Mozzarella干酪与模拟Mozzarella干酪成熟过程中微观结构的比较.pdf

第8卷第5期 M o z z a r e l l a干酪与模拟 M o z z a r e l l a 干酪成熟过程中微观结构的比较 马玲 1 , 徐静 2 , 宗学醒 3 , 刘会平 4 (1 .山西农业大学食品科学与工程学院,太谷0 3 0 8 0 1;2 .山西农业大学农学院,太谷0 3 0 8 0 1; 3 .内蒙古蒙牛乳业集团 (股份) 有限公司研发中心, 呼和浩特0 1 1 5 0 0;4 .天津科技大学食品工程与生物技术学院, 天津3 0 0 4 5 7) 干酪微观结构与宏观结构决定了其流变性质 和质地性质, 天然凝乳干酪主要是一种钙磷酸盐 和副酪蛋白组织, 含有重叠与交错连接的、 部分熔 融的副酪蛋白聚合体 (熔融的副酪蛋白胶束依次 连接而成) 1 3 。 通过分析干酪的微观结构, 可以进 一步直观了解干酪的成熟过程、组织结构及组织 内脂肪球、 蛋白质、 乳酸菌的分布, 结合功能特性 可以分析结构与功能之间的关系。 国外有关干酪微观结构的学术研究起步较 R e s e a r c ho nMi c r o s t r u c t u r e o f Mo z z a r e l l a C h e e s e a n d Mo d e l Mo z z a r e l l a C h e e s e Du r i n g R i p e n i n g P e r i o d M AL i n g 1 , X UJ i n g 2 , Z O N GX u e - x i n g 3 , L I UH u i - p i n g 4 ( 1 . C o l l e g e o f F o o d S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , S h a n x i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , T a i g u 0 3 0 8 0 1 , C h i n a ; 2 . C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e , S h a n x i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , T a i g u 0 3 0 8 0 1 , C h i n a ; 3 . I n n e r M o n g o l i a M e n g n i u D a i r y I n d u s t r i a l C o . , L t d , H o h h o t 0 1 1 5 0 0 , C h i n a ; 4 . C o l l e g e o f F o o d E n g i n e e r i n g a n d B i o t e c h n o l o g y , T i a n j i n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e 模拟m o z z a r e l l a干酪; 微观结构 A b s t r a c t : T h em i c r o s t r u c t u r eo f m o z z a r e l l ac h e e s ea n dm o d e l m o z z a r e l l ac h e e s ew e r ec o m p a r e dd u r i n gt h e r i p e n i n g , t h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e m i c r o s t r u c t u r e c h a n g e s o f m o z z a r e l l a c h e e s e a n d m o d e l m o z z a r e l l a c h e e s e 1 w e r es i m i l a r , w h i l et h em i c r o s t r u c t u r eo f m o d e l m o z z a r e l l ac h e e s e 2w e r ed e n s e da n du n i f o r m e d , c h a n g e dl i t t l e d u r i n gt h er i p e n i n g . T h ee f f e c t o f r e n n e t o nt h em i c r o s t r u c t u r eo f m o z z a r e l l ac h e e s ew a s g r e a t d u r i n gt h ea l l r i p e n i n g p e r i o d s , w h i l e t h e f e r m e n t a t i o nb a c t e r i a h a dn o i n f l u e n c e o nt h e m i c r o s t r u c t u r e o f 3 0dr i p e n i n g M o z - z a r e l l a c h e e s e , i n d i r e c t l y i n f l u e n c e d t h e m i c r o s t r u c t u r e u n i t l e 5 0 d r i p e n i n g . K e y w o r d s : m o z z a r e l l a c h e e s e;m o d e l m o z z a r e l l a c h e e s e;m i c r o s t r u c t u r e 中图分类号:T S 2 5 2 . 5 3文献标识码:A文章编号:1 0 0 9 - 6 2 2 1(2 0 0 8)0 5 - 0 0 4 7 - 0 4 作者简介: 马玲 (1 9 8 0) , 男, 汉族, 山西人, 助教, 主 要从事畜产品加工研究工作. 加 工 工 艺 参考文献: 1 孙国新, 王德才.反相高效液相色谱法测定番茄红素 J . 中国公共卫生,2 0 0 3,1 9 ( 1 2 ):5 1 7 . 2 王强, 韩雅珊, 戴蕴青, 等.反相高效液相色谱法同时测 定番茄中5种类胡萝卜素 J .中国公共卫生,1 9 9 7,1 5 ( 6 ): 5 3 45 3 6 . 3 薛颖, 武兴德.高相液相色谱法测定番茄及其制品中的 番茄红素 J .实验技术与方法,2 0 0 1,1 4 ( 5 ):1 71 9 . 4 R i c h a r d s o n C, H o b s o n GE . C o m p o s i t i o n a l c h a n g e s i nn o r - m a l a n dm u t a n t t o m a t o f r u i t d u r i n g r i p e n i n g a n ds t o r a g e J . J . S c i . F o o d A g r i c . 1 9 8 7,4 0:2 4 52 5 2 . 收稿日期:2 0 0 8 - 0 4 - 0 1 ! 4 7 2 0 0 8年第5期 (总第4 8期) 保鲜 与 加工 加 工 工 艺 M o z z a r e l l a干酪/ 1 0 d 模拟M o z z a r e l l a干酪1 / 1 0 d 图1 Mo z z a r e l l a干酪及模拟Mo z z a r e l l a 干酪成熟1 0 d时微观结构 模拟M o z z a r e l l a干酪2 / 1 0 d 早, 并且取得了可行性的研究成果。 主要就干酪加 工与成熟过程中微观结构的变化, 不同含脂率 的低脂干酪加工成熟过程中微观结构的差异, 脂 肪替代品干酪的微观结构、 均质以及高压处理的 原料乳制作干酪的微观结构, 冷冻贮藏对干酪组 织结构的影响, 不同的原料乳制作干酪的微观结 构等方面进行了研究 4 1 2 。 笔 者 通 过 对M o z z a r e l l a干 酪 以 及 模 拟M o z z a r e l l a干酪微观结构的观察研究, 为进一步了解 M o z z a r e l l a干酪及其模拟M o z z a r e l l a干酪成熟过程 中蛋白质降解与脂肪球的分布提供理论依据, 通 过M o z z a r e l l a干酪以及模拟M o z z a r e l l a干酪微观结 构的对比分析可以阐明凝乳酶以及发酵剂菌种对 M o z z a r e l l a干酪成熟过程中微观结构的影响。 1材料和方法 1 . 1试验材料与仪器设备 1 . 1 . 1原料乳新鲜牛乳来源于山西农业大学站, 密度1 . 0 3 0g / m L, 干物质含量1 1 . 0 5 %, 蛋白含量 3 .0 3 %, 酪蛋白含量2 .2 7 %, 将脂肪标准化至3 . 0 %, 使 C F(酪蛋白脂肪)= 0 . 7 6。 1 . 1 . 2供 试 菌 种S t r e p t o c o c c u ss a l i v a r i u ss u b s p . t h e r m o p h i l u s(唾液链球菌嗜热亚种)C H 9和L a c t o - b a c i l l u s d e l b r u e c k i l s u b s p . b u l g a r i c u s(保加利亚乳杆 菌德氏亚种)L B来源于山西农业大学畜产品实验室。 1 . 1 . 3凝乳酶S t a m i x 1 1 5 0,C H RH A N S E N生产, 活力为3 5 0 0 0 R U / g。 1 . 1 . 4主要试剂盐酸、 戊二醛、9 5 %乙醇、5 %乳酸、 食盐、 醋酸。 1 .1 .5主要仪器与设备自制干酪槽 (加工量为2 L) , 干酪刀, 带轧辊的干酪拉伸设备, 干酪模具。D Z Q 4 0 0 - 2 D单室真空包装机由温州市鼎力包装机械制造 有限公司提供,D L - C J - 2 F医疗型洁净工作台由北京 东联哈尔仪器制造有限公司提供,H . H . S 2 1 - 6电热 恒温水浴锅由上海医疗器械五厂生产,环境扫描电 镜X L 3 0 E S E MP h i l i p s由荷兰P h i l i p s有限公司提供。 1 . 2试验方法 1 . 2 . 1M o z z a r e l l a干酪干盐法新工艺 1 3 原料乳过滤 标准化 (脂肪标准化到3 . 0 %, 使C F = 0 . 7 6) 巴氏杀 菌 (6 3 ,3 0 m i n)冷却 (至3 6 )加发酵剂 (按 原料乳量的0 . 5 %加入C H 9和L B组成的混合发酵 剂, 比例1 1)加凝乳酶 (添加由2 %食盐水配成 的1 %酶溶液)凝乳切割加热收缩(温度由 3 6 缓慢升到3 8 ) 排乳清 (p H值6 . 3)堆酿 (p H值5 . 2 5)加盐揉合 (加盐量为1 . 8 %)热烫、 拉伸冷却真空包装成熟 (4 ) 。 模拟M o z z a r e l l a干酪1采用盐酸代替发酵剂 菌种将原料乳预酸化, 在堆酿阶段用5 %乳酸(体积 分数)将凝块的p H值调至5 . 2 5, 其他工艺过程与 M o z z a r e l l a干酪的工艺完全一致。 模拟M o z z a r e l l a干酪2不加凝乳酶, 用醋酸进 行凝乳, 其他工艺过程与M o z z a r e l l a干酪的工艺完 全一致。 1 . 2 . 2干酪微观结构观察取M o z z a r e l l a干酪、 模拟 M o z z a r e l l a干酪1、 模拟M o z z a r e l l a干酪2分别于第 1 0天,3 0天,5 0天, 在戊二醛缓冲溶液中将蛋白质 固定, 再通过脱水干燥等程序处理, 由公安部物证 鉴定中心进行环境扫描电镜观察。 2结果与分析 2 . 1M o z z a r e l l a干酪及模拟M o z z a r e l l a干酪成熟 1 0天时微观结构的变化 从图1可以看出,M o z z a r e l l a干酪在成熟1 0天 4 8 S t o r a g e & P r o c e s s 第8卷第5期 M o z z a r e l l a干酪/ 5 0 d 模拟M o z z a r e l l a干酪1 / 5 0 d 模拟M o z z a r e l l a干酪2 / 5 0 d 图3 Mo z z a r e l l a干酪及模拟Mo z z a r e l l a 干酪成熟5 0 d时微观结构 加 工 工 艺 时, 由于蛋白降解有限, 水分、 脂肪分布于蛋白胶 束之间, 整个结构紧密。 模拟M o z z a r e l l a干酪1成 熟1 0天时其微观结构变化与M o z z a r e l l a干酪的微 观结构变化基本相同, 只是由于在模拟M o z z a r e l l a 干酪1中没有加入发酵剂乳酸菌,所以在空洞的 周围没有乳酸菌团块。 模拟M o z z a r e l l a干酪2中由 于缺少凝乳酶, 所以在成熟1 0天时蛋白降解有 限, 整个结构较紧密。 成熟1 0天时,3种干酪的微 观结构基本接近, 说明发酵剂和凝乳酶对M o z z a r e l l a 干酪成熟1 0天时微观结构的影响均很小。 2 . 2 M o z z a r e l l a干酪及模拟M o z z a r e l l a干酪成熟 3 0天时微观结构的变化 从图2可以看出,M o z z a r e l l a干酪成熟3 0天 时, 随着蛋白质的不断降解, 在紧密的蛋白胶束中 存在着一些大小不等的孔洞, 脂肪球和乳酸菌黏附 在孔洞的壁上, 干酪形成近似连续的在各个方向上 扩展的空间网状结构, 同时整体结构变得柔韧而有 弹性 1 4 。 而模拟M o z z a r e l l a干酪1与M o z z a r e l l a干 酪的微观结构变化基本相同。 模拟M o z z a r e l l a干酪2 由于是酸凝干酪,缺少凝乳酶对酪蛋白降解形成 的副酪蛋白, 因而在成熟3 0天时仍然没有形成大 的孔洞。凝块中蛋白与水分的结合作用较强, 脂 肪、 蛋白和乳酸菌均匀分布于凝块中, 使其结构均 一、 致密, 微观结构的变化很小。 比较成熟3 0天时 模拟M o z z a r e l l a干酪与M o z z a r e l l a干酪的微观结构 可知, 发酵剂在成熟3 0天的M o z z a r e l l a干酪微观结 构形成中的作用不大, 对M o z z a r e l l a干酪微观结构 影响很小。 而凝乳酶在M o z z a r e l l a干酪基质蛋白质 的降解中起主要作用, 从而形成M o z z a r e l l a干酪特 有的多孔网状结构, 有利于M o z z a r e l l a干酪微观结构 的形成。 2 . 3 M o z z a r e l l a干酪及模拟M o z z a r e l l a干酪成熟 5 0天时微观结构的变化 从图3可以看出, 随着M o z z a r e l l a干酪成熟的 图2Mo z z a r e l l a干酪及模拟Mo z z a r e l l a 干酪成熟3 0 d时微观结构图 M o z z a r e l l a干酪/ 3 0 d 模拟M o z z a r e l l a干酪1 / 3 0 d 模拟M o z z a r e l l a干酪2 / 3 0 d 4 9 2 0 0 8年第5期 (总第4 8期) 保鲜 与 加工 加 工 工 艺 进行, 蛋白胶束变得纤细, 成熟早期形成的小的孔 洞逐渐朝着纤维方向扩大, 蛋白和水分重新分布, 干酪形成了均一的三维网状结构, 同时脂肪球向乳 浆池渗透, 孔洞变得粗糙, 聚集的脂肪球体积较大 4 , 1 4 。 干酪成熟过程中微观结构变化的主要原因是蛋白 降解形成孔洞以及蛋白质和水分的重新分布, 研 究结果表明,副酪蛋白熔合性的变化与蛋白的水 合作用有很大的关系, 降低干酪的p H值从而使干 酪中钙的含量降低, 导致副酪蛋白熔合性下降, 增 加了蛋白基质的水合作用, 有利于干酪形成均一 的三维网状结构 4 , 1 4 。 模拟M o z z a r e l l a干酪1到成熟 5 0天时, 孔洞和裂缝消失, 干酪的网状结构减弱, 形成连续的凝胶结构 1 4 。 模拟M o z z a r e l l a干酪2在 成熟5 0天时整个结构依然致密, 由于蛋白降解程 度小, 没有形成大的孔洞。 比较M o z z a r e l l a干酪与 模拟M o z z a r e l l a干酪成熟5 0天时的微观结构可 知, 凝乳酶对M o z z a r e l l a干酪微观结构的形成作用 很大,而发酵剂在M o z z a r e l l a干酪成熟5 0天时由 于自溶作用形成胞内和胞外酶对蛋白降解, 也间接 影响其微观结构进一步的形成。 3结论 (1)M o z z a r e l l a干酪和模拟M o z z a r e l l a干酪1的 微观结构变化趋势基本相同, 成熟初期结构紧密, 随着成熟的继续, 孔洞形成并不断朝纤维方向扩 大, 结构变得柔软而有弹性。 模拟M o z z a r e l l a干酪 2在成熟过程中结构均匀而紧密, 整个成熟过程中 微观结构变化很小。 (2) 在3种干酪的整个成熟过程中, 凝乳酶是 M o z z a r e l l a干酪基质中降解蛋白质形成孔洞从而 使M o z z a r e l l a干酪的结构变得柔软而富有弹性的 主要因素, 有利于M o z z a r e l l a微观结构的形成。 而发 酵剂在M o z z a r e l l a干酪成熟3 0天前对其微观结构 没有影响, 成熟5 0天时, 可间接地影响M o z z a r e l l a干 酪微观结构的形成。 参考文献: 1 骆承庠.乳与乳制品工艺学 (第二版) M .北京:中国农业 出版社, 1 9 9 9 , 2 4 22 5 6 . 2 郭本恒.干酪 M .北京: 化学工业出版社, 2 0 0 4 . 3 R a l p h E .编著.乳制品生产技术 (第二版) (张国农,吕兵,卢 蓉蓉译) M .北京:中国轻工业出版社, 2 0 0 2 . 4 M c M a h o nDJ , P a u l s o nB , O b e r gCJ . I n f l u e n c eo f c a l c i u m , p H , a n d m o i s t u r e o n p r o t e i n m a t r i x s t r u c t u r e a n d f u n c t i o n a l i t y i n d i r e c t - a c i d i f i e dn o n f a t m o z z a r e l l a c h e e s e J . J D a i r y S c i , 2 0 0 5 , 8 8 : 3 7 5 43 7 6 3 . 5 P a u l S . M o z z a r e l l a c h e e s e : 4 0y e a r s o f s c i e n t i f i c a d v a n c e m e n t J . I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f D a i r y T e c h n o l o g y , 2 0 0 4 , 5 7 : 8 59 0 . 6 M i c h e l l eK,R o w n e y , P e t e r R o u p a s . S a l t - i n d u c e ds t r u c t u r a l c h a n g e s i n 1 - d a y o l d a n d t h e i m p a c t u p o n f r e e o i l f o r m a t i o n J . I n t e r n a t i o n a l D a i r y J o u r n a l , 2 0 0 4 , 1 4 : 8 0 98 1 6 . 7 R o w n e y MK,H i c k e y MW, R o u p a s P , e t a l . T h e E f f e c t o f h o - m o g e n i z a t i o na n dm i l kf a t f a c t i o no nt h ef u n c t i o n a l i t yo f m o z - z a r e l l a c h e e s e J . J d a i r y S c i , 2 0 0 3 , 8 6 : 7 1 27 1 8 . 8 C i a r a EO , R e i l l y . T h e e f f e c t o f h i g hp r e s s u r e t r e a t m e n t o n t h ef u n c t i o n a l a n dr h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s o f m o z z a r e l l ac h e e s e J . I n n o v a t i v e F o o d S c i e n c e &E m e r g i n g T e c h n o l o g i e s , 2 0 0 2 , 3 : 39 . 9 E v e r e t t DW, O l s o nNF . F r e eo i l a n dr h e o l o g yo f c h e d d a r c h e e s e c o n t a i n i n g f a t g l o b u l e s s t a b i l i z e dw i t hd i f f e r e n t p r o t e i n s J . J D a i r y S c i , 2 0 0 3 , 8 6 : 7 5 57 6 3 . 1 0 P a s t o r i n o AJ , H a n s e nCL , M c M a h o nDJ . E f f e c t o f S a l t o n S t r u c t u r e - F u