超高壓處理對fea奶粉理化特性和流變學(xué)特性的影響

超高壓處理對fea奶粉理化特性和流變學(xué)特性的影響

feta喂食（又名feda飼料或feltu屠宰）起源于希臘。它已有6000多年的歷史，被認(rèn)為是世界上最古老的喂食。Feta奶酪無具體的尺寸要求,呈白色,無外皮,表面平滑且不均勻地分布著少量氣孔,具有令人愉快的風(fēng)味,香味濃厚,微酸,略咸,是一種半硬質(zhì)奶酪。傳統(tǒng)的Feta奶酪是用綿羊奶制作的。由于綿羊奶的酪蛋白膠粒和乳脂肪球較小,所以極易消化吸收。用綿羊奶加工的奶酪組織結(jié)構(gòu)細(xì)膩,滋味濃郁,且由于經(jīng)過發(fā)酵,綿羊奶膻味大大降低,所以綿羊奶酪在營養(yǎng)價值及口感上都優(yōu)于牛乳奶酪。綿羊乳受到地域影響,具有很強的季節(jié)性。目前市場上的Feta奶酪大多是丹麥出產(chǎn)的牛乳奶酪。奶酪的成熟是一個極其復(fù)雜的生物化學(xué)變化過程,也是增加奶酪風(fēng)味的過程,這是微生物和酶共同作用的結(jié)果。需要成熟的奶酪因種類不同,其成熟期從1個月到2年不等。奶酪成熟期間要控制成熟室內(nèi)的氣體條件及溫度和濕度,并且要防止污染,這些費用都較高,因此研究促進(jìn)奶酪成熟的方法及如何降低奶酪生產(chǎn)成本,受到廣大奶酪研究人員的重視。目前促進(jìn)奶酪成熟的方法主要有提高成熟溫度、超高壓處理、添加外源酶類、改良發(fā)酵劑和加入懸浮液系統(tǒng)等。運用提高成熟溫度、添加外源酶類及改良發(fā)酵劑的促熟手段,目前研究比較多,也取得了相應(yīng)的進(jìn)展。而懸浮液系統(tǒng)的方法多用于增加契達(dá)奶酪的風(fēng)味,但該法不容易控制,容易導(dǎo)致污染物的生長,產(chǎn)生風(fēng)味缺陷。將超高壓處理應(yīng)用于奶酪,可以防止致病微生物生長,減少奶酪的鹽漬時間。早在1992年,YokoyamaH.申請了超高壓促進(jìn)契達(dá)奶酪成熟的專利;2002年,SaldoJ.等發(fā)現(xiàn),采用400MPa、5min處理,可以顯著增加硬質(zhì)山羊奶酪成熟期間蛋白質(zhì)的二級降解作用;2008年,JuanB等研究發(fā)現(xiàn)在奶酪成熟的第1天及第15天施以300MPa、10min的壓力,均能增加奶酪中自由氨基酸的含量;2010年,DanielaD.等對成熟期為42d的愛爾蘭藍(lán)霉奶酪進(jìn)行400MPa和600MPa超高壓處理,當(dāng)pH4.6時可溶性氮含量和12%三氯乙酸可溶性氮(TCA-SN/TN)含量迅速增加。目前國內(nèi)對超高壓促熟奶酪報道比較少。劉南等對自制的白霉干酪采用50MPa、8h處理發(fā)現(xiàn),超高壓處理可以使奶酪pH值升高,加深蛋白質(zhì)水解程度。本試驗中以牛乳和山羊乳混合乳為原料,研究超高壓處理對Feta奶酪成熟特性的影響,為縮短Feta奶酪等半硬質(zhì)奶酪的成熟期,促進(jìn)我國奶酪產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。1材料和方法1.1菌種、微生物和乳酶新鮮牛羊乳,西北農(nóng)林科技大學(xué)畜牧場;脫脂乳粉,市售,新西蘭西部合作乳品公司;奶酪細(xì)菌發(fā)酵劑,北京中柏創(chuàng)業(yè)化工有限公司;食鹽(市售);微生物凝乳酶,甘肅華羚生物科技有限公司。氫氧化鈉、三氯乙酸、濃硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、氨水、乙醚、石油醚等,均為國產(chǎn)分析純。1.2f-bs-隔水式超凈工作臺PB-10pH計,德國Sartorius公司;ES315高壓蒸汽滅菌鍋,日本TOMY公司;DH型恒溫水浴鍋,北京科偉永興儀器有限公司;HES-380智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱,寧波海曙賽福實驗儀器廠;SW-CJ-1F超凈工作臺,蘇凈集團(tuán)安泰公司;PYX-DUS-40×50-BS-Ⅱ隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;800MPA-15L超高壓食品加工設(shè)備,包頭科發(fā)食品機械廠;PK121R型低溫冷凍離心機,意大利ALC公司;LWY-84B型控溫式遠(yuǎn)紅外消煮爐,四平電子技術(shù)研究所;101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱,天津市泰斯特儀器有限公司;TA.XTplus質(zhì)構(gòu)儀,英國StableMicroSystem公司。1.3添加cacl2添加cacl2凝乳酶凝塊、壓過鹽漬、鹽漬成熟鮮乳→質(zhì)量檢測→殺菌→冷卻→加細(xì)菌發(fā)酵劑→預(yù)酸化→加CaCl2→加凝乳酶→凝乳→凝塊切割→升溫攪拌→入模→排除乳清→壓榨→預(yù)鹽漬→超高壓處理→鹽漬成熟1.4超高壓處理對feta奶成熟質(zhì)量的影響Feta奶酪在超高壓處理階段分別用100、200、300和400MPa處理15min,及在300MPa壓力下分別保持5、10、20和30min,對照組不進(jìn)行超高壓處理,在Feta奶酪成熟的第1、7、14和30d測定相關(guān)指標(biāo)。1.5g奶脂肪及總氮的測定水分,參照GB5009.3-2010直接干燥法測定;pH值,取1g奶酪加入10mL去CO2蒸餾水,磨成漿狀,用酸度計進(jìn)行測定;脂肪,采用堿性乙醚提取法;總氮,參照GB5009.5-2010凱氏定氮法測定;12%TCA-SN/TN的測定,參照宮春穎等的測定方法。1.6feta乳飲的流變學(xué)特性測定用打孔器將奶酪樣品處理成直徑8mm、長10mm的圓柱體。測定前將樣品置于(19±2)℃環(huán)境中10min,用質(zhì)構(gòu)儀(T.P.A.)測定Feta奶酪的流變學(xué)特性。測定參數(shù):測試前和測試中探頭下降速度均為1.0mm/s,測試后探頭回程速度為5.0mm/s,壓縮比40%,兩次壓縮間隔5.0s,觸發(fā)力5g,探頭型號P/50。1.7質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的測定邀請10名從事本專業(yè)方向的研究人員組成評定小組。奶酪感官參照我國硬質(zhì)奶酪的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及KatsiariM.C.等所用的方法進(jìn)行評定。每個評定員獨立進(jìn)行評定,相互間不接觸交流,樣品評定之間用溫水漱口。Feta奶酪感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。1.8規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)偏差的表示采用DPS7.55進(jìn)行統(tǒng)計分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(x軃±s)的形式表示。每組試驗做3個重復(fù),必要時采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。2結(jié)果與分析2.1feta好氧生物處理前后和成熟期水分含量的變化奶酪中水分含量不僅影響奶酪的出品率,還影響著奶酪的質(zhì)量。由Feta奶酪成熟期間水分含量變化(表2)可知,對照及各組處理在成熟期間水分含量變化差異顯著(P<0.05),但Feta奶酪各個處理在成熟期間水分含量變化趨勢并不一致。這是由于奶酪中的水分主要有與蛋白質(zhì)等凝乳成分結(jié)合的結(jié)合水、通過氫鍵松散結(jié)合的準(zhǔn)結(jié)合水和游離水3種存在形態(tài)。由于Feta奶酪是一種浸漬在鹽水中成熟的奶酪,取樣時奶酪表面可能殘留部分自由水對試驗中所測的奶酪水分含量有影響,故從Feta奶酪水分變化趨勢還不能推斷出Feta奶酪的成熟效果。2.2不同保壓階段對膜過一及ph值的影響Feta奶酪成熟過程中,各處理組及對照組pH值變化的總趨勢是先下降,后上升(圖1)。這是由于在奶酪成熟初期,殘留的乳糖發(fā)酵形成乳酸和脂肪降解產(chǎn)生的脂肪酸使奶酪的pH值下降。在奶酪成熟后期,由于乳糖慢慢耗盡,加之酵母菌生長、酶的水解作用及脫羧反應(yīng),產(chǎn)生的NH4+占優(yōu)勢,使奶酪的pH值逐漸上升。在pH下降過程中,200MPa下保壓15min及300MPa下保壓30min的pH值下降速度(6.38%、6.45%)均快于對照組(5.46%)。在Feta奶酪成熟30d時,除100MPa和400MPa下保壓15min這兩組處理外,各處理組最終pH值均高于對照組。由pH值下降速度及最終pH值大小可知,200MPa下保持15min和300MPa下保持30min對Feta奶酪的促熟效果較好。2.3不同成熟時間的feta奶fdaFDM值是奶酪干物質(zhì)中的脂肪含量的百分比,與干酪中直接測得的脂肪含量相比,FDM值可以避免Feta奶酪水分含量差異所引起的試驗誤差,更能說明Feta奶酪的成熟效果(表3)。由表3可知,成熟后期各組FDM值均介于43%～56%之間,即屬于希臘法定規(guī)范中的一等品范疇。成熟期間各組的FDM值差異顯著(P<0.05)。雖然在后熟結(jié)束時,各處理組FDM值均低于對照組,但Feta奶酪在各測定時期處理間的FDM值差異不顯著。成熟結(jié)束時FDM值的下降率均高于對照組,而200MPa和300MPa下保壓15min及300MPa下保壓10min和30min分別在成熟14d時FDM值下降了8.32%、7.20%、6.58%及8.64%,均超過了對照組Feta奶酪成熟結(jié)束30d時的FDM值的下降水平(6.3%)。故從FDM值可判斷Feta奶酪在200MPa和300MPa下保壓15min及300MPa下保壓30min成熟效果比較好,也表明超高壓處理可以將Feta奶酪的成熟期由30d縮短到14d以下。2.4高壓處理對膜過乳對feta酸奶蛋白質(zhì)降解的影響PDM是奶酪干物質(zhì)中的蛋白質(zhì)含量的百分比,如表4所示,各組處理在Feta奶酪后熟期間PDM值均有顯著性差異(P<0.05),這是由于Feta奶酪在后熟過程中蛋白質(zhì)不斷被降解,生成肽和游離氨基酸等風(fēng)味物質(zhì)的緣故,是奶酪成熟的標(biāo)志之一。Feta奶酪在成熟30d時各處理組與對照組之間的PDM值差異顯著(P<0.05),從各組PDM值在成熟30d時的下降率來看,各處理組PDM值均高于對照組,故超高壓處理可以加快奶酪成熟期間蛋白質(zhì)的降解。因為超高壓可能引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,激活酶的活性、還可能會加速發(fā)酵劑細(xì)胞的溶解,釋放出大量的胞內(nèi)酶,進(jìn)而增加肽酶活性,也可以減弱奶酪成熟過程中蛋白質(zhì)的疏水相互作用,導(dǎo)致敏感鍵暴露,易被微生物酶切斷,故加快了蛋白質(zhì)的降解。Feta奶酪在成熟7d時各處理組與對照組之間的PDM值差異顯著(P<0.05),從各組PDM值在成熟第7天的下降率來看,除對照及300MPa下保壓30min的處理外,其余處理組7d時PDM的下降率均超過30d時PDM下降率的一半,說明高壓處理可以加快奶酪成熟初期蛋白質(zhì)降解速度。Feta奶酪成熟7d時,100～400MPa下保壓15min和300MPa下保壓20min的下降率均已達(dá)到對照組30d時的下降率水平,且這幾組在成熟7d時的PDM值與對照組成熟30d時的PDM值相當(dāng),故從PDM指標(biāo)來看,這幾組處理可以將Feta奶酪的成熟時間縮短到7d以下。2.5不同成熟時間的feta好采用不同處理的聚合酶體12%TCA-SN/TN可以表示蛋白質(zhì)水解的深度,其成分主要是寡肽及游離氨基酸,該指標(biāo)是奶酪成熟度的一種標(biāo)志。由Feta奶酪成熟過程中12%TCA-SN/TN含量變化(表5)可以看出,Feta奶酪中12%TCA-SN/TN的含量隨著成熟時間的增加而增加,且成熟期間各組Feta奶酪12%TCA-SN/TN值變化差異顯著(P<0.05)。在Feta奶酪成熟第7、14、30天各處理組的12%TCA-SN/TN值與對照均有顯著性差異(P<0.05),且各處理組成熟30d時的12%TCA-SN/TN的增加率大于對照,故超高壓處理可以加快Feta奶酪的成熟。成熟14d時,200MPa處理15min的12%TCA-SN/TN值的增加率為209.0%,大于對照成熟30d的12%TCA-SN/TN值,且200MPa下保壓15min處理組成熟14d的12%TCA-SN/TN含量與對照成熟30d的值相當(dāng),因此,200MPa、15min的超高壓處理可以將Feta奶酪的成熟期縮短到14d以下。2.6不同成熟時間的feta奶硬度的變化奶酪的硬度與奶酪的蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性固形物及水分含量都有關(guān)。Feta奶酪成熟過程中硬度的變化見圖2。由圖2可以看出,隨著成熟時間的延長,各處理組及對照組奶酪的硬度逐漸降低。Feta奶酪成熟30d時,超高壓處理組的硬度均小于對照組。這是由于奶酪在成熟過程中蛋白質(zhì)、乳糖及脂肪降解,pH值升高,產(chǎn)生了大量水溶性物質(zhì),使奶酪的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞,體系變得松散,硬度降低,進(jìn)一步說明超高壓處理能加快Feta奶酪的成熟。2.7feta奶超高壓處理對feta奶感官評定的影響對成熟30d的Feta奶酪進(jìn)行感官質(zhì)量評價,由其感官評分結(jié)果(表6)可以看出,Feta奶酪超高壓處理成熟后,其滋氣味、組織狀態(tài)、色澤及感官評定總分均高于對照,但差異不顯著(P>0.05),說明超高壓處理沒有引起Feta奶酪風(fēng)味上的顯著改善,也許與感官評定的主觀性有關(guān)。3parta法對feta奶的促