稻米油对涂抹再制干酪微观结构的影响

徐杭蓉，郑远荣，刘振民*

乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院（上海 200436）

再制干酪是以天然干酪为原料，通过加热和持续搅拌而生产的具有一定货架期的产品，同时具有口味多样性且成本较低，因此受到消费者青睐[1]。随着生活水平提高，人们越来越关心饮食是否健康。膳食中的脂肪，尤其是动物脂肪被认为与心血管类疾病密切相关。油脂是人造奶油、干酪等食品中的重要组分，油脂体系的三维网络结构能够包裹大量脂肪球，所以，脂肪球对油脂产品的宏观性能具有极大影响力。对于大多数半固脂类产品，组织特性取决于体系内固体组分，这种固体组分常常以三维胶状网络结构存在。通过结晶，油脂形成三维网络结构，因此油脂产品所具有的理化性质、感官性质等都与油脂网络的机械性能相关。产品质构性质、感官性质也取决于油脂的结晶网络，而油脂的结晶网络是由晶体之间的交义聚集所决定的。其中，不饱和脂肪酸熔点比相同碳原子饱和脂肪酸熔点低，双键数目越多，脂肪酸的熔点越低[2-3]。具有更高饱和度脂肪酸组成导致更大且更不规则的脂肪晶体。含有由高熔点脂肪酸组成的甘油三酯的油脂，如大豆油，作为相互连接的聚集体结晶，赋予产品硬度和增强抗变形能力。在加工再制过程中，搅拌和加热导致甘油三酯的共价键断裂，并且因为乳化作用，融化的脂肪形成直径可变的液滴。这些液滴的直径与共价键的破裂率有关，这又取决于加工过程中施加的剪切力，脂肪酸组成和脂肪网络的结构。长链脂肪酸赋予脂肪高度疏水性质并增加强范德华力，导致更大和更不规则的脂肪晶体和液滴。Lobato-Calleros等[4]研究发现植物油脂比例的增加会导致脂肪球数量的减少和直径的增加，脂肪球直径的增加表明乳化过程不足以破坏和分散大块的植物油脂。试验探究稻米油对涂抹再制干酪脂肪酸构成和脂肪球大小及分布的影响，为涂抹再制干酪的植物油脂替代提供数据支撑与理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

切达干酪、黄油、脱脂乳粉、凝乳酶酪蛋白（所用干酪均采用同一批次原料，并充分混合以保证原料的均一，光明乳业股份有限公司）；稻米油（益海嘉里食品有限公司）；食用NaCl、食用KCl（中盐上海市盐业公司）；六偏磷酸钠（贝克吉利尼天创磷酸盐有限公司）；三聚磷酸钾、三聚磷酸钠、乙酸异戊酯、戊二醛、氨水、无水乙醇、无水乙醚、石油醚、硫酸铜、硫酸锌、氢氧化钠、硫酸、盐酸、乙醇、溴甲酚绿-甲基红、硝酸、氧化镧（均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

融化锅（UM/SK5，德国Step Han）；场发射扫描电子显微镜（Gemini SEM 50，德国）；GC-MS气相色谱质谱仪（7890B-5977B，美国Agilent公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 涂抹再制干酪制备

涂抹再制干酪原料配比：8组样品都以16.95%切达干酪、10.136%凝乳酶酪蛋白、5.1%脱脂乳粉、1.81%乳化盐、0.4% KCl为基础，添加17.367%油脂，补足水分至100%。所添加的原料油脂分别为A 0%稻米油+100%黄油、B 25%稻米油+75%黄油、C 50%稻米油+50%黄油、D 75%稻米油+25%黄油、E 100%稻米油+0%黄油。A组为对照组。

制备工艺流程：每次试料配料量1.5 kg，按配方称取相应原料后，将切达干酪切为均匀小块，放入融化锅内，加入其他原料，加热至90℃，同时将剪切速度调整为900 r/min，趁热均质，均质压力为200 MPa，取样后迅速以流动的水快速降温，到达室温后放入4℃冰箱继续冷却，放置24 h。

1.2.2 涂抹再制干酪微观结构的测定

将样品用小刀切割至2 mm×4 mm×7 mm左右的薄片，置于小瓶中，加入2.5%、pH 7.0的戊二醛溶液，将小瓶置于4℃冰箱固定4 h。期间不断振动摇晃，防止奶酪黏壁。将戊二醛溶液倒出，加入pH 7.0磷酸缓冲液清洗，清洗3次，每次10～15 min。分别用30%，50%，70%和90%的乙醇进行梯度脱水，每次10～15 min。加入无水乙醇进行脱水1 h。倒出乙醇溶液，加入无水乙醇和乙酸异戊酯（1∶1，V/V）混合溶剂进行脱脂2 h。脱脂后取出样品，加入液氮冷冻破碎。冷冻干燥，喷金，观察[5]。

1.2.3 涂抹再制干酪的脂肪酸测定

取0.3 g干酪样品，加入3 mL正己烷溶解，加入3 mL氢氧化钠-甲醇溶液，充分振摇3 min。加入3 mL水和20 μL内标C19∶0，振荡1 h，静置30 min后离心（3 000 r/min），取上层己烷溶解液进样。

1.2.4 数据分析

采用SPSS软件对所测得的数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 稻米油含量对涂抹再制干酪微观结构的影响

从图1可以看出，随稻米油替代比例增加，涂抹再制干酪结构中脂肪球直径逐渐增大，与脂肪酸中LCFA含量变化相对应。其中，对照组脂肪球直径较小，约3 μm，且分布较为均匀。

图1 不同稻米油添加量的涂抹再制干酪的微观结构（1 000×；5 000×）

稻米油含量25%产品中脂肪球直径约4 μm。稻米油含量50%时，开始出现较大直径脂肪球，且脂肪球分布不均匀。稻米油含量75%的涂抹再制干酪的微观结构中脂肪球直径约8 μm，稻米油含量100%的脂肪球直径约为11 μm，脂肪球大小不规则且分布不均匀。结构中含有较小的脂肪球和均匀的脂肪球分布的涂抹再制干酪的可涂抹性较好，而且具有较大的弹性模量和较高的融化温度，根据时温等效原则，在长时间放置下具有更好的稳定性，故稻米油替代比例应控制在50%以下较为适宜。

2.2 稻米油含量对涂抹再制干酪脂肪酸的影响

图2中，SCFA为短链脂肪酸；MCFA为中链脂肪酸；LCFA为长链脂肪酸。稻米油主要有米糠油和米珍油，市场上销售的稻米油大多数为由米糠加工压榨的米糠油。稻米油作为一种非传统油脂，富含谷维素、生育酚、植物甾醇等活性成分，具有很高的营养价值。随着稻米油替代比例增大，SCFA、MCFA比例降低，而LCFA比例增大。说明稻米油替代乳脂肪可以增加再制干酪产品的LCFA，而减少其SCFA、MCFA比例。根据气相色谱分析结果可知，再制干酪水解生成量最多的游离脂肪酸为棕榈酸（C16∶0）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1）和亚油酸（C18∶2），其中油酸（C18∶1）含量最高，接近于LCFA的1/3。油酸在人体体内无法合成，是高血脂症患者降低血脂水平和预防心血管疾病的推荐脂肪酸之一[6]。从图2可以看出，随着稻米油替代比例增大，再制干酪样品中的不饱和脂肪酸比例也明显增大，饱和脂肪酸比例则减小。其中多不饱和脂肪酸比例明显增大，而单不饱和脂肪酸比例并没有显著性差异，且两者比例大小逐渐接近。

脂肪由甘油三酯晶体网络组成，甘油三酯晶体主要通过强健即强范德华相互作用连接，而二级键为弱范德华相互作用[7]。脂肪酸对甘油三酯的理化性质影响大。脂肪酸大多数为偶碳直链的，少数为奇数碳链和具有支链。脂肪酸碳链中不含双键的为饱和脂肪酸，而含有双键的为不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸根据碳链中所含双键多少，可以分为一烯酸、二烯酸和多烯脂肪酸。多不饱和脂肪酸（PUFAs）又称多烯脂肪酸，指含有2个或2个以上不饱和双键的脂肪酸。PUFAs在人体内具有稳定细胞膜功能、维持细胞因子、调控基因表达、维持脂蛋白平衡，进而具有抗心血管疾病、抗炎、抗癌等生理功能，对人体有重要的生理功能。而且营养价值随着双键个数的增加而提高，即与其不饱和程度呈正相关关系[8]。目前有研究表明稻米油中的不饱和脂肪酸可以抑制肝癌细胞的迁移能力，且具有较高的抑制效率[9]。

酪蛋白酸盐包被的脂肪球有助于凝胶网络结构的连续性，其中饱和脂肪酸比例的逐渐增加与硬度的增加相对应[10]。从微观结果可以看出，随着稻米油添加比例增加，再制干酪中脂肪球数量减少，脂肪球直径增大。稻米油替代对涂抹再制干酪的脂肪酸饱和度和链长的影响，导致再制干酪体系中脂肪球大小和分布的差异，也引起不同油脂涂抹再制干酪的蛋白质体系中蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂肪间相互作用发生改变。对照组的原料黄油主要组成成分为乳脂肪，乳脂肪饱和脂肪酸含量为56.5%、单不饱和脂肪酸含量为29.81%、多不饱和脂肪酸含量为2.50%。因此对照组D0中乳脂肪虽然含有较大比例的饱和脂肪酸，但乳脂还含有相当量的低分子量脂肪酸，使其非极性降低，进而降低脂肪球间的吸引力并增强蛋白质网络之间亲和力。正如在微观结构中所观察到的那样，对照组脂肪球小而分布均匀，植物油替代比例增加导致更大的脂肪滴。

图2 不同稻米油含量的涂抹再制干酪的脂肪酸

3 结论

随着稻米油替代比例增大，再制干酪样品短链脂肪酸、中链脂肪酸比例降低，而长链脂肪酸比例增大。稻米油替代乳脂肪可以增加再制干酪产品的长链脂肪酸，而减少其短链脂肪酸、中链脂肪酸比例。稻米油替代对涂抹再制干酪的脂肪酸饱和度和链长的影响，导致再制干酪体系中脂肪球大小和分布的差异。对照组脂肪球小而分布均匀，植物油替代比例增加导致更大的脂肪球，通过微观结构观察，稻米油含量50%时，开始出现较大直径且分布不均匀的脂肪球。因此，稻米油含量应控制在50%以下较为适宜。