（食品科学专业论文）Camembert干酪工艺优化及其均匀成熟的研究.pdf

天津科技大学 删 y 17 9 7 j 蝴4 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集 体已经发表或撰写的成果内容。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：新锻 日期：为诺年弓月日 作者签名：新易铍 日期：x 一年= 月& 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权天津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口( 请在方框内打“”) ，在 年解密后适用本授权 书。 本学位论文属于 不保密li ( 请在方框内打“”) 。 作者签名：柳钔琴日期：砰年弓月少日 导师签轹专嘲扫 日期州年钥二7 日 摘要 c a m e m b e r t 干酪是一种霉菌成熟软质干酪，本文通过对c a m e m b e r t 干酪加工工艺 的优化、成熟特性的测定分析和均匀性成熟的研究，旨在为c a m e m b e r t 干酪的加工与 保藏提供理论依据，改进对c a m e m b e r t 干酪成熟程度的控制，延长货架期并保证干 酪的食用安全性。 对影响c a m e m b e r t 干酪加工关键因素研究结果表明，发酵剂添加量为0 0 1 凝乳 效果较好，c a c l 2 添加量为0 0 2 为宜，凝块切割大小为1 5x1 5 1 5 m m 和装模p n 为 5 4 时产品质地和风味最佳，加盐量为1 5 为宜，霉菌添加量为0 0 0 5 可得较好的产 品品质。 对c a m e m b e r t 干酪成熟期间理化特性的研究表明：成熟前期水分含量减少，后舰 基本不变，维持在5 0 左右；外部和内部的p h 值都呈先下降后上升的变化趋势，最 终产品外部p h 值约为7 o ，内部p n 值约为6 0 ；干酪成熟过程中由于乳酸菌和霉菌 产生的蛋白酶的作用使蛋白发生强烈水解，p h 4 6s n 、1 2 t c as n 和f a a 含量都呈 明显增加趋势；总游离脂肪酸含量随成熟过程增加，主要产生偶数碳的中链脂肪酸 ( c 1 2 c 1 8 ) ；成熟过程中t p a 各项指标均有不同程度的下降。 应用顶空固相微萃取气质联用( h s s p m e g c m s ) 对成熟期分别为1 5 ，3 0 和 4 5 d 的c a m e m b e r t 干酪中的挥发性风味物质进行了检测。在成熟过程中c a m e m b e r t 干 酪产生的主要挥发性风味物质是醇、醛、酮、酯、苯环物质、烯烃类物质和挥发性有 机酸。醇类物质在成熟过程中基本消失；醛类物质有增加趋势，而更多的是参与了酸 类物质与酯类物质的相互转化；酮类物质大量增加，主要产生甲基酮；酸类物质含量 减少或消失；酯类物质大量生成。 c a m e m b e r t 干酪在成熟过程中存在成熟过度及表面和内部不均匀成熟的问题，本 文研究了促使干酪均匀成熟的方法，添加瑞士乳杆菌发酵剂( 干粉状添加量0 0 0 5 ， 质量分数) ，采用真空包装和低温保藏( 2 6 ) 对c a m e m b e r t 干酪的均匀成熟均有促 进作用。 关键词：c a m e m b e r t 干酪：工艺优化；理化特性；挥发性风味物质；均匀成熟 a b s t r a c t c a m e m b e r tc h e e s ei sak i n do fm o l d r i p e n e ds o f tc h e e s e i nt h i st h e s i s ，t h ep r o c e s s i n g t e c h n o l o g y , r i p e n i n gc h a r a c t e r i s t i c sa n du n i f o r mr i p e n i n gw e r es t u d i e di no r d e rt op r o v i d e b a s i ct h e o r yf o rc a m e m b e r tc h e e s ep r o c e s s i n ga n dg o r a g e a n di ta l s oa i m e da tc o n t r o l l i n g r i p e n i n gd e g r e e ，p r o l o n g i n gt h es h e l f - l i f ea n dm a i n t a i n i n gc h e e s es e c u r i t y t h ek e yf a c t o r s a f f e c t i n gc a m e m b e r tc h e e s ep r o c e s s i n gw e r es t u d i e dt h r o u g h o r t h o g o n a le x p e r i m e n t a ld e s i g n t h eo p t i m i z e dp a r a m e t e r si n c l u d e d ：s t a r t e rd o s e0 01 ； c a c l 2i nc h e e s ei i l i l l 【0 0 2 ；c u t t i n gs i z eo fc u r d15 15 15 m m ；m o l d i n gp h5 4 ；s a l t c o n t e n t1 5 ；m o u l da d d i t i o no f0 0 0 5 t h ep h y s i c o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fc a m e m b e r tc h e e s ed u r i n gr i p e n i n gp e r i o d s h o w e dt h a tt h em o i s t u r ed e c r e a s e dd u r i n gt h ep r i m a r yr i p e n i n g ，a n dt h e ni ta p p e a r e dn o s i g n i f i c a n tc h a n g e sa n dm a i n t a i n e da p p r o x i m a t e5 0 b o t ht h ep hv a l u eo fs u r f a c ea n d i n n e rd e c r e a s e da tt h eb e g i n n i n ga n dt h e ni n c r e a s e d , f i n a l l yt h ep hv a l u eo fs u r f a c ew a s7 0 a n di n n e rw a s6 0 d u et ol a c t o b a c i l l u sa n dm o l de n z y m e sc o n t r i b u t e dt ot h ep r o t e o l y s i s ， t h ep h 4 6a c e t a t eb u f f e rs o l u b l en i t r o g e n , 12 t c as o l u b l en i t r o g e na n df a ai n c r e a s e d d u r i n gc h e e s er i p e n i n g t h ec o n t e n to ft o t a lf f a si n c r e a s e dd u r i n gr i p e n i n g ，a n dt h em a i n f f a sw e r ee v e nc a r b o nm e d i u m c h a i nf f a s ( cl2 一cls ) e a c hi n d e xo ft p ad e c r e a s e d d u r i n gr i p e n i n g h e a d s p a c es o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o nc o m b i n e d 、析t l lg a sc h r o m a t o g r a p h y - m a s s s p e c t r o m e t r y ( h s - - s p m e - g c - m s ) w a su s e dt oa n a l y z et h ev o l a t i l e si nc a m e m b e r tc h e e s e o fw h i c ht h er i p e n i n gp e r i o dw a s15 ，3 0a n d4 5d r e s p e c t i v e l y t h em a i nv o l a t i l e sw e r e a l c o h o l s ，a l d e h y d e s ，k e t o n e s ，e s t e r s ，b e n z e n e s ，a l k e n e sa n dv o l a t i l eo r g a n i ca c i d s d u r i n g t h er i p e n i n g ，m o s to fa l c o h o l sw e r ed i s a p p e a r e d ；a l d e h y d e si n c r e a s e d ，a n dm o s to ft h e m p a r t i c i p a t e di nt h ec o n v e r s i o nb e t w e e na c i d sa n de s t e r s ；k e t o n e si n c r e a s e dc o n s i d e r a b l y , a n d m o s to ft h e mw e r em e t h y lk e t o n e s ；a c i d sd e c r e a s e do r d i s a p p e a r e d ；e s t e r si n c r e a s e d c o n s i d e r a b l y a so v e r - r i p e n i n ga n du n e v e nr i p e n i n gb e t w e e ns u r f a c ea n di n t e r i o ro c c u r r e d ，s e v e r a l m e t h o d sw e r et r i e df o ru n i f o r mr i p e n i n g t h er e s u l t ss h o w e da d d i n gl a c t o b a c i l l u s h e l v e t i c u s ( d o s eo fo 0 0 5 ，w w ) ，v a c u u mp a c k a g ea n d l o wt e m p e r a t u r es t o r a g e ( 2 - 6 c ) h a dp o s i t i v ee f f e c t so nt h eu n i f o r mr i p e n i n go fc a m e m b e r tc h e e s e k e y w o r d s ：c a m e m b e r tc h e e s e ，o p t i m i z a t i o no fp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y , p h y s i c o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ，v o l a t i l ef l a v o rc o m p o u n d , u n i f o r mr i p e n i n g 目录 1 前言l 1 1 干酪概述1 1 1 1 干酪的定义与起源l 1 1 2 干酪的分类1 1 1 3 干酪的营养价值2 1 1 4 干酪的发酵剂4 1 1 5 干酪的凝乳酶4 1 1 6 干酪中的风味物质5 1 1 7 干酪的生产和消费7 1 2c a m e m b e r t 干酪概述8 1 2 1c a m e m b e r t 干酪的起源8 1 2 2c a m e m b e r t 干酪的特点8 1 2 3c a m e m b e r t 干酪的霉菌发酵剂9 1 2 4c a m e m b e r t 干酪的加工工艺及操作要点“l o 1 2 5c a m e m b e r t 干酪的研究现状”l l 1 2 6 瑞士乳杆菌在c a m e m b e r t 干酪中的应用”13 1 3 本课题研究的目的和意义1 3 1 4 本课题研究的主要内容_ 1 4 2 材料与方法l5 2 1 实验材料1 5 2 1 1 实验原料：15 2 1 2 主要试剂l5 2 1 3 主要仪器与设备一1 6 2 2 实验方法17 2 2 1c a m e m b e r t 干酪工艺参数的优化1 7 2 2 2 霉菌培养物的不同添加方法对产品的影响一1 7 2 2 3 霉菌孢子悬浮液的制备17 2 2 4 感官及产率评定方法“l7 2 2 5 水分含量的测定1 8 2 2 6p h 值的测定l8 2 2 7 水溶性氮的测定1 8 2 2 8 游离氨基酸( 姨) 的测定一1 9 2 2 9s d s 聚丙烯酰胺凝胶电泳i 1 9 2 2 1 0 游离脂肪酸( f f a ) 的测定2 0 2 2 1 1 质构的测定( t p a ) 2 1 2 2 1 2 挥发性风味物质的测定2 2 2 2 13 酸度和活力的测定2 2 2 2 1 4 瑞士乳杆菌的喷雾干燥处理2 3 2 2 1 5 成熟均匀性的测定”2 3 3 结果与讨论2 5 3 1c a m e m b e r t 干酪工艺参数的优化2 5 3 1 1 单因素实验2 5 3 1 2 正交试验确定最佳生产工艺参数2 8 3 1 3 霉菌接种方式的选择2 9 3 2c a m e m b e r t 干酪成熟过程中理化性质的变化3 0 3 2 1 水分含量的变化3 0 3 2 2p n 值的变化3 0 3 2 3 可溶性氮的变化3 l 3 2 4s d s 聚丙烯酰胺凝胶电泳结果3 2 3 2 5 游离氨基酸( f a a ) 的变化3 3 3 2 6 游离脂肪酸( f f a ) 的变化3 3 3 2 7 质构的变化( 矸a ) ”3 6 3 3 挥发性风味物质的变化3 9 3 4c a m e m b e r t 干酪成熟均匀性的研究4 4 3 4 1 添加瑞士乳杆菌发酵液或干粉状瑞士乳杆菌对c a m e m b e r t 干酪成熟均匀性影 响的研究4 4 3 4 2 包装方式对c a m e m b e r t 干酪成熟均匀性影响的研究4 8 3 4 3 贮藏温度对c a m e m b e r t 干酪成熟均匀性影响的研究4 9 4 结论5 2 5 展望5 3 6 参考文献_ 一5 4 7 论文发表情况5 9 8 致谢6 0 天津科技大学硕士学位论文 1 前言 1 1 千酪概述 1 1 1 干酪的定义与起源 干酪又称奶酪，是一种在乳中加入适量乳酸菌发酵剂和凝乳酶制剂，使乳中的蛋 白质( 主要是酪蛋白) 凝固，排除乳清，并经一定时间的成熟而制成的发酵乳制品。 联合国粮农组织和世界卫生组织( f a o 、o ) 制定的国际上通用的干酪定义为：干酪 是以牛奶、稀奶油、部分脱脂乳、酪乳或这些产品的混合物为原料，经凝乳并分离出 乳清而制得的新鲜或成熟的制品【。 干酪最早起源于公元前6 0 0 0 年 - 7 0 0 0 年伊拉克的幼发拉底河和底格里斯河区域， 早期的游牧民族以动物皮装牛、羊乳，由于天气炎热乳糖发酵，乳产酸形成凝乳，人 们排出乳清或加盐以延长这类产品的保质期而形成最早的干酪，故许多学者认为干酪 起源于发酵乳制品【啦】。在1 7 1 9 世纪，干酪的生产主要限于作坊式操作，1 8 5 1 年美国 的纽约建造了第一批规模化的干酪工厂。至t j l 8 7 6 年，英国已建成了l o 个干酪工厂，出 1 2 1 5 个国家，乳的加工量达到7 0 0 0 8 0 0 0 头牛的产乳量【l 】。从此以后，干酪厂的规模和 自动化水平不断提高，尤其是第二次世界大战后，各国研究者对干酪的生产作了大量 深入研究工作。进入2 0 世纪，对干酪的研究更加深化，干酪的加工工艺不断完善，随 着需求的增加，干酪生产得到迅速发展，到9 0 年代现代化的工厂每天可生产1 0 0 吨干 酩。时至今日，干酪已成为全球性的优质食品，许多发达国家已成为干酪的主要生产 国、消费国和出口国。 1 1 2 干酪的分类 ， 世界各地有许多不同风味的干酪品种，目前，国际上有不同的干酪分类方法： s a n d i n e 和e l l i k e r 列出1 0 0 0 多种干酪；w a l t e r 和h a r g r o v e 描述了4 0 0 多种干酪的加工工艺 与特性，并列出了另# b 4 0 0 多种干酪名称；b u r k h a l t e r 将干酪分为5 1 0 种( 尽管有些干酪 被重复提到) 【5 j ，目前，由于根据加工方法和使用目的不同，产生了不同的干酪分类 体系。干酪的国际贸易主要集中在有主要的几个国家的一些大宗品种，但它们的产品 并不是完全相同。 根据使用目的的不同( 为了贸易方便，或为了提供更多的营养信息，或为了研究 方便) ，人们建立了不同的干酩分类系统。国际上通常把干酪划分成三个大类：天然干 酪( n a t u r a lc h e e s e ) ，再制干酪( p r o c e s s e dc h e e s e ) ，和干酪食品( c h e e s ef o o d ) 1 3 。国际 酪农联盟( i d f1 9 7 2 ) 提出以水分含量为标准，将干酪分为硬质，半硬质，软质等三大 类，并根据成熟的特征或固体物中脂肪含量来分类的方案1 4 l 。现在习惯上以干酪的软 硬度及与成熟有关的微生物来进行分类和区别，干酪按水分在干酪非脂成分中的比例 可分为特硬质、硬质、半硬质、半软质和软质，按发酵成熟情况可分为成熟的、霉菌 1 前言 成熟的和新鲜的。 1 9 7 1 年，b u r k h a l t e r 代表i d f 承担了干酪种类的综合研究，基于用于干酪制作的 乳的种类、干酪外观和内部特征及化学组成，将干酪分为3 9 5 种【5 1 。其分类标准见表 l - 1 。 表1 - 1 千酪的分类标准 t a b l e1 1c l a s s i f i c a t i o no f c h e e s ev a r i e t i e s 通常根据其制造方法干酪可分为：硬质干酪( h a r dc h e e s e ) ，酸度较高，加热温度 高，成品水分含量大约3 5 - 4 5 。如c h e d d a rc h e e s e ；半硬质干酪( s e m i s o f tc h e e s e ) 发酵剂产酸慢，加热温度低，水分含量为4 5 5 0 ，如g o u d ac h e e s e 、e d a mc h e e s e ； 鲜干酪( g r e e nc h e e s e ) ，乳经乳酸菌产酸凝固，不经成熟，直接食用，成品水分大约在 5 5 - 8 0 ，如c o t t a g ec h e e s e ；软质干酪( s o f tc h e e s e ) ，水分含量为4 3 - 5 4 ，如 c a m e m b e r tc h e e s e ；加工干酪或涂抹干酪( p r o c e s sc h e e s e ) ，加热使干酪熔融，经过调配 重新加工而制得1 6 刀。根据干酪生产所用原料不同，可分为：牛乳干酪、羊乳干酪、稀 乳油干酪和脱脂乳干酪等。事实上，随着干酪研究的深入及新食品资源的开发，干酪 的品种还在不断增加。 1 1 3 干酪的营养价值 干酪营养价值非常高，可以说是浓缩了乳中的大部分精华成分，其中蛋白质含量 为2 1 3 2 ，脂肪2 2 31 ，乳糖为0 1 1 0 ，钙为7 0 0 m g k g ，铁0 6 0 7 ，此外，还 含有丰富的维生素。因为干酪经过发酵，食用干酪不会出现乳糖不耐受症，也可避免 蛋白质过敏反应，而且干酪比人乳、牛乳营养更丰富【8 1 ，见表1 2 。 2 天津科技大学硕士学位论文 i 表l - 2 奶酪、人乳、牛乳营养成分比较( 1 0 0 9 食物含量) t a b l e1 - 2d i f f e r e n tn u t r i t i o n a lc o m p o s i t i o nb e t w e e nc h e e s e ，h u m a nm i l ka n dm i l k o0 0 9f o o dc o n t e n t ) 干酪蛋白质含量为2 1 2 3 ，每1 0 0g 软质干酪可提供一个成年人日蛋白质需要量 的3 04 0 ，而每1 0 0g 硬质干酪则可提供4 0 5 0 。由于干酪中的蛋白质主要是酪蛋 白，其生物学价值低于全乳蛋白质，但高于单纯的酪蛋白，以c h e d d a r 干酪为例，其 蛋白质效率比为3 7 ，而酪蛋白仅为2 5 。由于干酪在成熟过程中发生一系列蛋白的预 消化作用，因此其实际消化率为9 6 2 9 7 5 ，某些种类干酪甚至可达1 0 0 ，而全脂 牛奶的消化率只有9 1 9 。干酪蛋白质中必需氨基酸的利用率为8 9 1 ，而牛奶仅为 8 5 7 1 9 。 大多数干酪都含有3 0 左右的脂肪。脂肪可以影响干酪的硬度、口感和风味。食 用5 0g 于酪，大约含1 7g 脂肪。干酪中胆固醇含量很低，通常为0 - 1 0 0m g 1 0 0g 。而 且干酪在发酵和成熟的过程中，原牛奶中的脂肪被分解为脂肪酸，不仅是构成细胞的 组成成分，还可降低血清胆固醇，对心血管、高血压、高血糖等疾病的防治是非常有 益的，食后不会发胖。美国全国癌症研究所最近进行的一次调查也表明，爱吃奶酪者 很少患结肠癌和直肠癌。法国农艺研究所乳品工艺研究实验室主任让一路易莫布瓦 指出：“发酵产生的奶蛋白能够刺激人体的免疫系统。 他领导的实验证明，奶蛋白 质可以通过淋巴细胞刺激干扰素的产生，这一试验提示了奶蛋白质对人体抗癌能力的 作用【l o l 。 干酪中含有钙、磷等矿物质。每1 0 0g 干酪平均含钙8 0 0m g ，是牛奶的6 8 倍。 每1 0 0g 软质干酪可提供人体钙每日需求量的3 0 4 0 ，磷日需求量的1 2 2 0 ；每1 0 0 9 硬质干酪则可完全满足人体钙的日需求量和磷日需求量的4 0 5 0 。干酪中含有丰富 的生物合成钙，是最佳补钙食品。 大多数的干酪富含维生素a 、b 2 、b 1 2 和叶酸。每1 0 0g 干酪中约含有1 2 0 0i u 维 生素a ，可以满足成人日需求量的3 0 - 4 0 。 近几年，由于人们的保健意识的增强，科研工作者也将研究的重点转移到了一些 1 前言 具有功能性的活性物质的研究上，其中，生物活性肽成为近几年的研究热点。所以， 早在国外就有人注意到了干酪中的活性肽，其中曾经报道被分离出来的有抗高血压 肽，酪蛋白磷酸肽，阿片样肽等。而早在西方，就有饭后嚼干酪来预防龋齿的习惯， 这也与干酪中所含有的活性物质有密切关系，因而使得干酪被赋予了更高的营养价值 和研究价值。 1 1 4 干酪的发酵剂 干酪发酵剂可分为细菌发酵剂和霉菌发酵剂两大类。细菌发酵剂一般以乳酸菌为 主。乳酸菌粗略地可分为嗜温性和嗜热性两类，前者的最适生长温度为3 0 - - - , 3 3 ，包 括乳球菌属( l c ) 和明串珠菌属( l ) ，它们用于发酵温度为2 0 - 4 0 的乳制品发酵工艺 中，嗜热乳酸菌的最适生长温度为4 0 - - , - 4 5 ，主要用于3 0 5 0 t 艺条件下。最重 要的是唾液链球菌嗜热亚种( 即嗜热链球菌) 和乳杆菌属中白德氏乳杆菌保加利亚亚种 ( 保加利亚乳杆菌) 、瑞士乳杆菌和德氏乳杆菌乳酸亚种( 称作乳酸乳杆菌) 。这种应用划 分并不严格，实际还有许多嗜热性发酵剂也用在嗜温工艺中( 例如嗜热链球菌用在布里 干酪和切达干酪生产中) 。另外存在和发酵乳制品有关的其它一些乳酸菌，包括嗜温性 乳酸菌( 干酪乳杆菌和植物乳杆菌) 、成熟的硬质和半硬质干酪中的片球菌属，成为非 发酵剂乳酸菌( n s l a b ) ，乳酸菌对人体健康有益，比如嗜酸乳杆菌、罗尹氏乳杆菌和 双歧杆菌等f l , l l - 1 4 。霉菌发酵剂一般用于一些特殊品种干酪的生产，如c a m e m b e r t 干 酪、蓝纹干酪的生产。霉菌发酵剂主要包括表面霉菌( 如白地霉) 和内部霉菌发酵剂 ( 如娄地青霉) ，此发酵剂的蛋白酶和脂肪酶活力相对较高，可快速降解干酪中部分 蛋白质和脂肪，生成大量挥发和不挥发性风味物质，可给干酪带来浓郁、芳香、别致 的风味。因此，对霉菌发酵剂的研究己成为研究热点。 1 1 5 千酪的凝乳酶 凝乳酶是干酪制造过程中起凝乳作用的关键性酶。同时凝乳酶对于酪的质构形成 及干酪特有风味的形成有非常重要的作用。传统干酪中所使用凝乳酶主要是从小牛第 四胃中提取出来的凝乳酶。凝乳酶属于酸性蛋白酶，以酶原的形式合成并分泌，在氢 离子催化下活化，从n 端切去4 2 个氨基酸残基，形成有活力的凝乳酶。凝乳酶的传 统来源是吃乳的小牛皱胃( 第四胃) ，胃的提取液中含凝乳酶7 0 , - - 一9 0 ，胃蛋白酶3 1 0 以及少量的胃亚蛋白酶等。小牛一旦吃草，凝乳酶含量下降，胃蛋白酶急剧增加， 成牛含胃蛋白酶高达6 0 - 7 0 ，小牛凝乳酶适于制造各种类型的干酪，而且是衡量其 它凝乳酶代用品的标准【1 7 , 1 8 】。 用于干酪生产的最重要的凝乳酶是小牛皱胃酶，但是，活性成分凝乳酶可以 由许多种幼小的哺乳动物分泌而来，小绵羊和小山羊的皱胃酶也用于干酪生产中。小 牛皱胃的短缺使得人们去寻找其它凝结剂来源，这包括微生物的蛋白酶和通过d n a 重组技术产生的蛋白酶，合适的并且在生产中常用的微生物蛋白酶，包括由 c r y p h o n e c t r i a p a r a s i t i c a 、r h i z o m u c o r p u s i l l u s 和r h i z o m u c o rm i e h e i 所分泌的酶。自从 4 天津科技大学硕士学位论文 有了重组凝乳酶，t 这些微生物的蛋白酶就不常用了。小牛凝乳酶是第一个在微生物菌 群中被克隆和表达的哺乳动物酶。通过黑曲酶、k l u v e r o m y c e sl a c t i s 和大肠杆菌的基因 处理而产生的凝结剂分别称为c h y m o g e n ( g e n e n c o r c h r h a n s e n s ) 、 m a x i r e n ( g i s t - b r o e a d e s ) 和c h y m a x ( p f i z e r ) ，它们在美国和英国被广泛用于干酪生产中， 切达干酪的试验已经证明，用这些凝结剂生产的干酪在产量和质量上都与用小牛皱胃 酶的不相上下1 1 9 1 。 凝乳酶在干酪生产过程中一方面可以使干酪形成特有的质构，另一方面对于酪风 味的形成也有一定的作用。 凝乳酶引起的牛乳凝结一般认为是一个三步反应。第一步是酶使k - 酪蛋白上的一 个特殊肽键断裂。第二步是酪蛋白胶束的聚集。第三步是胶束的脱水作用。 酪蛋白胶束上的静酪蛋白受到凝乳酶的作用，多肽链的1 0 5 - - - 1 0 6 位的苯丙氨酸、 蛋氨酸之间的肽键被水解。这种水解作用产生了两个肽：糖巨肽( 1 0 6 - - - 1 6 9 ) 和副挣酪 蛋i 兰t ( 1 - - - 1 0 5 ) ，糖巨肽因为具有强的亲水性，而从胶束中释放出来进入乳清中，副静 酪蛋白因为具有强的疏水性仍然留在酪蛋白胶束上。随着b 酪蛋白的逐步水解，引起 了酪蛋白胶束性质的改变，破坏了体系的平衡。一旦k 酪蛋白水解程度达到8 0 左右， 聚集作用就会发生，凝乳也就形成了【6 】。凝胶一旦形成，凝胶中的水分便通过脱水收 缩这样一个过程而排出。经凝乳酶的作用，酪蛋白的凝胶网络形成。切割凝乳时，凝 胶网络收缩。干酪制造过程实质是酶凝牛乳凝块控制脱水收缩的过程。最初形成的凝 乳水分含量为8 7 ，然后可以减少到2 0 , - - , 5 0 。在此过程中相当数量的凝乳酶随着乳 清排出。但是保留在凝乳中的那部分凝乳酶在干酪成熟初期能水解嬲1 酪蛋白。u s i - 酪蛋白的降解程度对干酪的质构特性有很大的影响。干酪中的蛋白质决定着新鲜干酪 凝乳的质构特性，当这种蛋白质网络结构被降解干酪的流变学性质将发生变化。 凝乳酶在干酪生产中一般认为其对干酪的苦味有一定的贡献瞄】。干酪的苦昧主要 是由于干酪成熟期间苦味肽慢慢积累引起的。这些肽大多是由残留凝乳酶和细菌蛋白 酶对b 酪蛋白作用形成的。在干酪中残留的凝乳酶以及发酵剂产生的蛋白酶作用下p 一 酪蛋白最敏感的肽键，亮氨酸( 1 9 2 ) 色氨酸( 1 9 3 ) 之间的肽键易被裂解成碳端的1 9 3 - 2 0 9 肽段，这个肽段被认为是干酪苦味的主要来源。除凝乳酶外其它蛋白酶如胃蛋白 酶及微生物蛋白酶等，它们对b 酪蛋白水解作用大于凝乳酶，所以制得的干酪苦味也 较为明显。这也是它们作为凝乳酶代用品一个主要的限制因素。此外，通过凝乳酶的 作用产生的肽为进一步降解产生风味物质提供了底物。 1 1 6 干酪中的风味物质 1 1 6 1 脂肪的水解 干酪的成熟过程是一个漫长而复杂的过程，在这个过程中伴随着一系列生化反 应，反应形成了包括酸、醛、酮、酯、内酯、酚、醇、醚、烃类、氨基酸、吡喃、呋 喃等杂环化合物，使干酪凝块形成独特的风味。 i 前言 牛乳脂肪是干酪中的主要酯类，磷脂是脂肪球膜和细菌结构的组成物，磷脂不被 降解，但甘油三酸脂在一些干酪品种中降解得很彻底。如c a m e m b e r t 干酪，脂肪水解 是十分彻底的，从而赋予了干酪一些特有的风味物质。 c 2 c 3 的挥发性脂肪酸是切达干酪的主要风味化合物【2 3 1 。从切达干酪中除去挥发 性脂肪酸并不影响其芳香气味，进而可推知这些脂肪酸仅仅在干酪的基本味道方面有 重要作用。干酪中脂肪酸的酯化作用很容易发生，通过微生物产生的酯酶或简单的化 学反应进行。短链脂肪酸和甲硫醇生成甲硫酯，赋予干酪特有的芳香风味。 以脂肪为底物形成的风味化合物脂质对形成干酪的风味化合物来说也很重要，由 脂质转化为不同风味化合物的可能途径见图1 1 2 4 。 氢过氧化物 甲 脂肪 l l 脂肪酶 脂肪酸 酸醇 图1 - 1 脂肪降解产生风味物质 f i g 1 - 1t h ef l a v o rc o m p o u n d sd u et ot h el i p o l y s i s 干酪中的脂肪酸组分与所使用的脂酶的特异性有关。有些脂酶对短链脂肪酸有高 度的特异性，有些对长链脂肪反有特异性，也有一些不具有特异性，还有一些脂酶对 三甘油酯上脂肪酸的位置有特异性。由于游离脂肪酸过高总会产生一些不快的气味。 丁酸是r o m a n o 干酪和p r o v o l o n e 干酪中很重要的风味化合物，是衡量两种干酪风味 特征的重要指标，丙酸是瑞士硬质干酪的主要风味成分，而c a m e m b e r t 干酪中，游离 脂肪酸解主要生成一些甲基酮类物质。 脂质水解成风味物质历程见图1 2 【2 5 1 。 6 天津科技大学硕士学位论文 脂质 i p 氧化 上 脂肪酸 上 酮酰- c o a 酰基c o a + 2 酰基c o a - c 0 2 上硫基水解酶 呷酸 i 脱羟酶 上 2 烷酮 l 还原酶 2 烷酮 图1 2 脂质水解成风味物质的历程 f i g 1 - 2t h ep r o c e s so f t h el i p o l y s i s 1 1 6 2 蛋白质的水解 干酪中由蛋白质降解转化而来的风味化合物包括肽类、氨基酸以及氨基酸在转氨 酶、脱羧酶等作用下进一步代谢生成酮酸、醇、酚、醚、吲哚、胺等。d u m o n t 发现 甲硫醇在c a m e m b e r t 干酪的风味中很重要。各种干酪微生物菌群组成的不同，六个月 成熟的切达干酪( 次生菌群相对简单) 游离氨基酸的氮只占总氮的3 ，而霉菌成熟 干酪氨基酸的氮占总氮的1 0 。 l e n o n 和a u b e r g e r 证实酸性蛋白酶在干酪成熟6d 到1 6d 时活性最高，2 2d 后消 失，中性蛋白酶在1 3d 时活性最高，并最少维持在一个月的高水平活性。还有人曾做 实验证明酸性蛋白酶比中性蛋白酶在干酪的成熟过程中更重要，因为干酪的凝块在成 熟的过程中较长时间处于酸性环境中。内肽酶只有在成熟期长的干酪中有重要作用， 因为此酶的最适p h 相对较高，而干酪在成熟的后期由于蛋白降解生成氨等物质而使 p h 上升。 1 1 7 干酪的生产和消费 从用于生产干酪的牛奶的比重看，干酪是乳业发达国家的主要品种，通常每公斤 干酪约需l ok g 原料奶，发达国家人均奶制品消费量很高和干酪的消费有关。2 0 0 0 年欧 盟1 5 个国家5 5 5 的牛奶用于干酪生产，美国为4 4 6 ，加拿大为4 3 5 ，澳大利亚为 3 2 6 ，新西兰为2 4 5 ，日木为1 5 1 ，而中国仅为0 2 2 ，可见我国用于干酪生产的 1 牛奶比例很低f 1 二刁。 7 1 前言 从干酪的产量看，欧盟和美国在世界干酪生产中占主导地位。2 0 0 0 年欧盟国家的 干酪产量为6 3 7 4 9 万吨，美国为3 7 4 4 万吨，分别排在前两位，澳大利亚3 6 5 万吨，日 本1 2 6 2 万吨，而中国仅8 8 0 吨。欧盟1 5 国的总产量为位于第三位的加拿大1 5 倍。2 0 0 2 年世界干酪总产量1 5 0 0 万吨，占乳制品总量的3 5 附。 从干酪的人均消费量看，在经济发达国家中干酪的人均消费量都是比较高的，法 国干酪人均消费量居世界第一位，每年都接近2 4k g ，德国和意大利在2 0k g 左右，丹麦、 荷兰也在1 7 1 8k g 之间，所以欧洲是世界人均消费量最高的地区。 欧洲2 0 0 1 年人均干酪消费量为1 8 虹，我国干酪的人均消费量仅为o 1g ，而且主要 依靠进口，从1 9 9 6 开始我国干酪的进口量持续增长，1 9 9 6 年为3 4 5 1 9 吨，至u 2 0 0 1 年就 达到了2 0 2 9 5 0 吨，增长了近5 倍，2 0 0 2 年又达到了3 0 0 0 吨，说明国内己有消费干酪的 市场【1 2 7 ，2 引。目前在超市上所能见到的有法国的、新西兰的( 1 2 片一个包装) ，上海光 明的、北京三元的，天津百吉福等生产的干酪。随着北京2 0 0 8 年奥运会及2 0 1 0 年上海 世博会的临近，越来越多的西方人及不同地区的人们将来到中国，干酪也就具备了良 好的市场发展前景。 在所有干酪的消费当中，软质干酪的消费每年都在大幅度增长，这其中表面霉菌 成熟干酪最为典型，其主要特点是用于发酵的霉菌菌种在于酪的表面生长使干酪成 熟。表面霉菌成熟干酪中以c a m e m b e r t 干酪为代表，在c a m e m b e r t 干酪中特有的霉菌卡 门培尔青霉在干酪表面生长，由表面向干酪中心渗透的酶作用进行成熟，表面长满白 霉，内部组织呈熔融状态，因为柔软的质地易于直接食用和涂抹，同时调查也显示消 费者的口味倾向于更温和的风味，因此c a m e m b e r t 干酪越来越会得到消费者的青睐， 有着很大的市场开发前景。 1 2c a m e m b e r t 干酪概述 1 2 1c a m e m b e r t 千酪的起源 作为世界上最著名的干酪之一，c a m e m b e r t 干酪起源于法国诺曼底的佩斯德奥 格( p a y sd a u g e ) ，早在中世纪时代，修道院的修士们热衷于制作干酪，许多著名的 干酪因此得以保存和延续，法国的浓味干酪( c a m e m b e r t 干酪) 就是其中一种，更因 受到拿破仑的喜爱而闻名至今【2 9 1 。目- f i i i c a m e m b e r t 干酪的制作并非局限在法国，事实 上现在大部分国家都在大规模生产这种干酪，从美国的旧金山到越南的西贡，到处都 可吃至1 c a m e m b e r t 干酪。 c a m e m b e r t 干酪是成熟干酪中的一种特殊类型，在干酪的发展史上起步相对较晚， 不同的国家和地域生产出来的c a m e m b e r t 干酪在外观、口味有一定的区别，与原料乳 的选择和处理( 一些地方生产者使用未经灭菌的原料乳生产干酪，主要为了产生特有 的强烈刺激风味) 、菌种的使用、发酵的过程等原因有关，这就导致同一种干酪在一 定地域范围内有许多类型。 1 2 2c a m e m b e r t 干酪的特点 天津科技大学硕士学位论文 c a m e m b e r t 干酪是将原料乳经杀菌、发酵、凝乳、切割、入模、排除乳清、盐浸、 喷洒霉菌发酵剂、成熟等工序加工而成的一种霉菌熟化软质干酪【3 l 】。c a m e m b e r t 干酪 成熟期间，特有的卡门培尔干酪青霉( p e n c i l l i u mc a m e m b e 厂f ) 和白青