雅致放射毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪品质的影响

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(西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041)

奶酪是在乳中加入适量发酵剂、凝乳酶,使乳中酪蛋白凝固,经发酵成熟制成的一种营养价值极高的发酵乳制品[1]。霉菌奶酪是以霉菌为发酵剂,表面长有霉菌,内部呈熔融状态,成熟由表向内渗透式进行,具有独特的霉菌奶酪风味[2]。目前,国内外对于霉菌奶酪的研究多见于青霉菌与白地霉作为发酵剂,而其他霉菌作为发酵剂的研究报道较为少见[3-4]。雅致放射毛霉(Actinomucorelegans)作为制作中国传统食品腐乳的优良菌种,具有较强的蛋白分解能力和一定的脂肪分解能力,符合霉菌奶酪发酵剂的要求,应用于牦牛霉菌奶酪的研究尚未见报道[5]。本实验以牦牛乳为原料,以雅致放射毛霉为发酵剂,研究不同毛霉添加量对霉菌奶酪品质的影响,为青藏高原牦牛乳制品的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牦牛乳 采自四川省红原县哈拉玛村麦洼牦牛,密度1.035 g/cm3,滴定酸度18 °T,蛋白质含量4.62%,脂肪含量6.82%;雅致放射毛霉菌 成都市调味品研究所;小牛皱胃酶 酶活力1400 CU/g,科汉森公司;硫代巴比妥酸、氢氧化钾等试剂 均为分析纯,成都市科龙化工试剂厂。

TA.XT.Plus质构分析仪 英国Stable Micro System公司;MP512-02精密pH计 德国Matthaus公司;DHG-9203A电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司;SKD-800凯氏定氮仪 上海沛欧分析仪器有限公司;SKD-08S2红外石英消化炉 上海沛欧分析仪器有限公司;PL303分析天平 梅特勒托利多仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 牦牛霉菌奶酪加工工艺 新鲜牦牛奶→标准化→巴氏杀菌→冷却→调pH→添加氯化钙→添加凝乳酶→凝乳→切割→搅拌→堆酿→排乳清→压榨成型→半成品→切块→添加毛霉菌→成熟→成品

1.2.2 工艺操作要点 将新鲜牦牛乳65 ℃加热30 min,调节pH至5.6,添加0.02%氯化钙、0.004%凝乳酶,经切割、搅拌、堆酿、排乳清后,压榨成型,制成奶酪半成品;按实验要求添加不同量的毛霉菌,将毛霉菌均匀撒在牦牛奶酪半成品表面,25 ℃、50%湿度条件下进行成熟[6]。

1.2.3 不同添加量和发酵时间对牦牛霉菌奶酪品质的影响 将牦牛奶酪半成品切成3 cm×3 cm×3 cm的块状,分别按0.2%、0.3%、0.4%(质量比)添加毛霉发酵剂,进行成熟。在成熟过程中每隔1 d进行感官指标、质构指标、营养成分、pH、蛋白质与脂肪分解指标测定,研究不同毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪成熟过程中理化性质变化的影响。

1.2.4 检测方法

1.2.4.1 感官评价 将样品通过“三角测试”方式提供给10位评审员,根据风味、组织状态、色泽指标进行评分[7]。牦牛霉菌奶酪感官品评标准见表1。

表1 奶酪感官品评标准Table 1 Standards for sensory evaluation of cheese

1.2.4.2 质构测定 采用质构仪测定样品的硬度、弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性,重复测定3次,求其平均值。质构仪测定设置参数:负载类型:Auto-5 g;下压距离:5 mm;保持时间:0 s;恢复时间:1 s;测中速:120 mm/min;探头:P/0.5;样品规格(长×宽×高):30 mm×10 mm×10 mm。

1.2.4.3 营养成分测定 水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪含量测定依据GB/T 5009.3-2010、GB/T 5009.4-2010、GB/T 5009.124-2003、GB/T 5413.3-2010[8-10]。

1.2.4.4 pH测定 将奶酪与蒸馏水1∶1(质量比)混合,采用pH计直接测定法[11]。

1.2.4.5 蛋白质分解指标测定 依据刘会平[12]的方法测定pH4.6 醋酸盐缓冲液可溶性氮(SN)含量;依据GB/T 5009.124-2003中的方法测定12%三氯乙酸(TCA)溶液可溶性氮(SN)含量[13]。

1.2.4.6 脂肪分解指标测定 依据李昌盛等[14]的方法测定硫代巴比妥酸值(TBAV);依据GB 5009.37-2003中的方法测定酸价(ADV)[15]。

1.3 数据处理分析

利用Excel对数据进行整理,用SPSS软件对实验数据进行方差分析,数值以平均值±标准差表示[16]。

2 结果与分析

2.1 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪感官指标的影响

毛霉添加量影响发酵过程中产酸速率以及成熟过程中风味的形成,感官评定是牦牛霉菌奶酪产品质量的直观体现,奶酪的感官评分结果见图1。

图1 牦牛霉菌奶酪感官评分Fig.1 Sensory score of yak mold cheese

由图1可知，当毛霉添加量为0.3%时,感官评分显著高于其他两组,且随着成熟时间的增长,霉菌奶酪的感官评分先上升后下降,第6 d达到峰值。这是由于霉菌奶酪是由表面向内部渗透的酶作用进行成熟,奶酪中的蛋白质与脂肪成分逐渐分解,形成风味物质,改善其感官品质。而第6 d后,奶酪中的部分蛋白质分解成苦味小肽,脂肪大量分解成风味物质,造成奶酪风味过于浓烈;同时由于蛋白质分解,奶酪内部稳定的网状结构受到破坏,组织状态变差,影响感官评分。添加霉菌发酵剂的量也对感官产生一定的影响,霉菌加量少,脂肪与蛋白质分解较慢,风味不强烈,而霉菌添加量多时,脂肪与蛋白质分解速率快,风味过于浓烈,并且会产生苦味,影响感官品质[17]。

2.2 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪质构指标的影响

质构指标是对产品的感官品质和质量稳定性的客观评价,对不同毛霉添加量条件下的牦牛霉菌奶酪成熟过程中的质构指标测定结果见表2～表6。

表2 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪硬度的影响Table 2 Effect of mucor on the hardness of yak mold cheese

注：同一行标有不同大写字母者表示组间差异极显著(p<0.01);标有不同小写字母者表示组间差异显著(p<0.05);表3～表10同。

表3 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪凝聚性的影响Table 3 Effect of mucor on the cohesion of yak mold cheese

表4 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪胶粘性的影响Table 4 Effect of mucor on the adhesiveness of yak mold cheese

表5 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪弹性的影响Table 5 Effect of mucor on the elasticity of yak mold cheese

表6 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪咀嚼性的影响Table 6 Effect of mucor on the chewing ability of yak mold cheese

由表2～表6可知，随着毛霉添加量增加,奶酪硬度逐渐下降。当毛霉添加量为0.3%时,牦牛霉菌奶酪的凝聚性、胶粘性、咀嚼性、弹性均高于其他组别的奶酪。在奶酪成熟过程中,牦牛霉菌奶酪的硬度、胶粘性、咀嚼性、弹性均呈先上升后下降的趋势,在第6 d时达到峰值。这是因为奶酪的硬度等指标与其脂肪含量呈负相关,奶酪成熟初期在毛霉剂量过低时,毛霉活力低,脂肪分解能力差,水分含量低,硬度高[18]。在毛霉添加量为0.3%时,其他各项质构指标达到峰值,组织紧密均匀。奶酪成熟初期(0～2 d)各项指标数据有差异,但差异不显著(p>0.05),这是由于在成熟前2 d时,霉菌主要生长期间对牦牛霉菌奶酪的质构改变不明显,2 d之后,霉菌与乳中的脂肪和酪蛋白分子相互作用,从而促进脂肪分解及酪蛋白的相互聚集作用,提高其各项质构指标。成熟6 d后,霉菌代谢物会对酪蛋白的凝胶网状结构的形成起一定的阻碍作用,使其网状结构不够致密牢固,从而影响其质构特性[19]。

2.3 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪营养成分的影响

成熟过程中营养成分的变化可以反映出蛋白质及脂肪水解程度,了解奶酪成熟状况,毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪营养成分影响的结果见表7～表10。

表7 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪水分含量的影响Table 7 Effect of mucor on the moisture content of yak mold cheese

表8 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪灰分含量的影响Table 8 Effect of mucor on the ash content of yak mold cheese

表9 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪蛋白质含量的影响Table 9 Effect of mucor on the protein content of yak mold cheese

表10 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪脂肪含量的影响Table 10 Effect of mucor on the fat content of yak mold cheese

由表7～表10可知，随着毛霉添加量增加,蛋白质和脂肪含量逐渐降低,灰分含量逐渐上升,水分含量先上升后下降。在奶酪成熟过程中,水分含量、蛋白质含量以及脂肪含量基本呈下降趋势,而灰分含量逐渐上升。这可能是由于毛霉添加量越高,毛霉分解蛋白质与脂肪的能力越强[20]，且在牦牛霉菌奶酪成熟过程中,蛋白质和脂肪在霉菌和酶的作用下,被分解成肽、游离氨基酸以及游离脂肪酸等小分子有机物质,形成了奶酪独特风味,也造成了蛋白质和脂肪含量下降。同时,由于蛋白质被水解,其网状结构受到破坏的程度增加,使得被包裹的水分流失，造成水分含量下降。其中无机物会随水分流失一部分,但是由于水分的流失量大以及蛋白网状结构的固着作用,导致灰分含量仍呈现出逐渐上升的趋势[21]。

2.4 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪pH的影响

适宜的pH对奶酪产品的色泽、口感、风味以及稳定性方面有十分重要的影响,毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪pH影响的结果如图2。

图2 牦牛霉菌奶酪成熟过程中pH的变化Fig.2 The change of pH value during ripening period of yak mold cheese

由图2可知，随着毛霉添加量增加,pH下降速率逐渐增加。在牦牛霉菌奶酪成熟过程中,pH先下降后保持不变或略有上升。这是由于在奶酪的成熟初期,脂肪被分解产生脂肪酸,使奶酪的pH下降。而当奶酪达到一定的成熟度后,奶酪中的糖分已经被完全分解,并且蛋白质水解产生一些碱性的小分子有机物,会中和一部分游离的H+,导致奶酪的pH不再继续下降[22]。

2.5 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪蛋白质分解指标的影响

2.5.1 醋酸盐缓冲液中可溶性氮含量(pH4.6 SN)的测定 主要反映了奶酪蛋白被凝乳酶分解出的小肽和中肽的含量,是评价奶酪成熟度的一个重要指标[23]。毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪醋酸盐缓冲液中可溶性氮含量影响见图3。

图3 牦牛霉菌奶酪成熟过程中pH4.6 SN含量的变化Fig.3 The change of content of pH4.6 SN during ripening period of yak mold cheese

由图3可知，随着毛霉添加量增加,可溶性氮含量逐渐上升。随着牦牛霉菌奶酪成熟天数的增加,pH4.6 SN含量一直呈上升趋势。这是由于在毛霉低浓度下,发酵程度不足,蛋白质分解能力差[24]。而在毛霉充足时,活力高,小肽及中肽产物含量高。同时,在成熟初期,pH4.6 SN含量上升趋势较快、变化较大,这是由于奶酪成熟初期时的凝乳酶具有较高的活力,可以迅速将奶酪中的酪蛋白水解成小肽。当奶酪达到一定成熟度后,pH4.6 SN的上升速度明显减缓,说明凝乳酶的活力减退,蛋白质水解速度下降。

2.5.2 12%三氯乙酸可溶性氮(12%TCA SN)含量测定 12%TCA SN含量反映奶酪中由发酵剂和其他酶催化水解酪蛋白产生的小分子肽以及游离氨基酸含量,也是体现奶酪成熟度的一个重要指标。毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪12%TCA SN含量变化的结果见图4。

由图4可知:随着毛霉添加量增加,12%TCA SN含量逐渐升高。在牦牛霉菌奶酪成熟过程中,12%TCA SN含量一直呈上升趋势。这是因为毛霉足够充足时,菌株活力高,分解酪蛋白能力强[25]。并且,在成熟初期,奶酪中水分的水分活度较高,霉菌和凝乳酶具有较高的活力,可以迅速将奶酪中的酪蛋白水解成小肽以及游离氨基酸。2～6 d时,由于水分含量降低,奶酪初步分解所产生中间产物中肽及小肽含量增加,使得12% TCA SN含量上升趋势较平缓。到达成熟后期时,虽然凝乳酶活力下降,但是此时大部分霉菌开始自溶并释放出细胞酶[26],因此12% TCA SN含量依旧保持较快的上升趋势。

图4 牦牛霉菌奶酪成熟过程中12%TCA SN含量的变化Fig.4 The change of content of 12% TCASN during ripening period of yak mold cheese

2.6 毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪脂肪分解指标的影响

2.6.1 酸价(ADV)的变化 酸价的变化反映了奶酪中脂肪分解出游离脂肪酸总量的变化,是评价乳脂分解程度的一个重要指标。毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪酸价变化的影响见图5。

图5 霉菌牦牛奶酪成熟过程中酸价的变化Fig.5 The change of ADV during ripening period of yak mold cheese

由图5可知，随着毛霉添加量增加,奶酪酸价逐渐升高,说明脂肪的水解过程一直在持续。在奶酪成熟初期,酸价上升趋势较快,此时毛霉对奶酪中脂肪分解强度较大。而随着成熟度增加,酸价上升过程减慢。这是由于成熟后期,大部分霉菌与凝乳酶丧失活力,使得脂肪的分解速率下降。奶酪中的脂肪分解后会产生醇类、酯类、醛类以及游离脂肪酸等风味物质[27],是构成奶酪独特风味的重要因素。因此,脂肪的分解直接影响了牦牛霉菌奶酪的口感、风味以及质地。国外的大部分奶酪有浓烈的风味,正是由于这些奶酪中脂肪被大量的分解成小分子的风味物质,其酸价主要集中于8.8～9.6 mg/g[28],而本实验研究的牦牛霉菌奶酪酸价较低,保持在5.0～7.5 mg/g范围内,整体低于国外大部分奶酪。表明此奶酪中脂肪的分解是有限的,不会产生过于浓烈的风味,适于国内消费者的需求。

2.6.2 硫代巴比妥酸值(TBAV)的变化 脂肪氧化是研究乳制品在成熟期间的一个重要指标。脂肪在奶酪成熟期间发生氧化反应,分解成分子量更小的醛、酸化合物,因其可以同硫代巴比妥酸生成有色物质,因此通过对硫代巴比妥酸值进行测定就可以了解脂肪的氧化程度[29]。毛霉添加量对牦牛霉菌奶酪硫代巴比妥酸值变化的结果见图6。

图6 霉菌牦牛奶酪成熟过程中硫代巴比妥酸值的变化Fig.6 The change of TBAV during yak mold cheese ripening period

由图6可知，随着毛霉添加量增加,奶酪硫代巴比妥酸值逐渐升高。说明在奶酪成熟过程中脂肪一直在发生氧化反应。在奶酪成熟过程中,硫代巴比妥酸值一直呈上升趋势,且上升速率随时间增加而增大。这是由于在毛霉添加量较高时,菌株活力好,脂肪氧化程度高,随着奶酪成熟时间延长,脂肪氧化速率也在增加[30]。

3 结论

本实验采用藏区新鲜牦牛乳为原料,以雅致放射毛霉菌株为发酵剂,生产牦牛霉菌奶酪,探究毛霉最适添加量,并对其成熟过程中理化性质的变化进行研究。在雅致放射毛霉添加量为0.3%时,感官评分最高。随着添加量增加,水分、蛋白质、脂肪含量、pH均呈下降趋势,灰分呈上升趋势。同时,在牦牛霉菌奶酪成熟过程中,感官品质逐渐变好;水分、蛋白质、脂肪含量、pH均呈下降趋势;质构指标呈先上升后下降趋势,在第6 d时达到峰值;脂肪与蛋白质的分解反应不断进行。综上可得:雅致放射毛霉添加量为0.3%,成熟时间为6 d时,牦牛霉菌奶酪品质最佳。

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