味特征之一。

酯类约占蒙古干酪风味化合物总量的34.23%，由于酯类在常温下易挥发，即使在较低浓度下也呈现风味特征。酯类主要有水果味，可以减少脂肪酸的酸味和氨基酸产生的苦味。在所分离到的酯类中，乙酸乙酯的生成量最大，然后是乙酸苯乙酯和辛酸乙酯。在干酪中，由苯丙氨酸产生的乙酸苯乙酯具有玫瑰花的香味，可以给予蒙古干酪愉快的花香味[22]。

3 结论

本试验对蒙古干酪的成分和风味进行了研究。蒙古干酪的水分含量为24.13%，脂肪含量为10.24%，粗蛋白质含量为52.45%，pH值为3.57，符合其低水分、低脂、高蛋白、偏酸性的特点。在分离到的17种游离氨基酸中，Pro、Glu、Phe、Orn、Leu、Lys和Ala的含量较高。对于蒙古干酪风味成分来讲，共检出15种风味化合物，其中羧酸类是主要的风味化合物，约占总量的54.48%，癸酸和辛酸是分离到较多的2种羧酸。醇类约占总量的10.76%，苯乙醇含量最高，和苯乙酸乙酯一起为蒙古干酪提供花香累积效应。酯类约占总量的34.23%，乙酸乙酯含量最高，然后是乙酸苯乙酯和辛酸乙酯。对蒙古干酪进行成分组成和风味化合物分析，为蒙古干酪的规模化生产提供理论基础。

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