植物油脂替代動物油脂在再制奶油干酪中的應用

姜 姝,騰軍偉,劉振民,*,張 娟

(1.光明乳業股份有限公司乳業研究院,乳業生物技術國家重點實驗室,上海乳業生物工程技術研究中心,上海 200436;2.上海大學生命科學學院,上海 200444)

奶油干酪是一種質地柔軟、易于涂抹的新鮮奶酪[1]。原制奶油干酪因其工藝繁瑣、設備投資大、乳清利用率低等弊端制約了其在我國的產業化生產。再制奶油干酪是以奶油干酪為主要原料,經加熱、攪拌及均質后制得的一種產品,它貨架期長,理化特性及品質均令人滿意,但其生產技術及標準多是參照國外,不適于我國消費者口味[2]。

隨著生活水平的提高,干酪因其營養價值豐富備受關注,但人們食用干酪時攝入了大量油脂,研究表明,過多飽和脂肪酸和膽固醇的攝入會引起動脈粥樣硬化和冠心病[3-5]。這與干酪中的油脂黃油有著密切聯系,其飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)含量多達56.50%,單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)含量為29.81%,而多不飽和脂肪酸(poly unsaturated fatty acid,PUFA)的含量僅2.51%[6]。常見植物油如玉米油、葵花籽油及芝麻油等,其PUFA相對含量高達26.57%～58.38%[7],研究表明,PUFA可以降低血液中膽固醇的含量[8]。Karvonen等[9]發現食用植物脂肪制得的干酪可降低膽固醇血癥患者的血清膽固醇和低密度脂蛋白的濃度。因此,如何在不降低干酪品質的情況下降低其SFA含量具有極高的研究意義。

國內外已有用植物脂肪替代乳脂肪制作干酪的相關研究。Cunha等[10]發現用植物油脂替代黃油后,干酪的硬度和黏著性得到顯著性改善,且50%水平的干酪在感官分析中與對照組得分相近。Abd El-Wahed等[11]用花生脂肪代替黃油,發現干酪的質地、微觀結構和感官特性都顯著改變,且50%植物脂肪的干酪感官特性更好。徐杭蓉等[12]以1∶1植物油脂替代比例研究其對涂抹型再制干酪品質的影響。Markey等[13]研究發現消費者對低SFA乳制品的接受度取決于產品類型,如何優化干酪的質地應成為工作重點。國內植物油脂替代黃油的應用主要在乳粉、人造奶油及干酪等方面,但是在以奶油干酪為基料的再制奶油干酪方面的研究比較少。

本研究選取7種A級植物油脂[14],以50%的脂肪比例替代黃油,研究不同植物油脂對干酪的質構、色度、油脂析出性、融化性及感官特性的影響,以期找到較佳的替代油脂,為生產適合我國市場需求的健康化的再制奶油干酪提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

奶油干酪、黃油 恒天然貿易有限公司;油茶籽油、米糠油 益海嘉里食品營銷有限公司;橄欖油 上海思諾索拉貿易有限公司;玉米油 山東三星玉米產業科技有限公司;南瓜籽油、小麥胚芽油 河北家豐植物油有限公司;亞麻籽油 河北欣奇典生物科技有限公司;蛋白粉、乳酸、全脂奶粉、乳化鹽、刺槐豆膠、卡拉膠、食鹽 均來自光明乳業奶酪實驗室;所有實驗均采用同一批次原料。

UM/SK 5融化鍋 德國Stephan公司;LAB 1000均質機 丹麥APV公司;TA-XT plus質構儀 英國Stable Micro System公司;Color Flex EZ色差儀 美國Hunter Lab公司;SM-523新麥電烤爐 新麥機械有限公司;MT5000 pH計 瑞士METTLER公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗配方 不同植物油脂替換黃油的配方如表1,對照組A中的油脂全部使用黃油,實驗組B、C、D、E、F、G、H均替換了50%的植物脂肪。實驗配料量約為2 kg,黃油33.8%,其他輔料:奶油干酪15%,蛋白粉11%,水37.29%,乳化鹽0.3%,刺槐豆膠0.06%,卡拉膠0.2%,乳酸0.3%,食鹽0.55%。

表1 不同植物油脂替代配方表

1.2.2 干酪制備 將奶油干酪和黃油切成3×3×3 cm3的小塊后倒入融化鍋,然后加植物油、水,邊攪拌邊加入刺槐豆膠、乳化鹽、卡拉膠及食鹽等輔料。采用蒸汽夾套式間接加熱的方式,將剪切速率緩慢提高到900 r/min,50 ℃保溫5 min,保證原料間充分融合、乳化完全。測量干酪pH,均勻加入乳酸,防止局部過酸導致結構坍塌,將干酪pH調至4.8左右停止。升溫至90 ℃,保持5 min,殺菌后,趁熱均質(200 MPa)、罐裝,溫度降低會造成樣品流動性低,品質不均勻。封合時注意氣密性,擠壓罐身,出現漏氣現象立即重新封合,直至氣密性完好,防止微生物污染。罐裝后樣品置于4 ℃冰箱中冷藏。

1.2.3 質構分析 取樣品中心部分均勻涂抹于錐面容器中,用干酪切割板將容器表面輕輕刮平后,放入冰箱,4 ℃冷藏30 min。5 min內測完,保證數據的準確性。質構儀的參數設置:測量模式:下壓;參數設置:測量前探頭下降速度為10.0 mm/s,測試速度為3.0 mm/s,測試距離為30.0 mm,觸發模式為Button,探頭類型為HDP/SR-C。每組樣品平行測定3次。采用自帶軟件Texture Exponent 32進行數據處理及分析。

1.2.4 色度檢測 準確稱取8種樣品,各10 g,將樣品均勻涂抹于透明玻璃盤底部,測定再制奶油干酪的色度,記錄樣品的L*、a*、b*值。測量3次,取平均值,計算總色度值ΔE*。

1.2.5 油脂析出性測定 用直徑25 mm、高30 mm的特制圓柱取樣器取樣,纖維方向與干酪直徑相垂直。將樣品置于鋪有化學分析濾紙(9 cm)的鋁制培養皿中央,室溫靜置30 min后放入電烤爐內,100 ℃、1 h后取出,室溫回復30 min,發現油圈形成。隨機地從四個方向量取油圈形成的直徑,測3次取平均值,即表示干酪油脂析出性[15]的好壞。

1.2.6 融化性測定 用直徑25 mm、高30 mm的特制圓柱取樣器取樣,纖維方向與干酪直徑相垂直。將樣品置于鋪有化學分析濾紙(9 cm)的鋁制培養皿中央,室溫靜置30 min后放入電烤爐內,100 ℃、1 h后取出,室溫回復30 min,隨機從四個方向量取干酪的融化直徑,測3次取平均值,即表示干酪融化性能[15]的優劣。

1.2.7 感官評定方法 參照莫蓓紅等[16]在研究奶油干酪時使用的評分細則,結合再制奶油干酪的感官理化特性,略作改動,如表2所示。選擇10名品評員(含專業相關人員5名)進行感官評定,品評前用純凈水漱口,防止風味交叉,影響評分結果。去掉最高分、最低分后,取平均值。

表2 感官評分細則

1.3 數據處理

用質構儀自帶軟件Exponent 5.0對得到的質構數據進行簡單處理。用Excel統計各項數據。用SPSS 22.0對數據進行顯著性分析,通過ANOVA對感官數據進行Tukey HSD 顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同植油脂對干酪質構特性的影響

2.1.1 不同植物油脂對干酪硬度的影響 干酪的乳化效果與質構有重要聯系。圖1、圖2分別為軟質干酪、硬質干酪的結構圖[17]。脂肪懸浮于蛋白質的水相中,支撐酪蛋白網狀結構(圖1)。當施加壓力時,脂肪會變形,蛋白質也隨之變形,因此干酪會變軟[18]。在乳化完美的情況下,脂肪球非常小,融入在水相蛋白質框架中(圖2)。蛋白質相互連接形成自己的結構,脂肪框架結構被削弱,干酪質地較硬。

圖1 軟質干酪

圖2 硬質干酪

因植物油脂替代乳脂肪后,干酪的粒徑增大,內部連續相分布不均勻,蛋白質-蛋白質和蛋白質-脂肪間的相互作用減弱,干酪變軟(圖1)。如圖3所示,與對照組相比,樣品組的硬度降低了6.24%～41.41%,添加橄欖油(C)、小麥胚芽油(G)的干酪與對照組差異不顯著(P>0.05),僅減少了6.24%、12.03%,是較好的油脂選擇,其他樣品組差異顯著(P<0.05)。研究表明,干酪的硬度還受到多種因素影響,如甘油三酯的物理特性、脂肪酸鏈長等[19]。這就是植物油脂替代黃油后,硬度發生差異的原因。

圖3 不同植物油脂對干酪硬度的影響

2.1.2 不同植物油脂對干酪涂抹性的影響 涂抹性是進行涂抹過程所需的能量。由圖4可知,樣品G(小麥胚芽油)、E(米糠油)、D(玉米油)、H(亞麻籽油)、B(油茶籽油)及F(南瓜籽油)的涂抹性比對照組減小了7.23%、20.10%、20.79%、22.17%、25.07%和35.58%,樣品C(橄欖油)的涂抹性比對照組的涂抹性降低了0.87%,差異不顯著(P>0.05)。與硬度類似,涂抹性也受到甘油三酯的影響。橄欖油中55%～83%的成分為油酸[20],其一般以甘油三酯的形式存在,這可能是添加橄欖油的干酪涂抹性較高的原因。此外,脂肪酸組成比例及脂肪球粒徑網狀結構的不同,也會引起蛋白質體系間相互作用發生改變,導致樣品組涂抹性發生差異。添加橄欖油(C)、小麥胚芽油(G)的干酪涂抹性與對照組接近(P>0.05),可以作為替代選擇。

圖4 不同植物油脂對干酪涂抹性的影響

2.1.3 不同植物油脂對干酪粘聚力的影響 粘聚力是半固體食物材料的重要感官屬性,產品從口腔的不同部位松散的程度決定了粘聚力的強度,數值為穿透曲線中負峰值中記錄的最大值[21]。從圖5可以看出,植物油脂替換后的實驗組粘聚力均低于對照組,添加C(橄欖油)、G(小麥胚芽油)、B(油茶籽油)、E(米糠油)、D(玉米油)、F(南瓜籽油)及H(亞麻籽油)的干酪粘聚力與對照組相差了15.23%、25.29%、26.57%、26.68%、28.82%、39.76%和48.87%,且均差異顯著(P<0.05)。其中,添加橄欖油(C)的粘聚力與對照組最為接近,在粘聚力方面是最佳替代選擇。

圖5 不同植物油脂對干酪粘聚力的影響

2.1.4 不同植物油脂對干酪粘合性的影響 測量穿透負峰值下的面積以表征粘合性,它可以解釋為克服被測樣品表面和探頭表面之間的吸引力所必需的功[21]。Lobato-Calleros等[22]研究發現,硬度的差異會影響產品的粘合性,蛋白質網絡結構、脂肪與酪蛋白間的相互作用影響產品與其接觸的表面之間的粘附程度。樣品組代了部分植物油,化學成分差異很小,脂肪的類型可能是造成粘合性差異的原因。由圖6可知,替代后的干酪粘合性均低于對照組的粘合性,C(橄欖油)、H(亞麻籽油)、樣品E(米糠油)、B(油茶籽油)、G(小麥胚芽油)、D(玉米油)、F(南瓜籽油)的粘合性比對照組分別降低了19.68%、24.71%、31.81%、33.16%、33.22%、33.69%、42.58%,差異顯著(P<0.05),添加橄欖油(C)的粘合性與對照組接近。

圖6 不同植物油脂對干酪粘合性的影響

2.2 不同植物油脂對干酪色度的影響

色度儀的三個參數:L*(0～100)代表顏色的明亮度;a*介于紅色(+)與綠色(-)之間;b*介于黃色(+)與藍色(-)之間。干酪的色澤差異主要受到不同植物油本身色澤、葉綠素和胡蘿卜素含量的影響。如表3所示,樣品組亮度都得到了提升。樣品C(橄欖油)的L*值最大為88.57,南瓜籽油(F)L*值最小為86.48。對照組(A)的L*值較小,可能與它的啞光表面[6]有關。除對照組(A)外,樣品D(玉米油)的a*值最大,樣品F(南瓜籽油)的a*值最小。不同樣品的顏色變化與使用的油脂類型有關。從b*值來看,除對照組(A)外,樣品G(小麥胚芽油)的b*值最大,樣品F(南瓜籽油)的b*值最小。大部分植物油偏棕黃色,b*值均為正,這可能是樣品C(橄欖油)的b*值較大的原因。從ΔE*值來看,干酪E(米糠油)、G(小麥胚芽油)、B(油茶籽油)、H(亞麻籽油)、C(橄欖油)和D(玉米油)的值高于對照組,分別增加了0.20%、0.36%、0.48%、0.54%、0.61%、2.22%,樣品F(南瓜籽油)比對照組(A)降低了0.72%,樣品D(玉米油)與對照組(A)相差較大,不適宜作為替代油脂。綜上,添加油茶籽油、橄欖油、米糠油、小麥胚芽油和亞麻籽油具有可行性。

表3 不同植物油脂對干酪色度的影響

2.3 不同植物油脂對干酪油脂析出性的影響

貯藏期間干酪會出現褐變及脂肪上浮現象,脂肪上浮是造成干酪油脂析出的主要原因。干酪中的酪蛋白和乳化劑可以起到穩定油脂的作用,乳化劑與蛋白質共存,在脂肪球表面競爭性吸附,控制油脂的析出[23]。由表4可知,不同種類油脂對油脂析出性有一定影響。G(小麥胚芽油)和H(亞麻籽油)的油脂析出性比對照組(A)的油脂析出性增加6.69%、3.34%,不適宜干酪生產,而樣品D(玉米油)、E米糠油、C(橄欖油)、B(油茶籽油)和F(南瓜籽油)的油脂析出性比對照組(A)降低2.07%、3.19%、4.31%、5.82%和8.14%,干酪品質得到改善。玉米油、米糠油、橄欖油、油茶籽油和南瓜籽油是合適的替代選擇。

表4 不同植物油脂對干酪油脂析出性的影響

2.4 不同植物油脂對干酪融化性的影響

融化性指“干酪在加熱時易于融化和擴散/流動的程度”。在某種程度上,它反映干酪加熱后的流動和擴散情況[1],是衡量干酪質量的重要指標之一。融化性主要取決于酪蛋白膠束之間的相互作用,酪蛋白膠束變性聚集,使得脂肪球更易流動[24]。此外,干酪蔓延融化性與不同植物脂肪與蛋白質相互作用有關,這也與最終產品質量密切相關[25]。由表5可知,與對照組相比,樣品G(小麥胚芽油)的融化性增加了3.95%,而樣品C(橄欖油)、H(亞麻籽油)、B(油茶籽油)、D(玉米油)、E(米糠油)和F(南瓜籽油)則依次減少了1.15%、1.85%、2.66%、2.99%、3.44%和4.36%,且樣品間無顯著性差異(P>0.05),再一次證明植物油脂替代黃油具有可行性。其中,橄欖油、亞麻籽油的融化性與對照組偏差極小,可作為替代優選。

表5 不同植物油脂對干酪融化性的影響

2.5 不同植物油脂對干酪感官品質的影響

從表6可知,干酪樣品的總評分有一定差異,不同類型油脂對干酪的感官品質有一定的影響,H(亞麻籽油)、F(南瓜籽油)、C(橄欖油)、樣品B(油茶籽油)和G(小麥胚芽油)的評分高于對照組,分別增加了0.29%、2.89%、4.62%、4.91%和5.78%,添加D(玉米油)、E(米糠油)的干酪感官評分低于對照組(A),分別減少了8.67%、2.31%。綜合顏色、顆粒感及持水性,樣品C(橄欖油)較易讓品評者接受。揮發性脂肪酸為干酪提供風味和香氣,非揮發性脂肪酸為干酪貢獻滋味[9]。植物脂肪有更低比例的飽和、短鏈和中鏈脂肪酸[26],因而樣品在滋味與風味評分中存在差異。質構方面,樣品G(小麥胚芽油)、C(橄欖油)易讓品評者接受。感官評定得出的涂抹性得分與質構儀測得的涂抹性數值相有一定偏差,這與品評者的主觀意識有關。樣品B(油茶籽油)的總評分最高,樣品D(玉米油)的得分最低。綜合感官評分,添加小麥胚芽油、油茶籽油和橄欖油的干酪易讓品評者接受,是較好的替代油脂。

表6 不同油脂替換產品的感官評分

3 結論

添加橄欖油、小麥胚芽油的硬度與對照組相近,而添加亞麻籽油、南瓜籽油的硬度值與對照組相差較大,不適合干酪產品的生產;添加橄欖油、小麥胚芽油的干酪涂抹性與對照組相差0.87%、7.23%,但添加米糠油、玉米油、亞麻籽油、油茶籽油的涂抹性減少了20.10%～25.07%,不宜作為替代油脂;添加橄欖油、小麥胚芽油、油茶籽油、米糠油干酪的粘聚力比對照組的粘聚力減少了15.23%～26.68%;添加米糠油、油茶籽油、小麥胚芽油、玉米油、南瓜籽油和亞麻籽油的干酪粘合性低于對照組,降低了24.71%～42.58%,偏差較大,添加橄欖油干酪的粘合性與對照組相近。在色度層面,僅添加南瓜籽油干酪低于對照組,其余樣品組的色度值比對照組的色度值增加了0.20%～2.22%。在油脂析出性上,除聽見小麥胚芽油和亞麻籽油的數值高于對照組外,其余樣品油脂析出現象均得到了控制,干酪的品質得到提升。添加橄欖油和亞麻籽油的干酪融化性與對照組十分相近,僅相差了1.15%、1.85%。添加小麥胚芽油、油茶籽油和橄欖油在感官評分上受到認可,總得分均高于對照組。綜上,橄欖油組與對照組在各項指標上相似度最高,是較合適的替代油脂。