添加大豆分離蛋白對羊乳干酪風味物質的影響

祝敏，杜金華，吳曉英

(山東農業大學食品學院，山東 泰安，271018)

羊奶被認為是人類的3 大奶源之一，是世界上公認的最接近人乳的乳品［1］。國外羊乳的市場占有率不低于牛乳，而我國羊乳加工廠家規模小，主要成品是液態奶、羊奶粉或作為食品輔料在市場流通，產品單一，羊乳資源沒有得到充分的利用。以羊乳為原料制得的干酪，脂肪含量適中，酪蛋白顆粒和脂肪球較小，產品組織結構細膩，滋味鮮美，在口感和風味上普遍優于牛奶干酪［2］。

因其產量及經濟效益等原因，羊乳及其制品的價格也比牛奶普遍要高一半以上。所以利用大豆分離蛋白部分代替羊乳制成混合型干酪，不僅降低了羊乳干酪的生產成本，還可以豐富干酪的花色品種;從營養學角度，利用富含必需氨基酸的大豆蛋白制作成的混合型干酪含有較少的飽和脂肪、膽固醇，同時平衡了食物的動植物蛋白，有重要的營養保健意義［3］。然而，添加大豆分離蛋白可能在一定程度上影響干酪的風味。

本實驗在羊乳原料中按照不同比例添加大豆分離蛋白制成混合型氣孔干酪，利用固相微萃取(SPME)方法富集萃取干酪中揮發性成分，通過氣相色譜-質譜聯用(GC/MS)分析羊乳-大豆分離蛋白混合干酪的芳香風味物質組成，以比較純羊乳干酪與混合干酪中揮發性物質的不同、確定添加大豆分離蛋白對干酪風味的影響，對了解羊乳-大豆分離蛋白混合干酪產品風味特征，確定大豆分離蛋白添加比例有重要指導意義。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

大豆分離蛋白(食品級)，禹王公司;凝乳酶(食品級)，DSM 公司;菌種:高度濃縮的直投式凍干乳酸菌菌種，成分包括乳酸乳球菌乳亞種、乳酸乳球菌乳脂亞種、乳酸乳球菌乳亞種雙乙酰生物變種、明串球菌屬，5 Units/1 000L，DSM 公司;費氏丙酸桿菌(直投式菌種，呈顆粒的、凍干的粉末狀，5 Units/1 000L)，SK 公司;原料乳，泰安市郊某小型奶羊養殖場。

1.2 主要儀器與設備

奶酪槽，自制;AL204 電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司;切割刀，自制;電子調溫萬用電爐，龍口市文太電爐制造有限公司;冰箱，澳柯瑪公司;HH-4 數顯恒溫水浴鍋，金壇市雙捷電子儀器設備廠;LRH-250 生化培養箱，上海一恒科學儀器有限公司;DZO-400/2S 真空充氣包裝機，章丘市炊具機械總廠包裝機械廠;SPME:65 μm PDMS/DvB;GC/MS:島津，6890N-5973N。

1.3 混合型氣孔奶酪的制作［4－6］

大豆分離蛋白煮沸后分別按照以下3 個比例(0、4%、10%)加入羊乳原料中按以下工藝制作大豆分離蛋白-羊乳混合型干酪。

1.4 分析方法

1.4.1 風味物質的萃取與富集［7］

將干酪外緣2cm 切下，混合均勻，取5 g 混合均勻的奶酪樣品放置于頂空瓶中，密封。瓶中頂空高度大約為4cm。SPME 萃取頭至于頂空瓶中奶酪上部的頂空部位，頂空瓶周圍環境溫度保持在80℃下SPME 萃取30 ～35 min。

1.4.2 GC/MS 檢測條件［8］

色譜柱:PEG20M 彈性石英毛細管柱;載氣為He，0.8 mL/min。進樣溫度為290℃。升溫程序:35℃維持3 min;然后以2℃/min 升至55℃;然后再以3 ℃/min 升至最后溫度為130℃;最后以15℃/min 升至260℃，維持4 min。

質譜條件:EI 離子源;離子源溫度為200℃;傳輸線溫度為250℃;延遲時間為3.0 min;離子化模式為電子轟擊，數據采集全掃描。

1.4.3 揮發性成分定性定量分析方法

GC/MS 離子圖譜檢索NIST08 Library 和Wiley Library 匹配定性，按峰面積歸一化計算其相對質量分數。

2 結果與分析

2.1 干酪中風味物質檢測結果分析

干酪中風味物質GC/MS 檢測結果如表1 所示，離子圖分別見圖1 ～3。純羊乳干酪共檢出23 種揮發性化合物。其中最主要的揮發性化合物是酸類化合物，包括乙酸，丙酸，丁酸，己酸，辛酸，苯甲酸，壬酸，癸酸，十一烷酸，十二烷酸，十四烷酸，十五烷酸，十六烷酸，十七烷酸，十八烯酸(油酸)，十八烷酸(硬脂酸)，相對含量達到95.323%，其中癸酸，十六烷酸和辛酸占主要部分，相對含量分別達到25.315%，20.701%和10.703%。酮類化合物主要是丁二酮，丁酮和乙酮，其中丁酮相對含量最高，達到0.967%。檢測出的醇類化合物只有乙醇，相對含量達到1.328%;醛類化合物是十四醛(肉豆蔻醛)，但相對含量比較低，有0.079%;酯類化合物是乙酯，相對含量有0.049%。

表1 干酪中主要風味化合物檢測結果Table 1 Volatile compounds of the cheeses

續表1

圖1 純羊乳干酪風味物質GC/MS 總離子圖譜Fig.1 GC/MS total ion chromatography (TIC)of pure goat milk cheese

圖3 添加10%大豆分離蛋白羊乳干酪中風味物質GC/MS 總離子圖譜Fig.3 GC/MS total ion chromatography (TIC)of 10% SPI-goat milk cheese

添加4%大豆分離蛋白的羊乳干酪中共檢測出21 種揮發性化合物。其中最主要的還是酸類化合物，相對含量占到94.488%，包括乙酸，丁酸，丙酸，己酸，辛酸，苯甲酸，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，十六烷酸和十八烯酸，其中相對含量占到主要部分的有丙酸，辛酸，癸酸和十六烷酸，含量分別為17.578%，14.612%，24.868% 和10.594%。酮類化合物相比純羊乳干酪種類有所增加，相對含量有0.889%，相比純羊乳干酪酮類化合物的相對含量有所減少，主要有丁二酮，丁酮和苯乙酮，其相對含量分別為0.156%，0.504%和0.229%。醛類化合物，包括苯乙醛和丙醛，相對含量分別為0.188% 和0.398%。醇類化合物種類相比純羊乳干酪，除了乙醇還增加一種苯乙醇，前后兩者的相對含量分別為0.224% 和0.149%。除了純羊乳干酪檢測出的酸，酮，醛，醇類主要化合物之外，添加了4%大豆分離蛋白的羊乳干酪還檢測出十八胺，吡咯和苯酚，含量分別為0.456%，0.122%和1.710%。

添加10%大豆分離蛋白的羊乳干酪共檢測出24種揮發性化合物。同純羊乳和4%大豆分離蛋白-羊乳混合干酪一樣，酸類化合物占主要部分，相對含量達到88.212%，包括乙酸，丙酸，丁酸，己酸，庚酸，辛酸，苯甲酸，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，十六烷酸，十八烯酸和十八烷酸，其中相對含量占主要地位的是丙酸，辛酸，癸酸，其相對含量分別為18.891%，16.339%和24.406%。醇類化合物含量相較前2 種干酪含量有所增加，達到5.361%，包括乙醇，丙醇，丁二醇，苯乙醇，其中乙醇含量達到3.326%。除此之外，檢測結果還可以反映出酯類化合物的含量和種類都有所增加，包括乙酸乙酯和乙酸丙酯，含量分別為3.300%和0.528%。醛類化合物包括苯乙醛和丙醛，相對含量分別達到0.130%和0.193%。酮類化合物相比于其他2 種干酪有所減少，只檢測出苯乙酮，含量達到0.176%。與添加4%大豆分離蛋白的羊乳干酪相同，10%大豆分離蛋白-羊乳干酪中也檢測到苯酚，但相對含量有所減少，有0.636%。除此之外，還檢測到氨基蒽的存在，含量為0.502%。

2.2 添加大豆分離蛋白對羊乳干酪中不同類型揮發性成分的影響

2.2.1 酸類化合物的變化

干酪中的酸類化合物一般來自于2 個反應，首先，糖酵解，即由發酵劑乳酸菌代謝凝塊殘留中的乳糖而形成風味化合物，如乙酸，丙酸等;其次脂肪分解，即凝塊中的脂肪在酶的作用下形成脂肪酸，特別是揮發性脂肪酸如乙酸，辛酸和癸酸［9－10］。酸類化合物的存在有利于干酪風味的釋放，尤其是一些短鏈脂肪酸(C4～C12)具有某些顯著的特征風味，而這些氣味對于干酪風味和氣味有非常重要的作用［11］。添加了大豆分離蛋白之后，干酪的酸類風味化合物無論是種類還是總相對含量均減少，這可能是因為加入大豆蛋白影響了干酪成熟過程中糖酵解及脂肪分解等反應。但針對大豆分離蛋白的添加對其中個別酸類化合物的影響來看，乙酸，丙酸，丁酸，己酸和辛酸在干酪風味物質中的相對含量均有所增加，其中以乙酸，丙酸和辛酸增加最為明顯。乙酸能表現出醋味，而干酪中的丙酸主要是由添加的次級發酵劑費氏丙酸桿菌利用乳糖產生的［6］，略帶辛辣的刺激油味，是瑞士干酪的特征風味。辛酸有微弱的水果酸氣味，己酸則可以賦予干酪輕微的腐臭干酪氣味。這些都是干酪的主體特征氣味，所以大豆分離大白的添加可能會增加干酪中特殊的優勢風味物質。其次，隨著大豆蛋白的添加，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，十五烷酸，十六烷酸，十八烯酸和十八烷酸均有所下降，其中十四烷酸，十六烷酸和十八烯酸下降最為明顯。癸酸的含量雖有所減少，但其相對含量還是屬于酸類化合物中最高，癸酸又名羊蠟酸，部分研究指出羊乳的膻味可能來自于羊乳中的癸酸成分，且羊乳中的癸酸含量占羊乳化學成分的主要部分［12］。所以，干酪中癸酸的減少可能是由于原料中大豆蛋白的添加造成羊乳成分的減少所造成的。

2.2.2 酮類化合物的變化

酮類化合物可有多不飽和脂肪酸氧化或降解，氨基酸降解產生，是許多干酪的風味物質［9］。從氣味的描述來看，所嗅聞到的酮類物質多具有奶香和脂肪香味，有的具有明顯果香和酸味，個別具有刺激性氣味［12－13］。大豆分離蛋白的添加造成干酪中酮類物質相對含量的減少。其中，丁二酮有強烈的奶油香和脂肪香味，是瑞士干酪主要的風味物質之一，隨著大豆蛋白的添加，干酪風味物質中的丁二酮相對含量有所減少，直至當大豆蛋白添加比例為10%時，干酪中未檢測出丁二酮的含量。丁酮隨著大豆蛋白的添加也呈現相同的變化趨勢，而丁酮可以賦予干酪黃油香。由此可以看出，大豆分離蛋白的添加會使干酪酮類風味化合物減少，有可能影響干酪的奶香特征。

2.2.3 醇類化合物的變化

醇類化合物主要是由乳糖的代謝，甲基酮的還原，氨基酸的代謝生成。此外，由相應的醛通過脫氫酶催化的還原反應也能夠形成相應的醇［9］。醇類通常有芳香，植物香，酸敗和土氣味，但醇類物質的閾值高，因此當含量很少時，其對食品的風味貢獻不大［14］。添加大豆蛋白可以增加干酪中醇類化合物的種類，但大豆蛋白添加比例為4%的羊乳干酪醇類物質含量最低，純羊乳干酪中只檢測出乙醇。此外，添加了大豆蛋白的干酪中還檢測出苯乙醇的存在。當大豆蛋白添加比例增加到10%時，干酪中醇類化合物的種類和含量明顯增加，發現其他2 種干酪中未檢出的丙醇和丁二醇。但相關文獻中指出，羊乳干酪中醇類物質的過度增加會造成風味的缺陷［15］。所以，過多大豆分離蛋白的添加可能會影響干酪的醇類物質含量從而影響干酪風味。

2.2.4 酯類化合物的變化

酯類化合物是細菌生物合成產物，能夠賦予干酪很強的水果味。如果酯類物質的含量過高或與其他風味化合物的濃度比例不協調時，會造成干酪的不良風味［14］。隨著大豆蛋白的添加，干酪中酯類化合物并沒有明顯的變化趨勢，因此大豆蛋白的添加對酯類化合物沒有顯著影響。

2.2.5 醛類化合物的變化

醛類物質的閾值一般很低，通常帶有辛辣的，刺激性的氣味并帶有油和蠟的氣味，是食品中各種氧化風味的重要來源。純羊乳干酪中醛類物質的種類與添加大豆蛋白羊乳干酪的醛類物質種類不同，大豆蛋白-羊乳混合干酪中檢測出苯乙醛和丙醛，其中苯乙醛大多由多不飽和脂肪酸的氧化產生，對干酪風味的豐富性有影響。

2.2.6 其他風味化合物的變化

除了酸，酮，醇，醛，酯幾類主要化合物之外，添加大豆分離蛋白還會使羊乳干酪增加一些其他的風味化合物，包括苯酚，吡咯，胺等。其中，苯酚對于干酪中的刺激氣味有影響，吡咯在低濃度下會有甜和焦糖的香味。這些風味物質的存在豐富了干酪的風味化合物種類。

3 結論

運用SPME-GC/MS 方法檢測出純羊乳干酪、4%大豆蛋白-羊乳混合干酪、10%大豆蛋白-羊乳混合干酪中揮發性物質種類分別為23，21 和24 種。其中酸類化合物均占主要部分，其次有酮類，醇類，醛類，酯類化合物。

添加大豆分離蛋白引起干酪中風味物質種類和相對含量變化，包括酸類，酮類化合物種類和含量減少;醇類化合物相對含量增加;醛類化合物種類變化;酯類化合物種類和含量沒有明顯變化。

添加大豆分離蛋白可以增加干酪奶香味，減少羊乳不愉快膻味。考慮到隨著大豆蛋白添加量增多會造成干酪特征風味物質酮類減少、酯類物質過度積累造成不良風味等因素，混合干酪中大豆分離蛋白添加比例為4%較好。

［1］ 焦凌梅，袁唯. 改善山羊乳風味的方法研究［J］． 乳品加工，2006(6):56 －57.

［2］ Martin-Hernandez M C，Jurez M. Biochemical Characteristics of Three Types of Goat Cheese［J］． Journal Dairy Science，1992，75(7):1 747 －1 752.

［3］ 陳建興，黃惠華，周春輝. 利用大豆蛋白制作模擬干酪的研究進展［J］． 食品工業科技2003，24(7):85 －87.

［4］ White S R，Broadbent J R，Oberg C J，et al. Effect ofLactobacillus helveticusandPropionibacterium freudenrichiissp，shermanii combinationson propensity for split defect in swiss cheese ［J］． Journal Dairy Science，2003，86(3):719 －727.

［5］ 羅金斯基H，富卡J. 乳品科學百科全書［M］． 北京:科學出版社，2009:318 －320.

［6］ 張和平，張列兵. 現代乳品工業手冊［M］． 北京:中國輕工業出版社，2005:245 －791.

［7］ Franco Bellesia，Adriano Pinetti，Ugo M. Pagnoni，et al.Volatile components of Grana Parmigiano-Reggiano type hard cheese［J］． Food Chemistry，2003，83(1):55 －61.

［8］ Sunesen L O，Lund P，Sorensen J，et al. Development of volatile compounds in processed cheese during storage［J］． LWT-Food Science and Technology，2002，35(2):128 －134.

［9］ 馬玲，徐靜，宗學醒，等. 酸凝干酪成熟過程中揮發性風味物質的分析［J］． 中國乳品工業，2009，37(3):23－26.

［10］ 褚中秋，呂加平，任星環. 干酪的成熟及其風味物質［J］． 中國乳品工業，2006，34(12):42 －45.

［11］ 牛婕，甘伯中，喬海軍，等. 牦牛乳軟質干酪成熟期揮發性風味成分分析［J］． 食品科學，2010，31(18):278 －282.

［12］ Damian Conrad Frank，Caroline Mary Owen，John Patterson. Solid phase microextraction (SPME)combined with gas-chromatography and olfactometry-mass spectrometry for characterization of cheese aroma compounds ［J］．LWT-Food Science and Technology，2004，37(2):139－154.

［13］ 李麗，岳喜慶，張莉等. 雙蛋白干酪風味物質研究［J］． 中國釀造，2011(1):120 ～123.

［14］ 張國農，顧敏峰，李彥榮，等. SPME-GC/MS 測定再制干酪中的風味物質［J］． 中國乳品工業，2006，34(9):52 －56.

［15］ Chiofalo B. Characterization of maltese goat milk cheese flavour using SPME-GC/MS［J］． South Africa Journal of Animal Science，2004，34(supplement 1):176 －180.