添加大豆分离蛋白对羊乳干酪风味物质的影响

祝敏，杜金华，吴晓英

(山东农业大学食品学院，山东 泰安，271018)

羊奶被认为是人类的3 大奶源之一，是世界上公认的最接近人乳的乳品［1］。国外羊乳的市场占有率不低于牛乳，而我国羊乳加工厂家规模小，主要成品是液态奶、羊奶粉或作为食品辅料在市场流通，产品单一，羊乳资源没有得到充分的利用。以羊乳为原料制得的干酪，脂肪含量适中，酪蛋白颗粒和脂肪球较小，产品组织结构细腻，滋味鲜美，在口感和风味上普遍优于牛奶干酪［2］。

因其产量及经济效益等原因，羊乳及其制品的价格也比牛奶普遍要高一半以上。所以利用大豆分离蛋白部分代替羊乳制成混合型干酪，不仅降低了羊乳干酪的生产成本，还可以丰富干酪的花色品种;从营养学角度，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较少的饱和脂肪、胆固醇，同时平衡了食物的动植物蛋白，有重要的营养保健意义［3］。然而，添加大豆分离蛋白可能在一定程度上影响干酪的风味。

本实验在羊乳原料中按照不同比例添加大豆分离蛋白制成混合型气孔干酪，利用固相微萃取(SPME)方法富集萃取干酪中挥发性成分，通过气相色谱-质谱联用(GC/MS)分析羊乳-大豆分离蛋白混合干酪的芳香风味物质组成，以比较纯羊乳干酪与混合干酪中挥发性物质的不同、确定添加大豆分离蛋白对干酪风味的影响，对了解羊乳-大豆分离蛋白混合干酪产品风味特征，确定大豆分离蛋白添加比例有重要指导意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料

大豆分离蛋白(食品级)，禹王公司;凝乳酶(食品级)，DSM 公司;菌种:高度浓缩的直投式冻干乳酸菌菌种，成分包括乳酸乳球菌乳亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、乳酸乳球菌乳亚种双乙酰生物变种、明串球菌属，5 Units/1 000L，DSM 公司;费氏丙酸杆菌(直投式菌种，呈颗粒的、冻干的粉末状，5 Units/1 000L)，SK 公司;原料乳，泰安市郊某小型奶羊养殖场。

1.2 主要仪器与设备

奶酪槽，自制;AL204 电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司;切割刀，自制;电子调温万用电炉，龙口市文太电炉制造有限公司;冰箱，澳柯玛公司;HH-4 数显恒温水浴锅，金坛市双捷电子仪器设备厂;LRH-250 生化培养箱，上海一恒科学仪器有限公司;DZO-400/2S 真空充气包装机，章丘市炊具机械总厂包装机械厂;SPME:65 μm PDMS/DvB;GC/MS:岛津，6890N-5973N。

1.3 混合型气孔奶酪的制作［4－6］

大豆分离蛋白煮沸后分别按照以下3 个比例(0、4%、10%)加入羊乳原料中按以下工艺制作大豆分离蛋白-羊乳混合型干酪。

1.4 分析方法

1.4.1 风味物质的萃取与富集［7］

将干酪外缘2cm 切下，混合均匀，取5 g 混合均匀的奶酪样品放置于顶空瓶中，密封。瓶中顶空高度大约为4cm。SPME 萃取头至于顶空瓶中奶酪上部的顶空部位，顶空瓶周围环境温度保持在80℃下SPME 萃取30 ～35 min。

1.4.2 GC/MS 检测条件［8］

色谱柱:PEG20M 弹性石英毛细管柱;载气为He，0.8 mL/min。进样温度为290℃。升温程序:35℃维持3 min;然后以2℃/min 升至55℃;然后再以3 ℃/min 升至最后温度为130℃;最后以15℃/min 升至260℃，维持4 min。

质谱条件:EI 离子源;离子源温度为200℃;传输线温度为250℃;延迟时间为3.0 min;离子化模式为电子轰击，数据采集全扫描。

1.4.3 挥发性成分定性定量分析方法

GC/MS 离子图谱检索NIST08 Library 和Wiley Library 匹配定性，按峰面积归一化计算其相对质量分数。

2 结果与分析

2.1 干酪中风味物质检测结果分析

干酪中风味物质GC/MS 检测结果如表1 所示，离子图分别见图1 ～3。纯羊乳干酪共检出23 种挥发性化合物。其中最主要的挥发性化合物是酸类化合物，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)，相对含量达到95.323%，其中癸酸，十六烷酸和辛酸占主要部分，相对含量分别达到25.315%，20.701%和10.703%。酮类化合物主要是丁二酮，丁酮和乙酮，其中丁酮相对含量最高，达到0.967%。检测出的醇类化合物只有乙醇，相对含量达到1.328%;醛类化合物是十四醛(肉豆蔻醛)，但相对含量比较低，有0.079%;酯类化合物是乙酯，相对含量有0.049%。

表1 干酪中主要风味化合物检测结果Table 1 Volatile compounds of the cheeses

续表1

图1 纯羊乳干酪风味物质GC/MS 总离子图谱Fig.1 GC/MS total ion chromatography (TIC)of pure goat milk cheese

图3 添加10%大豆分离蛋白羊乳干酪中风味物质GC/MS 总离子图谱Fig.3 GC/MS total ion chromatography (TIC)of 10% SPI-goat milk cheese

添加4%大豆分离蛋白的羊乳干酪中共检测出21 种挥发性化合物。其中最主要的还是酸类化合物，相对含量占到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，其中相对含量占到主要部分的有丙酸，辛酸，癸酸和十六烷酸，含量分别为17.578%，14.612%，24.868% 和10.594%。酮类化合物相比纯羊乳干酪种类有所增加，相对含量有0.889%，相比纯羊乳干酪酮类化合物的相对含量有所减少，主要有丁二酮，丁酮和苯乙酮，其相对含量分别为0.156%，0.504%和0.229%。醛类化合物，包括苯乙醛和丙醛，相对含量分别为0.188% 和0.398%。醇类化合物种类相比纯羊乳干酪，除了乙醇还增加一种苯乙醇，前后两者的相对含量分别为0.224% 和0.149%。除了纯羊乳干酪检测出的酸，酮，醛，醇类主要化合物之外，添加了4%大豆分离蛋白的羊乳干酪还检测出十八胺，吡咯和苯酚，含量分别为0.456%，0.122%和1.710%。

添加10%大豆分离蛋白的羊乳干酪共检测出24种挥发性化合物。同纯羊乳和4%大豆分离蛋白-羊乳混合干酪一样，酸类化合物占主要部分，相对含量达到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，其中相对含量占主要地位的是丙酸，辛酸，癸酸，其相对含量分别为18.891%，16.339%和24.406%。醇类化合物含量相较前2 种干酪含量有所增加，达到5.361%，包括乙醇，丙醇，丁二醇，苯乙醇，其中乙醇含量达到3.326%。除此之外，检测结果还可以反映出酯类化合物的含量和种类都有所增加，包括乙酸乙酯和乙酸丙酯，含量分别为3.300%和0.528%。醛类化合物包括苯乙醛和丙醛，相对含量分别达到0.130%和0.193%。酮类化合物相比于其他2 种干酪有所减少，只检测出苯乙酮，含量达到0.176%。与添加4%大豆分离蛋白的羊乳干酪相同，10%大豆分离蛋白-羊乳干酪中也检测到苯酚，但相对含量有所减少，有0.636%。除此之外，还检测到氨基蒽的存在，含量为0.502%。

2.2 添加大豆分离蛋白对羊乳干酪中不同类型挥发性成分的影响

2.2.1 酸类化合物的变化

干酪中的酸类化合物一般来自于2 个反应，首先，糖酵解，即由发酵剂乳酸菌代谢凝块残留中的乳糖而形成风味化合物，如乙酸，丙酸等;其次脂肪分解，即凝块中的脂肪在酶的作用下形成脂肪酸，特别是挥发性脂肪酸如乙酸，辛酸和癸酸［9－10］。酸类化合物的存在有利于干酪风味的释放，尤其是一些短链脂肪酸(C4～C12)具有某些显著的特征风味，而这些气味对于干酪风味和气味有非常重要的作用［11］。添加了大豆分离蛋白之后，干酪的酸类风味化合物无论是种类还是总相对含量均减少，这可能是因为加入大豆蛋白影响了干酪成熟过程中糖酵解及脂肪分解等反应。但针对大豆分离蛋白的添加对其中个别酸类化合物的影响来看，乙酸，丙酸，丁酸，己酸和辛酸在干酪风味物质中的相对含量均有所增加，其中以乙酸，丙酸和辛酸增加最为明显。乙酸能表现出醋味，而干酪中的丙酸主要是由添加的次级发酵剂费氏丙酸杆菌利用乳糖产生的［6］，略带辛辣的刺激油味，是瑞士干酪的特征风味。辛酸有微弱的水果酸气味，己酸则可以赋予干酪轻微的腐臭干酪气味。这些都是干酪的主体特征气味，所以大豆分离大白的添加可能会增加干酪中特殊的优势风味物质。其次，随着大豆蛋白的添加，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为明显。癸酸的含量虽有所减少，但其相对含量还是属于酸类化合物中最高，癸酸又名羊蜡酸，部分研究指出羊乳的膻味可能来自于羊乳中的癸酸成分，且羊乳中的癸酸含量占羊乳化学成分的主要部分［12］。所以，干酪中癸酸的减少可能是由于原料中大豆蛋白的添加造成羊乳成分的减少所造成的。

2.2.2 酮类化合物的变化

酮类化合物可有多不饱和脂肪酸氧化或降解，氨基酸降解产生，是许多干酪的风味物质［9］。从气味的描述来看，所嗅闻到的酮类物质多具有奶香和脂肪香味，有的具有明显果香和酸味，个别具有刺激性气味［12－13］。大豆分离蛋白的添加造成干酪中酮类物质相对含量的减少。其中，丁二酮有强烈的奶油香和脂肪香味，是瑞士干酪主要的风味物质之一，随着大豆蛋白的添加，干酪风味物质中的丁二酮相对含量有所减少，直至当大豆蛋白添加比例为10%时，干酪中未检测出丁二酮的含量。丁酮随着大豆蛋白的添加也呈现相同的变化趋势，而丁酮可以赋予干酪黄油香。由此可以看出，大豆分离蛋白的添加会使干酪酮类风味化合物减少，有可能影响干酪的奶香特征。

2.2.3 醇类化合物的变化

醇类化合物主要是由乳糖的代谢，甲基酮的还原，氨基酸的代谢生成。此外，由相应的醛通过脱氢酶催化的还原反应也能够形成相应的醇［9］。醇类通常有芳香，植物香，酸败和土气味，但醇类物质的阈值高，因此当含量很少时，其对食品的风味贡献不大［14］。添加大豆蛋白可以增加干酪中醇类化合物的种类，但大豆蛋白添加比例为4%的羊乳干酪醇类物质含量最低，纯羊乳干酪中只检测出乙醇。此外，添加了大豆蛋白的干酪中还检测出苯乙醇的存在。当大豆蛋白添加比例增加到10%时，干酪中醇类化合物的种类和含量明显增加，发现其他2 种干酪中未检出的丙醇和丁二醇。但相关文献中指出，羊乳干酪中醇类物质的过度增加会造成风味的缺陷［15］。所以，过多大豆分离蛋白的添加可能会影响干酪的醇类物质含量从而影响干酪风味。

2.2.4 酯类化合物的变化

酯类化合物是细菌生物合成产物，能够赋予干酪很强的水果味。如果酯类物质的含量过高或与其他风味化合物的浓度比例不协调时，会造成干酪的不良风味［14］。随着大豆蛋白的添加，干酪中酯类化合物并没有明显的变化趋势，因此大豆蛋白的添加对酯类化合物没有显著影响。

2.2.5 醛类化合物的变化

醛类物质的阈值一般很低，通常带有辛辣的，刺激性的气味并带有油和蜡的气味，是食品中各种氧化风味的重要来源。纯羊乳干酪中醛类物质的种类与添加大豆蛋白羊乳干酪的醛类物质种类不同，大豆蛋白-羊乳混合干酪中检测出苯乙醛和丙醛，其中苯乙醛大多由多不饱和脂肪酸的氧化产生，对干酪风味的丰富性有影响。

2.2.6 其他风味化合物的变化

除了酸，酮，醇，醛，酯几类主要化合物之外，添加大豆分离蛋白还会使羊乳干酪增加一些其他的风味化合物，包括苯酚，吡咯，胺等。其中，苯酚对于干酪中的刺激气味有影响，吡咯在低浓度下会有甜和焦糖的香味。这些风味物质的存在丰富了干酪的风味化合物种类。

3 结论

运用SPME-GC/MS 方法检测出纯羊乳干酪、4%大豆蛋白-羊乳混合干酪、10%大豆蛋白-羊乳混合干酪中挥发性物质种类分别为23，21 和24 种。其中酸类化合物均占主要部分，其次有酮类，醇类，醛类，酯类化合物。

添加大豆分离蛋白引起干酪中风味物质种类和相对含量变化，包括酸类，酮类化合物种类和含量减少;醇类化合物相对含量增加;醛类化合物种类变化;酯类化合物种类和含量没有明显变化。

添加大豆分离蛋白可以增加干酪奶香味，减少羊乳不愉快膻味。考虑到随着大豆蛋白添加量增多会造成干酪特征风味物质酮类减少、酯类物质过度积累造成不良风味等因素，混合干酪中大豆分离蛋白添加比例为4%较好。

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