熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪蛋白降解及質(zhì)構(gòu)特性的影響

杜 瑩，趙玉明，馬 玲*

（1.山西省生物研究所，山西 太原 030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷 030801）

Mozzarella奶酪屬于半硬質(zhì)奶酪，因其獨(dú)特的熱燙拉伸工藝而具有較好的融化拉絲特性，常用作披薩的配料[1-2]。熱燙拉伸使奶酪中的酪蛋白凝膠由原本的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)重排為線性纖維結(jié)構(gòu)，不同的熱燙拉伸溫度工藝對奶酪中的微生物及酶的活性、蛋白質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及最終奶酪的融化拉絲性有不同的影響[3-4]。苗穎等[5]對拉伸溫度對纖絲干酪流變學(xué)特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著拉伸溫度的提高（70℃、80℃、90℃），蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變致密，酪蛋白矩陣持水力增大，硬度、黏彈性增大。SULEJMANIE等[6]研究發(fā)現(xiàn)，隨著熱燙拉伸溫度（60℃、70℃、90℃）的提高，Kashkava奶酪蛋白降解程度和融化性都降低。但不同熱燙拉伸溫度對Mozzarella奶酪成熟過程中的蛋白降解及質(zhì)構(gòu)特性的影響鮮見報(bào)道。本研究結(jié)合Mozzarella制作過程中熱燙工藝的參數(shù)，參考已有研究報(bào)道，探尋適當(dāng)?shù)蜏責(zé)釥C拉伸對其質(zhì)構(gòu)及品質(zhì)的影響。采用70℃、90℃熱燙拉伸溫度對Mozzarella奶酪進(jìn)行處理，以未進(jìn)行熱燙拉伸的Mozzarella奶酪作為對照，研究不同的熱燙拉伸溫度對Mozzarella奶酪成熟過程中蛋白降解、質(zhì)構(gòu)及融化特性的影響，為闡明不同的熱燙拉伸溫度對Mozzarella奶酪成熟過程中品質(zhì)特性的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料乳：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)牧場提供；凝乳酶（15 000 U/g）：科漢森有限公司；發(fā)酵劑（嗜熱鏈球菌（Streotococcus thermophillus）：保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）=1∶1）：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院畜產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室。

三氯乙酸、冰醋酸、醋酸鈉、鹽酸、硫酸鉀、硫酸、硼酸、氫氧化鈉（均為分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

奶酪槽：本實(shí)驗(yàn)自制；LC-406立式冷藏陳列柜：江蘇阪神電器股份有限公司；SE-SE602F電子天平：奧豪斯儀器（常州）有限公司；LD5-2B低速離心機(jī)：北京雷勃爾醫(yī)療器械有限公司；TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀：美國FTC公司；HPP-9272恒溫培養(yǎng)箱：北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 奶酪制作工藝流程

新鮮牛乳→標(biāo)準(zhǔn)化→殺菌（63℃、30 min）→冷卻（至36℃）→添加發(fā)酵劑（0.5～1.0%，V/V）→加凝乳酶（3‰，V/V；2%食鹽水配成的1%溶液）→凝乳（30 min）→切割（1.7 cm3）→加熱收縮（溫度由36℃緩慢升至38℃）→排除乳清（pH值6.3）→堆釀（38℃、1 h）→加1.5%的鹽進(jìn)行揉和→熱燙、拉伸[5-6]（90℃、8%食鹽水）→冷卻（常溫）→真空包裝→成熟（4℃、90 d）

1.3.2 指標(biāo)測定

pH 4.6可溶性氮（soluble nitrogen，SN）的測定采用凱氏定氮法[7]；12%三氯乙酸-可溶性氮（trichloroacetic acidsoluble nitrogen，TCA-SN）的測定采用凱氏定氮法[8]；油脂析出性和融化性測定采用加熱融化法[8]；質(zhì)構(gòu)特性的分析采用質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）儀進(jìn)行測試[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱燙拉伸溫度對奶酪蛋白降解的影響

pH4.6 SN或12%TCA-SN是評價(jià)奶酪中蛋白降解程度的重要指標(biāo)，可表示奶酪成熟過程中被釋放的多肽、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殘留凝乳酶、血纖維蛋白酶、乳酸菌分解蛋白酶的作用下生成的大分子肽類，代表了蛋白質(zhì)水解的廣度。而12%TCA-SN主要是由發(fā)酵劑乳酸菌和非發(fā)酵劑微生物所產(chǎn)生的蛋白酶和肽酶作用于蛋白質(zhì)和大分子肽類產(chǎn)生的小分子肽類和氨基酸成分，代表了蛋白質(zhì)水解的深度[11-12]。以不經(jīng)過熱燙拉伸處理的Mozzarella奶酪為對照，不同熱燙處理（70℃、90℃）后的Mozzarella奶酪中pH 4.6 SN和12%TCA-SN含量檢測結(jié)果如圖1所示。

由圖1A可知，pH 4.6 SN含量隨著Mozzarella奶酪的成熟而呈上升趨勢，熱燙拉伸溫度越高，pH4.6 SN含量越低，整個(gè)成熟過程中90℃熱燙拉伸奶酪的pH4.6 SN含量最低，而不經(jīng)過熱燙拉伸處理奶酪的pH4.6 SN含量最高。充分說明在隨著熱燙拉伸溫度的提高，奶酪基質(zhì)中殘留的凝乳酶、微生物活性大大降低，從而使其對蛋白質(zhì)的分解減弱。

由圖1B可知，在前30 d成熟過程中，三種奶酪的12%TCA-SN含量都呈上升趨勢，其中90℃熱燙拉伸奶酪的12%TCA-SN含量最低，30～90 d成熟過程中，對照組和70℃處理組奶酪的12%TCA-SN含量先下降后緩慢上升，而90℃處理組則先下降后上升。12%TCA-SN含量在成熟0d和90d時(shí)以90℃熱燙拉伸奶酪最低，而不經(jīng)過熱燙拉伸處理奶酪的最高。這與SULEJMANI E等[6]的研究結(jié)果相似，可能的原因是不同熱燙處理會(huì)使奶酪中的水分含量不同，導(dǎo)致發(fā)生蛋白降解作用的環(huán)境不同，降解的速率受到一定的影響。另外不同熱燙處理導(dǎo)致Mozzarella奶酪中殘留的凝乳酶和乳酸菌會(huì)發(fā)生不同程度的失活，進(jìn)而奶酪成熟期間的蛋白質(zhì)降解程度發(fā)生改變。

圖1 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期間pH 4.6可溶性氮（A）及12%三氯乙酸-可溶性氮（B）含量的影響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

結(jié)果表明，隨著熱燙拉伸溫度的提高，奶酪成熟過程中的蛋白質(zhì)降解程度下降，較高的熱燙拉伸溫度不利于奶酪的成熟過程。

2.2 不同熱燙拉伸溫度對奶酪質(zhì)構(gòu)特性的影響

Mozzarella奶酪成熟期硬度、彈性、黏附性、咀嚼性的變化分別見表1～表4。

表1 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期硬度的影響Table 1 Effect of blanching and stretching temperature on hardness of Mozzarella cheese during ripening process

表2 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期彈性變化的影響Table 2 Effect of blanching and stretching temperature on elasticity change of Mozzarella cheese during ripening process

表3 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期黏附性的影響Table 3 Effect of blanching and stretching temperature on adhesiveness of Mozzarella cheese during ripening process

表4 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期咀嚼性的影響Table 4 Effect of blanching and stretching temperature on chewiness of Mozzarella cheese during ripening process

由表1、表2可知，成熟期間的Mozzarella奶酪的硬度和彈性都呈不斷下降的趨勢，成熟后期下降速度都變緩。同一成熟期的Mozzarella奶酪，熱燙拉伸溫度越高，相對應(yīng)的硬度和彈性也越大。同一成熟期內(nèi)，90℃處理奶酪的硬度顯著高于70℃和對照（P＜0.05），而70℃和對照的硬度差異不顯著（P＞0.05）。同一成熟期內(nèi)奶酪彈性差異不顯著（P＞0.05）。隨著Mozzarella奶酪蛋白質(zhì)水解程度的加深，奶酪組織變得松散，蛋白膠束結(jié)構(gòu)變得脆弱，奶酪的硬度下降。同一成熟時(shí)間的Mozzarella奶酪，隨著熱燙拉伸溫度的提高，蛋白纖維排列更緊密，蛋白質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)空隙變小，水分含量下降，硬度變大。同時(shí)隨著熱燙拉伸溫度的提高，奶酪基質(zhì)中殘留凝乳酶及發(fā)酵劑的活性下降，從而蛋白降解的程度降低。彈性的總體趨勢是不斷變小，這是因?yàn)殡S著成熟期中奶酪蛋白質(zhì)的不斷水解，蛋白膠束結(jié)構(gòu)有了一定程度的減弱，因而彈性降低。同一成熟期內(nèi)隨著熱燙溫度的增加，破壞了膠束結(jié)構(gòu)，膠束結(jié)構(gòu)變得更脆弱，引起彈性變化。

由表3、表4可以知，同一成熟期內(nèi)不同熱燙拉伸處理奶酪黏附性差異不顯著（P＞0.05），而90℃處理奶酪的咀嚼性顯著高于70℃和0℃（P＜0.05），而70℃和0℃之間差異不顯著（P＞0.05）。未融化Mozzarella奶酪的質(zhì)構(gòu)變化與奶酪成熟過程中發(fā)生的蛋白水解有關(guān)[13]。咀嚼性數(shù)值的變化，所反映出的是口感狀態(tài)，熱燙拉伸溫度高的Mozzarella奶酪咀嚼性較大，與熱燙拉伸形成的相對致密的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及蛋白降解程度有關(guān)。

結(jié)果表明，同一成熟期內(nèi)，隨著熱燙拉伸溫度的提高，Mozzarella奶酪的硬度、彈性、咀嚼性增加，而黏附性沒有明顯變化。

2.3 不同熱燙拉伸溫度對奶酪融化性的影響

奶酪加熱到40℃以上時(shí)，它的一些特性會(huì)很容易表現(xiàn)出來，如融化性、流動(dòng)性等。融化性不但可以反映出奶酪分散流動(dòng)的能力，更能表現(xiàn)奶酪膠束結(jié)構(gòu)完整性程度，奶酪融化過程中發(fā)生的兩個(gè)主要現(xiàn)象就是軟化和流動(dòng)[14]，且所有的奶酪加熱都會(huì)發(fā)生軟化現(xiàn)象，但軟化后并不一定都會(huì)發(fā)生流動(dòng)現(xiàn)象。

表5 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期融化性的影響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內(nèi)不斷增強(qiáng)，在成熟后期趨于穩(wěn)定（P＞0.05），同一成熟期內(nèi)隨著熱燙拉伸溫度的提高融化性變小。YUN J J等[15]研究熱燙溫度在38℃、41℃和44℃的情況下對Mozzarella奶酪功能性的影響發(fā)現(xiàn)，這三個(gè)試驗(yàn)組之間并無顯著差異（P＞0.05）。說明這三個(gè)處理溫度都還比較低，不能夠充分地說明熱燙拉伸溫度對奶酪功能性的影響。

Mozzarella奶酪成熟過程中融化性的變化與奶酪成熟期間的蛋白降解有很大的關(guān)聯(lián)，在奶酪成熟期間其αS1-酪蛋白、β-酪蛋白會(huì)在凝乳酶和乳酸菌酶的共同作用下，使得蛋白肽鍵發(fā)生斷裂，蛋白長鏈被分解為小分子片段，自由水進(jìn)入蛋白基質(zhì)，蛋白與水之間的相互作用增強(qiáng)，削弱了蛋白之間的連接，骨架結(jié)構(gòu)松動(dòng)，而且在溫度升高的情況下，蛋白的熵會(huì)變小，分子之間流動(dòng)所需的能量也會(huì)變小，所以奶酪的融化性也相應(yīng)增大。較高的熱燙溫度影響Mozzarella奶酪的蛋白塑性結(jié)構(gòu)的形成，在70℃、90℃情況下進(jìn)行熱燙拉伸會(huì)使Mozzarella奶酪中的酪蛋白形成一種松而不散的塑形結(jié)構(gòu)，致使融化性變?nèi)鮗16]。為保持奶酪良好的加熱融化特性，在實(shí)際加工工藝中應(yīng)采取相對較低的熱燙拉伸溫度。

2.4 不同熱燙拉伸溫度對奶酪油脂析出性的影響

油脂析出是指游離油從融化的奶酪中析出以及具有不同融化溫度的甘油三酯受熱融化后析出，有形成游離油的趨勢，常發(fā)生在奶酪表面。通常隨著奶酪成熟時(shí)間的增長，蛋白降解程度的增加，油脂析出性增強(qiáng)。

表6 熱燙拉伸溫度對Mozzarella干酪成熟期中油脂析出性的影響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內(nèi)不斷增強(qiáng)，在成熟后期趨于穩(wěn)定（P＞0.05），同一成熟期內(nèi)隨著熱燙拉伸溫度的提高，油脂析出性降低，成熟60d過程中70℃和90℃處理奶酪的油脂析出性差異不顯著（P＞0.05），但都顯著低于對照奶酪（P＜0.05）。由于Mozzarella奶酪成熟期間蛋白質(zhì)的水解，蛋白之間的相互作用減弱，蛋白膠束的結(jié)構(gòu)變?nèi)酰瑢?dǎo)致膠束結(jié)構(gòu)之間的乳漿中存在的脂肪逐漸聚團(tuán)形成較大的脂肪顆粒，在加熱的狀況下脂肪團(tuán)粒會(huì)很容易的被釋放出來[17]。因而較高的熱燙拉伸溫度不利于奶酪成熟后油脂析出性的形成。

3 結(jié)論

不同的熱燙拉伸溫度（70℃、90℃）處理對Mozzarella奶酪成熟過程中的蛋白質(zhì)降解、硬度、彈性、融化特性及油脂析出性都有影響，隨著熱燙拉伸溫度的提高，pH4.6 SN顯著下降（P＜0.05），12%TCA SN下降（P＞0.05），而奶酪的硬度、彈性增加（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℃的熱燙拉伸溫度更有利于奶酪成熟后形成良好的質(zhì)構(gòu)特性、一定的蛋白降解以及融化特性。