分步酶解法制备酶改性切达干酪粉

白鸽，张莉，周璐，张贵斌，杨贞耐b，2

(1.吉林大学a.军需科技学院；b.生物与农业工程学院,长春 130022；2.吉林省农科院农产品加工研究中心,国家乳品加工技术研发分中心,长春 130033;3.长春新高食品有限公司，长春 130103)

分步酶解法制备酶改性切达干酪粉

白鸽1a，张莉1b,2，周璐1a，张贵斌3，杨贞耐1ab，2

(1.吉林大学a.军需科技学院；b.生物与农业工程学院,长春 130022；2.吉林省农科院农产品加工研究中心,国家乳品加工技术研发分中心,长春 130033;3.长春新高食品有限公司，长春 130103)

介绍了一种分步酶解法制备酶改性干酪粉(EMC)的方法。第一步，用不同的蛋白酶与肽酶混合酶对切达干酪浆进行蛋白水解，筛选出最佳水解产物。第二步，用不同的脂肪酶对最佳水解产物进行脂肪水解。将得到的酶解液喷雾干燥获得两种粉末状的EMC产品A和B，并与商品切达EMC进行比较分析。本研究获得的两种EMC产品的总游离氨基酸及总游离脂肪酸质量分数均比商品EMC高，各种游离氨基酸质量分数也普遍高于商品EMC。EMC产品A感官指标得分较高，不同链长的脂肪酸比例与商品EMC接近。

酶改性干酪；蛋白水解；脂肪水解；喷雾干燥

0 引言

酶改性干酪(EMC)是不同成熟期的干酪或者酪蛋白、乳清粉、脱脂乳粉、黄油等的掺合物，经过酶解得到的一类干酪风味浓缩产品。EMC具有风味度高、风味范围广、成本低及货架期长等特点[1]。EMC作为良好的风味添加物，在食品中仅需添加少量(质量分数0.1%)即可达到增强风味的效果，适合于制作低脂食品，近年来需求量也逐渐增加[2]。

本研究介绍了一种分步酶解法制备酶改性切达干酪的方法。首先，用蛋白酶与肽酶的混合酶对切达干酪浆进行蛋白水解，然后用脂肪酶对获得的最佳蛋白水解产物进行脂肪水解。将最终获得的酶解产物喷雾干燥成粉末状的EMC产品，并与商品EMC进行比较分析。

1 材料和方法

1.1 材料

原料乳为新鲜无抗奶(pH值为6.7，脂肪3.0%～3.3%，蛋白2.8%～2.9%)。

发酵剂为乳酸乳球菌乳酸亚种XZ3303和乳酸乳球菌乳脂亚种QH27-1。

凝乳酶（Stanmix 1150）；商品酶；Accelerzyme NP50.000(中性蛋白酶)；ValidaseFPⅡ(蛋白酶系统，兼具蛋白酶和肽酶活性)；Accelerzyme CPG(肽酶)，Validase Lipase AN(脂肪酶)；Validase Lipase MJ(脂肪酶)。

黄油为无盐黄油。

1.2 仪器设备

全自动凯式定氮仪(Kjeltec 2300)，牛奶成分分析仪(Lacto Star)，干酪槽及干酪制作相关设备(自制)，高速冷冻离心机(Evolution RC)，全温振荡培养箱(HZQ-Q)，胶体磨(JM-L50)，高压均质机(SHP-60-60)，高速万能粉碎机(FW100)，喷雾干燥机(SP-1500)。

1.3 切达干酪浆制备

取60 kg新鲜牛奶，按照Cheddar干酪工艺流程制备凝乳，使用发酵剂XZ3303和QH27-1，按1:1添加，添加量为2%(质量分数)，凝乳酶添加量为0.003%(质量分数)。经排乳清，凝块压榨过夜后打碎成小颗粒，按以下比例与黄油、水、乳化盐等混合均匀：5.3 kg干酪颗粒，1.21 kg黄油，85 g磷酸氢二钠，42.5 g磷酸三钠，51.4 g柠檬酸三钠及4.4 kg水[3]。混合物用胶体磨磨细后匀浆，分装于密闭容器中，在80℃下保温20 min后于4℃中保存待用。

1.4 酶解处理及喷雾干燥

采用分步酶解法制备EMC，如图1所示。

第一步，采用蛋白酶与肽酶混合酶对切达干酪浆进行蛋白水解(酶解温度45℃，酶解时间24 h，280 r/min)，酶解结束后，于80℃保温20 min灭酶。筛选出水溶性氮质量分数接近商品EMC(选用Kilcawley等[4-5]实验中的商品EMC 4A为对照商品EMC，水溶性氮接近55%)的酶解产物，进行感官评定，选出一个最佳蛋白水解产物。

第二步，将筛选出的最佳蛋白水解产物，分别用脂肪酶ValidaseLipase AN和ValidaseLipase MJ进行酶解(酶解温度45℃，酶解时间24 h，280 r/min)。两种脂肪酶的添加量按ADV(Acid Degree Value，酸度值)接近商品EMC进行添加。酶解结束后于80℃灭酶20 min。在第二步的酶解产物中加入质量分数为20%的麦芽糊精(用作喷雾干燥填充料)，匀浆均质之后喷雾干燥为粉末(喷雾干燥条件为：进口温度160℃，出口温度76℃，压力0.3 MPa，进料速度400 mL/h)，得到EMC产品A和B。

1.5 蛋白水解及脂肪降解分析方法

蛋白水解分析指标包括总氮(TN)、水溶性氮(WSN)[6]、5%磷钨酸可溶性氮(5%PTA-N)[7]以及游离氨基酸(FAA，按照GB/T 18246-2000测定)。

脂肪降解分析指标包括ADV[8]、游离脂肪酸(FFA)[9]。

1.6 感官评定

由10人分别对实验得到的EMC产品进行感官评定。香气的感官评定总分40分，包括：香气强度0～20分，烘烤味0～10分，奶香味0～10分，哈喇味-0～-10分；口感的感官评定总分30分，包括：浓厚感0～10分，奶香味0～10分，烘烤味0～10分，酸败味-0～-10分，苦味-0～-10分；色泽总分15分：淡黄色0～15分；外观总分15分：颗粒均匀0～15分[10]。

1.7 统计学处理

实验数据采用Excel数据分析软件进行分析。

2 结果与讨论

2.1 切达干酪浆的蛋白酶解处理

切达干酪浆的蛋白水解及产物分析结果如表1所示。表1中，试验组5和8酶解产物的WSN占总氮量的质量分数分别为55.62%和51.69%，接近商品EMC(接近55%)。经感官评定，试验组5得分较高(评定结果未列出)，因此选择试验组5用于下一步的脂肪酶解。

表1 切达干酪浆的蛋白酶解结果

2.2 EMC产品分析

对上述实验组5经蛋白酶处理的干酪浆进一步使用两种脂肪酶进行脂肪酶解处理，酶解产物喷雾干燥后获得的两种EMC产品A和B以及商品EMC的组成成分分析结果如表2所示。

EMC的A和B两种产品的脂肪质量分数、ADV值及总FFA质量分数存在显著差异(P＜0.05)。这是由于EMC产品A和B制备过程所用脂肪酶的水解活性及水解特异性的不同造成的。

与商品EMC相比，自制EMC的蛋白质和脂肪质量分数比商品EMC低，这是由于本研究为了减少EMC在喷雾干燥过程中的损失及提高产品的溶解速度，在喷雾干燥前添加了20%的麦芽糊精所致。自制EMC的总FFA及总FAA质量分数比商品EMC高，可能是由于本研究所用的蛋白酶和脂肪酶活性和特异性较高所致。

表2 EMC产品A和B及商品EMC的组成和蛋白水解结果

2.2.1 游离氨基酸

EMC的A和B及商品EMC的游离氨基酸质量分数如图2所示。由于EMC的A和B制备过程中使用了相同的蛋白酶和肽酶，因此自制EMC A和B之间的游离氨基酸含量差异不明显。与商品EMC比较，在17种游离氨基酸中，自制EMC的Ala质量分数明显低于商品EMC，Glu、Gly和Val质量分数与商品EMC接近，其他游离氨基酸如Tyr和Pro质量分数显著高于商品EMC，且游离氨基酸种类比商品EMC多，这是由于自制EMC和商品EMC制备过程中使用的蛋白酶不同造成的。在自制EMC与商品EMC中，Glu、Leu、Lys的质量分数比较高，这也与天然切达干酪相似[4]。

游离氨基酸与干酪风味的形成密切相关，例如：风味成分中的一些挥发性的含硫化合物，如甲硫醇，3-甲硫基-1-丙醇(烘烤的马铃薯味)，二甲基硫化物及二甲基三硫化合物都是由蛋氨酸转化而来[12]。谷氨酸可以强化风味，也可以掩埋其它的不良风味，如干酪成熟过程中产生的苦味[4,11]。本研究获得的自制EMC，虽然谷氨酸的质量分数较高，但是谷氨酸占游离氨基酸总量的质量分数(EMCA和B分别为11.52%和8.63%)明显低于商品EMC(18.93%)，在实际生产中可以通过添加谷氨酸改善EMC的风味。

2.2.2 游离脂肪酸

EMC A、B及商品EMC的游离脂肪酸分析结果如图3和图4所示。由图3可以看出，由于3种EMC产品所用的脂肪酶不同，其游离脂肪酸差异较大。与商品EMC相比，EMC A的C14: 0、C16:0、C18:0、C18:1含量明显较高，而其它游离脂肪酸质量分数较低；EMC B的C4:0、C10:0、C12:0、C14:0、C16:0质量分数高于商品EMC，其他游离脂肪酸质量分数低于商品EMC。在三种EMC产品中，EMC A与商品EMC的主要游离脂肪酸种类相同，均为C14:0、C16:0、C18:0及C18:1，这也与天然切达干酪中的主要游离脂肪酸种类相同[5]。

由图4可以看出，3种EMC产品的长链脂肪酸含量比例最高，其次为中链，短链脂肪酸质量分数最低，这也与Kilcawley等的结果一致[3]。但是EMC B的中链和长链脂肪酸比例与其他两种EMC差异较大。EMC A的各种链长脂肪酸比例与商品EMC接近，也与天然干酪接近，但短链脂肪酸比例稍低[5]。据报道，挥发性短链脂肪酸是EMC香气和风味的重要组成成分[6,13]。在EMC的制备过程中发现，喷雾干燥前的酶解液香气比EMC产品的香气浓烈，这是由于挥发性风味物质在喷雾干燥过程中大量损失造成的，同时导致EMC产品的短链脂肪酸质量分数降低。因此若在喷雾干燥前在酶解液中添加短链脂肪酸，可以改善EMC的风味。

表3 EMC A和B的感官评定结果

2.2.3感官评定

EMC A和B的感官评定结果如表3所示。由表3可以看出，EMC A的香气强度、哈喇味及苦味得分低于EMC B，色泽、外观得分及感官评定总分比EMC B高，可能是由于EMC B的脂肪及游离脂肪酸含量比EMC A高造成的。在干酪的挥发性风味成分中，脂肪酸可导致干酪的哈喇味[13]；脂肪与EMC的刺激性风味及苦味呈正相关[14]。此外，实验中发现EMC B在喷雾干燥时比EMC A更容易焦化，并且更易黏结，也使其色泽和外观得分低于EMC A。

3 结论

本研究采用分步酶解法制备了酶改性切达干酪粉产品A和B。两种自制EMC产品的蛋白质和脂肪质量分数均低于商品EMC，而总游离氨基酸和总游离脂肪酸含量高于商品EMC。自制EMC产品的Ala质量分数明显低于商品EMC，Glu、Gly和Val质量分数与商品EMC接近，其他游离氨基酸质量分数显著高于商品EMC。

EMC A的感官得分高于EMC B，并且EMC A的主要游离脂肪酸种类及不同链长脂肪酸比例与商品EMC接近，EMC A适用于商业化开发。

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Stepwise enzymatic method for the production of enzyme-modified Cheddar cheese powder

BAI Ge1a,ZHANG Li1b,2,ZHANG Gui-bin3,YANG Zhen-nai1ab,2
(1.Jilin University,a.College of Quartermaster Technology；b.College of Biological and Agricultural Engineering, Changchun 130022,China;2.Center of Agro-food Technology,Northeast Agricultural Research Center of China,Jilin Academy of Agricultural Sciences,National R&D Center for Milk Processing,Changchun 130033,China;3. Changchun Xingao Food Co.,Ltd,Changchun 130103,China)

A stepwise enzymatic method to prepare enzyme-modified cheese powder(EMC)was developed.First,a range of protein hydrolysates was produced from the fresh made Cheddar cheese slurry using different combination of proteinase and peptidase.One protein hydrolysate was selected and subsequently further hydrolysed to a set degree of lipolysis.The final hydrolysates were spray dried to obtain two EMC powder products(EMC A and B)，which were compared to a commercial Cheddar-type EMC.The results showed that the levels of total free amino acids and total free fatty acids of the EMCs were significantly higher than the commercial Cheddar-type EMC.Contents of most of the free amino acids in the EMCs were higher than the commercial Cheddar-type EMC.The content of short-chain,mediumchain,long-chain fatty acids in EMC A was close to the commercial Cheddar-type EMC.

Enzyme modified cheese;proteolysis;lipolysis;spray drying

TS252.53

A

1001-2230（2012）01-0014-04

2011-09-21

现代农业产业技术体系建设专项资金资助(CARS-37)；吉林省科技厅科技成果转化项目(2011-2013)。

白鸽(1986－)，女，硕士研究生，研究方向为食品科学。

杨贞耐