快速成熟契达干酪成熟期间的理化特性变化

宫春颖,张建强,曹荣安,张丽萍,

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆 163319；

2.黑龙江省农产品加工工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319）

快速成熟契达干酪成熟期间的理化特性变化

宫春颖1,张建强2,曹荣安1,张丽萍1,2

（1.黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆 163319；

2.黑龙江省农产品加工工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319）

对天然契达（Cheddar）干酪快速成熟期间理化特性进行了研究，结果表明，在21 d内，pH值呈下降趋势（P＜0.05），在21 d到35 d的成熟中，pH值缓慢增加（P＞0.05）；Cheddar干酪快速成熟过程中由于蛋白酶和脂肪酶的作用使蛋白发生水解，pH值为4.6醋酸溶液—水溶性氮质量分数、质量分数为12%的三氯乙酸—可溶性氮和游离氨基酸（FAA）的质量分数都呈明显增加趋势（P＜0.05）；成熟过程中TPA各项指标均有不同程度的变化，硬度和凝聚性呈先下降后增加的趋势，弹性和咀嚼性呈先上升后下降的趋势。

快速成熟；理化特性；蛋白水解；质构

0 引言

契达（Cheddar）干酪属于硬质干酪，成熟期一般为6～8个月，成熟1 t Cheddar干酪在成熟期的花费约为100美元/月。

干酪成熟指在一定条件下干酪中所含的脂肪、蛋白质及碳水化合物在微生物和酶的作下分解并发生某些生化反应，形成干酪的特有风味、质地和组织状态的过程。干酪的种类不同，其分解作用程度也不同。Trepanier对快速成熟Cheddar干酪物理化学和流变学性质评价得出添加的细菌和霉菌使pH值降低，而中性蛋白酶主要影响干酪的内聚性和破裂性[1]。Yazici等人对Civil干酪在贮藏期的理化变化进行研究，在贮藏期αs-酪蛋白和β-酪蛋白降解，γ-酪蛋白聚集并且小肽不断地增加[2]。Kucukoner等人[3]对Edam干酪贮藏期间理化特性变化的研究认为，低脂比高脂的应力值高，应变值低。本研究将对Cheddar干酪快速成熟期间的理化特性进行研究，为控制Cheddar干酪快速成熟程度提供理论依据。

1 实验

1.1 材料

快速成熟Cheddar干酪，Cheddar发酵剂制作的Cheddar干酪。

1.2 仪器

质构仪（TMS-PRO），电热恒温水浴锅（DKS24），pH计（PB-10），凯氏定氮仪（SPD50）。

1.3 方法

1.3.1 理化分析

脂肪质量分数的测定采用罗兹-哥特里法（GB/T 5409-1985），水分质量分数的测定采用直接干燥法（GB/T 5009.3-2003），pH值的测定采用pH计测定，NaCl质量分数的测定采用硝酸银滴定法（GB/T5009.46-2003），蛋白质质量分数的测定采用凯氏定氮法（GB/T 5009.5-2003）。

（1）pH值为4.6的水溶性氮（SN）测定。准确称取0.75g干酪，加入25 mL pH值为4.6的醋酸盐缓冲液，将干酪充分磨碎，再用25 mL的缓冲液充分冲洗，悬浮液在4 000 r/min的离心机中离心20 min，取上清液定量地移入凯氏消化瓶，进行凯氏微量定氮，并以占干酪总氮量的百分数表示。

（2）质量分数为12%的三氯乙酸可溶性氮（TCA SN）测定。准确称取1.5g干酪，加入25 mL质量分数为12%的TCA溶液，将干酪充分磨碎，再用25 mL的缓冲液充分冲洗，悬浮液在4 000 r/min的离心机中离心20 min，取上清液定量地移入凯氏消化瓶，进行凯氏微量定氮，并以占干酪总氮量的百分数表示[4-5]。

（3）标准曲线的绘制。分别移取组氨酸标准溶液0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，5.0，6.0 mL于100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，各取工作液2mL于试管中加入OPA衍生试剂2 mL，pH值为8.04的磷酸缓冲溶液2 mL，在暗处反应1.5 min后，在确定的最佳波长下测定其相对荧光强度。以氨基酸的微克数为横坐标，相对荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线。

（4）样品中游离氨基酸质量分数的测定。取2 mL样品，加入4 mL浓度为0.75 mol/L三氯乙酸，混匀，以速度为4 000 r/min离心5 min，取上清备用。取100 μL蒸馏水，加入200 μL浓度为0.75 mol/L三氯乙酸后，再加入6 mL OPA试剂后混匀作为空白样。取100 μL样品（上清液），加入2 mL OPA试剂，混匀后于340 nm波长下检测吸光值（在反应达到最大吸光值时记录，一般为4～7 min）。

1.3.2 质地特性分析

（1）样品预处理。采用特制取样器将Cheddar干酪样品切割为直径1.5 cm，高1 cm的圆柱形样品供质构测定（TPA）测试用。所有样品取样后至测试前均统一放置于0～4℃冰箱中，以防止温度对产品质地产生影响。

（2）测定参数。采用质构仪，以TPA二次下压法测定。具体参数：测试前探头下降的速度为5 mm/s；测试中探头下降的速度为1 mm/s；测试后探头回程速度为5 mm/s；下压距离为7.5 mm；两次压缩间隔时间为10 s；触发力为0.1N；探头直径和类型为25.4 mm和PT-2；3个平行样平行测试。

统计分析方法采用SAS软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 快速成熟Cheddar干酪pH值的变化

不同成熟时间的快速成熟Cheddar干酪和对照组Cheddar干酪pH值的变化测试结果如图1所示。

图1 pH值的变化

由图1可以看出，对照组Cheddar干酪，在35 d成熟期中，呈缓慢降低的趋势；快速成熟Cheddar干酪，在0～21 d，干酪pH值下降速度较快，并且差异显著（P＜0.05），在21～35 d的成熟中，pH值缓慢增加（P＞0.05）；成熟到35 d时，快速成熟Cheddar干酪和对照组的pH值分别为4.97和4.93，因为在成熟前期干酪残留乳清中的乳糖转化为乳酸和脂肪代谢等，干酪产生了大量的H+，使得干酪pH下降，成熟后期乳糖慢慢耗尽，并且由于菌种的生长及其酶的作用，使蛋白质水解产生NH4+的反应占优势，使得干酪pH值上升。

2.2 快速成熟Cheddar干酪可溶性氮的变化

不同成熟时间的快速成熟Cheddar干酪和对照组Cheddar干酪可溶性氮的变化测试结果如图2所示。

由图2可以看出，快速成熟Cheddar干酪与对照组干酪的SN/TN之间有显著差异（P＜0.05），并且pH值为4.6 SN/TN和12%TCA SN/TN在成熟0～35 d内，分别由4.6%和3.82%增长到了19.93%和12.21%，并且差异显著（P＜0.05），快速成熟Cheddar干酪较对照组pH值为4.6 SN/TN和质量分数12%的TCA SN/TN增加了9.01%和4.34%，并且差异显著（P＜0.05）。由此可以说明，快速成熟Cheddar干酪的蛋白水解速度加快。Cheddar干酪在成熟过程中由于乳酸菌的持续作用使pH值为4.6 SN和质量分数为12%的TCA SN的增长基本呈一平滑上升趋势。两种干酪的成熟速度不同，但与RalphEarly[7]的研究结果一致，干酪成熟过程中蛋白质的水解是由于各种来源的蛋白质分解酶和肽酶的作用。

2.3 快速成熟Cheddar干酪游离氨基酸（FAA）的变化

不同成熟时间的快速成熟Cheddar干酪和对照组Cheddar干酪FAA的变化测试结果如图3所示。

图3 FAA质量分数的变化

由图3可以看出，随着快速成熟Cheddar干酪成熟时间的延长，FAA质量分数呈明显增加趋势（P＜0.05），在成熟35 d时，快速成熟Cheddar干酪与对照组的FAA质量分数分别为9.71 mg/g和4.28 mg/g，且差异显著（P＜0.05）。FAA质量分数的增加也进一步说明快速成熟Cheddar干酪在成熟过程中酪蛋白发生了水解，这主要是由于乳酸菌产生的蛋白酶使β-酪蛋发生降解，并在乳酸菌的蛋白体系下将大肽进一步的分解成小肽和氨基酸所造成的。

2.4 快速成熟Cheddar干酪质构（TPA）的变化

不同成熟时间的快速成熟Cheddar干酪和对照组Cheddar干酪TPA的变化测试结果如图4所示。图4（a）可以看出，成熟21 d时，快速成熟Cheddar干酪与对照组的硬度分别呈下降的趋势，差异显著（P＜0.05），这与Creamer and Olson[8]的研究一致；图4（b）可以看出，快速成熟Cheddar干酪与对照组的凝聚性，在成熟21 d时，分别呈下降的趋势，差异显著（P＜0.05）；图4（c）（d）可以看出，成熟21 d时，弹性和咀嚼性均有不同程度地上升，随着成熟时间的延长，弹性和咀嚼性又呈下降的趋势，差异显著（P＜0.05）。这主要是由于快速成熟Cheddar干酪在成熟过程中蛋白质和脂肪发生了大量的水解，产生了大量水溶性物质，酪蛋白原来的网络结构被破坏，干酪的体系变得松散，成熟过程中pH值的降低也会使干酪体系发生变化，从而使得干酪的硬度随之下降，而其他各项TPA指标都与硬度有相似的变化规律，因此快速成熟Cheddar干酪在成熟过程中硬度和凝聚性在成熟前21 d时，均会有不同程度的下降，与McSweeney[9]研究基本一致。Wberhard发现干酪的蛋白分解与干酪弹性呈明显的反比关系，在蛋白分解的第一阶段后，干酪的质构从有弹性的变到可塑性的，再变到无黏性的，随着Cheddar干酪成熟期的进行，蛋白分解使干酪的黏性降低，融化性增加。

3 结论

快速成熟Cheddar干酪在成熟过程中，成熟前期pH值呈先下降后上升的变化趋势；干酪成熟过程中由于乳酸菌产生的蛋白酶的作用使蛋白发生水解，pH4.6 SN、12%TCA SN和FAA质量分数与对照组干酪相比较都呈显著增加（P＜0.05），快速成熟Cheddar干酪成熟35 d时，蛋白分解率为19.83%，比空白对照组增加了9.11%，（P＜0.05）；TPA各项指标均有不同程度的下降，快速成熟Cheddar干酪与对照组的TPA差异显著（P＜0.05）。由上述结论可知，经过35 d快速成熟Cheddar干酪与McSweeney所研究成熟6个月的Cheddar干酪比较各项指标差异不显著（P＜0.05），从而可以得出，本研究的快速成熟干酪在35 d成熟期内达到了快速成熟的目的，成熟技术具有可行性。

[1]TREPANIER G.,ABBOUDI M,LEE B H,et al.Accelerated Maturation of Cheddar Cheese:Influence of Added Lactobacilli and Commercial Protease on Composition and Texture[J].Journal of Food Science,1992,57(4),898-902.

[2]YAZICI F,DERVISOGLU M.Effect of pH Adjustment on Some Chemical,Biochemical,and Sensory Properties of Civil Cheese during Storage[J].J.Food Engineering,2003,56:361-369.

[3]KUCUKONER E,HAQUE Z U.Physico-Chemical and Rheological Properties of Full Fat and Low Fat Edam Cheeses[J].Eur Food Res Technol,2003,217:281-286.

[4]KUCHROO C N,FOX P F.Soluble Nitrogen in Cheddar Cheese: Comparison of Extraction Procedures[J].Milchwissenschaft,1982,37: 331-335.

[5]KUCHROO C N,FOX P F.Fractionation of the Water-Soluble Nitrogen from Cheddar Cheese:Chemical Methods[J].Milchwissenschaft,1982b,37:651-653.

[6]PASTORINO A J.Effect of pH on the Chemical Composition and Structure-Function Relationships of Cheddar Cheese[J].Journal of Dairy Science,2003,86:2751-2760.

[7]CREAMER L K.Rheological Evaluation of Maturing Cheddar Cheese[J].Journal of Dairy Science,1982,47:631-636.

[8]MCSWEENEY P L H.Biochemistry of Cheese Ripening[J].Int.J. Dairy Technol,2004,57:127-144.

Studies on physicochemical characteristics of accelerated ripening Cheddar cheese

GONG Chun-ying1,ZHANG Jian-qiang2,CAO Rong-an1,ZHANG Li-ping1,2
(1.Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319,China;2.Agricultural Food Processing and Engineering Technology Research Center of Heilongjiang Province,Daqing 163319，China)

The studies on the physicochemical characteristics of Cheddar cheese during ripening period showed that the pH value decreased significantly during the first 21d of ripening(P＜0.05)and then increased steadily(P＞0.05)in the following ripening period of 21d to 35d. Concurrently,the levels of the soluble nitrogen of pH 4.6 acetate buffer and 12%TCA and FAA of Cheddar cheese increased significantly(P＜0.05),as cheese protein was hydrolyzed by protease and lipidase.To some degree,indexes of TPA changed during ripening period.The values of the hardness and cohesiveness increased after decreased sequentially.On the other hand,both the values of the chewiness and springiness increased continuously and then decreased.

accelerated ripening;physicochemical characteristics;proteolysis;texture

TS252.53

A

1001-2230（2011）05-0037-04

2010-09-14

科技部科技人员服务企业行动项目：天然干酪快速成熟及干酪食品产业化技术研究(2009GJB20010)。

宫春颖（1984-），女，硕士研究生，从事乳品科学方面的研究。

张丽萍