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一種硬質(zhì)蒙古干酪成分組成和風(fēng)味化合物分析研究

2015-04-24 11:32博,張亮,高
中國(guó)釀造 2015年5期
關(guān)鍵詞:干酪蒙古乳酸

李 博,張 亮,高 鑫

(1.上海工會(huì)管理職業(yè)學(xué)院 健康安全系,上海 201415;2.上海交通大學(xué) 醫(yī)學(xué)院,上海 200240)

干酪是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的乳制品,其蛋白質(zhì)消化率為96%~98%[1]。近年來(lái),世界干酪產(chǎn)量一直保持著上升趨勢(shì),2011年超過(guò)2 000萬(wàn)t,每年大概有1/3的鮮乳被用于干酪生產(chǎn)。干酪生產(chǎn)地區(qū)主要分布在歐盟、北美、北非、大洋洲等[2]。在我國(guó),干酪的發(fā)展正處于市場(chǎng)培育階段,人均消費(fèi)量很低,還沒(méi)有形成大眾化的消費(fèi),其主要原因歸結(jié)于中國(guó)居民的飲食習(xí)慣、對(duì)奶酪的認(rèn)知情況和消費(fèi)能力[3-4]。各少數(shù)民族的干酪制品都各具特色,但這些傳統(tǒng)干酪基本上是家庭作坊式生產(chǎn),沒(méi)有形成規(guī)模以及穩(wěn)定的消費(fèi)群體,對(duì)我國(guó)干酪市場(chǎng)發(fā)展的影響有限。因此,對(duì)干酪進(jìn)行配方和工藝優(yōu)化是發(fā)展我國(guó)干酪市場(chǎng)的重要方式。本研究對(duì)蒙古干酪的成分和風(fēng)味化合物進(jìn)行了分析,以期為蒙古干酪的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蒙古干酪于2014年9月購(gòu)買(mǎi)于內(nèi)蒙古鑲黃旗農(nóng)貿(mào)市場(chǎng),低溫儲(chǔ)藏備用;乳酸檢測(cè)分析試劑盒:美國(guó)BioVision公司;正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品:北京迪科馬科技有限公司;氨基酸標(biāo)準(zhǔn)液H:日本和光純薬工業(yè)株式會(huì)社;鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液、氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)液:上海化工研究院;實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑均為分析純:國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FE20 pH計(jì):瑞士梅特勒-托利多公司;50/30 μm Divinylbenzene/Carboxen/PDMS固相微萃取探針:美國(guó)Supelco公司;DB-5MS氣相色譜柱:百靈威科技有限公司;L-8900氨基酸全自動(dòng)分析儀:日本Hitachi公司;7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國(guó)Agilent公司;LRH-70培養(yǎng)箱:上海一恒科學(xué)儀器有限公司;SW-CJ-2FD無(wú)菌操作臺(tái):上海博迅實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分分析

水分含量測(cè)定按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(international stan dardization organization,ISO)5534—2004《干酪和加工干酪—總固體含量測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)定;脂肪含量測(cè)定利采用羅紫-哥特里法;粗蛋白測(cè)定按照國(guó)標(biāo)GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》,利用凱氏定氮法測(cè)定干酪中粗蛋白含量;灰分采用美國(guó)分析化學(xué)家協(xié)會(huì)(association of official analytical chemists,AOAC)935.42方法進(jìn)行測(cè)定;酸度測(cè)定:取5 g樣品和45 mL去離子水混合后經(jīng)過(guò)高速(5 000 r/min)均質(zhì)1 min,混勻后用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)量;乳酸含量測(cè)定使用乳酸檢測(cè)分析試劑盒進(jìn)行測(cè)定,操作步驟按照使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行;食鹽含量測(cè)定按照佛爾哈德(Volhard)方法[5];鈣的測(cè)定利用原子吸收光譜法[6]。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。

1.3.2 可溶性氮及氨基酸含量的測(cè)定

pH 4.6-可溶性氮(Soluble nitrogen,SN)的測(cè)定[7]:準(zhǔn)確稱(chēng)取1.00 g干酪加入50 mL離心管中,向離心管中加入25 mL pH 4.6的乙酸鹽緩沖液,溶解后,以4 000 r/min離心20 min,取上清液移入消化管內(nèi),測(cè)定含氮量(%)。

12%三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)-可溶性氮(SN)的測(cè)定:準(zhǔn)確稱(chēng)取1.50 g干酪,加入25 mL 12%TCA溶液,充分磨碎后,懸浮液以4 000 r/min離心20 min,取上清液定量地移入消化管內(nèi),測(cè)定含氮量(%)。

游離氨基酸的測(cè)定[8]:準(zhǔn)確稱(chēng)取1.00 g干酪,用超純水充分溶解后定容至5 mL,以4 000 r/min離心20 min。取1 mL上清液,加入2倍體積12% TCA溶液,充分混勻,-20 ℃冷凍靜置15 min;然后在4 ℃、10 000 r/min離心15 min,取上清液;用0.22 μm濾膜過(guò)濾樣品;調(diào)整樣品pH值為2.0(用0.02 mol/L的鹽酸作為基準(zhǔn))。通過(guò)全自動(dòng)氨基酸分析儀對(duì)游離氨基酸進(jìn)行檢測(cè)分析。分析條件:標(biāo)準(zhǔn)溶液:氨基酸標(biāo)準(zhǔn)液類(lèi)型H;氨基酸分離柱(4.6 mm×60 mm),日立離子交換樹(shù)脂柱(粒徑3 μm);進(jìn)樣量:20 μL;檢測(cè)波長(zhǎng):570 nm(VIS 1)、440 nm(VIS 2)。

1.3.3 揮發(fā)性風(fēng)味化合物的測(cè)定[9-10]

5.00g蒙古干酪樣品放入20 mL頂空進(jìn)樣瓶?jī)?nèi),加入5 mL 25%NaH2PO4,在50 ℃的超聲波水浴中平衡30 min。將已經(jīng)老化的50/30 μm Divinylbenzene/Carboxen/PDMS固相微萃?。╯olid-phase micro-extraction,SPME)探針插入到頂空進(jìn)樣瓶的頂空內(nèi)進(jìn)行固相微萃取,吸附30 min后,拔出探針插入到進(jìn)樣器內(nèi)在250 ℃進(jìn)行解吸,解吸后用氣質(zhì)聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)儀進(jìn)行分析。

全域旅游(comprehensive tourism)最早由歷新建、張凌云等人于2013年在《人文地理》上提出概念,并構(gòu)建了基本框架。2016年國(guó)家旅游局局長(zhǎng)李金早提出:全域旅游是指在一定區(qū)域內(nèi),以旅游業(yè)為優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)資源尤其是旅游資源、相關(guān)產(chǎn)業(yè)、生態(tài)環(huán)境、公共服務(wù)、體制機(jī)制、政策法規(guī)、文明素質(zhì)等進(jìn)行全方位、系統(tǒng)化提升,實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源有機(jī)整合、產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、社會(huì)共建共享,以旅游業(yè)帶動(dòng)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的一種新的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展理念與模式。

SPME的條件:溫度120 ℃;加熱時(shí)間25 min,萃取時(shí)間15 min;加熱振蕩速度250 r/min,萃取振蕩速度250 r/min;解吸時(shí)間3 min。

GC條件:色譜柱DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱溫40 ℃保持10 min,以5 ℃/min升至240 ℃,以20 ℃/min升至280 ℃,保持8 min。進(jìn)樣口溫度250 ℃;載氣He,流速1.0 mL/min,分流比3∶1。

MS條件:傳輸線溫度280 ℃;離子源溫度230 ℃;四級(jí)桿溫度50 ℃;電離方式:電子電離(electron ionization,EI)源,電子能量:70 eV;掃描方式:全掃描;掃描范圍20~400 m/z,溶劑延遲3.5 min;標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù):美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(national institute of standards and technology,NIST)2011譜庫(kù)。

1.3.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示,用SPSS 19.0軟件對(duì)所獲得的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,顯著性檢驗(yàn)采用方差分析(analysis of variance,ANOVA)程序中的Duncan法,P<0.05即差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本成分分析結(jié)果

表1 蒙古干酪基本成分分析結(jié)果Table 1 Chemical components analysis results of Mongolian cheese

蒙古干酪基本成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,蒙古干酪的水分含量為24.13%,符合硬質(zhì)干酪的水分要求。干酪的生化反應(yīng)需要水分的參與,當(dāng)干酪水分含量較低時(shí),其和酪蛋白的水合作用減少,使得干酪在儲(chǔ)藏期間不利于酪蛋白的水解[11]。蒙古干酪在制作時(shí)需要進(jìn)行攪拌去除部分奶油,因此,蒙古干酪中脂肪含量較低,大概在10.24%左右。較低的脂肪含量使得蒙古干酪在儲(chǔ)藏過(guò)程中減少脂肪氧化所帶來(lái)的異味,利于干酪儲(chǔ)藏。蒙古干酪的pH值為3.57,屬于偏酸性。L-乳酸是蒙古干酪中較為重要的一種有機(jī)酸,乳酸的產(chǎn)生可以使原料奶在發(fā)酵過(guò)程中pH值降低,產(chǎn)生凝乳[12]。蒙古干酪中L-乳酸的含量達(dá)到了2.51 g/kg干酪,D-乳酸含量為1.11 g/kg干酪。D-乳酸和L-乳酸可以進(jìn)行消旋作用,DEIANA P等[13]在研究混合發(fā)酵劑制作羅馬羊奶酪(Pecorino romano)干酪中過(guò)程中乳酸和乙酸的代謝時(shí),也發(fā)現(xiàn)了這種情況。蒙古干酪的粗蛋白質(zhì)含量為52.45%,屬于高蛋白質(zhì)含量干酪,是內(nèi)蒙古草原牧民攝取蛋白質(zhì)的重要來(lái)源之一。蒙古干酪中的鈣含量是0.73%,屬于高鈣食品,這也是蒙古草原牧民鈣來(lái)源的主要食物種類(lèi)之一。食鹽含量為2.24%,含量較高,能夠抑制雜菌生長(zhǎng),延長(zhǎng)蒙古干酪的儲(chǔ)藏期。

2.2 可溶性氮及氨基酸分析結(jié)果

蛋白質(zhì)水解是蒙古干酪儲(chǔ)藏時(shí)發(fā)生的重要生化變化,其對(duì)風(fēng)味有直接貢獻(xiàn),如肽和氨基酸等,但是如果保存條件不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致異味產(chǎn)生。同時(shí),所產(chǎn)生的肽和氨基酸等具有更高的營(yíng)養(yǎng)作用[14]。

pH 4.6-SN含量反映干酪中蛋白質(zhì)水解程度,pH 4.6-SN含量越高,說(shuō)明蛋白質(zhì)水解程度越高。在蒙古干酪中,pH 4.6-SN含量為6.32%,其蛋白質(zhì)水解程度約有12.05%。12%TCA-SN為干酪中的非蛋白氮,是判斷干酪成熟程度的重要參數(shù)之一[15]。在蒙古干酪中,TCA-SN含量為2.32%。由于蒙古干酪水分含量低,微生物生命活動(dòng)較弱,其蛋白質(zhì)水解程度及干酪成熟程度較低。

游離氨基酸是很多風(fēng)味化合物(如胺、羧酸、硫醇、酯、醇、醛和硫酯等)的前體物質(zhì),同時(shí),某些氨基酸本身就帶有一定的味道,如精氨酸(Arg)具有苦味,脯氨酸(Pro)、絲氨酸(Ser)和天冬酰胺(Asn)具有甜味等[16]。蒙古干酪中的游離氨基酸的色譜圖見(jiàn)圖1,組成如表2所示。

圖1 蒙古干酪中游離氨基酸的色譜圖Fig.1 Chromatogram of free amino acids in Mongolian cheese

表2 蒙古干酪中游離氨基酸的組成Table 2 Composition of free amino acids of Mongolian cheese

由表2可知,在檢測(cè)到的17種氨基酸中,脯氨酸(Pro)、谷氨酸(Glu)、苯丙氨酸(Phe)、鳥(niǎo)氨酸(Orn)、亮氨酸(Leu)和丙氨酸(Ala)、賴(lài)氨酸(Lys)的含量較高。而蘇氨酸(Thr)和精氨酸(Arg)的含量較低,均<1 mg/kg干酪。必需氨基酸中,除色氨酸和甲硫氨酸沒(méi)有檢測(cè)到外,其他6種都有檢測(cè)到,其含量約占氨基酸總量的30%。

2.3 揮發(fā)性風(fēng)味化合物分析結(jié)果

通過(guò)SPME-GC-MS方法對(duì)蒙古干酪中的風(fēng)味化合物進(jìn)行分析,GC-MS總離子流色譜圖見(jiàn)圖2,各成分鑒定結(jié)果見(jiàn)表3。

圖2 蒙古干酪的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流色譜圖Fig.2 Total ion chromatogram of aroma components of Mongolian cheese by GC-MS

表3 蒙古干酪揮發(fā)性風(fēng)味化合物測(cè)定結(jié)果Table 3 Determination results of volatile compounds isolated from Mongolian cheese

由表3可知,蒙古干酪中一共檢出15種化合物:4種羧酸類(lèi)、3種醇類(lèi)、7種酯類(lèi)和1種其他類(lèi)化合物。

羧酸是干酪渾發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中的主要化合物,己酸、辛酸、癸酸和月桂酸是蒙古干酪中4種羧酸,作為中長(zhǎng)鏈酸其多為甘油三酯的水解產(chǎn)物[17]。羧酸占到整個(gè)揮發(fā)性化合物的54.48%,癸酸和辛酸是分離到較多的2種羧酸。4種羧酸均是偶數(shù)鏈的游離脂肪酸,其閾值較低,但每種羧酸都有自己特殊的香味。如己酸被認(rèn)為是一種由溫和到強(qiáng)烈過(guò)渡的酸,具有山羊奶般的味道,辛酸有“蠟”、“肥皂”的味道,癸酸有“蠟”、“甜”的味道,月桂酸有著“肥皂水”的味道等。在很多干酪中,它們都是干酪風(fēng)味的重要組成部分。如己酸在林堡(Limburger)干酪[18]、阿根廷巴馬(Reggianito Argentino)干酪[19]和費(fèi)歐洛沙多乳酪(Fiore sardo)干酪[20]也被認(rèn)為是主要的風(fēng)味物質(zhì)。辛酸和癸酸是榮可(Roncal)干酪的主要風(fēng)味成分[21]。

醇類(lèi)有1-戊醇、2-甲基丁醇和苯乙醇,約占蒙古干酪整個(gè)風(fēng)味化合物總量的10.76%,其中,苯乙醇含量最高。苯乙醇,具有玫瑰花味,和苯乙酸乙酯在一起可以產(chǎn)生可感知的花香累積效應(yīng),是干酪重要的風(fēng)味特征之一。

酯類(lèi)約占蒙古干酪風(fēng)味化合物總量的34.23%,由于酯類(lèi)在常溫下易揮發(fā),即使在較低濃度下也呈現(xiàn)風(fēng)味特征。酯類(lèi)主要有水果味,可以減少脂肪酸的酸味和氨基酸產(chǎn)生的苦味。在所分離到的酯類(lèi)中,乙酸乙酯的生成量最大,然后是乙酸苯乙酯和辛酸乙酯。在干酪中,由苯丙氨酸產(chǎn)生的乙酸苯乙酯具有玫瑰花的香味,可以給予蒙古干酪愉快的花香味[22]。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對(duì)蒙古干酪的成分和風(fēng)味進(jìn)行了研究。蒙古干酪的水分含量為24.13%,脂肪含量為10.24%,粗蛋白質(zhì)含量為52.45%,pH值為3.57,符合其低水分、低脂、高蛋白、偏酸性的特點(diǎn)。在分離到的17種游離氨基酸中,Pro、Glu、Phe、Orn、Leu、Lys和Ala的含量較高。對(duì)于蒙古干酪風(fēng)味成分來(lái)講,共檢出15種風(fēng)味化合物,其中羧酸類(lèi)是主要的風(fēng)味化合物,約占總量的54.48%,癸酸和辛酸是分離到較多的2種羧酸。醇類(lèi)約占總量的10.76%,苯乙醇含量最高,和苯乙酸乙酯一起為蒙古干酪提供花香累積效應(yīng)。酯類(lèi)約占總量的34.23%,乙酸乙酯含量最高,然后是乙酸苯乙酯和辛酸乙酯。對(duì)蒙古干酪進(jìn)行成分組成和風(fēng)味化合物分析,為蒙古干酪的規(guī)?;a(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

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