热烫拉伸温度对Mozzarella干酪蛋白降解及质构特性的影响

杜 莹，赵玉明，马 玲*

（1.山西省生物研究所，山西 太原 030006；2.山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801）

Mozzarella奶酪属于半硬质奶酪，因其独特的热烫拉伸工艺而具有较好的融化拉丝特性，常用作披萨的配料[1-2]。热烫拉伸使奶酪中的酪蛋白凝胶由原本的三维网格结构重排为线性纤维结构，不同的热烫拉伸温度工艺对奶酪中的微生物及酶的活性、蛋白质的网状结构及最终奶酪的融化拉丝性有不同的影响[3-4]。苗颖等[5]对拉伸温度对纤丝干酪流变学特性及微观结构的影响进行了研究，发现随着拉伸温度的提高（70℃、80℃、90℃），蛋白质网络结构变致密，酪蛋白矩阵持水力增大，硬度、黏弹性增大。SULEJMANIE等[6]研究发现，随着热烫拉伸温度（60℃、70℃、90℃）的提高，Kashkava奶酪蛋白降解程度和融化性都降低。但不同热烫拉伸温度对Mozzarella奶酪成熟过程中的蛋白降解及质构特性的影响鲜见报道。本研究结合Mozzarella制作过程中热烫工艺的参数，参考已有研究报道，探寻适当低温热烫拉伸对其质构及品质的影响。采用70℃、90℃热烫拉伸温度对Mozzarella奶酪进行处理，以未进行热烫拉伸的Mozzarella奶酪作为对照，研究不同的热烫拉伸温度对Mozzarella奶酪成熟过程中蛋白降解、质构及融化特性的影响，为阐明不同的热烫拉伸温度对Mozzarella奶酪成熟过程中品质特性的影响提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料乳：山西农业大学牧场提供；凝乳酶（15 000 U/g）：科汉森有限公司；发酵剂（嗜热链球菌（Streotococcus thermophillus）：保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）=1∶1）：山西农业大学食品科学与工程学院畜产品实验室。

三氯乙酸、冰醋酸、醋酸钠、盐酸、硫酸钾、硫酸、硼酸、氢氧化钠（均为分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

奶酪槽：本实验自制；LC-406立式冷藏陈列柜：江苏阪神电器股份有限公司；SE-SE602F电子天平：奥豪斯仪器（常州）有限公司；LD5-2B低速离心机：北京雷勃尔医疗器械有限公司；TMS-Pro质构仪：美国FTC公司；HPP-9272恒温培养箱：北京东联哈尔仪器制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 奶酪制作工艺流程

新鲜牛乳→标准化→杀菌（63℃、30 min）→冷却（至36℃）→添加发酵剂（0.5～1.0%，V/V）→加凝乳酶（3‰，V/V；2%食盐水配成的1%溶液）→凝乳（30 min）→切割（1.7 cm3）→加热收缩（温度由36℃缓慢升至38℃）→排除乳清（pH值6.3）→堆酿（38℃、1 h）→加1.5%的盐进行揉和→热烫、拉伸[5-6]（90℃、8%食盐水）→冷却（常温）→真空包装→成熟（4℃、90 d）

1.3.2 指标测定

pH 4.6可溶性氮（soluble nitrogen，SN）的测定采用凯氏定氮法[7]；12%三氯乙酸-可溶性氮（trichloroacetic acidsoluble nitrogen，TCA-SN）的测定采用凯氏定氮法[8]；油脂析出性和融化性测定采用加热融化法[8]；质构特性的分析采用质构分析（texture profile analysis，TPA）仪进行测试[9]。

2 结果与分析

2.1 不同热烫拉伸温度对奶酪蛋白降解的影响

pH4.6 SN或12%TCA-SN是评价奶酪中蛋白降解程度的重要指标，可表示奶酪成熟过程中被释放的多肽、小肽及氨基酸的含量[10]。pH 4.6 SN主要包括奶酪中的酪蛋白在残留凝乳酶、血纤维蛋白酶、乳酸菌分解蛋白酶的作用下生成的大分子肽类，代表了蛋白质水解的广度。而12%TCA-SN主要是由发酵剂乳酸菌和非发酵剂微生物所产生的蛋白酶和肽酶作用于蛋白质和大分子肽类产生的小分子肽类和氨基酸成分，代表了蛋白质水解的深度[11-12]。以不经过热烫拉伸处理的Mozzarella奶酪为对照，不同热烫处理（70℃、90℃）后的Mozzarella奶酪中pH 4.6 SN和12%TCA-SN含量检测结果如图1所示。

由图1A可知，pH 4.6 SN含量随着Mozzarella奶酪的成熟而呈上升趋势，热烫拉伸温度越高，pH4.6 SN含量越低，整个成熟过程中90℃热烫拉伸奶酪的pH4.6 SN含量最低，而不经过热烫拉伸处理奶酪的pH4.6 SN含量最高。充分说明在随着热烫拉伸温度的提高，奶酪基质中残留的凝乳酶、微生物活性大大降低，从而使其对蛋白质的分解减弱。

由图1B可知，在前30 d成熟过程中，三种奶酪的12%TCA-SN含量都呈上升趋势，其中90℃热烫拉伸奶酪的12%TCA-SN含量最低，30～90 d成熟过程中，对照组和70℃处理组奶酪的12%TCA-SN含量先下降后缓慢上升，而90℃处理组则先下降后上升。12%TCA-SN含量在成熟0d和90d时以90℃热烫拉伸奶酪最低，而不经过热烫拉伸处理奶酪的最高。这与SULEJMANI E等[6]的研究结果相似，可能的原因是不同热烫处理会使奶酪中的水分含量不同，导致发生蛋白降解作用的环境不同，降解的速率受到一定的影响。另外不同热烫处理导致Mozzarella奶酪中残留的凝乳酶和乳酸菌会发生不同程度的失活，进而奶酪成熟期间的蛋白质降解程度发生改变。

图1 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期间pH 4.6可溶性氮（A）及12%三氯乙酸-可溶性氮（B）含量的影响Fig.1 Effects of blanching and stretching temperature on pH 4.6 soluble nitrogen(A)and 12%trichloroacetic acid-soluble nitrogen(B)contents of Mozzarella cheese during ripening process

结果表明，随着热烫拉伸温度的提高，奶酪成熟过程中的蛋白质降解程度下降，较高的热烫拉伸温度不利于奶酪的成熟过程。

2.2 不同热烫拉伸温度对奶酪质构特性的影响

Mozzarella奶酪成熟期硬度、弹性、黏附性、咀嚼性的变化分别见表1～表4。

表1 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期硬度的影响Table 1 Effect of blanching and stretching temperature on hardness of Mozzarella cheese during ripening process

表2 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期弹性变化的影响Table 2 Effect of blanching and stretching temperature on elasticity change of Mozzarella cheese during ripening process

表3 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期黏附性的影响Table 3 Effect of blanching and stretching temperature on adhesiveness of Mozzarella cheese during ripening process

表4 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期咀嚼性的影响Table 4 Effect of blanching and stretching temperature on chewiness of Mozzarella cheese during ripening process

由表1、表2可知，成熟期间的Mozzarella奶酪的硬度和弹性都呈不断下降的趋势，成熟后期下降速度都变缓。同一成熟期的Mozzarella奶酪，热烫拉伸温度越高，相对应的硬度和弹性也越大。同一成熟期内，90℃处理奶酪的硬度显著高于70℃和对照（P＜0.05），而70℃和对照的硬度差异不显著（P＞0.05）。同一成熟期内奶酪弹性差异不显著（P＞0.05）。随着Mozzarella奶酪蛋白质水解程度的加深，奶酪组织变得松散，蛋白胶束结构变得脆弱，奶酪的硬度下降。同一成熟时间的Mozzarella奶酪，随着热烫拉伸温度的提高，蛋白纤维排列更紧密，蛋白质骨架结构空隙变小，水分含量下降，硬度变大。同时随着热烫拉伸温度的提高，奶酪基质中残留凝乳酶及发酵剂的活性下降，从而蛋白降解的程度降低。弹性的总体趋势是不断变小，这是因为随着成熟期中奶酪蛋白质的不断水解，蛋白胶束结构有了一定程度的减弱，因而弹性降低。同一成熟期内随着热烫温度的增加，破坏了胶束结构，胶束结构变得更脆弱，引起弹性变化。

由表3、表4可以知，同一成熟期内不同热烫拉伸处理奶酪黏附性差异不显著（P＞0.05），而90℃处理奶酪的咀嚼性显著高于70℃和0℃（P＜0.05），而70℃和0℃之间差异不显著（P＞0.05）。未融化Mozzarella奶酪的质构变化与奶酪成熟过程中发生的蛋白水解有关[13]。咀嚼性数值的变化，所反映出的是口感状态，热烫拉伸温度高的Mozzarella奶酪咀嚼性较大，与热烫拉伸形成的相对致密的蛋白质结构及蛋白降解程度有关。

结果表明，同一成熟期内，随着热烫拉伸温度的提高，Mozzarella奶酪的硬度、弹性、咀嚼性增加，而黏附性没有明显变化。

2.3 不同热烫拉伸温度对奶酪融化性的影响

奶酪加热到40℃以上时，它的一些特性会很容易表现出来，如融化性、流动性等。融化性不但可以反映出奶酪分散流动的能力，更能表现奶酪胶束结构完整性程度，奶酪融化过程中发生的两个主要现象就是软化和流动[14]，且所有的奶酪加热都会发生软化现象，但软化后并不一定都会发生流动现象。

表5 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期融化性的影响Table 5 Effect of blanching and stretching temperature on melting property of Mozzarella cheese during ripening process

由表5可知，Mozzarella奶酪的融化性在成熟期内不断增强，在成熟后期趋于稳定（P＞0.05），同一成熟期内随着热烫拉伸温度的提高融化性变小。YUN J J等[15]研究热烫温度在38℃、41℃和44℃的情况下对Mozzarella奶酪功能性的影响发现，这三个试验组之间并无显著差异（P＞0.05）。说明这三个处理温度都还比较低，不能够充分地说明热烫拉伸温度对奶酪功能性的影响。

Mozzarella奶酪成熟过程中融化性的变化与奶酪成熟期间的蛋白降解有很大的关联，在奶酪成熟期间其αS1-酪蛋白、β-酪蛋白会在凝乳酶和乳酸菌酶的共同作用下，使得蛋白肽键发生断裂，蛋白长链被分解为小分子片段，自由水进入蛋白基质，蛋白与水之间的相互作用增强，削弱了蛋白之间的连接，骨架结构松动，而且在温度升高的情况下，蛋白的熵会变小，分子之间流动所需的能量也会变小，所以奶酪的融化性也相应增大。较高的热烫温度影响Mozzarella奶酪的蛋白塑性结构的形成，在70℃、90℃情况下进行热烫拉伸会使Mozzarella奶酪中的酪蛋白形成一种松而不散的塑形结构，致使融化性变弱[16]。为保持奶酪良好的加热融化特性，在实际加工工艺中应采取相对较低的热烫拉伸温度。

2.4 不同热烫拉伸温度对奶酪油脂析出性的影响

油脂析出是指游离油从融化的奶酪中析出以及具有不同融化温度的甘油三酯受热融化后析出，有形成游离油的趋势，常发生在奶酪表面。通常随着奶酪成熟时间的增长，蛋白降解程度的增加，油脂析出性增强。

表6 热烫拉伸温度对Mozzarella干酪成熟期中油脂析出性的影响Table 6 Effect of blanching and stretching temperature on oil separateout property of Mozzarella cheese during ripening process

由表6可知，Mozzarella奶酪的油脂析出性在成熟期内不断增强，在成熟后期趋于稳定（P＞0.05），同一成熟期内随着热烫拉伸温度的提高，油脂析出性降低，成熟60d过程中70℃和90℃处理奶酪的油脂析出性差异不显著（P＞0.05），但都显著低于对照奶酪（P＜0.05）。由于Mozzarella奶酪成熟期间蛋白质的水解，蛋白之间的相互作用减弱，蛋白胶束的结构变弱，导致胶束结构之间的乳浆中存在的脂肪逐渐聚团形成较大的脂肪颗粒，在加热的状况下脂肪团粒会很容易的被释放出来[17]。因而较高的热烫拉伸温度不利于奶酪成熟后油脂析出性的形成。

3 结论

不同的热烫拉伸温度（70℃、90℃）处理对Mozzarella奶酪成熟过程中的蛋白质降解、硬度、弹性、融化特性及油脂析出性都有影响，随着热烫拉伸温度的提高，pH4.6 SN显著下降（P＜0.05），12%TCA SN下降（P＞0.05），而奶酪的硬度、弹性增加（P＜0.05），黏附性下降（P＞0.05），咀嚼性增大（P＜0.05），融化性性、油脂析出性下降（P＜0.05）。70℃的热烫拉伸温度更有利于奶酪成熟后形成良好的质构特性、一定的蛋白降解以及融化特性。