新疆酸凝硬質干酪成熟條件的研究

馬麗婭，林捷，蘇建軍，何曉峰，鄭華

(1.華南農業大學 食品學院，廣州510642；2.伊犁嘉可思食品有限公司，新疆 伊寧 835700)

新疆酸凝硬質干酪成熟條件的研究

馬麗婭1，林捷1，蘇建軍2，何曉峰2，鄭華1

(1.華南農業大學 食品學院，廣州510642；2.伊犁嘉可思食品有限公司，新疆 伊寧 835700)

研究了成熟溫度、成熟時間和包裝方式等因素對新疆酸凝硬質干酪成熟的影響。分別以干酪中丁二酮質量分數和感官綜合評分為指標，確定優化的成熟條件為氣調包裝、15℃成熟30 d。在該成熟條件下，隨著干酪成熟時間的延長，干酪中的酯類、醛類、芳香環類、烷烴和烯烴類物質質量分數呈現增加的趨勢，而醇類和酸類物質則呈現降低的趨勢；在結構方面成熟干酪的分子空穴更大，蛋白質結構變得更加松散。

酸凝硬質干酪；成熟條件；風味物質；結構

0 引 言

干酪成熟是新鮮干酪中的脂肪、蛋白質及碳水化合物等成分在微生物及酶作用下，分解產生特定的風味物質和形成特定質構的一系列物理化學和生物化學變化的過程[1，2]。干酪的成熟與溫度、包裝、時間等因素存在密切的關系。干酪中水分質量分數與干酪成熟速率呈正相關關系相[3]。酸奶疙瘩是新疆牧區的傳統乳制品，由于其獨特的風味和豐富的營養，已成為當地居民生活中不可缺少的嗜好和營養食品。酸奶疙瘩以乳酸菌發酵凝固，經掛濾、成型、風干、成熟所制得，屬酸凝硬質干酪，因后熟條件未經嚴格控制，致使成品質地粗硬、口感差、風味不穩定，極大限制了產品的發展。通過新疆酸凝硬質干酪成熟條件的研究，對促進傳統乳制品的開發具有十分重要的意義。

1 實 驗

1.1 材料

新鮮酸凝硬質干酪：華南農業大學食品學院實驗室提供。

1.2 丁二酮產量測定方法

精確取干酪樣品20 g，加入蒸餾水100 mL，充分攪拌完全溶解，采用丁二酮蒸餾裝置進行蒸餾，收集前10 min蒸餾液。取2只潔凈試管，各準確加入10 mL蒸餾液，試驗管加入0.5 mL質量分數1%的鄰苯二胺溶液，充分搖勻后置于暗處20 min，再加入2 mL 4 moL/L鹽酸溶液；對照管僅加入2.5 mL 4 moL/L鹽酸溶液。以對照管調零，用紫外分光光度計在335 nm波長下測定吸光值，測定樣品重復3次，需在20 min內完成[4-6]。以下列公式計算丁二酮質量分數：

式中：C為樣品中丁二酮質量分數，mg/100g；E為測定樣品的吸光值；1.2為丁二酮與吸光值的換算系數；0.01為校正系數。

表1 成熟條件對干酪中丁二酮含量及感官綜合評分的影響

表2 L9（34）丁二酮質量分數極差分析

表3 L9（34）感官評分結果極差分析

1.3 感官評定[7，8]

參考硬質干酪衛生標準GB5420-2003，對干酪樣品進行感官評定，對評定結果進行模糊數學感官綜合評價，得出感官評價綜合分數，建立9個單因素評價矩陣，采用M評判模型對結果進行分析。

1.4 揮發性風味物質測定

樣品處理：取不同成熟條件下的干酪樣品，加等量的無水Na2SO4，混合、碾碎至樣品混合物為粉狀，迅速將樣品裝入15 mL的樣品瓶內，制備后加蓋封口。將SPME萃取頭在氣相色譜進樣口老化2 h，老化溫度250℃，將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，在60℃條件下超聲波萃取30 min，設置GC-MS分析的條件。SPME的缺陷之一是圖譜中會出現少量的由萃取頭帶來的硅氧烷類的雜質峰，在對樣品進行質譜檢索時需扣除這些雜質峰。

色譜和質譜條件：分離柱為VF-5ms，30m×0.25mm×0.25μm；進樣口溫度50℃；載氣He；載氣流速1.0 mL/min；程序升溫33℃，3min；以10℃/min升至42℃；以5℃/min升至140℃；以18℃/min升至240℃，保持8 min。

質譜條件：離子源溫度220℃；傳輸線溫度280℃；離子化模式為EI；發射電流10 μA；電子能70 eV；掃描范圍43～500 m/z；數據采集為全掃描[9]。

1.5 微觀結構觀察

SEM樣品的制備：將干酪樣品切成2 mm×2 mm×2 mm的正方塊，28%戊二醛浸泡過夜固定，用蒸餾水洗滌3次，每次10 min，再次用質量分數為28%戊二醛浸泡30 min后，分別用體積分數為20%，40%，60%，80%，95%，100%乙醇對樣品梯度脫水，各2 h，最后用氯仿脫脂3次，每次30 min，間隔搖晃，檢測前用無水乙醇凍存。

掃描操作：干酪樣品在顯微鏡下選擇需

觀察的面后固定，離子濺射噴金，噴金厚8～10 nm，然后進行電鏡掃描觀察[9]。

2 結果與分析

2.1 成熟條件對酸凝硬質干酪中丁二酮質量分數的影響

以成熟溫度（A）、成熟時間（B）和包裝方式（C）為因素進行L9（34）正交實驗，以干酪中丁二酮質量分數、綜合感官評定分數為指標，確定酸凝硬質干酪的最佳成熟條件。實驗結果如表1所示。表2和表3為L9（34）丁二酮質量分數極差分析及感官評分結果極差分析。

由表2可以看出，干酪成熟時間（A）對丁二酮含量影響最明顯，極差達0.067 mg/100g，其次是成熟溫度（B），極差為0.027 mg/100g，包裝方式（C）影響較小，僅為0.016 mg/100g，空列對試驗結果影響不明顯。因此，可以確定最優組合條件為A2B2C3，即成熟時間20 d，成熟溫度15℃，以氣調氣方式包裝，此時的丁二酮質量分數達到0.1 mg/100g。

丁二酮是干酪的重要風味物質，丁二酮質量分數達到1 mg/kg時，即能感覺到發酵乳制品特有的風味。丁二酮在牛乳發酵前是很難檢測到的。Cocaign B M[10]的研究結果表明，發酵乳所富有獨特風味的出現與丁二酮的生成有直接關系。丁二酮生成量的多少可以表示菌種產香能力的強弱，因此作為干酪菌種發酵試驗的重要指標。

2.2 成熟條件對酸凝硬質干酪感官評定的影響

感官評定是評判干酪優劣的主要方式之一，通過對正交試驗干酪樣品的滋氣味、組織狀態、外型及紋理圖案和色澤4個指標進行綜合感官評定，并對感官評分結果進行數據統計整理，得到表1中的感官綜合評分。通過對感官綜合評分進行極差分析，表3中的結果顯示，干酪成熟時間（A）對感官綜合評分影響最明顯，極差達16.734，其次是包裝形式（C），極差為7.600，成熟溫度（B）相對影響較小，極差僅為4.734。因此，可以確定最優組合條件為A3B2C3，即成熟時間30 d，成熟溫度15℃，以氣調氣方式包裝。

丁二酮含量及感官評定結果分析顯示，存在兩個不同的最優組合，及A2B2C3和A3B2C3。丁二酮是某些乳酸菌菌株對檸檬酸代謝的產物，是發酵乳制品中非常重要的風味物質。但丁二酮性質不穩定，隨著干酪貯存時間的延長，丁二酮可被還原為乙偶姻及2,3-丁二醇。因此，如表1結果顯示，在干酪貯存的前期，干酪中的丁二酮含量有增長的趨勢，而隨著貯存時間的延長，丁二酮的含量呈下降趨勢。而表1中感官評分的結果顯示，丁二酮含量最高的干酪其感官評分結果并非最優，因此，通過綜合考慮，應該選擇A3B2C3試驗的最優組合。

2.3 成熟干酪揮發性風味物質的分析

為了進一步探討新疆酸凝干酪的風味物質，選取正交試驗中丁二酮含量最高（感官評分也較高）和感官評分最好的兩個干酪樣品（樣品A為真空包裝，15℃成熟30 d；樣品B為氣調包裝，15℃成熟20 d），通過HS-SPME-GC-MS對樣品中揮發性風味物質進行檢測和分析，結果如圖1和圖2所示。并將檢測結果與NIST質譜庫（107 000個化合物的數據）提供的標準質譜圖進行對照，根據匹配度的大小確定定性結果，結果如表4所示。

表4 干酪樣品中揮發性風味物質相對質量分數分析

圖1和圖2及表4中的結果顯示，樣品A中檢測出17種揮發性風味物質，主要是醇、醛、酯、酸、芳香環、烯烴和烷烴類物質，而樣品B中只檢測出12種成分，主要為醇、醛、酯、酮、酸及苯環等物質，未檢測到烷烴和烯烴。與樣品A相比較，樣品B中的超出檢出限的風味物質種類較少，且各主要風味物質的質量分數相對較低；而醇類物質和酸類物質的種類較多、質量分數較高，酯類物質的種類較少、質量分數較低；而且風味物質種類較多。樣品A中的醇類、酸類物質的種類和含量較樣品B明顯較低，而酯類物質明顯較高。試驗條件下，在成熟的前期，干酪中的醇類、酸類物質的種類多含量高，而風味較強的醛、酯、酮、芳香環類等成分種類少且質量分數低；隨著成熟時間的延長，干酪中的醇類、酸類物質進一步轉化為酯類、醛類、芳香環類、烷烴和烯烴等物質，這是長時間成熟干酪風味優于短時間成熟干酪的原因所在。

結果顯示，隨著干酪成熟時間的延長，干酪中的酯類、醛類、芳香環類、烷烴和烯烴類物質呈現增加的趨勢，而醇類和酸類物質則呈現降低的趨勢，這可能是由于隨著成熟時間的延長，干酪中的醇類、酸類物質進一步轉化為酯類、醛類、芳香環類、烷烴和烯烴類物質，此結果與Peres C[11]的結論是一致的。

揮發性風味物質和蛋白質分解產物是成熟干酪最主要的風味來源。干酪的風味包括滋味和氣味，滋味主要來自蛋白質水解后產生的游離氨基酸、寡肽等小分子物質，以及核苷酸分解產物；氣味主要來自干酪成熟過程中脂肪的分解產物[12]，因此，如果沒有乳脂肪參與或乳脂含量很低干酪的成熟，干酪的風味將存在十分明顯的缺陷 （例如新疆的脫脂酸奶疙瘩）。不同的包裝方式對風味的影響也很大，真空包裝會將新鮮干酪中的脂肪分離到干酪的表面，破壞干酪的結構，而且由于氧氣的缺乏，無法形成脂肪分解產物；氣調包裝則很好地解決了這個問題。

2.4 不同成熟條件對干酪的微觀結構的影響

干酪成熟對干酪品質的形成具有關鍵性的作用，主要是形成干酪特定的風味和質地[13]。

掃描電鏡是用極細的電子束在樣品表面掃描，將產生的二次電子用特制的探測器收集，形成電信號運送到顯像管，在熒光屏上顯示物體(細胞、組織)表面的立體構像，可攝制成照片。取干酪樣品A（真空包裝15℃，30 d）、干酪樣品B（氣調包裝15℃，20 d）和未經成熟的新鮮干酪（空白對照），用掃描電鏡觀察其表面結構，結果如圖3所示。

由圖3可以看出，干酪的微觀結構圖片顯示了一個類似海綿結構的網狀結構均勻的分布在干酪體系中，其中酪蛋白彼此結合形成聚集，并且沒有明確的方向，這與Fallico[14]的研究結果一致。其中，氣調包裝樣品比真空包裝樣品的結構更為松散、孔隙更為均勻。

未經成熟的新鮮干酪樣品的蛋白質結構由于蛋白降解有限，形成很小的分子空穴，水分、脂肪分布于酪蛋白膠束之間，整個機構排列緊密[15]。隨著貯藏天數的不斷增加，干酪的微觀結構發生明顯的改變，酪蛋白所形成的空間網狀結構發生了顯著的變化[16]。成熟干酪樣品會形成大小較均勻的空穴，有相對松散的結構；隨著蛋白質的不斷降解，在緊密的蛋白膠束中存在著一些大小不等的孔洞，脂肪球和乳酸菌黏附在孔洞的壁上，干酪形成近似連續的在各個方向是擴展的空間網狀結構，同時整體結構變得柔韌而有彈性。

綜上比較可知，成熟的干酪樣品分子空穴更大，蛋白質結構變得更加松散，說明蛋白質的水解程度更大，更易于干酪結構和風味的形成。

3 結 論

通過對影響新疆酸凝硬質干酪成熟的條件：成熟溫度、成熟時間和包裝方式進行三因素L9（34）正交實驗，以干酪中丁二酮質量分數為指標，獲得的優組合為在氣調包裝條件下，15℃成熟20 d，丁二酮質量分數達到0.103 mg/100g；以干酪的感官綜合評定分數為指標，獲得的優組合為在氣調包裝下，15℃成熟30 d；由于干酪的風味為各種物質的綜合體，通過綜合考慮感官評定結果及干酪中風味物質的分布及質量分數，最終確定，在實驗條件下的最優試驗組合為在氣調包裝下，15℃成熟30 d。

隨著干酪成熟時間的延長，發酵過程中累積的風味物質丁二酮，在氣相色譜中未檢測到，說明后熟過程，丁二酮被進一步分解或轉化；干酪中的酯類、醛類、芳香環類、烷烴和烯烴類物質呈現增加的趨勢，而醇類和酸類物質則呈現降低的趨勢。成熟后的干酪有著較大而均勻的孔隙，蛋白質的結構變得松散，說明后熟期間蛋白質的水解不單影響干酪的風味形成，也改變了干酪結構。

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Study on ripening condition of Xinjiang acid coagulated hard cheese

MA Li-ya1,LIN Jie1,SU Jian-jun2,HE Xiao-feng2,ZHENG Hua1
(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China；2.Yili Jiakesi Food Co.Ltd.,Xinjiang Yining 835700，China)

Using time,temperature,packaging method as testing factors,using butanedione content and sensory evaluation as index to do orthogonal designed experiments.The optimum ripening conditions was 15℃,MAP packaging,ripening 30 days.In such conditions,Xinjiang acid coagulated hard cheese obtained the maximum sensory value and butanedione content.With the extension of time,the kind and concentration of cheese flavor compounds such as esters,aldehydes,aromatic cycloparaffin,etc.to increase,which were good for forming the flavor compounds and improving the cheese texture as well.

acid coagulated hard cheese；ripe condition；flavor compounds；structure

TS252.53

A

1001-2230（2010）03-0027-04

2009-11-10

馬麗婭（1982－），女，碩士研究生，主要從事食品加工與保藏方面的研究。

鄭華