红曲水牛乳软质干酪成熟特性的研究

谢 芳,杨承剑,韦升菊,唐 艳,曾庆坤

(中国农业科学院广西水牛研究所,广西南宁 530001)



红曲水牛乳软质干酪成熟特性的研究

谢 芳,杨承剑,韦升菊,唐 艳,曾庆坤*

(中国农业科学院广西水牛研究所,广西南宁 530001)

红曲霉(MonascuspurpureusWent.)是腐乳酿造中常用的菌种,将其作为表面发酵剂喷洒在干酪表面,研究该菌种对干酪成熟期间各理化指标的影响,结果表明:随着红曲霉在干酪表面生长和干酪成熟时间的延长,其含水量呈先低后高的趋势,最终维持在42%左右,可溶性氮pH4.6 SN和12% TCA SN分别高达35.8%和33.5%,其硬度、弹性、咀嚼性均随着成熟时间的延长而下降,干酪发酵成熟25 d便可得到最佳感官品质,其MonacolinK的含量为2.13 mg/100 g。

红曲霉,水牛乳干酪,理化指标,成熟特性

干酪是一种发酵的乳制品,被称为“奶黄金”,其制作源于西方国家,消费普遍,而我国因奶源、价格、口味等各种原因,限制了其发展[1]。水牛奶作为我国南方地区特有的乳产品,其蛋白质、乳脂、维生素、微量元素均高于黑白花牛奶,且口味醇香,营养全面,在民间享有“奶中之王”的美誉,目前主要以液态奶为主,高附加值产品甚少,随着人们生活水平的提高,水牛奶制品也日渐成为消费的“新宠”[2],水牛奶深加工产业急需“盘活”。因此,开发适合中国人口味、营养全面且拥有自主知识产权的干酪新产品迫在眉睫。红曲源于我国,是由红曲霉属(MonascuspurpureusWent.)真菌接种于大米发酵而成的一种纯天然、安全有益的食品添加剂[3],现已被广泛应用于食品着色、酿酒、防腐以及医药领域。已有研究证明红曲霉在发酵过程中能产生MonacolinK(莫那克林K)、γ-氨基丁酸等生理活性物质,它们具有降低胆固醇、血压、血脂等多种生理功能[4],因而,本实验将红曲霉应用到水牛乳干酪的发酵中,研究其在干酪成熟过程中,对其理化指标、风味及产MonacolinK等的影响,为后续红曲霉在水牛乳干酪中的应用研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

FOSS 8400全自动定氮仪、消化炉及Milko Scan FT120乳成分仪 丹麦福斯公司;XS105DU电子天平 瑞士梅特勒托利多公司;MJX-250智能霉菌培养箱 上海百典仪器设备有限公司;BCD-208GSSMY美的冰箱 美的集团股份有限公司;N100B乳脂分离机 深圳东方阳光科技有限公司;XB.K.25 0.10 mm 1/400 mm2型血球计数板 上海市求精生化试剂仪器有限公司;PHS-3C数显pH计 上海越磁电子科技有限公司;TMS-Pro质构仪 美国FTC公司;LDZ5-2型台式低速离心机 北京京立离心机有限公司;干酪槽,干酪切割刀、模具 实验室自制。

1.2 实验方法

1.2.1 红曲霉菌孢子悬液的制备 将红色红曲霉(Monascusruber)活化,斜面传代一次,待其生长良好后,用茄形瓶扩大培养24 h,取0.9%氯化钠无菌生理盐水将菌丝冲洗至三角瓶中,用涡旋振荡器充分打散,再用无菌纱布过滤菌丝,制成1×106CFU/mL浓度的霉菌孢子悬液,装于250 mL灭菌喷瓶内备用。

1.2.2 红曲水牛乳软质干酪制备工艺 水牛乳(标准化)→巴氏杀菌→冷却→添加发酵剂→静置30 min→加氯化钙、凝乳酶→凝乳切割→静置→升温(40 min内缓慢升温至39 ℃)→搅拌10 min→加食盐→排乳清→入模过夜(16 ℃)→自然排乳清→盐水浸渍→成型切割→喷洒红曲霉菌孢子悬液→入霉菌培养箱(温度20 ℃,湿度90%以上)→翻面(待红曲霉菌生长充分)→继续成熟→锡纸包装(温度18 ℃,湿度85%以上)→PE袋真空包装→4 ℃冰箱→成品。

1.2.3 红曲霉菌孢子计数 红曲霉菌孢子按血球板计数,孢子计算公式如下:

孢子个数(CFU/mL)=80个小方格细胞总数/80×400×10000×稀释倍数

听得几个人耳朵里茧子乱钻。辞别孙老神仙，三人来落星湖畔见宇晴师父，宇晴已摆好浪穹诏的“漱玉茶”，落星湖里的清泉水，去年方乾老爷子看她时送她的一套邢窑雨过天青茶具。她是三位少年的老师，亲自将他们由山外接引入谷，平日里更是将他们当弟弟妹妹看，但她准备的题目可不含糊，要将茶具中的清水用内力煮开，计算着第七次冲泡的茶水最苦，第十二次可以喝到舌尖回甘……

1.2.4 产品指标测定 水分采用GB 5009.3-2010测定[5];蛋白质采用GB/T 5009.5-2010测定[6];脂肪采用GB 5413.27-2010 测定[7];可溶性氮pH4.6 SN(可溶性氮)、12% TCA SN(三氯乙酸可溶性氮)参考文献[8]中的方法测定;乳糖采用GB/T 5009.92-2008 测定[9];氯化钠采用GB/T12457-2008测定[10];钙(Ca)采用GB/T 5009.92-2003测定[11];干酪质构(texture profile analysis,TPA)采用美国FTC-质构仪分析其硬度、弹性、咀嚼性[12];微生物细菌总数采用平板计数法,大肠菌检测采用多管发酵法,Monacolin K及桔霉素、致病菌送检广西分析测试中心检测;感官评分参照文献[20-21]方法进行。

1.3 实验设计

将红曲霉菌作为表面发酵剂喷洒到水牛乳软质干酪胚块表面,培养箱温度为20～25 ℃,相对湿度为90%～95%,待霉菌在干酪表面充分生长(0～5 d)后,将温度下调为15～21 ℃,湿度调为90%,以利于干酪由表及里均匀成熟(6～24 d),在干酪后熟阶段(25～30 d),将温、湿度调为6～10 ℃和95%,以利于干酪缓慢后熟,分别在干酪成熟的0、5、10、15、20、25、30 d后取样,与未接种红曲霉的纯水牛乳软质干酪各项理化指标进行对比分析,研究红曲霉在干酪成熟过程中所发挥的作用,最后将成熟25 d的干酪进行理化及MonacolinK的测定,以得到高质且符合中国人口味的红曲水牛乳干酪新品种。

1.4 数据分析

干酪成熟过程中的理化指标的变化采用SPSS 17.0统计软件进行分析,其它数据计算、绘图采用Microsoft Excel 2013处理。

2 结果与分析

2.1 干酪在成熟过程中水分的变化

干酪在成熟过程中的水分含量变化,如图1所示。

图1 干酪成熟过程中水分含量的变化Fig.1 Change of water content during cheese ripening

由图1可知,随着干酪成熟时间的延长,红曲水牛乳干酪的平均含水量均高于纯水牛乳干酪,在成熟0～10 d期间,两者都呈缓慢下降趋势,这是因为在干酪成熟初期,表面水分蒸发较快;在整个成熟期间,纯水牛乳干酪的含水量一直在缓慢下降,而红曲干酪的含水量却在10 d后呈上升趋势,且明显高于纯水牛乳干酪,这可能是因为:红曲霉在干酪表面生长后,形成了一层“壳”,阻止了部分水分的蒸发,而此阶段霉菌培养箱的相对湿度也保持在90%以上,减少了干酪水分的流失,在成熟的20～30 d期间,干酪用锡纸和PE袋真空包装后,置于冰箱后熟,其含水量基本稳定,此期间由于红曲霉产生的蛋白酶与脂肪酶活性增加,分解出的羰基和氨基组分与水分相结合[13],使得成熟后的红曲干酪水分含量基本维持在42%左右。

2.2 干酪成熟过程中可溶性氮(SN)的变化

干酪成熟是指在一定温度、湿度条件下,干酪中主要蛋白、脂肪及碳水化合物在微生物和酶类的共同作用下,分解并发生系列复杂反应[14],其中,蛋白质在成熟过程中,逐渐降解成小分子多肽、小肽以及大量人体必需的氨基酸[15],通常把水溶性氮占总氮的百分率作为干酪成熟的指标,称为成熟度(Rinpening index)。一般认为pH4.6 SN表示蛋白水解的广度,而12% TCA-SN表示蛋白水解的深度(Visser S,1993)[16],实验对这两个指标进行测定,可以表明干酪在成熟过程中蛋白水解情况及干酪的成熟度,结果见图2和图3。

图2 干酪成熟过程中pH4.6 SN含量的变化Fig.2 Change of pH4.6 SN during cheese ripening

图3 干酪成熟过程中12% TCA SN含量的变化Fig.3 Change of 12% TCA SN during cheese ripening

由图2和图3可知,两种干酪在成熟的30 d内,pH4.6 SN和12% TCA SN都呈现明显增长趋势,尤其是红曲霉水牛乳干酪,分别由3.9%和3.0%增长到了35.8%和33.5%,说明干酪在成熟过程中,因为乳酸菌和红曲霉的持续作用,蛋白质发生了强烈的水解,形成大量的多肽、氨基酸等可溶性氮,随着成熟时间的延长,蛋白降解程度更加剧烈,可溶性氮含量进一步增加,由此改善了干酪的风味和质地,且由图2和图3均可以看出,红曲水牛乳干酪的pH4.6 SN和12% TCA SN含量均高于纯水牛乳干酪,这也进一步说明红曲霉在干酪成熟过程中其酶系对酪蛋白所发挥的水解作用。

2.3 脂肪的变化

由图4可知,随着干酪成熟时间的延长,两种干酪的脂肪含量都呈缓慢增加的趋势,这可能是由于干酪内部水分的流失,脂肪含量相对增加了;而红曲干酪的脂肪含量稍高于纯水牛乳干酪,这可能是由于红曲在干酪表面结壳后,红曲霉产生了多种酶系,将干酪中的长链脂肪酸分解成多种短链脂肪酸,从而使干酪的不饱合脂肪酸含量增加。

图4 干酪成熟过程中脂肪的变化Fig.4 Change of fat content during cheese ripening

2.4 干酪成熟过程中TPA变化

TPA(Texture Profile Analysis),质地剖面分析,又称两次咀嚼测试[17]。干酪的质构特征指示主要包括硬度、弹性、粘性、咀嚼性等,这些指标与干酪的结构组成、成熟度及分子间的拉伸力有关[18]。本实验主要选取硬度、弹性和咀嚼性为测定指标,结果见图5～图7。

由图5可知,在整个成熟期内,红曲水牛乳干酪和纯水牛乳干酪的硬度基本都呈现缓慢下降的趋势,红曲水牛乳干酪的硬度在20～25 d内稍上升了一点,这可能是因为红曲霉在干酪表面形成的“壳”所导致,在这之后其硬度又呈下降趋势,尤其在成熟10～30 d内红曲水牛乳干酪的平均硬度明显低于纯水牛乳干酪,这是由于红曲霉产生的代谢酶系从外向内逐步渗透,使干酪的蛋白质和脂肪发生水解,产生了大量水溶性物质,酪蛋白原本的网络结构被破坏,干酪体系变得松散,从而使得其硬度随之下降,形成CB柔软而均匀的组织结构[19]。

图5 干酪成熟过程中硬度的变化Fig.5 Change of hardness during cheese ripening

由图6可以看出,在整个成熟阶段,两种干酪的弹性均呈下降趋势,而红曲水牛乳干酪在成熟的0～20 d内,其弹性下降的程度明显高于纯水牛乳干酪,这说明由于红曲霉和干酪中其它酶系的作用,使得干酪中蛋白质和脂肪发生强烈水解,使其内部质构变软,弹性下降。而纯水牛乳干酪中的蛋白水解程度有限,所以其弹性变化在曲线上表现的趋势较平缓。在成熟15～30 d内,干酪的内部质地与结构基本定型,其弹性变化不大,这与图5中硬度的变化趋势相似。

图6 干酪成熟过程中弹性的变化Fig.6 Change of springness during cheese ripening

由图7可以看出,在两种干酪的成熟过程中,其咀嚼性呈现出先降低后升高再下降的趋势,即:在成熟的0～15 d内,红曲水牛乳干酪和纯水牛乳干酪的咀嚼性下降很快,这可能是因为在干酪成熟初中期,由于其弹性、硬度均下降,干酪内部质地软化,减少了其吞咽、咀嚼度;而在红曲干酪成熟15 d后,其咀嚼性上升后又下降,这可能是由于红曲霉在干酪表面结了壳,导致咀嚼它需要较大的力度,而后这层壳随着干酪的成熟又稍软化,故咀嚼性下降。这与图5的硬度和图6的弹性变化趋势相似。

表1 干酪成品理化指标Table 1 Physicochemical indexes of cheese product

图7 干酪成熟过程中咀嚼性的变化Fig.7 Change of chewiness during cheese ripening

2.5 成品指标

2.5.1 理化指标比较 分别取成熟期为25 d的红曲水牛乳干酪与纯水牛乳干酪进行理化指标测定,其结果如表1所示。

由表1可知,纯水牛乳干酪不产生MonacolinK,且其蛋白质、脂肪、钙含量均低于红曲水牛乳干酪,成熟25 d的红曲水牛乳干酪水分、蛋白、脂肪、氯化钠等理化指标与食品法典委员会(CAC)的Camembert干酪标准CODEX-STAN C-33 标准相近,符合软质霉菌干酪的要求。

2.5.2 微生物指标 红曲水牛乳干酪的大肠菌群(最近似值)≤0.90 g-1,桔霉素未检出,致病菌未检出,符合GB 5420-2010《干酪》微生物指标要求。

2.5.3 感官指标 取不同成熟期的红曲水牛乳干酪进行感官评分,具体评分细则参照文献[20-21]中方法进行,结果如表2所示。

表2 红曲水牛乳干酪成品感官评定Table 2 Sensory evaluation results of monascus buffalo milk soft cheese

随着红曲霉在水牛乳干酪表面的生长及由表及里成熟,致使干酪发生一系列复杂的生化反应,从而赋予干酪特有的风味和质地[22]。由表2可知,干酪成熟15、20、25、30 d时,在外型、色泽和组织状态的评分上没什么差别,但在滋味和气味方面,成熟20、25、30 d的红曲水牛乳干酪要明显好于15 d的,这说明干酪在成熟15 d时,还没有形成红曲干酪特有的滋气味,而成熟30 d的干酪因风味酶的进一步降解,可能产生了一些不良滋气味,所以导致其评分值低于成熟25 d的干酪。这说明红曲水牛乳干酪的最佳成熟期为25 d,此时食用品质最佳。这与RHB 504-2004卡门培尔干酪感官质量评鉴要求相符,且也符合GB 5420-2010《干酪》中的感官要求。

3 结论

本实验将红曲霉作为表面发酵剂,应用于水牛乳软质干酪的发酵,并对其成熟过程中的多项理化指标变化进行了研究,得出:红曲霉可以在水牛乳软质干酪表面充分生长,使干酪由表及里均匀成熟,在25 d便可得到良好质地和风味的成熟干酪;随着成熟时间的延长,因红曲霉和多种酶系的共同作用,酪蛋白发生强烈水解,使干酪原有的网络结构被破坏,内部体系变得松散,故其pH4.6 SN和12% TCA SN均显著提高,同时其硬度、弹性、咀嚼性均随之下降,水分维持在42%左右。成熟的红曲水牛乳软质干酪外表有一层霉壳,呈现出红曲霉特有的红曲色素,干酪风味柔和、奶香浓郁,内部呈溶蜡状,拥有良好的感官品质,产生了具有多种生理功能的活性物质MonacolinK,其含量为2.13 mg/100 g。本文研究为我国南方地区水牛奶和传统红曲的综合开发利用开辟了一条新路子,也为后续此类干酪产品的生产提供了理论依据。

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Effect ofMonascuspurpureusWent. on physicochemical parameters of buffalo milk soft cheese during ripening

XIE Fang,YANG Cheng-jian,WEI Sheng-jiu,TANG Yan,ZENG Qing-kun*

(Guangxi Buffalo Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530001,China)

MonascuspurpureusWent. is one of the primary strains which widely used in Sufu brewing. The objective of this study was to investigate the effect ofMonascuspurpureusWent. on physicochemical parameters of buffalo milk soft cheese during ripening. The results showed that,with the growth ofMonascusand the extension of ripening time,there was a trend declined at the beginning and rose up in the late for the moisture of cheese,finally it maintained at 42%. The pH4.6 SN and 12% TCA SN of cheese was 35.8% and 33.5%,respectively. The hardness,elasticity and chewiness of cheese were decreased with the extension of ripening time. The best sensory quality of cheese was obtained at 25th day during ripening and the MonacolinK content was 2.13 mg/100 g.

Monascus;buffalo milk cheese;physicochemical parameters;ripening characteristics

2016-12-02

谢芳(1980-)，女，本科，助理研究员，研究方向：乳品加工，E-mail：xf_0730@sina.com。

*通讯作者:曾庆坤(1968-)，男，硕士，研究员，研究方向：食品科学，E-mail：zqk456@163.com。

广西水牛研究所基本科研业务费项目(水牛基160209)。

TS252.9

A

1002-0306(2017)11-0158-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.11.021