利用酶凝干酪素制造模拟培尔干酪

金太花，金泽林

(临沂大学生命科学学院，山东临沂276005)

酶凝干酪素(Rennet casein)是利用酶凝工艺制备的干酪素，主要用于再制干酪的生产，其主要成分为酪蛋白［1－2］，但酶凝干酪素中含有吲哚、邻甲氧基苯酚、对甲苯酚等物质，导致了酶凝干酪素具有一种类似于湿狗臊味的异臭［3］。卡门培尔(Camembert)干酪起源于法国，是一种典型的霉菌成熟软质干酪［4－17］。特有的霉菌卡门培尔青霉在干酪表面生长，由它们产生的蛋白酶和脂肪酶从干酪表面向中心渗透，促使干酪成熟，产品表面最终长满白色霉菌，内部组 织 呈 融 化 状 态，具 有 独 特 的 风 味［4－5，9－10］。Camembert干酪在成熟过程中蛋白质、脂肪等组分均得到较大程度的水解，因此Camembert干酪的营养成分吸收率可达到96%～98%［8］。模拟干酪是以酶凝干酪素、食用脂肪、水为主要原料，在乳化盐的作用下，经加热剪切形成的一种光滑、均一的类似天然干酪的产品［18－25］。目前，天然干酪的需求量越来越大，模拟干酪以其工艺简单且成本低的特点［20，26］，日益得到关注。但由于其蛋白源——酶凝干酪素所固有的异臭可导致其干酪产品具有令人不快的异味，导致其在功能特性上缺乏竞争力。因此去除模拟干酪异味的研究是我国模拟干酪生产的迫切要求。目前，国内涉及去除模拟干酪异味方面的研究极少，金太花等［27］首次采用添加辣白菜增溶液的方法，以辣白菜独特的酸辣爽口的风味掩盖酶凝干酪素的异味。有关采用霉菌发酵法制造模拟卡门培尔干酪去除模拟干酪异味的国内尚未见报道。研究在模拟干酪表面喷洒霉菌发酵剂，在适当条件下进行成熟，制得模拟卡门培尔干酪，利用成熟过程中产生的挥发性风味物质，赋予模拟干酪芳香味，掩盖酶凝干酪素的异味，改善模拟干酪的风味。经过探索模拟卡门培尔干酪最终产品的感官品质及成熟过程中的一系列物理化学变化，分析生产模拟卡门培尔干酪的可行性，为模拟卡门培尔干酪的生产提供理论参考依据。

表1 卡门培尔干酪感官评定标准Table 1 The sensory evaluation standard of camembert cheese

表2 模拟卡门培尔干酪成品与商品卡门培尔干酪的感官评定Table 2 The sensory evaluation of imitation camembert cheese and commercial camembert cheese

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

酶凝干酪素粉 荷兰Habero公司;奶油 韩国全北食品添加剂公司;乳化盐(偏六磷酸钠)分析纯，日本Junsei化学药品公司;商品卡门培尔干酪韩国全北Emart;霉菌(Penicillium camemberti)冷冻干粉 丹麦CHR HANSEN公司。

恒温恒湿箱(霉菌培养箱)韩国JOHNSAM公司;物性测试仪 TAXT 2/25 英国SMS公司;电子显微镜 JSM 6400日本东京JEOL公司;凯氏定氮仪BUCHI 321 瑞士BUCHI公司。

1.2 实验方法

1.2.1 模拟卡门培尔干酪的加工工艺流程及配方(100g干酪)干物质(酶凝干酪素粉21.50g、乳化盐3.00g)+水54.00g→室温下混合均匀→加奶油或植物油21.50g→热搅拌(90℃左右)→装模成型→盐渍→喷洒霉菌发酵剂→成熟→成品。

1.2.2 工艺要点

1.2.2.1 原料干酪装模pH的调整 考虑到卡门培尔干酪成熟过程中pH的逐渐增加可能带来的交叉污染［28－29］，以及装模 pH 对最终产品质构、风味等品质的影响，选用较低pH的多聚磷酸盐——六偏磷酸钠(1%溶液的pH为5.7)为乳化盐，使模拟干酪的装模pH 达到 5.8～5.9［30］。

1.2.2.2 模拟干酪(原料干酪)的盐渍 将模拟干酪置于浓度为19%，温度为15℃的盐水中盐渍30min。

1.2.2.3 霉菌发酵剂的添加 卡门培尔干酪的加工过程中，霉菌的添加方法主要有两种，一种是在凝乳之前直接添加，一种是在盐滞的新鲜干酪表面喷洒［10］。研究采用在成型盐滞的模拟干酪表面喷洒霉菌孢子悬浮液的方法。喷洒质量要求是不浓不淡、涂布均匀［31］，以防喷洒过多引起的风味不良和喷洒过少或不均匀导致的外来杂菌的侵袭［30］。

1.2.2.4 模拟卡门培尔干酪的成熟 在温度15℃，相对湿度90%的恒温恒湿箱中培养21d。

1.2.3 感官评定方法 选取10名经过训练的人员组成评定小组，对成熟后的模拟卡门培尔干酪与商品卡门培尔干酪，从外观、质地、风味3个指标进行感官评定［32－33］，总分值为 100 分，根据各指标对成品的重要程度，确定其相应的分值比例，具体评定标准如表1所示。

1.2.4 非蛋白氮(NPN)百分比含量的测定

1.2.4.1 总氮含量的测定 将5g干酪放到2mol/L浓度的柠檬酸钠溶液40mL中搅拌5min，待干酪全部溶解后用蒸馏水定溶到100mL。用凯氏定氮法测定总氮含量。

1.2.4.2 NPN的测定 准确量取上述5%干酪溶液20mL，加等量的12%TCA(三氯乙酸)溶液，经均匀搅拌静止60min后过滤，准确量取10mL过滤液用于测氮。干酪中的NPN是指非蛋白氮在干酪总氮含量中所占的百分比。

1.2.5 硬度及剪切力的测定 用物性测试仪对比测量不同成熟阶段模拟卡门培尔干酪的硬度和剪切力。

1.2.6 微观结构的观察 使用扫描电子显微镜(SEM)对比观察不同成熟阶段模拟卡门培尔干酪的微观结构。

1.3 数据统计处理

本试验由3次平行试验构成，采用SAS软件进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 成品的感官品质

为探讨模拟卡门培尔干酪是否具备传统卡门培尔干酪所具有的感官品质特性，将其成品与商品卡门培尔干酪进行比较，结果如表2所示。模拟卡门培尔干酪与商品卡门培尔干酪的外观、质地、风味评定分数及感官评定总分分别为27.0、26.4、36.4、89.8和 26.2、27.5、37.8、91.5，两者之间均差异不显著(p ＞0.05)，说明这两种卡门培尔干酪在感官品质上没有本质差异。可见，只要满足温度、湿度等霉菌生长所必要的条件，卡门培尔霉菌也可以正常生长在模拟干酪表面，并引起卡门培尔干酪正常成熟过程中的内部质构的变化，满足卡门培尔干酪应具备的最基本的外观、质地及风味特征。

蒋爱民等［5］和孟德勇等［7］报道，卡门培尔干酪在成熟过程中可产生醇、醛、酮、挥发性有机酸和酯等风味物质。可推断，成熟后的模拟卡门培尔干酪具有与传统卡门培尔干酪相似的感官风味，是因为其成熟过程中所产生的挥发性风味物质赋予模拟干酪芳香味，并掩盖酶凝干酪素异味所致。

2.2 非蛋白氮百分比含量

蒋爱民等［5］和张勇等［6］指出，卡门培尔干酪成熟过程中，由霉菌产生的酶类从干酪表面向中心渗透，促使干酪引起生化变化，其中蛋白质分解是最重要、最复杂的生化变化［29］。郑冬梅等［34］报道，蛋白质的分解程度直接关系着干酪成熟过程中的质构变化。因此，干酪成熟中，蛋白质降解产物分析是干酪成熟的指标。但在干酪成熟过程中，其残留的凝乳酶影响蛋白水解的广度，而来源于发酵剂的酶则影响蛋白水解的深度，而且pH4.6可溶性氮表示干酪蛋白水解的广度，而12%TCA可溶性氮(NPN)表示蛋白水解的深度。因此，NPN被称为干酪的成熟度。

模拟卡门培尔干酪的原料干酪是利用干酪素制造的仿真模拟干酪，而不是原料乳经凝乳酶的凝乳作用而制得的天然干酪。因此，引起干酪中蛋白质降解的主要蛋白酶是来源于霉菌发酵剂的酶，为观察不同成熟期模拟卡门培尔干酪的成熟度，对不同成熟期干酪进行了NPN测定，结果如图1所示。由图可见，成熟期间，模拟卡门培尔干酪的NPN随成熟时间的增加而增加，且不同成熟期之间差异极显著(p＜0.01)。可见在成熟过程中模拟干酪的蛋白质组分不断地降解且速度很快。

图1 模拟卡门培尔干酪成熟过程中非蛋白氮百分比含量的变化Fig.1 Changes of NPN during the ripening of imitation camembert cheese

2.3 微观结构

天然干酪的微观结构是由乳中蛋白质和脂肪组分经复杂排列而形成的空间结构［35］，模拟干酪是以酪蛋白、食用脂肪、水为主要原料而制得的类似天然干酪的产品。为直观地观察成熟期间模拟卡门培尔干酪空间结构的变化，分析其不同成熟期蛋白质结构及脂肪球的分布情况，通过扫描电镜(SEM)观察了其微观结构。

如图2所示，模拟卡门培尔干酪由初期(0d)较致密的结构逐渐转变为中期(10d)空隙相对较大的纤维网状立体结构，到后期(21d)微观结构变得纤细，空穴变得更大稀疏且不均一，还形成了较多的凹槽。贺殷媛等［36］报道，随着干酪蛋白质水解程度的增加，酪蛋白原有的凝胶网络结构被破坏，分解产生更小的物质，导致其微观结构发生改变，形成的空穴变大、变稀疏;蛋白质表面疏水氨基酸残基增多，疏水相互作用增强，致使酪蛋白结合更紧密。另外，贺殷媛等［36］和隋欣等［37］报道，随着脂肪水解程度的增加，游离脂肪酸含量也增加，因此脂肪球发生聚集融合排列成团，脂肪球变大且发生明显的变形，导致脂肪槽的形成。因此可推断，在模拟卡门培尔干酪成熟后期微观结构变得更纤细，空穴变得更大且稀疏，是由于成熟过程中大量的蛋白质被降解所致;另外，图中多处出现的凹槽部分(A)就是在成熟期间，脂肪发生水解，生成大量的游离脂肪酸导致脂肪球凝结所形成的脂肪槽。可见，模拟卡门培尔干酪在成熟期间也发生传统卡门培尔干酪正常成熟过程中的一系列生化变化。

图2 模拟卡门培尔干酪成熟过程中结构变化的电镜观察Fig.2 Observation of SEM on changes of structure during the ripening of imitation camembert cheese

2.4 硬度与剪切力

为观察模拟卡门培尔干酪成熟期间的质构变化，测定了干酪质构特性中的重要指标——硬度、剪切力，结果如图3、图4所示。由图可见，在整个干酪成熟过程中，模拟卡门培尔干酪的硬度和剪切力均随着成熟时间的增加而减少，且各成熟期之间差异极显著(p＜0.01)。高辉等［4］指出，干酪的质构特性指标与干酪的成熟度、空间结构等有关，是表征干酪成熟变化的重要指标。隋欣等［37］报道，干酪成熟过程中硬度的下降是由于在成熟过程中干酪组分不断降解使得质地变软所致。贺殷媛等［36］也曾报道，随着干酪蛋白质水解程度的增加，微观结构发生改变，空穴变大、变稀疏，干酪的硬度逐渐降低。陈卫［38］等报道，干酪成熟性与其低硬度有一定的对应关系。所以，模拟卡门培尔干酪成熟期间的硬度及剪切力的变化情况与前面对其NPN、空间结构的研究结果相符。

3 结论

图3 模拟卡门培尔干酪成熟过程中硬度的变化Fig.3 Changes of hardness during the ripening of imitation camembert cheese

图4 模拟卡门培尔干酪成熟过程中剪切力的变化Fig.4 Changes of shearing force during the ripening of imitation camembert cheese

对成熟后的模拟卡门培尔干酪进行了感官品质及成熟期间理化特性的分析，结果表明:模拟卡门培尔干酪成品具有与商品卡门培尔干酪相似的外观与质地，并且由于其成熟过程中产生大量的芳香物质，掩盖了其蛋白源——酶凝干酪素所固有的异臭，有助于模拟干酪风味的改善;通过分析模拟卡门培尔干酪成熟期间的NPN、硬度、剪切力及微观结构的变化，验证了只要满足霉菌生长所必要的环境条件，卡门培尔霉菌可以正常生长在模拟干酪表面，并发生传统卡门培尔干酪正常成熟过程中的生化变化。可见以酶凝干酪素为蛋白源制造模拟卡门培尔干酪是可行的。

［1］冯立刚，贾玉玺，陈希亮，等.酶凝干酪素物理凝胶化过程的有限元模拟［J］.高分子学报，2008(6):529－535.

［2］朱雄英，甘伯中，丁福军，等.酶凝干酪素凝胶性研究进展及其在干酪中的应用［J］.食品科学，2009，30(21):424－427.

［3］Karagul－Yuceer Y，Vlahovich K N，Drake M A.Characteristic aroma components of rennet casein［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51(23):6797－6801.

［4］高辉，郑志强，赵征，等.Camembert干酪成熟期间理化特性研究［J］.食品研究与开发，2009，30(1):41－43.

［5］蒋爱民，杨小姣，陈伟，等.卡门培尔(Camembert)干酪加工工艺研究［J］.食品工业，2005(1):21－23.

［6］张勇，宗学醒，张萍，等.卡门培尔干酪加工工艺优化研究［J］.中国乳品工业，2010，38(5):28－31.

［7］孟德勇，程建华，赵昂，等.影响Camembert干酪均匀成熟因素的研究［J］.食品工业科技，2010，31(8):141－143.

［8］王知非，吕加平，张立宇，等.工艺条件对Camembert干酪品质及得率影响的研究［J］.中国乳品工业，2009，37(6):20－23.

［9］郑志强，刘雅楠，王青华，等.不同成熟期Camembert干酪挥发性风味物质的分析［J］.食品科技，2008(1):88－92.

［10］Scott R.Cheesemaking practice［M］.New York:Elsevier Applied Science Publishiers，1981:211.

［11］Pop M，Dumuta A.Research regarding camembert cheese characteristics［J］.Carpathian Journal of Food Science and Technology，2009，1(1):25－30.

［12］Tonkovi c＇K，Gregurek L，Božani c＇R.Manufacturing of Camembert type cheese made from goat’s and cow’s milk and their mixtures［J］.Mljekarstvo，2003，53(4):309－324.

［13］Popovic＇－Vranjež A，Jovanovic＇S，Savic＇M，et al.The quality influence of goat milk and technology of production on the characteristic of the goat milk cheese of the Camembert type［J］.Acta Veterinaria，2008，58(5/6):521－529.

［14］Sablé S，Cottenceau G.Current knowledge of soft cheeses flavor and related compounds［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1999，47(12):4825 – 4836.

［15］Karahadian C，Josephson D B，Lindsay R C.Volatile compounds from Penicillium sp.contributing musty－earthy notes to Brie and Camembert cheese flavors［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1985，33(3):339 – 343.

［16］Anere E，Gillis J C.Le fromage［M］.Paris:Technique ＆Documentation，2006.

［17］Mahaut M，Romain J，Brulé G.Initiation à la technologie fromagère［M］.Paris:Technique ＆ Documentation，2003:29.

［18］何述栋，李晓东，吴槟，等.利用大豆分离蛋白模拟Mozzarella干酪的工艺研究［J］.东北农业大学学报，2010，38(6):16－19.

［19］Fox P.Fundamentals of cheese science［M］.Gaithersburg Maryland:Aspen Publishers Inc，2000:444.

［20］Fox P，Mcsweeney P，Cogan T，et al.Cheese:chemistry，physics and microbiology［M］.Third edition.London:Elsevier Academic Press，2004:21.

［21］Jana A H，Patel H G，Suneeta P，et al.Quality of casein based Mozzarella cheese analogue as affected by stabilizer blends［J］.Journal of Food Science and Technology，2010，47(2):240－242.

［22］Mounsey J S.Effect of wheat starch on imitation cheese texture［J］.Medwell Journals，2009，7(2):30－33.

［23］Middleton J.Process of using rennet casein for producing imitation cheese:US，4822623［P］.1989－05－18.

［24］Shah R，Jana A H，Aparnathi K D，et al.Process standardization for rennetcasein based Mozzarella cheese analogue［J］.Journal of Food Science and Technology，2010，47(5):574－578.

［25］Belitz H－D，Grosch W，Schieberle P.Food chemisry［M］.Berlin Heidelberg:Springer－verlag，2009:536.

［26］张宁宁.块状仿真干酪加工工艺及配方的研究［D］.哈尔滨;东北农业大学，2009.

［27］金太花，金泽林.辣白菜模拟干酪的功能特性［J］.食品科学，2012，33(3):97－100.

［28］Schlesser J E，Schmidt S J，Speckman R.Characterization of chemical and physical changes in camembert cheese during ripening［J］.Journal of Dairy Science，1992，75(7):1753－1760.

［29］Guizani N，Kasapis S，Al－Attabi Z H，et al.Microbiologigal，Physicochemical，and biochemical changes during Ripening of Camembert cheese made of pasteurized Cow’s milk［J］.International Journal of Food Properties，2002，5(3):483－494.

［30］郑志强.Camembert干酪工艺优化及其均匀成熟的研究［D］.天津;天津科技大学，2007.

［31］万国余.卡门培尔干酪的加工工艺［J］.乳品加工，2006(8):42－44.

［32］中华人民共和国农业部.中华人民共和国国家标准之软质干酪 NY 478－2002［J］.中国乳业，2005(8):15－17.

［33］Shaw M B.The manufacture of soft，surface mould ripened cheese in France with particular reference to camembert［J］.Society of Dairy Technol，1981，34(4):131.

［34］郑冬梅，张慧芸，孔保华.豆奶干酪成熟过程中蛋白水解的研究［J］.食品科学，2004，25(10):101－102.

［35］Everett D W.Microstructure of natural cheeses［M］.U K:Blackwell Publishing Ltd.，2007:170－172.

［36］贺殷媛，徐红华.Cheddar干酪理化性质变化对其质构及微观结构的影响［J］.中国乳品工业，2008，36(8):7－11，16.

［37］隋欣，陈历俊，任发政.热激修饰瑞士乳杆菌对Cheddar干酪成熟的影响［J］.农业机械学报，2009，40(10):135－139，164.

［38］陈卫，刘南，赵建新，等.菌种对Camembert干酪的质构及风味的影响［J］.食品工业科技，2008，29(5):97－99，102.