稻米油對涂抹再制干酪微觀結(jié)構(gòu)的影響

徐杭蓉，鄭遠(yuǎn)榮，劉振民*

乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室，上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院（上海 200436）

再制干酪是以天然干酪為原料，通過加熱和持續(xù)攪拌而生產(chǎn)的具有一定貨架期的產(chǎn)品，同時具有口味多樣性且成本較低，因此受到消費者青睞[1]。隨著生活水平提高，人們越來越關(guān)心飲食是否健康。膳食中的脂肪，尤其是動物脂肪被認(rèn)為與心血管類疾病密切相關(guān)。油脂是人造奶油、干酪等食品中的重要組分，油脂體系的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠包裹大量脂肪球，所以，脂肪球?qū)τ椭a(chǎn)品的宏觀性能具有極大影響力。對于大多數(shù)半固脂類產(chǎn)品，組織特性取決于體系內(nèi)固體組分，這種固體組分常常以三維膠狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在。通過結(jié)晶，油脂形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此油脂產(chǎn)品所具有的理化性質(zhì)、感官性質(zhì)等都與油脂網(wǎng)絡(luò)的機械性能相關(guān)。產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)性質(zhì)、感官性質(zhì)也取決于油脂的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)，而油脂的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)是由晶體之間的交義聚集所決定的。其中，不飽和脂肪酸熔點比相同碳原子飽和脂肪酸熔點低，雙鍵數(shù)目越多，脂肪酸的熔點越低[2-3]。具有更高飽和度脂肪酸組成導(dǎo)致更大且更不規(guī)則的脂肪晶體。含有由高熔點脂肪酸組成的甘油三酯的油脂，如大豆油，作為相互連接的聚集體結(jié)晶，賦予產(chǎn)品硬度和增強抗變形能力。在加工再制過程中，攪拌和加熱導(dǎo)致甘油三酯的共價鍵斷裂，并且因為乳化作用，融化的脂肪形成直徑可變的液滴。這些液滴的直徑與共價鍵的破裂率有關(guān)，這又取決于加工過程中施加的剪切力，脂肪酸組成和脂肪網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。長鏈脂肪酸賦予脂肪高度疏水性質(zhì)并增加強范德華力，導(dǎo)致更大和更不規(guī)則的脂肪晶體和液滴。Lobato-Calleros等[4]研究發(fā)現(xiàn)植物油脂比例的增加會導(dǎo)致脂肪球數(shù)量的減少和直徑的增加，脂肪球直徑的增加表明乳化過程不足以破壞和分散大塊的植物油脂。試驗探究稻米油對涂抹再制干酪脂肪酸構(gòu)成和脂肪球大小及分布的影響，為涂抹再制干酪的植物油脂替代提供數(shù)據(jù)支撐與理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

切達(dá)干酪、黃油、脫脂乳粉、凝乳酶酪蛋白（所用干酪均采用同一批次原料，并充分混合以保證原料的均一，光明乳業(yè)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（中鹽上海市鹽業(yè)公司）；六偏磷酸鈉（貝克吉利尼天創(chuàng)磷酸鹽有限公司）；三聚磷酸鉀、三聚磷酸鈉、乙酸異戊酯、戊二醛、氨水、無水乙醇、無水乙醚、石油醚、硫酸銅、硫酸鋅、氫氧化鈉、硫酸、鹽酸、乙醇、溴甲酚綠-甲基紅、硝酸、氧化鑭（均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）。

融化鍋（UM/SK5，德國Step Han）；場發(fā)射掃描電子顯微鏡（Gemini SEM 50，德國）；GC-MS氣相色譜質(zhì)譜儀（7890B-5977B，美國Agilent公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 涂抹再制干酪制備

涂抹再制干酪原料配比：8組樣品都以16.95%切達(dá)干酪、10.136%凝乳酶酪蛋白、5.1%脫脂乳粉、1.81%乳化鹽、0.4% KCl為基礎(chǔ)，添加17.367%油脂，補足水分至100%。所添加的原料油脂分別為A 0%稻米油+100%黃油、B 25%稻米油+75%黃油、C 50%稻米油+50%黃油、D 75%稻米油+25%黃油、E 100%稻米油+0%黃油。A組為對照組。

制備工藝流程：每次試料配料量1.5 kg，按配方稱取相應(yīng)原料后，將切達(dá)干酪切為均勻小塊，放入融化鍋內(nèi)，加入其他原料，加熱至90℃，同時將剪切速度調(diào)整為900 r/min，趁熱均質(zhì)，均質(zhì)壓力為200 MPa，取樣后迅速以流動的水快速降溫，到達(dá)室溫后放入4℃冰箱繼續(xù)冷卻，放置24 h。

1.2.2 涂抹再制干酪微觀結(jié)構(gòu)的測定

將樣品用小刀切割至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，將小瓶置于4℃冰箱固定4 h。期間不斷振動搖晃，防止奶酪黏壁。將戊二醛溶液倒出，加入pH 7.0磷酸緩沖液清洗，清洗3次，每次10～15 min。分別用30%，50%，70%和90%的乙醇進(jìn)行梯度脫水，每次10～15 min。加入無水乙醇進(jìn)行脫水1 h。倒出乙醇溶液，加入無水乙醇和乙酸異戊酯（1∶1，V/V）混合溶劑進(jìn)行脫脂2 h。脫脂后取出樣品，加入液氮冷凍破碎。冷凍干燥，噴金，觀察[5]。

1.2.3 涂抹再制干酪的脂肪酸測定

取0.3 g干酪樣品，加入3 mL正己烷溶解，加入3 mL氫氧化鈉-甲醇溶液，充分振搖3 min。加入3 mL水和20 μL內(nèi)標(biāo)C19∶0，振蕩1 h，靜置30 min后離心（3 000 r/min），取上層己烷溶解液進(jìn)樣。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻米油含量對涂抹再制干酪微觀結(jié)構(gòu)的影響

從圖1可以看出，隨稻米油替代比例增加，涂抹再制干酪結(jié)構(gòu)中脂肪球直徑逐漸增大，與脂肪酸中LCFA含量變化相對應(yīng)。其中，對照組脂肪球直徑較小，約3 μm，且分布較為均勻。

圖1 不同稻米油添加量的涂抹再制干酪的微觀結(jié)構(gòu)（1 000×；5 000×）

稻米油含量25%產(chǎn)品中脂肪球直徑約4 μm。稻米油含量50%時，開始出現(xiàn)較大直徑脂肪球，且脂肪球分布不均勻。稻米油含量75%的涂抹再制干酪的微觀結(jié)構(gòu)中脂肪球直徑約8 μm，稻米油含量100%的脂肪球直徑約為11 μm，脂肪球大小不規(guī)則且分布不均勻。結(jié)構(gòu)中含有較小的脂肪球和均勻的脂肪球分布的涂抹再制干酪的可涂抹性較好，而且具有較大的彈性模量和較高的融化溫度，根據(jù)時溫等效原則，在長時間放置下具有更好的穩(wěn)定性，故稻米油替代比例應(yīng)控制在50%以下較為適宜。

2.2 稻米油含量對涂抹再制干酪脂肪酸的影響

圖2中，SCFA為短鏈脂肪酸；MCFA為中鏈脂肪酸；LCFA為長鏈脂肪酸。稻米油主要有米糠油和米珍油，市場上銷售的稻米油大多數(shù)為由米糠加工壓榨的米糠油。稻米油作為一種非傳統(tǒng)油脂，富含谷維素、生育酚、植物甾醇等活性成分，具有很高的營養(yǎng)價值。隨著稻米油替代比例增大，SCFA、MCFA比例降低，而LCFA比例增大。說明稻米油替代乳脂肪可以增加再制干酪產(chǎn)品的LCFA，而減少其SCFA、MCFA比例。根據(jù)氣相色譜分析結(jié)果可知，再制干酪水解生成量最多的游離脂肪酸為棕櫚酸（C16∶0）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1）和亞油酸（C18∶2），其中油酸（C18∶1）含量最高，接近于LCFA的1/3。油酸在人體體內(nèi)無法合成，是高血脂癥患者降低血脂水平和預(yù)防心血管疾病的推薦脂肪酸之一[6]。從圖2可以看出，隨著稻米油替代比例增大，再制干酪樣品中的不飽和脂肪酸比例也明顯增大，飽和脂肪酸比例則減小。其中多不飽和脂肪酸比例明顯增大，而單不飽和脂肪酸比例并沒有顯著性差異，且兩者比例大小逐漸接近。

脂肪由甘油三酯晶體網(wǎng)絡(luò)組成，甘油三酯晶體主要通過強健即強范德華相互作用連接，而二級鍵為弱范德華相互作用[7]。脂肪酸對甘油三酯的理化性質(zhì)影響大。脂肪酸大多數(shù)為偶碳直鏈的，少數(shù)為奇數(shù)碳鏈和具有支鏈。脂肪酸碳鏈中不含雙鍵的為飽和脂肪酸，而含有雙鍵的為不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸根據(jù)碳鏈中所含雙鍵多少，可以分為一烯酸、二烯酸和多烯脂肪酸。多不飽和脂肪酸（PUFAs）又稱多烯脂肪酸，指含有2個或2個以上不飽和雙鍵的脂肪酸。PUFAs在人體內(nèi)具有穩(wěn)定細(xì)胞膜功能、維持細(xì)胞因子、調(diào)控基因表達(dá)、維持脂蛋白平衡，進(jìn)而具有抗心血管疾病、抗炎、抗癌等生理功能，對人體有重要的生理功能。而且營養(yǎng)價值隨著雙鍵個數(shù)的增加而提高，即與其不飽和程度呈正相關(guān)關(guān)系[8]。目前有研究表明稻米油中的不飽和脂肪酸可以抑制肝癌細(xì)胞的遷移能力，且具有較高的抑制效率[9]。

酪蛋白酸鹽包被的脂肪球有助于凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，其中飽和脂肪酸比例的逐漸增加與硬度的增加相對應(yīng)[10]。從微觀結(jié)果可以看出，隨著稻米油添加比例增加，再制干酪中脂肪球數(shù)量減少，脂肪球直徑增大。稻米油替代對涂抹再制干酪的脂肪酸飽和度和鏈長的影響，導(dǎo)致再制干酪體系中脂肪球大小和分布的差異，也引起不同油脂涂抹再制干酪的蛋白質(zhì)體系中蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-脂肪間相互作用發(fā)生改變。對照組的原料黃油主要組成成分為乳脂肪，乳脂肪飽和脂肪酸含量為56.5%、單不飽和脂肪酸含量為29.81%、多不飽和脂肪酸含量為2.50%。因此對照組D0中乳脂肪雖然含有較大比例的飽和脂肪酸，但乳脂還含有相當(dāng)量的低分子量脂肪酸，使其非極性降低，進(jìn)而降低脂肪球間的吸引力并增強蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)之間親和力。正如在微觀結(jié)構(gòu)中所觀察到的那樣，對照組脂肪球小而分布均勻，植物油替代比例增加導(dǎo)致更大的脂肪滴。

圖2 不同稻米油含量的涂抹再制干酪的脂肪酸

3 結(jié)論

隨著稻米油替代比例增大，再制干酪樣品短鏈脂肪酸、中鏈脂肪酸比例降低，而長鏈脂肪酸比例增大。稻米油替代乳脂肪可以增加再制干酪產(chǎn)品的長鏈脂肪酸，而減少其短鏈脂肪酸、中鏈脂肪酸比例。稻米油替代對涂抹再制干酪的脂肪酸飽和度和鏈長的影響，導(dǎo)致再制干酪體系中脂肪球大小和分布的差異。對照組脂肪球小而分布均勻，植物油替代比例增加導(dǎo)致更大的脂肪球，通過微觀結(jié)構(gòu)觀察，稻米油含量50%時，開始出現(xiàn)較大直徑且分布不均勻的脂肪球。因此，稻米油含量應(yīng)控制在50%以下較為適宜。