不同酪蛋白對塊狀再制干酪品質(zhì)的影響

宗學(xué)醒，閆清泉，李志國，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）、斷裂測試和感官品評確定不同種類酪蛋白的比例對塊狀再制干酪品質(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)計表Table 1 Trial design

1.3.3 再制奶酪理化指標(biāo)測定

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

水分含量采用GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》[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)行測定，使用BOOKFIELD CT3 質(zhì)構(gòu)儀測定樣品的硬度、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。測定條件為：TA11/100 探頭，測試速度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。記錄測定過程中的各個質(zhì)構(gòu)參數(shù)，每個樣品進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，計算平均值和方差[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 個壓縮循環(huán)的峰值力。

彈性：當(dāng)破壞力去掉時，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：用來估計半固體食品達(dá)到吞咽前所需要的能量。

咀嚼性：咀嚼一個固體食品達(dá)到吞咽前的狀態(tài)所需的力。

1.3.5 斷裂測試

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)儀測定樣品的硬度和斷裂距離，測定儀器是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 融化性測定

融化性對于再制干酪在的口感有很重要的影響。融化性測定利用Olson 的方法[14]，取直徑1.5 cm 長度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，測定樣品融化后的長度，該長度表示再制干酪的融化性。

1.3.7 塊狀再制干酪感官評價

對再制干酪進(jìn)行感官評價，評分標(biāo)準(zhǔn)見表2所示。

表2 感官評價評分標(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)測定

按照1.3.4TPA 質(zhì)構(gòu)分析方法測定不同種類酪蛋白對再制干酪硬度、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)分析方法測定不同種類酪蛋白對再制干酪彈性、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 斷裂測試

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

圖4 不同種類酪蛋白對再制干酪斷裂測試的影響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，對形變的傳遞性弱，探頭對樣品上表面的壓力不易傳遞到整個樣品中，導(dǎo)致斷裂距離變長。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)斷裂測試，酶變性與膜分離酪蛋白質(zhì)量比為2 ∶1 時的樣品最容易掰開。

2.4 融化測試

按照1.3.6 的測試方法測試不同種類酪蛋白對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，同時每個膠束間的空間增大，酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)疏松，使脂肪球更容易流動，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 感官評價

不同種類酪蛋白對再制干酪感官品質(zhì)的影響如表4所示。

表4 感官評定表Table 4 Sensory evaluation

續(xù)表4 感官評定表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，產(chǎn)品感官評分最高，在膜分離酪蛋白添加量高時，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，硬度降低，黏度降低，咀嚼性提高。這與TPA 質(zhì)構(gòu)測試結(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)斷裂距離測試，酶凝酪蛋白與膜分離酪蛋白質(zhì)量比為2 ∶1 時斷裂距離最短，產(chǎn)品最容易掰開。根據(jù)感官評定結(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)。