不同酪蛋白對(duì)塊狀再制干酪品質(zhì)的影響

宗學(xué)醒，閆清泉，李志國(guó)，王樂，李玲玉，邊燕飛，劉豪

（內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 011500）

酪蛋白是牛奶中的主要蛋白質(zhì)，占牛乳蛋白質(zhì)的80%左右，是干酪和再制干酪的主要蛋白質(zhì)[1-2]，天然的酪蛋白在牛奶中是以膠束的形式存在，約一萬個(gè)酪蛋白分子組成酪蛋白球形膠束[3]，經(jīng)過酸促凝乳、酶促凝乳和膜分離處理[4]可以得到不同種類的酪蛋白，由于變性程度和方式不一樣，使不同酪蛋白具有不同的性質(zhì)[5-6]，GB 31638-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)酪蛋白》也按照以上方式將酪蛋白分為3 類[7]。經(jīng)過凝乳酶作用的酪蛋白被切斷κ-酪蛋白的Phe105 和Met106 之間的肽鍵，降低了酪蛋白的穩(wěn)定性，使酪蛋白變性凝聚，改變了酪蛋白的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致再制干酪的結(jié)構(gòu)改變[8-9]。塊狀再制干酪組織致密，硬度大，有彈性，有良好的塑形性和切片性[10]，因此具有方便攜帶、方便食用和易掰開的的特點(diǎn)，酪蛋白的種類對(duì)奶酪質(zhì)構(gòu)和口感具有很大影響。本文主要研究不同種類酪蛋白對(duì)塊狀再制干酪品質(zhì)的影響，以切達(dá)干酪作為酶凝酪蛋白原料，以膜分離酪蛋白作為未經(jīng)過酶凝變性的酪蛋白原料，通過質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）、斷裂測(cè)試和感官品評(píng)確定不同種類酪蛋白的比例對(duì)塊狀再制干酪品質(zhì)的影響，為工業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

切達(dá)干酪：新西蘭恒天然公司；膜分離酪蛋白：戴維琳公司。

1.2 儀器與設(shè)備

再制干酪生產(chǎn)線：德國(guó)KS 公司；質(zhì)構(gòu)儀：Brookfield CT3。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

圖1 工藝流程圖Fig.1 Flow chart

操作要點(diǎn)：

1）將大塊切達(dá)奶酪切成 5 mm×5 mm×5 mm 的小塊；

2）稱取其他原料，與切達(dá)奶酪一起投入熔融鍋；

3）開啟攪拌將原料粉碎，加熱至90 ℃；

4）將物料經(jīng)過 135 ℃～145 ℃，4 s～6 s 的超高溫瞬時(shí)殺菌（ultra high temperature，UHT）處理；

5）殺菌后進(jìn)行脫氣處理，在85 ℃～90 ℃下乳化3 min；

6）灌裝，包裝。

1.3.2 蛋白質(zhì)配比

以切達(dá)干酪作為酶凝酪蛋白來源（蛋白質(zhì)含量25%），膜分離酪蛋白作為未經(jīng)過酶凝變性的酪蛋白來源（蛋白質(zhì)含量88%），將各組樣品按照表1 的添加量分別配置成兩種蛋白質(zhì)量比為1 ∶3、1 ∶2、1 ∶1、2 ∶1、3 ∶1 的樣品，pH 值統(tǒng)一調(diào)整為 5.50。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 Trial design

1.3.3 再制奶酪理化指標(biāo)測(cè)定

蛋白質(zhì)含量采用GB 5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[11]。

水分含量采用GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》[12]。

1.3.4 TPA 質(zhì)構(gòu)分析

將樣品充分冷藏后，放置在室溫30 min 后進(jìn)行測(cè)定，使用BOOKFIELD CT3 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定樣品的硬度、粘附性、粘附力、彈性、咀嚼性、膠著性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)。將樣品灌裝成高度50 mm、直徑40 mm 的規(guī)格，并冷卻成型。測(cè)定條件為：TA11/100 探頭，測(cè)試速度0.5 mm/s、下壓距離4 mm、探頭回程速度1 mm/s、觸發(fā)力為1.0 N。記錄測(cè)定過程中的各個(gè)質(zhì)構(gòu)參數(shù)，每個(gè)樣品進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，計(jì)算平均值和方差[13]。

硬度：牙齒間用來壓迫樣品所需要的力，定義為獲得指定的形變所必須的力，第1 個(gè)壓縮循環(huán)的峰值力。

彈性：當(dāng)破壞力去掉時(shí)，材料回復(fù)為其原來狀態(tài)的速率，在第1 次咬斷末期和第2 次咬斷開始的時(shí)間內(nèi)食物恢復(fù)的高度。

粘附性：用來克服食物表面與接觸物表面之間的吸引力所做的功，第1 次咬斷的負(fù)數(shù)區(qū)域的面積。

粘附力：探頭從樣品中拔出所用的力。

膠著性：用來估計(jì)半固體食品達(dá)到吞咽前所需要的能量。

咀嚼性：咀嚼一個(gè)固體食品達(dá)到吞咽前的狀態(tài)所需的力。

1.3.5 斷裂測(cè)試

將樣品成型成4 cm×3 cm×1 cm 的塊，將市售產(chǎn)品同樣切割成4 cm×3 cm×1 cm 的塊。

采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定樣品的硬度和斷裂距離，測(cè)定儀器是BOOKFIELD CT3 質(zhì)構(gòu)儀，夾具是TA-TPB，夾具距離：3 cm，壓縮目標(biāo)：15.0 mm，觸發(fā)點(diǎn)：1.5 g，測(cè)試速度：0.5 mm/s，返回速度：0.5 mm/s，數(shù)據(jù)頻率：10 points/s。

斷裂測(cè)試代表產(chǎn)品的易掰開程度，斷裂距離越短，且硬度越小代表越容易掰開。

1.3.6 融化性測(cè)定

融化性對(duì)于再制干酪在的口感有很重要的影響。融化性測(cè)定利用Olson 的方法[14]，取直徑1.5 cm 長(zhǎng)度2 cm 的樣品，放置于試管中間，然后密封，將試管水平放置于95 ℃水浴中加熱，10 min 后取出，測(cè)定樣品融化后的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度表示再制干酪的融化性。

1.3.7 塊狀再制干酪感官評(píng)價(jià)

對(duì)再制干酪進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2所示。

表2 感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard of sensory evaluation

2 結(jié)果與討論

2.1 再制干酪理化指標(biāo)

分別測(cè)定不同種類酪蛋白質(zhì)量比例下樣品的干酪蛋白質(zhì)、脂肪和水分含量，結(jié)果如表3所示。

表3 再制干酪理化指標(biāo)Table 3 Physical and chemistry index of processed cheese

由表3 可以看出，各樣品蛋白質(zhì)、脂肪和水分含量無顯著差異，且與理論指標(biāo)無顯著差異。各樣品在同一指標(biāo)水平比較。

2.2 TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)定

按照1.3.4TPA 質(zhì)構(gòu)分析方法測(cè)定不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪硬度、粘附性和粘附力的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪TPA 質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Influence of different kinds of casein on TPA of processed cheese

由圖2 可知，在蛋白質(zhì)總量不變的條件下，隨著膜分離酪蛋白添加量的降低，塊狀再制干酪硬度略有降低，這是由于酶凝變性的酪蛋白膠束被切斷κ-酪蛋白尾部的酪蛋白巨肽后，膠束聚集，蛋白顆粒變大，使聚集的顆粒之間空隙變大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較疏松。而膜分離處理的酪蛋白沒有經(jīng)過酶凝變性，酪蛋白膠束分布均勻致密。隨著膜分離酪蛋白添加量的降低粘附性和粘附力也逐漸降低，這是由于酶凝變性使酪蛋白膠束聚集后更加疏水，而膜分離酪蛋白中酪蛋白結(jié)合水能力更強(qiáng)，使結(jié)構(gòu)中有更多結(jié)合水導(dǎo)致。

按照1.3.4TPA 質(zhì)構(gòu)分析方法測(cè)定不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪彈性、咀嚼性、膠著性的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪TPA 質(zhì)構(gòu)的影響Fig.3 Influence of different kinds of casein on TPA of processed cheese

由圖3 可知，隨著膜分離酪蛋白添加量的降低，彈性逐漸降低，咀嚼性和膠著性先降低在提高，這是由于膜分離酪蛋白添加量高，黏度限制了咀嚼，膜分離酪蛋白添加量最低的梯度，硬度限制了咀嚼。

2.3 斷裂測(cè)試

按照1.3.5 斷裂測(cè)試方法測(cè)定不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪質(zhì)構(gòu)的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪斷裂測(cè)試的影響Fig.4 Influence of different kinds of casein on fracture test of processed cheese

由圖4 可知，在蛋白質(zhì)總量不變的條件下，隨著膜分離酪蛋白添加量的降低，塊狀再制干酪的斷裂距離先減小后增大，這主要是由于膜分離酪蛋白導(dǎo)致產(chǎn)品黏度高，在探頭給樣品施加壓力后，樣品發(fā)生形變，高黏度樣品不易斷裂。在膜分離酪蛋白添加量最小的梯度，產(chǎn)品斷裂硬度低，對(duì)形變的傳遞性弱，探頭對(duì)樣品上表面的壓力不易傳遞到整個(gè)樣品中，導(dǎo)致斷裂距離變長(zhǎng)。隨著膜分離酪蛋白添加量降低，斷裂硬度逐漸降低，這與TPA 質(zhì)構(gòu)硬度一樣是由于奶酪蛋白發(fā)生了酶凝變性，導(dǎo)致硬度降低。根據(jù)斷裂測(cè)試，酶變性與膜分離酪蛋白質(zhì)量比為2 ∶1 時(shí)的樣品最容易掰開。

2.4 融化測(cè)試

按照1.3.6 的測(cè)試方法測(cè)試不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪融化性的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪融化性的影響Fig.5 Influence of different kinds of casein on meltability of processed cheese

再制干酪的融化性主要取決于酪蛋白膠束之間的相互作用[15]以及乳化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由圖5 可以看出，隨著切達(dá)干酪添加量的提高，塊狀再制干酪融化性增加，這主要是由于酶凝酪蛋白的酪蛋白膠束變性聚集，乳化脂肪和水的能力下降，同時(shí)每個(gè)膠束間的空間增大，酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)疏松，使脂肪球更容易流動(dòng)，在加熱后更容易融化，而膜分離酪蛋白屬于完整酪蛋白，其蛋白交聯(lián)結(jié)構(gòu)致密，蛋白壁較厚，且脂肪均勻的分布在酪蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，所以高溫不易融化[16]。

2.5 感官評(píng)價(jià)

不同種類酪蛋白對(duì)再制干酪感官品質(zhì)的影響如表4所示。

表4 感官評(píng)定表Table 4 Sensory evaluation

續(xù)表4 感官評(píng)定表Continue table 4 Sensory evaluation

由表3 可以看出，當(dāng)酶凝酪蛋白與膜分離酪蛋白質(zhì)量比為2 ∶1 時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分最高，在膜分離酪蛋白添加量高時(shí)，產(chǎn)品黏度高，糊口不夠清爽，咀嚼性差，在膜分離酪蛋白添加量降低時(shí)，硬度降低，黏度降低，咀嚼性提高。這與TPA 質(zhì)構(gòu)測(cè)試結(jié)論吻合。

3 結(jié)論

在蛋白質(zhì)指標(biāo)一致的條件下，酪蛋白的種類對(duì)塊狀再制干酪有顯著影響。隨著酶凝變性酪蛋白比例的提高，再制干酪產(chǎn)品硬度降低，黏度降低，斷裂距離先降低后提高。根據(jù)斷裂距離測(cè)試，酶凝酪蛋白與膜分離酪蛋白質(zhì)量比為2 ∶1 時(shí)斷裂距離最短，產(chǎn)品最容易掰開。根據(jù)感官評(píng)定結(jié)果，選擇酶凝酪蛋白與膜分離酪蛋白質(zhì)量比為2 ∶1 為最優(yōu)配比，在該配比下塊狀再制干酪品質(zhì)最優(yōu)。