兩種乳源切達干酪成熟期間蛋白質降解狀況對比

梁曉琳 白文娟 李冠霖 謝 毅 李全陽,2

LIANG Xiao-lin1 BAIWen-juan1 LIGuan-lin1 XIE Yi1 LIQuan-yang1,2

（1.廣西大學輕工與食品工程學院，廣西 南寧 530004；2.廣西食品藥品安全評價人才小高地建設載體單位—廣西大學食品質量與安全研究中心，廣西 南寧 530005）

(1.College of Light Industry and Food Engineering GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004,China;2.Carrier of Guangxi Food and Drug Safety Evaluation Elite Group-Food Quality and Safety Research Center of GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530005,China)

切達干酪（cheddar cheese）是一種半硬質的成熟型干酪，顏色從白色到淺黃，產量居世界第一，是世界上最受歡迎的干酪之一，獨特的切達化過程賦予了特定的質地和功能特性[1]，與其他干酪相比，切達干酪清淡的口感也更受中國人青睞。

干酪的成熟對干酪最終的品質有極大的影響，在切達干酪的成熟過程中，蛋白質的水解是發生得最多的生化反應，且影響干酪的滋味；而脂肪的水解發生相對較少，其更多的是影響干酪的風味。干酪成熟過程中蛋白質的水解開始于αs1-酪蛋白的水解和β-酪蛋白的降解，其中產生的一些游離氨基酸在凝乳酶的作用下會形成某些風味化合物。所以在整個切達干酪成熟的過程中，蛋白質的降解是非常重要的，國內外人員對其進行了大量的研究。Sousa等[2]綜述了在干酪成熟期間對蛋白質降解進行研究的進展。Roberto等[3]研究了升高初始成熟溫度對Reggianito奶酪蛋白質降解的影響。Larsson等[4]分析了用微濾的原料乳生產的干酪的蛋白質降解情況。Costabel等[5]研究了用不同的工藝生產的mozzarella奶酪的蛋白質降解狀況。Gaiaschi等[6,7]用αs-酪蛋白和β-酪蛋白的降解情況作為Grana Padano奶酪成熟的標志。張富新等[8]研究了羊奶干酪成熟期間的蛋白質降解情況。鄒鯉嶺等[9]發現：切達干酪在成熟過程中pH 4.6-SN、12%TCA-SN和5%PTA-SN都上升，蛋白氮和酪蛋白氮逐漸降低，多肽氮上升和下降交替出現。劉會平等[10]探索了Mozzarella干酪成熟期間蛋白質的降解。但是很少有對以水牛乳為原料生產的切達奶酪成熟期間蛋白質降解情況進行研究的報道。

本研究以中國水牛乳為原料生產的切達干酪為研究對象，用荷斯坦牛乳的切達干酪做對照，對二者在不同成熟條件下成熟過程中（3種成熟溫度：4，10，20℃和4個成熟階段：0，30，60，90 d）蛋白質降解情況進行對比。為揭示中國水牛乳切達干酪的特殊性提供理論基礎，為指導有關干酪制品的生產提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

中國水牛乳切達干酪和荷斯坦牛乳切達干酪：本實驗室自制；

三氯乙酸（TCA）、磷鎢酸（PTA）等：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器

全自動凱式定氮儀：K9860型，濟南海能儀器有限公司；

臺式高速冷凍離心機：TL-18M型，上海市離心機械研究所；

搖床：TS-1000型，江蘇海門其林貝爾儀器制造有限公司；

電泳儀：Mini-Protean 3型，美國伯樂公司。

1.2 方法

測定在3種成熟溫度（4，10，20℃）和 4個成熟階段（0，30，60，90 d）兩種切達干酪的蛋白質降解情況，其中 B-代表中國水牛乳切達干酪，H-代表荷斯坦牛乳切達干酪。各指標測定方法如下。

1.2.1 蛋白質含量測定 采用凱氏定氮法，參照GB 5009.5——2010。

1.2.2 總氮（TN）測定 稱取約 1～2 g干酪樣品，精確至0.000 1 g，使用凱式定氮法測定含氮量[11]。

1.2.3 磷鎢酸可溶性氮（PTA-SN）測定 水溶性氮樣品（WSN）處理按參考文獻[12]進行。

取上述WSN 10mL，再加入330 g/L的磷鎢酸溶液3mL和3.95mol/L的硫酸溶液7mL。混勻4℃過夜后過濾，用凱式定氮法測定含氮量，表示為占總氮百分比。

1.2.4 三氯乙酸可溶性氮（TCA-SN）測定 取240 g/kg的三氯乙酸溶液25 mL加入到25 mL的WSN溶液中，混勻后室溫自然放置2 h再過濾，測定其含氮量表示為占總氮的百分比。

1.2.5 pH 4.6可溶性氮（pH 4.6-SN）測定 稱取研碎干酪20 g加入40mL蒸餾水混合后均質5min。用稀鹽酸將均質后的勻漿調至pH 4.6再40℃水浴1 h，水浴后離心20 min(3 000×g)。將離心后的液體去除浮在上層的脂肪后過濾，測定含氮量，表示為總氮的百分比。

2 結果與討論

2.1 蛋白質含量的變化

不同貯藏條件下兩種干酪蛋白質含量變化結果見表1。

由表1可知，在成熟期90 d內，兩種原料制作的干酪的蛋白質含量都隨時間的延長呈下降趨勢，其中中國水牛乳切達干酪在3種成熟溫度下，下降范圍約為1.3%～3.6%，荷斯坦牛乳干酪在3種成熟溫度下蛋白質含量下降約為2.0%～3.0%，顯然中國水牛乳干酪蛋白質的下降百分比高于荷斯坦牛乳干酪，且溫度越高下降量越大。除4℃成熟30 d內的中國水牛乳干酪外，其余的干酪在不同的成熟時期內蛋白質含量差異顯著（P<0.05）。

表1 干酪成熟過程中蛋白質含量變化覮Table1 The change of protein during ripening

2.2 磷鎢酸可溶性氮（PTA-SN）含量變化

干酪成熟過程中PTA-SN含量變化的結果見圖1。

圖1 干酪成熟過程中PTA-SN含量變化Figure 1 The change of PTA-SN content during ripening

由圖1可知，隨著成熟時間的延長，兩種原料制成的切達干酪的PTA-SN含量逐漸增加，和成熟初期相比，最終含量增加了約為2%～5%，PTA-SN含量前30 d內增加較快，30～90 d增勢變緩。并且隨著成熟溫度的提高，PTA-SN的增量也越多，在20℃成熟時，在成熟期的前30 d，水牛乳干酪PTA-SN增加了6.36%，荷斯坦牛乳干酪的PTA-SN增量為3.79%，前者約為后者的兩倍，這也許是因為中國水牛乳中非發酵劑肽酶比荷斯坦牛乳中高。由圖1曲線可以看出，在成熟末期，中國水牛乳切達干酪的PTA-SN含量顯著高于荷斯坦牛乳干酪，并且不僅是同一溫度下含量更高，尤其值得注意的是在4℃下成熟的中國水牛乳干酪的PTA-SN含量都高于在20℃下成熟的荷斯坦牛乳干酪。PTA具有很強的辨別能力，因此PTA-SN被作為用于評價干酪中游離氨基酸含量的指標，干酪中分子量小于600 Da的肽和氨基酸（賴氨酸、精氨酸除外）都會溶于5%PTA，而分子量大于600 Da則會沉淀出來[13]。Voigt等[14]也報道了用不同壓力處理的原料乳生產的切達干酪其成熟期內PTA-SN含量上升。所以可以看出，中國水牛乳切達干酪中的蛋白質在成熟期間降解的程度更大，說明中國水牛乳蛋白對蛋白酶更加敏感，容易水解消化。

2.3 三氯乙酸可溶性氮（TCA-SN）含量變化

兩種原料制成的干酪在成熟期間TCA-SN含量變化結果見圖2。

圖2 干酪成熟過程中TCA-SN含量變化Figure 2 The change of TCA-SN content during ripening

由圖2可知，兩種干酪的12%TCA-SN含量隨成熟時間的延長而逐漸增加，增加量約為1%～10%，并且發現在同一成熟溫度下中國水牛乳干酪的12%TCA-SN高于荷斯坦牛乳干酪。其中在20℃成熟時，前90 d內TCA-SN變化顯著，中國水牛乳干酪和荷斯坦牛乳干酪比初期分別增加了10.26%和9.48%。與前述的PTA-SN變化趨勢不同，其在30 d內變化十分緩慢，說明較高的溫度使得蛋白質進一步降解。TCA-SN組分傳統上被認為是“成熟深度”的指標[15]。Mallatou[3]研究的羊乳Teleme奶酪也有類似的變化趨勢，正因為其是成熟深度的標志，所以越到后期，含量變化越顯著，在本研究中到成熟中后期30～90 d階段時，各樣品之間的差異變得顯著。

2.4 pH 4.6可溶性氮（pH 4.6-SN）含量的變化

pH 4.6可溶性氮含量變化的結果見圖3。

由圖3可知，在90 d成熟過程中，兩種原料制成的干酪，其pH 4.6-SN都呈上升趨勢，最終增加量約為5%～10%，且在60 d內含量變化較小，在60～90 d內含量迅速增加，其中20℃成熟溫度下增加得最多，10℃和4℃成熟溫度下依次遞減。同一溫度下，兩種干酪對比，除20℃外均是中國水牛乳干酪的pH 4.6-SN含量更高，Fox等[16]認為是更高的鹽濃度影響了β-酪蛋白的降解。本實驗室前期的研究也發現中國水牛乳干酪的最終鹽分顯著高于荷斯坦牛乳干酪，而20℃的情況則可能是溫度對其的影響已經超過了鹽分。干酪成熟過程中pH 4.6-SN的形成反映了蛋白水解速率和程度，一般被認為是蛋白“水解廣度”的一種指標，是干酪成熟程度的一種標志。pH 4.6-SN含有中分子量的肽和氨基酸，這些化合物均為酪蛋白水解產物[17]。pH 4.6-SN主要是酪蛋白被凝乳酶和牛乳蛋白酶降解而形成的，此外，一些NSLAB（非發酵劑乳酸菌）也會促使可溶性氮的形成，而較高的成熟溫度對凝乳酶和血纖維蛋白溶酶有更大的影響[18]。Francisco等[19]研究發現山羊奶酪在成熟的不同時期其pH 4.4-SN也呈上升趨勢。在成熟期30 d內，Cacioricotta奶酪的可溶性氮含量也顯著增加[20]。這都與本試驗結果有相似的變化趨勢，但本研究的急劇變化時間在60～90 d這個區域內。M.DeWit等[21]也發現在切達干酪成熟的前120 d內，WSN占總氮的百分比含量沒有顯著差異，但是此后的120～150 d，其百分比含量卻顯著增加。說明到成熟后期時可溶性氮變化更劇烈。

圖3 干酪成熟過程中pH 4.6-SN含量變化Figure 3 The change of pH 4.6-SN content during ripening

3 結論

在切達干酪的成熟過程中，蛋白質的降解對其風味及質構有很大的影響。本研究發現兩種原料乳制成的切達干酪的pH 4.6可溶性氮，三氯乙酸可溶性氮，磷鎢酸可溶性氮含量都呈平穩上升的趨勢，且溫度越高增加的量越多，最終分別上升了約5%～10%，1%～10%，2%～5%。兩種干酪對比結果是中國水牛乳干酪的3種可溶性氮含量高于荷斯坦牛乳干酪，因此水牛乳干酪降解程度更深。這對于促進切達干酪在中國的發展，特別是研發附加值更高，營養價值更為豐富的水牛乳切達干酪具有重要的意義。

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