（食品科学专业论文）豆乳、牛乳混合干酪关键技术的研究.pdf

豆乳、牛乳混合干酪关键技术的研究杜琨摘要干酪俗称奶酪，是一种在牛乳或羊乳中加入适量乳酸菌和凝乳酶，使乳中的蛋白质凝固，除去乳清并经一定时间的成熟而制成的乳制品。干酪的营养价值极高，内含丰富的蛋白质、脂肪、各种氨基酸、矿物质等，经常食用可以调整膳食结构，增加牛乳的人均消费量，提高蛋白质尤其是优质动物性蛋白质的摄入量。在所有食品中。牛乳的营养是最全面的，而我国的奶源相对短缺，大豆蛋白富含人体必需的八种氨基酸，尤其赖氨酸含量较高，而且比例比较平衡，并且豆乳的组成成分与牛乳极为相似，是牛乳的最佳替代品。以豆乳代替部分牛乳制作干酪，可使动植物蛋白营养互补，节约牛乳单耗，又可以改善干酪风味，降低生产成本。本文以豆乳和牛乳为原料，对豆乳牛乳混合干酪加工过程中一些关键技术进行了较为系统的研究，为规模化生产混合干酪提供理论依据和工艺参数。研究结果如下：1 大豆浸泡的最佳工艺参数：用自来水浸豆，在豆水比1 ：2 ，浸泡水温度2 5，浸泡水p h 值8 5 ，浸泡时间8 h ，n a n c 0 3 溶液的浓度0 1 时，获得的豆乳蛋白质含量最大。2 大豆磨浆的最佳工艺参数：豆水比1 ：8 ，磨浆水温度8 0 ，热烫6 m i n ，磨浆时间为8 r a i n 时，获得的豆乳蛋白质含量相对最大。3 豆乳中大豆胰蛋白酶抑制剡的失活方法为：热失活，采用9 5 c 杀菌锅孛3 0 m i n ，可使豆乳中胰蛋白酶抑制剂的去除率达到8 0 。4 对于混合乳来说，分别使用植物凝乳酶、微生物凝乳酶、动物凝乳酶的进行凝乳，结果表明动物凝乳酶使用量少，凝乳效果好，本文使用羔羊凝乳酶凝乳。5 豆乳牛乳混合乳制作干酪的最佳工艺参数为：即在豆乳的添加量是1 8 ，混合乳的杀菌条件是6 3 3 0 m i n ，羔羊皱胃酶的添加量0 3 0 ，酸化条件是2 6 0t ，c a c l 2 添加量是0 0 5 ，凝乳温度是3 6 时，混合乳凝乳效果较好，混合干酪出品率相对较高。6 混合干酪成熟期间理化特性表明：混合干酪在整个成熟期间p h 值逐渐下降；混合干酪的干物质含量随着成熟时间的延长有所增加。混合干酪中的蛋白质和脂肪含量随着成熟时间的延长先减小后变大，但总的来说蛋白质和脂肪含量均有所增加；混合干酪乳酸含量随着成熟时间的延长有所增加；混合干酪的水分含量随着成熟时间的延长逐渐减少。7 混合干酪在成熟期的感官特性为：混合干酪风味良好，具有该种干酪特有的滋味和气味，软硬适度，色泽正常，咸淡适宜、香味醇厚，成品质地较紧密，符合中国人1 3 味，易被大众接受。关键词：豆乳；混合干酪；加工工艺；研究c r i t i c a lt e c h n o l o g yr e s e a r c ho nb e a nm i l ka n dt h em i l km i x e dc h e e s ed u k u na b s t r a c t ：c h e e s ei sak i n do fd a i r yp r o d u c t ，i tm e a n st h a ta d dr i g h ta m o u n to fl a c t i ca c i db a c t e r i aa n dr e n n i ni n t om i l ko rc o d o n o p s i s ，m a k ep r o t e i nc o a g u l a t e sa n dr e m o v ew h e ya f t e rt h ec e r t a i nt i m em a t u r e c h e e s ei sam i l kp r o d u c tw i t hh i g hn o u r i s h m e n t ，c o n t a i n i n ga b u n d a n tp r o t e i n ，f a t , a m i n oa c i d s ，m i n e r a l se t c e a tc h e e s eh a b i t u a l yc a na d j u s td i e t a r ys t r u c t u r e ，i n c r e a s em i l kc o n s u m p t i o no fe a c hp e r s o n ，r a i s ea b s o r p t i o nq u a n t i t yo fp r o t e i n ，p a r t i c u l a r l yh i g h q u a l i t ya n i m a l i t yp r o t e i n t h ec h e e s eh a sb e c o m eu p m o s ti m p o r t a n tm i l kp r o d u c ti nt h ew o r da n dh a sn u m e r o u sc a t e g o r i e s t h en o u r i s h m e n to fm i l ki st h em o s te n t i r e ，w h i l et h em i l ks o u r c eo fo u rc o u r t t r vi sr e l a t i v e l yl a c k i n g t h es o y b e a np r o t a i ni sr i c hi ne i g h te s s e n t i a la m i n oa c i d s ，p a r t i c u l a r l yh i g hi nl y s i n ec o n t e n t ，a n dt h ea m i n oa c i da r ew e l l - p r o p o r t i o n e d m o r e o v e rt h ec o m p o s i t i o no fb e a nm i l ki se x t r e m e l ya l i k ew i t hm i l k s ob e a nm i l ki st h eo p t i m u ms u b s t i t u t ef o rm i l k r e p l a c i n gp a r t so fm i l k sw i t hb e a nm i l kw h i l em a k i n gc h e e s ec a l lm a k em u t u a lc o m p l e m e n to fp l a n ta n da n i m a lp r o t a i n ，e c o n o m i z em i l kc o n s u m e ，i m p r o v et a s e t eo fc h e e s e ，l o w e rp r o d u c t i o nc o s t 砀et e s ts t u d i e das e r i e so ft e c h n o l o g ys u c ha ss o y b e a ns o a ka n dm i l l i n g ，d i f f e r e n tp r o c e s s i n gm e t h o do ut h ei n f l u e n c eo fs o y b e a nt r y p s i n a s ei n h i b i t e ra c t i v i t y ，m i x i n gp r o p o r t i o no f m i l ka n db e a nm i l k ，i n f l u e n c eo fd i f f e r e n tc h y m o s i no nm i x e dm i l kc a r d i n gi n t e n s i t y ，f a c t o r si n f l u e n c i n gt h ec u r d i n gt i m e ，c u r d i n gi n t e n s i t ya n dy i e l do fm i x e dc h e e s e w i s hp r o v i d i n gt h e o r e t i c a lb a s e sa n dt e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e m f o rl a r g e s c a l ep r o d u c i n gm i x e dc h e e s e t h et e s tr e s u l t ss h o wa sf o l l o w s ：1 t h eo p t i m u mt e c h n o l o g yp a r a m e t e r sf o rs o y b e a ns o a ki s ：1 ：2r a t i oo fs o y b e a nt ow a t e r ，s o a kt e m p e r t u r e2 5 c ，s o a kp h8 5 ，s o a kt i m e8 h ，c o n e n t r a t i o no f n a h c 0 30 1 2 t h eo p t i m u mt e c h n o l o g yp a r a m e t e r sf o rs o y b e a rm i l l i n gi s ：1 ：8r a t i oo fs o y b e a nt ow a t e r , m i l l i n gt e m p e r a t u r e8 0 ，b l a n c h i n g6 m i n ，m i l l i n g8 m i n 3 t h ed e a c t i v a t i o nm e t h o do fs o y b c a nt r y p s i n a s ei n h i b i t e ri ns o y b e a nm i l ki s ：h e a td e a c t i v a t i o n ，t h a ti sp l a c i n gi n9 5 a u t o c l a v e3 0 r a i n t h er e m o v a lr a t eo fs 0 3 , b e a nt r y p s i n a s ei n h i b i t e rc a l lr e a c h8 0 。4 f o rm i x e dm i l k ，w eu s ep l a n tc h y m o s i n ，m i c r o b i a lc h y m o s i n ，a n i m a lc h y m o s i nt oc u r d l i n gr e s p e c t i v e l y ，t h er e s u l t ss h o wc o n s u m p t i o no fa n i m a lt r y p s i n a s ei sl e a s ta n dc u r d l i n ge f f e c ti sb e s t 1 m u s ，i h et e s ta d o p tk i dr e n n e tc u r d l i n g 5 t h eo p t i m u mt e c h n o l o g yp a r a m e t e r sf o rp r o d u c i n gc h e e s ew i t hm i x e dm i l ki s ：s o y b e a nc o n t e n ti s1 8 ，s t e r i l i z i n gc o n d i t i o no fm i x e dm i l ki s6 3 3 0 m i n k i dr e n n e t1 1 1c o n t e n ti s0 3 0 ，a e d i f i c a t i o nc o n d i t i o ni s2 6 0 t ，c a c l 2c o n t e n ti s0 0 5 ，c u r d i n gt e m p e r t u r ei s3 6 c u n d e rt h i sc o n d t i o n ，m i x e dc h e e s eh a sg o o de f f e c ti nc u r d l i n ga n dy i e l d 6 m i 】( e dc h e e s ei nm a t u r i t yp e r i o di n d i c a t e dt i l ep hv a l u eo fm i x e dc h e e s ed e s c e n d e dg r a d u a l l yi nt h ew h o l ep e r i o d m e a n w h i l et h ec o n t e n to fd r ym a t e r m i a lo fm i x e dc h e e s ei n c r e a s e dw i t ht h ee x t e n do fm a t u r i t yt i m e t h ec o n t e n to fp r o t e i na n df a tm i x e dc h e e s ew a si n c r e a s e dw i t ht h ee x t e n do fm a t u r i t yt i m e t h ec o n t e n to fl a c t i ca c i di n c r e a s e dg r a d u a l l yw i t ht h ee x t e n do fm a t u r i t yt i m e w a t e rc o n t e n to ft h et w ow a sd e c r e a s e dg r a d u a l l y ，w h i l e 7 s e n s o r yo fm a t u r e dm i x e dc h e e s ei n d i c a t e ：m i x e dc h e e s eh a v ei t so w nf l a v o ra n ds c e n t ，p r o p e ri nh a r d n e s s ，g o o di nc o l o r , f i ti nt a s t e , g o o di nf l a v o r , r i c hi nn u t r i t i o n ，t i g h ti nt e x t u r e s oi ts u i t sc h i n e s ep e o p l e st a s t ea n dw i l lb ea c c e p t e db yc h i n e s ep e o p l e k e y w o r d s ：s o y b c a nm i l k ；m i x e dc h e e s e ；p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ；s t u d yi v学位论文独创性声明y9 0 0 3 3 4本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西师范大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：玉池学位论文使用授权声明本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西师范大学本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西师范大学学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其它指定机构送交论文的电子箴和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资科室被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题署摘要汇编出舨。作者签名：j 24 盛r日期：趔厶f文献综述1 干酪的概述1 1 干酪的历史及发展概况干酪俗称奶酪，英文名c h e e s e ，国人直译为鸡司或芝士。是一种在牛乳或羊乳中加入适量乳酸菌和凝乳酶，使乳中的蛋白质凝固，除去乳清并经一定时间的成熟而制成的乳制品“3 。因其营养丰富尤其蛋白质和脂肪含量高而深受欧洲人民喜爱。联合国粮农组织( f a o ) 和世界卫生组织( w h o ) 制定了国际上通用的干酪定义：干酪是以牛乳、奶油、部分脱脂乳、酪乳或这些产品的混合物为原料，经凝乳并分离乳清而制得的新鲜或发酵成熟的乳制品“。干酪，据考证在公元前6 0 0 0 7 0 0 0 年之间源于人类文明发祥地之一的底格里斯和幼发拉底两河流域。人们推测，在动物被驯养、为人类产乳后不久，干酪就产生了。早期的干酪制作中没有用到凝乳酶，它们的风味一定很刺激，而且很酸。不经过酸化而用凝乳酶凝乳是干酪制作过程中的一个飞跃。在欧洲，在罗马时代，模制和压制工艺与凝乳酶的使用相结合，生产硬质干酪的过程与我们现在所采用的工艺己非常相似。那时，罗马士兵的食物配给是干酪和其他一些食品，如面包、酒和盐。因此，军事堡垒建在哪里，干酪制作就跟到哪里。就这样，干酪制作技术传遍了整个罗马帝国。当时，所有的干酪都是以未经处理的乳为原料制作的。未经处理的乳本身含有一些微生物，制作过程中稍不注意，不仅会使干酪变质，而且还会危害到消费者的健康。正是由于这个原因，在当时，干酪制作仅仅是一种小规模的、劳动密集型的生产“。在1 8 世纪5 0 年代，法国微生物学家路易斯巴斯德发明了巴斯德杀菌法，巴氏杀菌法第一次使干酪的大规模生产成为可能。1 8 5 1年美国出现的第一家干酪加工厂，1 8 7 0 年英国第一家干酪加工厂在德贝郡建立。1 8 7 4 年丹麦建立了生产犊牛皱胃提取物的实验室，开始了凝乳酶的工业化生产。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。我国古代劳动人民在干酪的制作技术方面也同样做出过重大贡献。远在汉代，就有关于酪的记载。后魏贾思勰著齐民要术卷六养羊第五十七作酪法，对制造酪时乳的加热杀菌、冷却、添加发酵剂、保温发酵、温度控制、发酵时间、容器的干热灭菌等都进行了详细记述0 1 。张和平嘲( 2 0 0 2 ) 指出，该书对发酵剂制作、干燥保藏、以及发酵剂的正确使用和活力等的认识，要比国外同类记载早1 2 0 0 多年。宋朝时我国已设立乳品制造部，并有“牛羊司乳酪院供造酥酪”的记载。我国少数民族中广为流传的奶豆腐、乳扇、奶疙瘩、扣碗酪等都是营养丰富、风味独特的于酪制品。近年来，世界干酪的生产展现出美好的前景，产量逐年保持上升的势头，花色品种日益增多，使得干酪总产量稳居乳制品首位“1 。干酪在西方国家是一种非常普遍的食品，应用于人们的日常饮食，消费量是相当大的，如在1 9 9 2 年时，法国人均年消费量高达1 9 4 千克，德国1 6 4 千克，瑞典为1 4 8 千克。当今世界主要干酪生产国包括美国、加拿大、澳大利亚和新西兰，近年来干酪的产量和消费量一直保持着增长势头。美国是干酪产量最大的国家，干酪产量占牛乳总产量的4 4 左右，加拿大约为3 5 ，澳大利亚约3 0 ，新西兰约2 4 0 1 。2 0 0 0 年世界可统计的干酪制品年产值6 9 0 亿美元，约占乳品总产值的1 4 。2 0 0 2 年全球干酪制品贸易总量达1 4 0 万吨。据权威资料报道2 0 0 1 2 0 0 7 年干酪制品将是国际乳品工业增长最快的产品。，。干酪的产量和消费量在逐年上升，如表l 。表1 为几个国家的干酪生产消费情况k t国内干酪近年也得到快速发展，上海光明已有多种干酪系列产品上市；龙丹、完达山也正在抓紧研究开发干酪类产品。1 2 干酪的营养价值、风味及种类1 2 1 干酪的营养价值干酪含有丰富的营养成分，蛋白质和脂肪的含量相当于原料乳含量的l o 倍左右。干酪中还含有糖类、有机酸，矿物元素钙、磷、钠、钾、镁、铁、锌及维生素a 、胡萝h 素和维生素b 。、b ：、b 。、b 。烟酸、泛酸、叶酸、生物素等多种营养2成分及生物活性物质。大量的钙和磷这些无机成分。除能形成骨骼和牙齿外，与多种维生素在人体生长发育、各种生理活动及组织修复所需的营养成分方面有重要作用“”。干酪的营养价值很高，主要成分是水、脂肪和蛋白质。干酪中的蛋白质经过发酵后，由于凝乳及微生物中蛋白酶的分解作用，形成胨、肽、氨基酸等，非常易于被人体消化吸收，干酪中蛋白质的消化率为9 6 9 8 “1 ；牛乳中的脂肪被分解为脂肪酸，脂肪酸不仅是构成细胞的组成部分，还可降低血清中的胆固醇，对心血管、高血压、高血糖等疾病的预防非常有益，而且食后不会导致发胖。原料中的乳糖，在干酪制作过程中，大部分转移至u 乳清中，残留下的乳糖一部分分解成半乳糖和葡萄糖，避免了某些人因体内缺乏糖酶饮用牛乳导致的腹泻等乳糖不适症。干酪是补钙的最佳食品，干酪中本身含有丰富的钙质，干酪在制作过程中，由于工艺的需要，又添加钙离子，使钙的含量增加，且钙磷比例适中，易被人体吸收。有利于儿童骨骼和牙齿生长，防止妇女和老年人骨质疏松，并具有抵抗龋齿的作用。每l o o g 牛乳含钙4 9 m g ，而每l o o g 干酪含钙7 2 0 m g ，是牛乳含钙的1 4 倍1 。干酪中水溶性维生素和脂溶性维生素含量也相当丰富。每1 0 0 克干酪中约含有维生素a 1 2 0 0 i u ，可满足成人需求量的3 0 - - 4 0 。干酪中的维生素a 、b ：能增进抗病能力，保护眼睛健康，并可养颜护肤。干酪中含有大量必需氨基酸，与其他动物性蛋白质比较，质优而量多。所以，在日常生活中增加干酪的摄入，对增强体质、保持健康有重要意义。我国人民目前的平均生活水平较低，蛋白质的摄入量尤其是动物蛋白的摄入量还在亚洲地区的平均水平以下。而干酪是一种营养素密度较高的乳制品，经常食用可以调整膳食结构，增加牛乳的人均消费量，提高蛋白质尤其是优质动物性蛋白质的摄入量。所以，在日常生活中增加干酪的摄入，对增强体质、保持健康极为有利。正因为干酪富含多种营养成分，又容易消化吸收，而且不易致肥，因此被营养学家奉为理想的食品，誉之为“奶黄金”，乳业皇冠上的“珍珠”。法国人甚至说：“吃饭没有干酪，等于美女少了一只眼睛”。用于干酪发酵的乳酸菌及其代谢产物有利于维持人体肠道内正常菌群的平衡和稳定，增进消化功能，防止腹泻和便秘。我国古代医学很重视干酪的医疗保健作用，如千金食治称“酪补肺脏，利大肠”；唐本草称“主热毒，止渴，解散发利，除胸中虚热身面上热疮”；食疗本草则称“除胸中热”。美国全国癌症研究所进行的一次调查表明，爱吃干酪的人很少患结肠癌和直肠癌n “。1 2 2 干酪的风味干酪的风味物质包括原料乳中的风味化合物及加工处理时乳成分在酶及微生3物代谢时产生的代谢产物“。干酪的成熟是一个复杂的过程，有助于干酪风味成长的主要生化反应是碳代谢、腊解和蛋白质水解，蛋白质的降解是形成干酪风味的主要途径，包括第一步：蛋白质降解( 蛋白质水解、肽水解) 、第二步：游离氨基酸降解为风味物质，其中第二步是风味形成的关键。研究证明，酪蛋白的最初水解是由加入的凝乳剂催化，接着将大分子肽类酶解成为小胶，再经微生物的蛋白酶和肤酶酶解为游离氨基酸“”，除了苦味肽外，小分子量的寡肽对风味没有直接的贡献，但是从这些肽类产生的游离氨基酸担当了产生干酪主要风味物质的前体“5 “”1 ，而牛乳蛋白降解为小肽和氨基酸的良好平衡对干酪风味的生成是必需的“”，蛋白水解和肽水解之间的良好平衡阻止了干酪中苦味的产生“，因为干酪中肽类的积累会引起苦味。已确定了不同的苦味肽尤其是应该被快速降解以防止苦味的肽类并已筛选具有较高降解苦昧肽能力的专用培养物，现在这样的培养物经常用来制作不同类型的干酪。m e i j e rc 删在l 1 a c t i s s k l l 0 中导入一转座子不仅提高了细胞的稳定性也改善了用此培养物所制干酪的苦味，结果表明，在位于胞外的酶与干酪基质中存在的底物肽之间细胞膜是个障碍。蛋白质水解是多种酶的组合反应：凝乳酶、本身的胞浆素、来源于发酵剂与非发酵剂乳酸菌的微生物蛋白酶和肽酶。因为牛乳中游离氨基酸和肽类浓度很低，发酵剂在牛乳中的生长严重依赖于其蛋白水解系统，将牛乳中的酪蛋白降解成能被细胞吸收的肽类和游离氨基酸“，。氨基酸的分解代谢产生很多物质包括氨、胺、乙醛、苯酚、吲哚和乙醇，这些物质整体上有助于风味的形成“”。使用生化和遗传工具，从不同的氨基酸和酶来形成风味的途径现已确定多数是在乳酸乳球菌中0 2 2 3 2 “。以蛋白质为前体形成的风味物质。甲硫醇是契达干酪重要的风味化合物，在干酪成熟过程中，半胱氨酸和甲硫氨酸的降解可形成h 。s “1 。d u m o n t 。”( 1 9 7 9 ) 还发现在c a m e m b e n t 干酪中有n 一异丁基乙酰胺，同时还证实它来自于缬氨酸和甘氨酸组成的二肽，这种化合物有刺激性苦味，对c a m e m b e n t 干酪的风味来说很重要。m a r t h “1 强调了游离氨基酸及其降解产物与干酪风味的关系。张富新等”1 对羊奶干酪的研究发现，蛋氨酸和亮氨酸对羊奶干酪风味形成有重要作用。脂质对形成干酪的风味化合物来说也很重要。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，有些对长链脂肪具有特异性，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。如果游离脂肪酸过高会产生一些不快的气味，所以干酪中应注意控制游离脂肪酸的含量。”。4乳糖代谢产生的风味物质。干酪中乳糖含量大约1 ，虽然比例很小，但其代谢产物对干酪风味的影响至关重要。乳糖代谢有两种途径：糖酵解和磷酸酮酶( p k ) 。干酪成熟时主要是通过乳酸菌( l a b ) 发酵乳糖产生乳酸，且在干酪成熟两周后便能完全代谢啪。州。大量研究证实干酪的风味并不是由某一种或少数几种化合物决定的，它是由挥发和非挥发性风味化合物所组成的复合体系( c o m p l e ss y s t e m ) 赋予的，因此有必要进一步研究多种风味化合物的生成机制( o l s o ，1 9 9 0 ；v i s s e r ，1 9 9 3 ) ，由于气相色谱技术和气质联仪技术的发展，使的这一领域研究的质量大大提高，并有新的突破。1 2 3 干酪的种类世界上干酪种类有8 0 0 余种，主要分布在欧洲、美洲和大洋洲的澳大利亚、新西兰等国家和地区。在亚洲地区的埃及、伊朗和以色列等游牧民族国家啪1 。根据干酪的质地分类：特软干酪( 水分含量8 0 ) 、软质干酪( 水分含量5 0 一7 0 ) 、半软质干酪( 水分含量4 0 一5 0 9 6 ) 、半硬质青纹干酪( 水分含量4 0 一5 0 ) 、硬质干酪( 水分含量3 0 一5 0 ) 。3 ：根据干酪的外壳分类：白色霉菌型外壳、洗型霉菌外壳、天然干燥外壳、有机型干酪、人造外壳；根据干酪制造工艺分类：新鲜干酪、未压榨型成熟干酪、压榨型成熟干酪、经过煮制和压榨的成熟干酪、纺丝型干酪。目前一般的分类方法是基于干酪硬度和成熟特征分类，见表2 。表2 干酪分类表1 3 干酪中的凝乳酶干酪中所添加的酶叫凝乳酶( m i l k - - c l o t t i n ge n z y m e s ) ，其目的是为了促使乳中蛋白质的凝固，以便获得较高的产率。目前添加的凝乳酶有动物凝乳酶、植物凝乳酶和微生物凝乳酶。见表3 1 。表3 干酪生产中常用的凝乳酶动物凝乳酶是干酪生产中应用最早的一类酶，用它生产的干酪在风味、质地和产量方面都优于其它酶类。传统干酪生产中应用的小牛皱胃酶含有7 5 一9 5 的纯凝乳酶和5 - - 2 5 的胃蛋白酶。由于纯凝乳酶比胃蛋自酶有较高的凝乳特性，在干酪成熟期间蛋白质分解较弱，不会因蛋白质过度分解产生苦味，因此许多干酪生产者喜欢使用含纯凝乳酶较高的皱胃酶。近年来，随着酶分离技术的发展，美国和加拿大用离子交换法已分离出含i 0 0c h y m o s i n 的纯凝乳酶”1 ( 分别叫a m e r i c ap u r e 和c a n a d i a np u r e ) 用于干酪生产，这种酶不仅受乳成分和酸度影响较小，而且使用量较少，干酪的质量和产量大大提高。虽然c h y m o s i n 是目前干酪生产中最为理想的一种酶，但随着全世晃干酪产量的增加，没有足够的小牛来提取皱胃酶或纯凝乳酶，而成年牛胃中纯凝乳酶含量又较低，这样就迫使人们寻求其它凝乳酶的代用品，于是猪胃蛋白酶和牛胃蛋白酶就得到广泛的应用，但由于这些酶受乳的p h 和c a ”含量影响较大，且易产生苦味，使其使用受到一定的限制。而将胃蛋白酶与皱胃酶按一定比例混合使用，能够取得较好的效果。在一些国家( 如以色列) ，鸡胃蛋白酶也广泛应用于干酪生产，但其水解力太强，易使干酪产生苦味。全世界约有l 的凝乳酶来源于植物凝乳酶，目前应用较多的是无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶，虽然这些酶来源广泛，价格便宜，但用于干酪生产时，凝乳质地松软，产量较低，且易产生苦味，这可能与这些酶水解特性有关。由于上述不足，这些酶在干酪生产中还不能大量应用。相信随着酶及蛋白质研究不断深入，这类来源广泛、价格低廉的酶将具有广阔的应用前景。”。微生物蛋白酶是目前最有开发潜力的一种凝乳酶，全世界干酪生产所用酶中微生物蛋白酶占2 0 左右。由于微生物繁殖快、周期短，可大量工业化生产，这类酶越来越受到人们的重视。1 4 豆乳的加工方法及大豆蛋白酶抑制剂失活研究进展概述1 4 1 豆乳的加工方法豆乳的加工方法不仅对大豆中的蛋白质利用率有显著影响，同时，在豆乳、牛乳混合乳制备干酪时，必须选择合适的豆乳加工方法，以克服豆乳本身的缺陷，尽可能的消除豆乳对混合干酪产生的不良影响。豆乳的主要品质缺陷是豆腥味和大豆胰蛋白酶抑制剂的存在。其中豆腥味是由于脂肪氧化酶在大豆破碎后作用于豆乳中的脂类使之氧化形成醛酮类化合物的结果，可以通过干热法、湿热法和微波处理加以消除，本文采用湿热处理法。1 4 2 豆乳中大豆蛋白酶抑制剂失活研究进展概述2 0 世纪4 0 年代人们发现胰蛋白酶抑制剂在大豆中的各部位均有分布。但主要存在于大豆的种子中。大豆种子中胰蛋白酶抑制剂的含量可达总蛋白的6 一8 。它对植物本身具有保护作用，可以防止豆籽粒自身发生分解反应，使种子处于休眠状态。大豆蛋白酶抑制剂对大豆的生长与繁衍具有明显的价值。研究表明大豆蛋白酶抑制剂能抑制昆虫肠道蛋白酶的活性，使昆虫生长发育不良而死亡，从而提高大豆的抗虫能力“。另外，大豆蛋白酶抑制剂抑制了病原菌蛋白酶对寄主细胞的降解，使病原菌营养不足，生长增殖受限，浸染与扩展受阻，从而达到抗病的目的“。大豆胰蛋白酶抑制剂( s o y b e a nt r y p s i ni n h i b i t o r ，简称s t i ) 是大豆中的主要抗营养因子，是一种相对分子质量在7 9 7 5 2 1 5 0 0 之间的多肽类或蛋白质。大豆中的胰蛋白酶抑制剂约有7 1 0 种。目前，从大豆中己分离出两种类型蛋白抑制剂即库尼兹胰蛋白抑制剂( k u n i t zs o y b e a nt r y p s i n i nh i b i t o r ，简称k s t i ) 和鲍曼一贝尔克胰蛋白酶抑制剂( b o w m a n b i r ks o y b e a nt r y p s i n i nh i h i t o r ，简称b b i ) 。大豆k u n i t z 型胰蛋白酶抑制剂属典型丝氨酸蛋白酶抑制剂，主要集中在大豆的子叶中。1 9 4 5 年k u n i t z 首次分离和结晶出k u n i t z 型胰蛋白酶抑制剂，发现其7分子量约为2 0 ，l o o d a 。其后科学家们展开大量研究工作，1 9 7 3 年，k o i d e 等建立这种抑制剂全部氨基酸序列，分析后得到k s t i 内含有1 8 1 个氨基酸残基，2 个二硫键( c y s 3 9 - - c y s 8 6 ，c y s l 3 8 - - c y s l 4 5 ) ，其活动中心是a r g - - 6 3 和i l e 一6 4 ，且一个k s t l 分子抑制剂能钝化1 个分子胰蛋白酶h 2 1 。s k t i 结构为直径约3 5 皿球体，由1 2 个反平行b 带十字交叉构成，其疏水性侧链起到主要稳定作用m 1 ，因而通常称k s t i 属b 一折叠蛋白，具有特殊热稳定性和化学稳定性。目前r o b i n 等利用不同光谱分析标准测定k s t i 热变性和复性，发现热变性k s t i 一旦冷却很容易恢复到天然状态，这可能为无序b 一折叠蛋白“。k s t i 在大豆种子中含量最丰富，能专一抑制蛋白酶，通常认为这种蛋白酶抑制剂具有贮藏、调节内源蛋白酶活性及植物防御等作用。b b i 首次在1 9 4 4 年由b o w m a n 作为丙酮不溶因子从大豆中分离出来，其分离过程包括利用6 0 乙醇溶液浸提大豆并用丙酮沉淀出这种抑制剂；b i r k 于1 9 6 1 年成功钝化并定义这种抑制剂。1 9 7 3 年，o d a n i 和i k e n a k a 测定出b b i 全部氨基酸序列，b b i 是由7 1 个氨基酸组成单肽链，包含7 个二硫键，其分子量约为8 ，0 0 0 d a 。b b i 能在两个不同活性位置上同时抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶，其分子中有两个活性中心：一个是赖氨酸1 6 一丝氨酸1 7 ，为胰蛋白酶结合点：另一个是亮氨酸4 4一丝氨酸4 5 ，为胰凝乳蛋白酶结合点“”。同时国内外一些研究人员也对b b i 构象进行考查，如1 9 9 4 年w u 和s e s s a 发现b b i 具有6 1 6 一折叠，3 8 无序构型，1b 一转角及不含a 一螺旋构型“。这些研究表明，即使在二硫键断裂后，b b i仍具有稳定构象。大豆胰蛋白酶抑制剂链环结构中暴露氨基酸残基( 活性部分) 与胰蛋白酶中氨基酸发生络合作用，使蛋白酶失去酶解能力，抑制该酶活性。大豆胰蛋白酶抑制剂结构中活性部位的氨基酸是具有抑制活性的必要条件，所以大豆胰蛋白酶抑制剂中的二硫键结构受到破坏时能使其失活“4 ”。目前，大豆胰蛋白酶抑制剂抗营养作用主要表现在抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性、降低蛋白质消化吸收和造成胰腺肿大两个方面。主要是胰蛋白酶抑制剂因子与小肠液中胰蛋白酶、糜蛋白酶结合，生成无活性复合物，消耗和降解胰蛋白酶，导致肠道对蛋白质消化、吸收及利用能力下降。同时，胰蛋白酶抑制剂与肠内胰蛋白酶结合后随粪便排出体外，使肠内胰蛋白酶数量减少。因胰蛋白酶中含有丰富含硫氨基酸，若出现这种内源补偿性分泌和排泄，必然会造成体内含硫氨基酸内源性散失，使原本缺乏含硫氨基酸大豆及豆制品在食用后，机体内含硫氨基酸不仅得不到有效补充，且因食用大豆或豆制品而大量消耗和散失，导致机体内含硫氨基酸耗散性缺乏，造成体内氨基酸代谢失调或不平衡。在制作混合干酪的过程中，大豆胰蛋白酶抑制剂的存在，可以与混合乳中的胰蛋白酶和胰凝蛋白酶作用，降低蛋白酶活性，从而使混合乳凝固时问延长，凝乳效果降低，凝块变软，使混合乳的干酪产率大大降低。大豆蛋白是重要的植物蛋白源，大豆是联合国粮农组织推荐的2 l 世纪解决人类蛋白质需求的主要食物资源。对于我国目前的实际国情来说，开发大豆食品、大豆饮料、混合乳干酪更具有重要的现实意义。然而，由于大豆蛋白酶抑制剂对胰蛋白酶的抑制以及对胰腺的毒性作用，不利于豆类食品与豆类饮料的开发。因此大豆胰蛋白酶抑制剂的失活对提高豆类食品与饲料的营养价值和食用安全性具有重大的意义。大豆胰蛋白酶抑制剂失活的方法很多，有热失活法、化学失活法、生物还原失活法、酶解失活法、羰氨反应失活法、发酵失活法、超声波失活法。化学失活法与生物还原往往存在试剂的残留问题，对原料有不良影响：酶解法由于蛋白酶的专一性不同，不同的蛋白酶对s t i 的钝化效果差别很大，同时由于蛋白酶的来源及其容易失活，因此其应用成本是主要问题：羰氨反应失活法不可避免地会引起非酶促褐变，这在感官上造成不利影响；发酵失活法在发酵过程中，乳酸菌的产生导致成品口味上的变化，也导致了发酵失活法的局限性。热失活法，热失活法是最早发现、研究，也是最常用的失活方法。在获得s t i的结晶体之前，o s b o r n e 和m e n d e l ( 1 9 1 7 ) 观察到大豆中有不利于营养的因子，并报道可以用加热的方法加以改良。在s t i 的热失活研究中，发现其失活可以分为耐热性不同的两个阶段( v a n d e n 等1 9 9 7 ) 4 9 o 分段失活的原因是由于存在着耐热性不同的主要胰蛋白酶抑制剂b b i 和k s t i 。一般认为，第1 个阶段是k s t i 的热失活，而第2 个阶段则是b b i 热失活的结果。分子组成与结构的研究表明：溶液中b b i的热稳定性之所以比k s t i 强，是由于b b i 的分子结构中含有7 个二硫键，而k s t i则只有2 个二硫键。r o u h a n a 等( 1 9 9 6 ) ”1 发现在豆奶中k s t i 和b b i 在低于1 3 7 。c时先后失活，而l i n d e r 和t o m l i n s o n ( 1 9 8 1 ) 的研究结果则发现在商业豆粉中二者的稳定性相差不大。但是b o b ( 1 9 9 8 ) 。”发现在商业豆粉t i 的失活中同样分两个阶段，但认为在第l 阶段中同时存在着b b i 和k s t i 的失活现象，而第2 阶段则是残留的k s t i 的进一步失活。豆粉中这种t i 热失活的不同情况，其原因到目前为止还不甚清楚。对于整粒豆的s t i 的热失活研究，a n d e r s o n ( 1 9 9 2 ) 用蒸气处理大豆薄片，然后分别用氮溶出指数( n s i ) 和s t i 活性作为指标，研究了s t i 的失活率，结果表明用足够的蒸气处理，n s i 值从原来大豆薄片的8 0 9 0 降到1 0 2 0 ，同时获得9 0 的s t i 的活力丧失。木瓜蛋白酶失活法，v a i n t r a n b ( 1 9 9 5 ) 就木瓜蛋白酶对k s t i 的降解失活作了详细的报道“，在木瓜蛋白酶的作用下，k s t i 被断裂成3 个片段，用x 一射线衍射实验分析k s t i 的3 级结构，推断出k s t i 是在活性中心及2 个低电子区发生断裂，由于活性中心的破坏导致k s t i 失活。超声波失活法，胰蛋白酶抑制剂的超声波失活是近几年发展的新技术。超声波具有波动和能量的双重性，在液体中会产生空化气泡的膨胀现象：在溶液的传递过程中，液体中微小气核随超声波声压变化而产生剧烈膨大、振荡和崩溃等过程，该过程所产生的极短暂的强压力脉冲及高温作用，对于溶液中悬浮的微粒( 如蛋白质) 产生声化效果，从而引起某些具有生理活性的蛋白质的失活如酶的失活及t i 的钝化。杨汝德等( 1 9 9 8 ) 用超声波处理大豆制品，钝化其中的s t i ”1 。结果表明，超声波对生豆奶中天然存在的s t i 的钝化，其效果比对纯化了的s t i 制品好得多。豆乳的加热去t i 已广泛的用于提高其营养价值，在豆乳生产中加热温度增加3 0 ，t i 的热致死时间大幅度的缩短，使热处理时间可缩短1 0 倍。2 豆乳牛乳混合干酪的特点和研究的现状2 1 豆乳牛乳混合干酪的特点豆乳、牛乳混合于酪是在牛乳和豆乳中加入适量的发酵剂和凝乳酶等，使蛋白质凝固并排除乳清后再压制成型及成熟处理而制成的产品。豆乳牛乳混合干酪中富含蛋白质、脂肪、维生素、钙、磷及人体必需氨基酸、脂肪酸等营养成分，营养价值极高”1 。我国大豆资源丰富，豆乳生产成本低，用豆乳部分代替牛乳，可缓解我国目前牛乳资源比较缺乏的现状耵】。随着人们科学饮食意识的提高，对大豆食品的需求会逐步增加。将豆乳与牛乳按一定比例混合来生产于酪，不仅保留了牛乳干酪的传统风味，还可达到豆乳与牛乳所含蛋白质和氨基酸的互补。可以提供人体成长发育、各种生理活动及组织修复所需的营养成分1 。因此，开发和研究豆乳牛乳混合干酪在我国有较大的现实意义。合成的干酪产品的另外一个特点是这类产品大多几乎不受货架期的限制”1 。混合干酪有稳定的品质，不随季节变化，而且可达到所设定的品质特性。因为能按销售需求安排生产，从而能消除或显著减少贮藏、冷藏成本。与天然干酪相同，混合干酪中大豆蛋白的生物价比酪蛋白高”3 ，但是，植物蛋白会给混合于酪产品带来独特的不良风味，酪蛋白或酪蛋白酸盐对期望的干酪质构的正常形成的准备造成困难“。而且，因为大豆的抗营养因素和摄入后造成肠胃胀气，大豆作为人类食物的利用受到限制。但通过适当的热处理，抗营养因素的影响能被最小化；而肠胃气胀能通过发酵克服。l o2 2 豆乳牛乳混合干酪研究的现状豆乳牛乳混合干酪是在牛乳和豆乳复合乳中加入适量的发酵剂和凝乳酶等，使蛋白质凝固并排除乳清后再压制成型及成熟处理而制成的产品。植物蛋白部分地或全部代替酪蛋白来生产干酪产品的历史可以追溯到古代中国的腐乳，它是由大豆凝块经发酵而成。s h i o w l i n gt h e n ( 1 9 7 9 ) 年首次研究其中蛋白质的替代，利用花生蛋白部分代替酪蛋白制造无需经发酵的干酪，以简化生产工艺，省去干酪成熟这一耗时步骤。c s t y a n g ( 1 9 8 2 年) 利用大豆蛋白和阿拉伯胶、明胶等原料，以及a h m e de ta l ( 1 9 8 5 年) 利用大豆蛋白部分代替酪蛋白，b r a n d e r r e a pa n dc e s s d e r ( 1 9 8 5 年)利用豆乳、食用乳清和酪蛋白作为蛋白源，s o o ky k i m ( 1 9 9 2 年) 用蛋白酶改性的大豆蛋白来制造模拟干酪都取得了理想的效果。另一种是在牛乳中添加改性或未改性的大豆蛋白，利用传统的制作方法，通过凝乳酶并辅之其他的凝固剂，将溶液中物质凝结，形成凝块。为了研究大豆蛋白作为模拟干酪的原料代替酪蛋白的可行性，l e ea n dm a r s h a l l ( 1 9 7 9 年) 将大豆蛋白与牛乳混合，加入凝乳酶使其凝结。在酶的作用下，大豆蛋白能与牛奶蛋白共凝形成凝块“。王金凤用嗜热乳杆菌和嗜热链球菌，发酵脱脂奶粉和豆乳的混合物，添加糖、食盐等物质而制成了中式干酪一豆酪；c o n s t a n c e ( 1 9 8 5 年) 在大豆中添加乳杆菌( l c a s e is s p r h a m