藍(lán)紋牦牛干酪成熟特性及其風(fēng)味分析

楊萬齡, 沈興旺, 崔鳳怡, 王光強, 宋 馨, 楊昳津,熊智強, 張 匯, 艾連中, 夏永軍,*

(1.上海開放大學(xué) 公共管理學(xué)院, 上海 200433; 2.上海理工大學(xué) 健康科學(xué)與工程學(xué)院/上海食品微生物工程技術(shù)研究中心, 上海 200093)

牦牛(Bosgrunniens)主要分布于青海、西藏以及川南等高海拔地區(qū)。牦牛因其獨特的高原生存環(huán)境和地域適應(yīng)性,產(chǎn)奶量遠(yuǎn)低于奶牛,但奶的品質(zhì)卻優(yōu)于其他品種。牦牛乳中蛋白質(zhì)含量顯著高于荷斯坦牛、黃牛等品種,且脂肪含量較高,這使得牦牛乳的干物質(zhì)含量較高[1];此外,牦牛乳中含有豐富的活性肽、維生素、鈣、鋅等營養(yǎng)成分,尤其是維生素C[2]。牦牛乳還具有良好的抗疲勞、調(diào)節(jié)免疫以及緩解骨質(zhì)疏松等功能特性,這與牦牛乳中含有豐富的共軛亞油酸、低聚糖、活性肽等成分有關(guān)[3-4]。

牦牛乳豐富的營養(yǎng)特性使其在乳制品加工方面具有良好的優(yōu)勢,主要用來加工鮮奶、酸奶、酥油、奶茶、奶皮、奶渣等乳制品。牦牛乳干物質(zhì)含量較高,酪蛋白含量豐富,使其在酸奶等乳制品中有著良好的應(yīng)用前景。然而,由于脂肪含量較高,牦牛發(fā)酵乳制品存在質(zhì)地較硬、膻味較重等問題。為提高產(chǎn)品品質(zhì),許多學(xué)者通過采用復(fù)合菌種、復(fù)配乳等多種方法對牦牛發(fā)酵乳品質(zhì)進行改善[5]。目前,我國對牦牛乳的產(chǎn)品深加工研究整體落后于牛乳,大多是傳統(tǒng)牦牛乳制品的延伸,并沒有很好地展現(xiàn)出牦牛乳的特色以及經(jīng)濟價值。

藍(lán)紋干酪又稱青紋干酪,是以婁地青霉(Penicilliumroqueforti)為次級發(fā)酵劑的霉菌內(nèi)部成熟的一種干酪,因其里面有美麗的藍(lán)色或綠色的大理石花紋而享有盛譽,有著悠久的食用歷史。意大利北部倫巴底的古岡左拉干酪(Gorgonzola cheese)是第一個文獻記錄的藍(lán)紋干酪(公元879年)。藍(lán)紋干酪的主要特點是在成熟過程中,婁地青霉通過β-氧化途徑水解脂肪生成甲基酮,使干酪形成強烈的風(fēng)味[6]。研究表明,甲基酮是藍(lán)紋干酪最突出的揮發(fā)性風(fēng)味成分,其相對含量占總體風(fēng)味成分的50%～70%[2]。一般來說,甲基酮的主要風(fēng)味特征是果香味、霉變味和花香味等,其中2-庚酮會使干酪風(fēng)味表現(xiàn)出明顯的辛辣味[7-8]。由于婁地青霉的存在,藍(lán)紋干酪中蛋白和脂肪的降解比其他干酪更為劇烈和徹底。

牦牛乳中鈣離子和非脂乳固體含量均高于荷斯坦牛乳,使其在原制干酪加工以及得率方面可能具有更好的優(yōu)勢[9]。Zhang等[10]研究表明,牦牛乳中酪蛋白膠束較小,在凝乳酶作用下能夠快速形成酪蛋白凝膠,具有較高的彈性模量,能夠形成更加均勻的凝膠。目前對牦牛干酪的研究較少,主要是研究乳酸菌等細(xì)菌發(fā)酵劑制備的半硬質(zhì)或硬質(zhì)切達(dá)干酪,考察發(fā)酵劑、制備工藝對成熟過程中干酪蛋白降解、風(fēng)味等成熟特性的影響,而對婁地青霉等霉菌成熟的藍(lán)紋牦牛干酪研究未見報道,霉菌發(fā)酵劑對牦牛乳中蛋白質(zhì)的降解以及干酪風(fēng)味形成的影響仍不清晰[11]。與細(xì)菌成熟牦牛干酪相比,婁地青霉能否有效縮短藍(lán)紋牦牛干酪的成熟時間,婁地青霉對牦牛中蛋白質(zhì)的降解特性有何不同,是否會顯著影響牦牛干酪的特征風(fēng)味?；谶@些問題,本研究擬考察婁地青霉對牦牛干酪蛋白質(zhì)降解以及風(fēng)味物質(zhì)合成的影響,利用統(tǒng)計學(xué)分析闡明藍(lán)紋牦牛干酪的成熟特性,希望為新型牦牛干酪的開發(fā)以及牦牛乳的高值化加工奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干酪發(fā)酵劑[婁地青霉發(fā)酵劑(PV LYO 10 D)和凝乳酶 (Marzyme 150 MG)],丹尼斯克中國有限公司;新鮮牦牛乳采購自青海地區(qū),由高原之寶公司提供;氯化鈣、氯化鈉、硫酸、磷鎢酸、無水硫酸鈉、氫氧化鉀、NH4HCO3、甲醇、甲酸等均為分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;2-甲基-3-庚酮(色譜純),上海源葉生物科技有限公司;萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDMS),賽默飛世爾科技公司;氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(Type AN-2、Type B),日本W(wǎng)ako公司。

1.2 儀器與設(shè)備

VAT-70型干酪槽,德國KLT公司;FOSS 8400型全自動凱氏定氮儀,瑞典FOSS型分析儀器有限公司;3-18K型冷凍離心機,德國Sigma公司;WNB7-45型快速升溫水浴鍋,德國Memmert有限公司;L-8900型全自動氨基酸分析儀,日本Hitachi有限公司;7890B-7000D型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國安捷倫公司。

1.3 實驗方法

1.3.1藍(lán)紋牦牛干酪制備工藝流程

藍(lán)紋牦牛干酪制備工藝流程如圖1。將新鮮牦牛乳進行巴氏殺菌(65 ℃,30 min),冷卻至32 ℃,添加乳酸菌發(fā)酵劑(添加量為0.03 g/L),32 ℃發(fā)酵120 min。發(fā)酵結(jié)束后乳酸調(diào)節(jié)pH值至6.1,添加CaCl2(添加量為0.1 g/L)、凝乳酶(添加量為0.2 g/L),待凝乳后用切刀切割成1 cm3的塊狀,靜置3～5 min,攪拌排除乳清。加入食用鹽(添加量為2%)、婁地青霉,入模成型(16 ℃,12 h),卸模,放入培養(yǎng)箱,進入后期成熟。成熟溫度控制程序:1～4 d,26 ℃;5～11 d,14 ℃;12～46 d,10 ℃。

圖1 藍(lán)紋牦牛干酪制備工藝流程Fig.1 Preparation process of blue style-yak milk cheese

取樣設(shè)置:分別在干酪成熟的不同階段取樣,取樣時間分別為成熟1、4、7、11、18、25、32、39、46 d。樣品取出后迅速分裝(約50 g/份),并放置于 -80 ℃ 冰箱備用。

1.3.2牦牛干酪理化指標(biāo)的測定

1.3.2.1 牦牛干酪蛋白降解特性分析

1) pH 4.6-可溶性氮指標(biāo)的測定。pH 4.6-可溶性氮(pH 4.6-SN)指標(biāo)代表干酪蛋白水解廣度,表征干酪中的多肽含量,主要基于酪蛋白等電點析出原理測定。檢測方法依據(jù)Leclercq-Perlat等[12]的方法并略加修改。準(zhǔn)確稱取5 g牦牛干酪樣品,研磨 1 min 后加入45 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液中混勻。采用HCl(2 mol/L)調(diào)整pH值至4.6,25 ℃水浴1 h,8 000 r/min離心20 min。用濾紙過濾取上清液,得到pH 4.6-SN溶液。用凱氏定氮儀測定溶液含氮量,pH4.6-SN計算方法見式(1)。

(1)

式(1)中,ρpH4.6表示pH值為4.6的溶液上清液含氮量,mg/100 mL;ρ總氮表示干酪總含氮量,mg/100 mL。

2) 12%三氯乙酸-可溶性氮指標(biāo)的測定。12%三氯乙酸-可溶性氮(12% TCA-SN)指標(biāo)代表干酪蛋白水解深度,表征干酪中的小分子肽(2～20個氨基酸殘基)、短肽等含量。精確量取pH 4.6-SN溶液10 mL,加入等體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%的三氯乙酸(TCA)溶液,充分混勻,25 ℃水浴1 h,8 000 r/min離心20 min。用濾紙過濾取上清液,得到12% TCA-SN溶液。用凱氏定氮儀測定溶液含氮量,12%TCA-SN計算方法見式(2)。

(2)

式(2)中,ρ12%TCA表示12%TCA溶液上清液含氮量,mg/100 mL;ρ總氮表示干酪總含氮量,mg/100 mL。

3) 5%磷鎢酸-可溶性氮指標(biāo)的測定。5%磷鎢酸-可溶性氮(5% PTA-SN)指標(biāo)代表干酪蛋白質(zhì)的二次水解程度,表征在發(fā)酵劑肽酶的作用下生成的游離氨基酸含量。精確量取pH 4.6-SN溶液5 mL,加入3.5 mL濃度為3.95 mol/L的H2SO4和1.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%的磷鎢酸溶液(PTA),混合均勻后靜置,4 ℃過夜,8 000 r/min離心20 min,得到5%PTA-SN溶液。取上清液,用凱氏定氮儀測定溶液含氮量,5%PTA-SN計算方法見式(3)。

(3)

式(3)中,ρ5%PTA-SN,表示5%PTA-SN溶液上清液含氮量,mg/100 mL;ρ總氮表示干酪總含氮量,mg/100 mL。

1.3.2.2 游離氨基酸的測定

取1 mL的5% PTA-SN溶液,用40%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為1.7～2.2,經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后上機(全自動氨基酸分析儀)分析。

1.3.2.3 干酪水分含量的測定

根據(jù)GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》測量干酪水分含量,每個樣品重復(fù)測定3次。

1.3.2.4 干酪pH值的測定

取10 g研磨均勻的干酪樣品于小燒杯中,加入10 mL去離子水,充分?jǐn)嚢?搖勻后用pH計測量讀數(shù),每個樣品重復(fù)測定3次。

1.3.3牦牛干酪風(fēng)味物質(zhì)的測定

1.3.3.1 樣品預(yù)處理

萃取頭為50/30 μm DVB/CAR/PDMS (1 cm),經(jīng)過250 ℃老化1 h后使用。精確稱量1 g研磨的干酪樣品,加入1 μL質(zhì)量濃度為2.5 μg/mL的2-甲基-3-庚酮(內(nèi)標(biāo))后迅速攪拌,放入20 mL的頂空進樣瓶中,50 ℃水浴孵育,插入萃取頭吸附40 min。

1.3.3.2 GC-MS分析條件

選用DB-Wax毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。 程序升溫條件: 50 ℃保持2 min,以5 ℃/min升溫至140 ℃,保持2 min;以4 ℃/min升溫至200 ℃,保持2 min;以10 ℃/min升溫至230 ℃,保持1 min。以氦氣為載氣,流速為 1 mL/min。采用EI離子源,電子能量為70 eV,離子源溫度為230 ℃,質(zhì)量掃描范圍為30～500 u。掃描方式:全掃描,調(diào)諧文件為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧。GC-MS測定的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)據(jù)根據(jù)NIST 11譜庫檢索。采用相同的升溫程序,以正烷烴C6-C25為標(biāo)準(zhǔn),按式(4)計算化合物的保留指數(shù)。

法律是為全人類謀福祉的工具，這既是法律的最終目的，又體現(xiàn)了法律以人為本的立法宗旨，工作環(huán)境權(quán)的相關(guān)法律所體現(xiàn)的精神是“高標(biāo)”的法律精神。與工作環(huán)境相關(guān)的法律，國外的諸如國際勞工組織的《職業(yè)安全衛(wèi)生與工作環(huán)境公約》、美國的《職業(yè)安全衛(wèi)生法》、瑞典的《工作環(huán)境法》、日本《的勞動安全衛(wèi)生法》等等，國內(nèi)諸如《勞動法》《勞動合同法》《安全生產(chǎn)法》《職業(yè)病防治法》等。具體到教師職業(yè)而言，涉及教師工作環(huán)境權(quán)的法律包括《教育法》《教師法》中某些條款，但都不完善。

(4)

式(4)中,LRI為保留指數(shù);Rt為保留時間,min;n和n+1為正構(gòu)烷烴在未知物流出前后兩個階段中所含有的碳原子數(shù)。采用內(nèi)標(biāo)法計算各揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均進行3次平行測定,測定結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,用Origin軟件進行圖形分析,用SPSS 19.0對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計,采用ANOVA程序中的Duncan法進行顯著性檢驗,P<0.05表示差異顯著。采用內(nèi)標(biāo)法對揮發(fā)性物質(zhì)進行半定量分析。不同成熟時間樣品之間風(fēng)味物質(zhì)顯著性差異分析采用單因素方差分析,多重檢驗校正為FDR,Post-hoc檢驗方法為Tukey-kramer,置信度設(shè)置為0.95。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中外觀、水分與pH值的變化

牦牛乳固形物含量高,具有豐富的營養(yǎng)。肉眼觀察顯示婁地青霉能夠在牦牛乳凝乳塊上良好生長。藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程外觀如圖2。由圖2可見,成熟3 d干酪表面就被婁地青霉完全覆蓋,成熟46 d后,干酪內(nèi)部整體呈現(xiàn)乳黃色,內(nèi)部間隙中婁地青霉生長良好,呈大理石藍(lán)色花紋,說明婁地青霉在牦牛乳基質(zhì)上生長良好。

圖2 藍(lán)紋牦牛干酪外觀及切面形貌Fig.2 Appearance and cross-sectional morphology of blue style-yak milk cheese

圖3 藍(lán)紋牦牛干酪水分含量和pH值的變化Fig.3 Changes in moisture and pH of blue style-yak milk cheese

2.2 藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中蛋白質(zhì)降解指標(biāo)變化

干酪成熟過程中蛋白質(zhì)降解程度可用水溶性氮(ASN)含量占總氮(TN)的質(zhì)量比來表示。蛋白質(zhì)降解程度是評估干酪成熟最重要的指標(biāo)之一,藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中蛋白質(zhì)降解指標(biāo)的變化情況見圖4。由圖4可知,牦牛干酪在成熟初期蛋白降解迅速,隨后上升趨勢變緩。成熟4 d時,12% TCA-SN為5.17%,到成熟末期(46 d)時達(dá)到28.56% [圖4(a)];而pH 4.6-SN由10.96%上升到39.09% [圖4(b)];5% PTA-SN在1 d時含量極低,隨著成熟時間延長持續(xù)升高,到成熟46 d達(dá)到9.75% [圖4(c)]。Masotti等[14]研究表明,Strachitunt干酪(一種意大利藍(lán)紋牛乳干酪)成熟 75 d后,TCA-SN、PTA-SN分別僅有11.59%、3.47%,低于藍(lán)紋牦牛干酪,說明婁地青霉對牦牛乳蛋白的降解程度更好,有利于干酪的快速成熟,這也有利于提高原制干酪的安全性,避免環(huán)境微生物污染[15]。一般來說,pH 4.6-SN和12% TCA-SN分別代表蛋白水解的廣度及深度。5% PTA-SN代表蛋白質(zhì)的二次水解程度,5% PTA-SN是發(fā)酵劑肽酶的作用結(jié)果。本研究結(jié)果表明,藍(lán)紋牦牛干酪在乳酸菌和婁地青霉的作用下蛋白質(zhì)迅速降解,形成大量的多肽、氨基酸等,由此改善了干酪的質(zhì)地與口感[16]。

*表示組間數(shù)據(jù)差異顯著(P<0.05),**表示組間數(shù)據(jù)差異較顯著(P<0.01),***表示組間數(shù)據(jù)差異極顯著(P<0.001)。圖4 藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中蛋白質(zhì)降解分析Fig.4 Analysis of protein degradation during maturation of blue style-yak milk cheese

由圖4(d)可知,藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中共檢測到19種游離氨基酸,其中谷氨酸(Glu)含量最高,其次為亮氨酸和纈氨酸。3種氨基酸質(zhì)量的總和超過總游離氨基酸質(zhì)量的50%,且其含量隨著成熟時間的延長呈遞增趨勢,其中,Glu含量從 2.93 mg/g(4 d)增加至5.26 mg/g(46 d)。牦牛干酪成熟后總游離氨基酸含量顯著高于成熟初期,這與5% PTA-SN測定結(jié)果一致[圖4(e)],表明藍(lán)紋牦牛干酪富含游離氨基酸,具有豐富的營養(yǎng)。按照氨基酸的呈味特性,對測定的游離氨基酸進行分類,結(jié)果顯示,藍(lán)紋牦牛干酪成熟末期鮮味氨基酸的含量顯著升高,而甜味、苦味以及苦略甜三類氨基酸含量顯著降低[圖4(f)]。與Danish藍(lán)紋干酪相比,藍(lán)紋牦牛干酪中鮮味氨基酸,如Glu含量占總氨基酸比例更高,而成熟過程中苦味氨基酸如Leu含量沒有大量生成[17]。與藍(lán)紋牛乳干酪相比,藍(lán)紋牦牛干酪中游離氨基酸含量更高,含量較高的氨基酸均為Glu、Leu等[18]。游離氨基酸含量的分布與酪蛋白的水解路徑密切相關(guān),包括蛋白酶、多肽酶以及氨肽酶等多種酶解作用。Leu、Phe和Val是由αs1酪蛋白占主導(dǎo)地位水解產(chǎn)生,而具有甜味的脯氨酸(Pro)與β酪蛋白水解有關(guān)[19]。本研究利用婁地青霉制備的藍(lán)紋牦牛干酪游離氨基酸含量高于藍(lán)紋牛乳干酪,具有更加豐富的營養(yǎng)特性。

2.3 藍(lán)紋牦牛干酪風(fēng)味物質(zhì)分析

2.3.1風(fēng)味物質(zhì)總體變化分析

風(fēng)味是干酪品質(zhì)的關(guān)鍵構(gòu)成因子。藍(lán)紋牦牛干酪中揮發(fā)性物質(zhì)測定結(jié)果如表1。由表1可知,采用GC-MS法共檢測出53種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類14種,有機酸類9種,酯類14種,醛類3種,酮類有13種。圖5為藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中風(fēng)味物質(zhì)含量的變化。圖5結(jié)果顯示,與成熟 1 d 相比,成熟25 d和46 d樣品的風(fēng)味物質(zhì)總含量顯著增加,成熟中后期的成熟溫度較低,因此,25 d和 46 d 干酪樣品的風(fēng)味物質(zhì)總量并沒有顯著差異 [圖5(a)]。成熟25 d樣品中有機酸類風(fēng)味物質(zhì)含量顯著高于 46 d 樣品;酯類風(fēng)味物質(zhì)含量在兩組間沒有顯著性差異,然而,成熟46 d樣品中酮類化合物的含量顯著高于25 d樣品[圖5(b)]。這說明成熟末期 (46 d) 牦牛干酪的風(fēng)味物質(zhì)組成與成熟中期 (25 d) 存在一定差異,尤其是有機酸、醛類以及酮類風(fēng)味物質(zhì),這其中婁地青霉可能起著重要的作用。婁地青霉在干酪成熟過程中能夠分泌多種脂肪酶,促進脂肪降解來源的風(fēng)味物質(zhì)合成[20]。

表1 藍(lán)紋牦牛干酪風(fēng)味物質(zhì)變化

不同小寫字母表示組間數(shù)據(jù)差異顯著(P<0.05)。圖5 藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中風(fēng)味物質(zhì)總體變化Fig.5 Overall changes in flavor substance of blue style-yak milk cheese

2.3.2藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中風(fēng)味成分變化分析

干酪成熟過程存在非常復(fù)雜的微生物催化以及化學(xué)性反應(yīng),氨基酸、脂肪酸以及糖類代謝產(chǎn)物在微生物等的作用下產(chǎn)生多種多樣的風(fēng)味物質(zhì)。成熟中的干酪成分變化是一個動態(tài)過程,隨著時間的延長,干酪中蛋白質(zhì)和脂肪的降解產(chǎn)物迅速增加,而乳糖等糖類成分含量迅速減少,這也會影響干酪整體風(fēng)味特征的變化。圖6為牦牛干酪在成熟1、25 d以及46 d風(fēng)味成分的變化情況。OPLS-DA分析結(jié)果顯示,3組干酪樣品的風(fēng)味物質(zhì)組成有顯著差異,能夠得到良好的區(qū)分[圖6(a)]。進一步通過堆疊圖分析顯示,與成熟1 d樣品相比,成熟25、46 d 兩組樣品的風(fēng)味物質(zhì)組成有著顯著的差異,其中化合物et3(辛酸甲酯)、ke4(2-壬酮)以及ke2(2-庚酮)在牦牛干酪成熟過程中相對含量最高,占比達(dá)到50%左右[圖6(b)]。氣泡豐度圖分析也有類似的結(jié)果,酮類化合物和酯類化合物在牦牛干酪成熟中后期(25、46 d)占比最高,對整體風(fēng)味特征有著明顯的影響。醇類化合物al2(甲醇)、al4(3-甲基-1-丁醇)等化合物在成熟初期(1 d)相對含量最高,而隨著成熟時間延長,相對含量迅速下降;有機酸類化合物ac1(丁酸)、ac4(己酸)、ac5(辛酸)等組分在成熟中期(25 d)相對含量最高,成熟末期(46 d)相對含量迅速降低,而酮類化合物相對含量迅速升高[圖6(c)]。藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中有機酸類物質(zhì)降低、甲基酮與甲酯類化合物含量升高,使得干酪的風(fēng)味特征發(fā)生明顯改變;而在Strachitunt干酪中短鏈有機酸類風(fēng)味物質(zhì)含量占比最高,其次為酯類和甲基酮類化合物[14]。風(fēng)味物質(zhì)的變化對藍(lán)紋牦牛干酪的風(fēng)味特征有顯著影響。丁酸、己酸、辛酸等有機酸類化合物具有刺激性的氣味,如酸味、脂肪味、奶酪味以及肥皂味等風(fēng)味特征;2-壬酮、2-庚酮等甲基酮類化合物具有果味、甜味、奶酪味等風(fēng)味特征。這說明酪蛋白、乳脂肪等成分的降解產(chǎn)物在婁地青霉作用下,經(jīng)過β-氧化等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酮類、酯類成分,從而賦予牦牛干酪特有的風(fēng)味[6]。藍(lán)紋牦牛干酪成熟后期短鏈脂肪酸含量減少能夠降低干酪的辛辣刺激風(fēng)味,而甲基酮類物質(zhì)的升高使得藍(lán)紋牦牛干酪的風(fēng)味特征明顯區(qū)別于細(xì)菌成熟的牦牛硬質(zhì)干酪[21]。

圖6 藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中風(fēng)味物質(zhì)組成分析Fig.6 Analysis of flavor composition of blue style-yak milk cheese

2.3.3藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中風(fēng)味物質(zhì)差異分析

對牦牛干酪中醇、酸、酯以及酮等主要風(fēng)味物質(zhì)進行了差異分析,結(jié)果如圖7。在醇類化合物中,牦牛干酪成熟初期(1 d)大部分醇類化合物含量較低,含量最高的3種分別為al2、al4和al7(2-庚醇),其中al4含量最高,達(dá)到9.59 μg/g;隨著成熟時間的延長,醇類化合物的含量逐漸上升,尤其是al2、al1(2-戊醇)和al7等化合物。醇類化合物al5(2-辛醇)在成熟中期(25 d)含量迅速增加(10.26 μg/g),然而在成熟末期(46 d)含量迅速下降(0.29 μg/g)[圖7(a)]。醇類化合物閾值較高,使得其對牦牛干酪風(fēng)味貢獻可能較小,然而醇類化合物可與脂肪酸進一步生成風(fēng)味酯。醇類物質(zhì)的生成與脂肪酸、氨基酸的代謝相關(guān),如氨基酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨反應(yīng)生成α-酮酸,α-酮酸進一步降解生成醛,醛還原為醇。

NA表示組間差異不顯著;**表示組間差異較顯著(P<0.01),***表示組間差異極顯著(P<0.001)。圖7 藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中風(fēng)味物質(zhì)組成顯著性分析Fig.7 Analysis of difference of flavor components in blue style-yak milk cheese

圖7(b)顯示,牦牛干酪成熟初期有機酸類化合物含量均較低,然而在成熟中期(25 d)所有有機酸類化合物含量均顯著升高,其中ac4、ac5、ac1以及ac6(正癸酸)等4種有機酸含量最高。在成熟末期(46 d)有機酸類化合物的含量顯著下降,相對含量最高的依次為ac4、ac5、ac1,其中ac4由45.38 μg/g(25 d)下降至10.47 μg/g(46 d),下降了76.93%,有效地降低了藍(lán)紋牦牛干酪的刺激性風(fēng)味;在Strachitunt藍(lán)紋干酪中,ac1(丁酸)、ac4(己酸)含量最高,對干酪的刺激性風(fēng)味貢獻較大[14]。藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中發(fā)酵劑所產(chǎn)生的脂肪酶會水解乳脂肪,生成大量短鏈脂肪酸(C2-C12),而到成熟后期,脂肪酸經(jīng)過β-氧化等系列生化反應(yīng)生成大量酮類化合物,導(dǎo)致有機酸類化合物含量顯著下降。酸類化合物香氣閾值低,且具有各自顯著的特征風(fēng)味,對干酪風(fēng)味貢獻較大[22]。此外,短鏈脂肪酸還是酮、醇、酯等揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的前體。酸類物質(zhì)主要由脂類水解、乳糖代謝以及蛋白質(zhì)分解所形成的脂肪酸、氨基酸、乳酸等進一步代謝生成。

圖7(c)顯示,牦牛干酪中酯類化合物主要有et3、et13(癸酸乙酯)、et1(丁酸甲酯)、et6(癸酸甲酯)等。大部分酯類化合物在成熟中后期含量顯著上升,其中et3含量最高,且在成熟中后期含量較穩(wěn)定,質(zhì)量比達(dá)到235.12 μg/g左右。酯類化合物是干酪中重要的呈香物質(zhì),大部分來自酸和醇的酯化反應(yīng)。牦牛干酪成熟中后期產(chǎn)生了多種甲酯類化合物,這可能與前體物甲醇的合成有關(guān),這與藍(lán)紋牛奶干酪具有一定差異[23]。酯類化合物具有果香和花香,更重要的是,在藍(lán)紋干酪中酯類化合物還能夠顯著減弱酸類化合物所帶來的酸敗味與刺激風(fēng)味,平衡干酪的整體風(fēng)味[24]。

圖7(d)顯示,牦牛干酪成熟初期產(chǎn)生的酮類化合物非常少,主要有ke2、ke4、ke1(2-戊酮)等。在成熟中后期酮類化合物的合成顯著增強,ke4、ke2、ke1、ke6(丙酮)等酮類化合物的含量顯著提高,其中ke4含量最高,質(zhì)量比達(dá)到235.28 μg/g,其次為ke2,這兩種酮類化合物的含量在干酪成熟中后期無顯著差異。然而,ke1、ke6、ke5(2-十一烷酮)、ke3(2-辛酮)等化合物在成熟末期含量要顯著高于成熟中期。甲基酮類化合物的閾值較低,多通過脂肪酸氧化、脫羧而來,在干酪風(fēng)味形成的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[25]。2-壬酮、2-庚酮等甲基酮類化合物來源于亞油酸等不飽和脂肪酸的氧化反應(yīng),其形成與婁地青霉菌有很大的關(guān)系,能夠賦予牦牛干酪以花香、果香、草藥香以及霉腐香氣,對干酪風(fēng)味形成具有積極作用,是藍(lán)紋干酪等霉菌成熟干酪具有的獨特風(fēng)味物質(zhì)[26-27]。2-戊酮具有果香以及輕微的乳樣香氣,也是牦牛干酪成熟后期的主要風(fēng)味物質(zhì)[28]。這與Wolf等[23]的研究結(jié)果類似,奇數(shù)碳(C3-C9)的甲基酮類化合物是Argentinean藍(lán)紋干酪中的主要酮類物質(zhì),其含量與組成對藍(lán)紋干酪獨特的風(fēng)味有著重要的作用。

圖7(e)、(f)展示了牦牛干酪在成熟過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化以及貢獻。結(jié)果顯示,與成熟前期相比,牦牛干酪成熟末期酮類化合物的合成大幅度提升,而成熟中期是有機酸類化合物合成的活躍時期,相對含量最高的et3、ke4、ke2、ke1等化合物主要在成熟中后期合成。發(fā)酵劑種類以及原料乳營養(yǎng)組成會顯著影響干酪的風(fēng)味特征。牛婕等[29]研究表明,牦牛干酪成熟90 d后主要以酸和醇類物質(zhì)為主,僅檢測出2-庚酮等4種酮類化合物,總含量不到風(fēng)味物質(zhì)含量的10%。張心予等[21]研究表明,牦牛半硬質(zhì)干酪主要特征風(fēng)味物質(zhì)為丁酸丁酯、丁酸、2-丁酮以及1-丁醇等化合物?；羯欣俚萚30]對細(xì)菌成熟180 d牦牛干酪風(fēng)味進行研究也表明,酯類和部分甲基酮類化合物是特征揮發(fā)性物質(zhì)。這表明,與細(xì)菌成熟干酪相比,婁地青霉對藍(lán)紋牦牛干酪的風(fēng)味物質(zhì)組成影響非常明顯,且藍(lán)紋牦牛干酪的風(fēng)味特征與牦牛硬質(zhì)干酪具有顯著差異[31]。Ben等[32]對6種市售藍(lán)紋干酪的風(fēng)味物質(zhì)進行了對比分析,結(jié)果表明不同地域的藍(lán)紋干酪風(fēng)味物質(zhì)組成有一定差異,但是主要以酮類、酯類和醇類化合物為主,其中酮類化合物含量最高,含量排序依次為2-庚酮、2-戊酮、2-丁酮,而這與藍(lán)紋牦牛干酪的主要酮類化合物有所不同。婁地青霉的加入顯著提高了牦牛干酪中甲酯類、甲基酮類風(fēng)味物質(zhì)的合成能力,使得其整體風(fēng)味特征與其他干酪有著顯著的區(qū)別。此外,牦牛乳營養(yǎng)組分含量與普通牛乳有較大差異,尤其是乳脂肪含量,因此在成熟過程中對風(fēng)味也有著重要的影響。

3 結(jié) 論

牦牛乳是一種具有優(yōu)良營養(yǎng)特性的特色乳品種,雖然產(chǎn)量較低,但是其豐富的營養(yǎng)以及多種功能特性對豐富我國乳品市場有著重要的作用。牦牛乳的高干物質(zhì)含量和高鈣含量尤其適合制備干酪產(chǎn)品,然而目前對牦牛干酪的研究較少。因此,本研究以婁地青霉為發(fā)酵劑,開發(fā)了藍(lán)紋牦牛干酪,并對其成熟特性以及特征風(fēng)味物質(zhì)進行研究。藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中蛋白質(zhì)降解程度較高,能夠形成大量多肽以及氨基酸;此外,藍(lán)紋牦牛干酪的風(fēng)味物質(zhì)組成具有顯著特征,2-壬酮、2-庚酮、2-戊酮、辛酸甲酯、己酸等風(fēng)味化合物是牦牛干酪的主要風(fēng)味物質(zhì)。在藍(lán)紋牦牛干酪成熟過程中,甲基酮類物質(zhì)含量顯著增加,酯類物質(zhì)含量相對穩(wěn)定,而脂肪酸類物質(zhì)含量在成熟末期顯著降低。本研究表明,婁地青霉非常適合制備牦牛干酪產(chǎn)品,有著成熟周期短、營養(yǎng)價值豐富等特點。婁地青霉發(fā)酵劑能夠快速促進牦牛干酪的成熟,并且在成熟過程中能夠迅速形成生長優(yōu)勢。藍(lán)紋牦牛干酪在風(fēng)味特征、蛋白降解等成熟特性方面與牦牛硬質(zhì)干酪以及牛奶藍(lán)紋干酪有著顯著區(qū)別。本研究旨在為牦牛乳的精深加工奠定技術(shù)基礎(chǔ)。