【毕业学位论文】（Word原稿）高共轭亚油酸瑞士型干酪加工技术研究农产品加工及贮藏工程硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 高共轭亚油酸瑞士型干酪加工技术研究 LA LA I 摘 要 瑞士型干酪 是硬质干酪家族中非常重要的一员，它起源于瑞士 ， 富含 共轭亚油酸 ， 作为一种低脂高蛋白的健康食品，瑞士型干酪 具有较强的市场推广 的商业价值 。 本文针对影响 瑞士型 干酪 品质及共轭亚油酸 (量 的关键工艺，包括 发酵剂 菌种添加 比例 、葵花籽油添加量 及 蛋白质与脂肪比例 进行了系统的研究。结果表明 发酵剂中费氏丙酸杆菌的比例的提高， 可 以显著提 干酪中 量， 发酵剂 的最佳添加比例为 1:1:在对成品干酪 品质不产生显著影响的情况下，添加适量葵花籽油 可以显著提高 瑞士型干酪中 量， 结果表明 葵花籽油 的最适添加量为 改变 原料乳 中 蛋白 质 与脂肪比 ，可以提高干酪的产率， 当 蛋白质与脂肪比为 1:1，干酪品质较好。 正交试验结果表明，对干酪感官评定值影响因素主次 顺序 为： 发酵剂比例 葵花籽油添加量 成熟温度， 最佳工艺组合为：发酵剂的添加比例为 1:1:1:1:葵花籽油添加量 为 1% 对于干酪 中 量 ，各因素影响程 度的顺序为： 发酵剂比例 成熟温度 葵花籽油添加量 。最佳工艺组合为： 发酵剂的添加比例为 1:1:熟温度为 8 12， 葵花籽油添加量 为 2%。对于瑞士型干酪中 溶性氮 ( 12%三氯乙酸可溶性氮 (12%量 的分析结果表明 ，各因素影响程度的顺序为：成熟温度发酵剂比例 葵花籽油添加量 ， 最佳 工艺 组合为：成熟温度为 12，发酵剂添加比例为 1:1:1:1:综合三项指标，得到 瑞士型 干酪最佳工艺组合： 葵花籽油添加量为 发酵剂添加比例为 1:1:成熟 温度为 12 。 关键词 共轭亚油酸 瑞士型干酪 加工 品质 is of of LA a it a in In of LA as of of of in to of :1:of no on of LA in by of of be by P/F) of , of is An to of of of :1:1:1:1% LA in of of of :1:8 12 , 2% 2%of of of 2 , 1:1:1:1:1.6 of 1:1:1.6 of 12 录 第一章 前 言 . 1 酪概述 . 1 酪定义 . 1 酪分类 . 1 酪的成熟 . 2 酪风味物质的生成 . 3 士型干酪研究进展 . 5 士型干酪 . 5 士型干酪的风味物质 . 6 响瑞士型干酪品质的主要因素 . 6 轭亚油酸概述 . 9 轭亚油酸定义 . 9 轭亚油酸的生理功能 . 9 轭亚油酸的来源 . 9 轭亚油 酸的生成机理 . 10 响瑞士型干酪共轭亚油酸含量的因素 . 11 题意义与研究目的 . 12 第二章 材料与方法 . 14 料 . 14 料 . 14 要试剂 . 14 器与设备 . 15 法 . 16 酪成分测定 . 16 白水解测定 . 16 轭亚油酸测定 . 17 味物质测定 . 18 酪色泽 的测定 . 18 酪的感官评定方法 . 18 验设计 . 19 酪加工工艺流程 . 19 验设计 . 20 第三章 结果与讨论 . 22 酵剂对瑞士型干酪品质及 量的影响 . 22 酵剂菌种添加比例对干酪成分的影响 . 22 发酵剂菌种的添加比例对蛋白水解的影响 . 22 酵剂菌种的添加比例对 量 的影响 . 24 酵剂菌种的添加比例对 干酪色泽 的影响 . 25 酪的感官评定 . 25 论 . 25 结 . 26 花籽油添加量对瑞士型干酪品质及 量的影响 . 27 花籽油添加量对干酪成分的影响 . 27 花籽油添加量 对蛋白水解的影响 . 27 花籽油添加量对 量的影响 . 28 花籽油添加量对干酪色泽的影响 . 29 酪的感官评定 . 30 论 . 30 结 . 31 白质与脂肪比的对瑞士型干酪品质及 量的影响 . 31 白质与脂肪比对干酪成分的影响 . 31 白质与脂肪比对蛋白水解的影响 . 31 白质与脂肪比对 量的影响 . 33 白质与脂肪比对干酪色泽的影响 . 34 酪的感官评定 . 34 论 . 34 结 . 35 士型干酪加工关键工艺参数优化 . 35 工工艺对干酪感官品质的影响 . 35 工工艺对 量的影响 . 37 工工艺对干酪成熟过程中 影响 . 39 工工艺对干酪成熟过程中 12%N 的影响 . 40 味物质的影响 . 41 论 . 46 结 . 47 第四章 结论 . 49 附 录 . 50 参考文献 . 54 致 谢 . 59 作者简历 . 60 V 英文缩略表 英文缩写 英文全称 中文名称 轭亚油酸 溶性氮 氯乙酸 as 相色谱法 谱法 二烷基磺酸钠 丙烯酰胺凝胶电泳 中国农业科学院 硕 士学位论文 第一章 前言 1 第一章 前 言 酪概述 酪定义 联合国粮农组织（ 世界卫生组织（ 定了国际上通用的干酪定义 ：干酪是指以牛奶、奶油、部分脱脂乳、酪乳或这些产品的混合物为原料加入凝乳酶使 乳蛋白质（主要是酪蛋白）凝固后，排除乳清，而制成的新鲜或发酵成熟的乳制品 (蒋爱民， 1996；郭本恒， 2003；2002)。 在 8000 年前，干酪 是从 伊拉克底格里斯河和幼发拉底河中间的富饶地带发展起来的（ 1967； 1976； 1979）古老而又现代的发酵食品 ，随着 社会 文明 的 进步，干酪生产 也 在中东地区、埃及、希腊和罗马地区发展起来。 罗马帝国的没落使欧洲产生大量移民， 又 进一步促进了干酪的传播 ( 1973； 1992； 997)。时至今日，干酪已经成为全球性的优质食品。 干酪含有丰富的营养成分， 其 蛋白质和脂肪的含量相当于原料乳含量的 10 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、胡萝卜素和维生素 2、 酸、泛酸、叶酸、生物素等多种营养成分及生物活性物质。大量的钙和 磷等无机成分除能形成骨骼和牙齿外 , 在生理代谢方面也有重要作用。 干酪在 加工 和成熟过程中，在微生物和酶的作用下，发生复杂的生物化学和微生物变化，使不溶性的蛋白质混合物分解为胨、肽、氨基酸以及无机或有机化合物等小分子物质，这些小分子物质很容易被人体吸收，使干酪的蛋白消化率高达 96% 98%。 同时， 乳糖分解为乳酸 和 其他 小分子物质 ，这些变化使干酪 呈现 特有的风味，并 使 消化吸收率提高。干酪中还含有大量必需氨基酸，与其他动物蛋白比较，质优而量多。因此，干 酪是一种营养价值较高的食品。 酪分类 世界各地有许多不同风味的干酪品种。干酪 加工 开始仅作为一种乳的保存方法， 以后 逐步成为一种被广泛接受的品质优良、营养丰富的高级食品 （ . et 1981； et 1985； et 1997） 。目前，国际上有不同的干酪分类方法， 出 1000 多种干酪， 述了 400 多种干酪的加工工艺与特性，并列出了另外 400 多种干酪 名称； 干酪分为 510 种（尽管有些干酪被重复提到） （ . et 1981； 1987； 1970）。 目前，由于 按 加工方法和使用目的不同 分类 ，产生了不同的干酪分类体系。干酪的国际贸易主要集中在几个 主要生产和消费一些大宗品种国家，但它们的产品 又 不完全相同。 按照加工方法的不同，干酪可分为酸凝干酪和酶凝干酪两种 （ 1982； 1983； 1989） 。其主要区别在于：酸凝干酪是利用 酪蛋白的等点电， 加酸 使其凝胶沉淀，酸凝 干酪常作为鲜食干酪，不 经 成熟； 而酶凝干酪主要是在凝乳酶的作用下形成凝乳，一般要经过成熟，由于 其 水分含量少，所以保质期较长 （ 1970； 972； 986） 。 中国农业科学院 硕 士学位论文 第一章 前言 2 根据使用目的不同（ 如 贸易方便，提供更多的营养），人们建立了不同的干酪分类系统。国际上通常把干酪划分成三个大类：天然干酪（ 再制干酪（ 干酪食品（ （ 1987； 1970） 。国际乳品联合会（ 972）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，并根据成熟特征或固体物中脂肪含量来分类。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 (蒋爱民，1996； 972； 986） 。当前世界上主要的干酪分类如表 1示。 表 1要干酪品种 酪类型 特性 主要品种 天 然 干 酪 软质干酪 （水分 40 不成熟 农家干酪 (稀奶油干酪（ 细菌成熟 比利时干酪（ 莫兹瑞拉干酪（ 霉菌成熟 法国浓味干酪（ 布里干酪（ 半硬质干酪 （ 38 细菌成熟 砖块干酪（ 修道院干酪（ 霉菌成熟 法国羊奶干酪（ 青纹干酪（ 硬质干酪 （ 30 细菌成熟 （无气孔） 高达干酪（ 荷兰硬质干酪（ 细菌成熟 （丙酸菌，有气孔） 瑞士干酪 （ 埃门塔尔干酪（ 特硬干酪 （ 30 细菌成熟 罗马诺干酪（ 帕尔门逊干酪（ 再制干酪（ 40%） 加工干酪（ ,融化干酪（ ,干酪食品（ 注：分类依据参考文献骆承庠乳与乳制品工艺学（ 1999） 酪的成熟 干酪成熟是指在一定的温度、湿度、 水分含量 及 盐分含量等条件下 ,干酪中所含的蛋白质、脂肪及碳水化合物在微生物和酶的作用下分解，同时发生一系列复杂的生化反应，形成干酪特有的风味、质地和组织状态的过程。在成熟过程中，主要有 3种初级生化反应发生，包括蛋白质降解、糖酵解和脂肪分解。蛋白质在干酪中残留的凝乳酶、蛋白酶以及微生物酶的作用下逐渐降解成大肽、小肽以及氨基酸，其中的一些小肽和氨基 酸是特定风味物质的前体，或直接形成干酪的风味；乳糖在发酵剂作用下经糖酵解途径产生乳酸；脂肪在脂肪酶作用下水解成脂肪酸、中国农业科学院 硕 士学位论文 第一章 前言 3 醛类、醇类等一系列化合物，其中的一些脂肪酸 (特别是挥发性脂肪酸 )是干酪的风味物质。干酪成熟过程就其本质而言，就是这些 微生物或生化 反应 使产品达到理想性状的 过程 （党亚丽等，2004） 。 酪风味物质的生成 干酪中的风味物质包括原料乳中的风味物质及加工处理时乳成分在酶及微生物代谢时产生的代谢产物。具有 风味 特 性的代谢产物 (属 小分子 有机 物，包括酸、醇、酯、内酯、醛、酮、酚、醚等 （党亚丽等， 2004） 。现 已查明 契达干酪中的挥发性风味物质已超过 100种，最重要的有乙酸、丁酸、己酸、辛酸、硫化氢、谷 氨 酸、甲硫醇及羰基化合物，这些风味化合物的产生与生产干酪时使用的同型、异型发酵菌有关；非挥发性化合物如肽、游离氨基酸与其蛋白分解酶和肽酶有关。所以，干酪的风味是一种 多组分风味体系(（张列兵等， 1995） 。 不同类型干酪中的典型风味挥发性物质可分为 6组： 脂肪酸类 (乙酸、丙酸、丁酸 ) 、酯 类(丁酸乙酯、癸酸乙酯 ) 、醛类 (3 甲基 正丁醛、 2 甲基 正丁醛、苯甲醛 ) 、醇类 (1 丁醇、3 甲基 l 丁醇、苯基乙醇 ) 、酮类 (2 庚酮、 2 壬酮、丁酮 )和硫化物 (二硫化物、甲硫醇 )。虽然这些物质的浓度有明显差别，但它们中的多数存在于所有类型的干酪中，这类物质来源于牛奶中的乳糖、脂肪、酪蛋白 在成熟过程中 经发酵剂的酶 促进 中间产物的化学转化 （王俊沪等，2004） 。干酪成熟过程是一个复杂且缓慢的过程，主要包括三个反应：蛋白质降解、糖酵解和脂肪分解，但是普遍认为蛋白质的降解反应是三 大基本 反应中最复杂的反应 过程 ,对干酪风味的形成有着重要 作用 。 白质降解 蛋白质的降解是形成干酪风味的主要途径。包括：第一步是蛋白质降解 (蛋白质水解、肽水解 ) ；第二步是游离氨基酸 转化 为风味物质。其中第二步是风味形成的关键。 首先，酪蛋白在干酪中残留 的 凝乳酶 、 发酵剂 和非发酵剂微生物 蛋白酶 、牛奶纤溶酶等内源性酶的 作用下分解，此过程中起主要作用的是凝乳酶 并生 成高分子量多肽；其次，在发酵剂蛋白酶作用下高分子量多肽进一步降解形成低分子量多肽，随后这些肽类在发酵剂肽酶的作用下进一步降解成氨基酸、胺、含硫化合物等风味物质。 在干酪成熟过程中蛋白质被不同程度的降解产生多种风味物质的同时还 可能 形成一些不良风味。如蛋白质降解产生 的 低分子量苦味肽，导致 产品 风味缺陷。干酪中的苦味物质主要是低分子量多肽和氨基酸 (如氨基、羧基和含硫的组分 )。 图 1岩廷等， 2002） 。 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 （郭本恒， 2003） 。 氨基酸是干酪中已确定的不同挥发性风味物质的前体 (刘岩廷等， 2002； 在 脱氨酶、脱羧酶、转氨酶和裂解酶的作用下，它们能经过很多不同的方式被转化。氨基酸的转中国农业科学院 硕 士学位论文 第一章 前言 4 氨形成 被脱羧而转化为乙醛，接着被脱氢形成乙醇或羧酸。这类成分多数具有香味特 性且对乳制品的整体风味有益 (002； 图 1蛋白质产生的风味化合物 of 硬 型干酪和半硬型干酪中酪蛋白的转变无疑是最重要的生化途径 (酪蛋白经凝乳酶、 乳酸菌（ 的胞内蛋白酶和肽酶降解产生游离小肽和氨基酸。已知肽类尝起来有苦味或美味而氨基酸味甜、味苦或像肉汤味，它们对风味的直接作用可能被局限在基本味道上，它们是挥发性香味物质的前体，尤其是甲硫氨酸、芳香族氨基酸和支链氨基酸。对于特殊 风 味的形成，氨基酸需要进一步转化为乙醇、乙醛、酸、酯和硫化物。 酵解 乳糖发酵时，风味物质的形成主要途径是乳酸菌（ 用，中间体丙酮酸盐的一部分也可以被 不同的酶作用转化为不同的风味物质，如二乙酸、 3丁酮、乙醛或乙酸，其中一部分化合物可以影响干酪的风味 (1963)。 干酪中乳糖和乳酸的代谢在大部分的干酪中属于基本代谢类型。然而，与其他一些在干酪 成熟过程中的生化反应相比，乳糖转化为乳酸对于干酪的风味并没有直接的影响，但是由于它决定了 ，与其他发生在干酪 成 熟过程中的生化反应相比，它显得更有意义。乳酸在 丙酸菌 的作用下生成丙酸和乙酸，则可较大程度上影响干酪的整体风味；而乳酸转化为丙酮，对干酪风味有不良的影响。 肪水 解 脂肪分解对干酪的风味和质构有重要影响，主要表现在以下两个方面 : 脂肪经脂肪酶分解产生的脂肪酸，尤其是短链脂肪酸有强烈的特征性风味。在一些干酪品种中脂肪酸还会转化成其他的芳香组分，如甲基酮和内酯。 脂肪酸尤其是多不饱和脂肪酸氧化后会产生多种具有强烈风味的不饱和醛，易造成臭败风味的缺陷，但由于干酪中氧化还原作用较低，通常脂肪酸氧化现象不明显。 中国农业科学院 硕 士学位论文 第一章 前言 5 脂肪分解产生的脂肪酸是影响干酪风味最显著的因素。乳脂中甘油三酸酯分解产生甘油和脂肪酸，其中一些脂肪酸，特别是挥发性脂肪酸如丙酸、乙酸、辛酸和癸酸等是干酪的风味物 质，同时随着水分的不断挥发，形成干酪特有的质地和硬度。 1(刘岩廷等， 2002)。 图 1脂肪产生的风味化合物 of 同的脂肪酸所产生的风味是不相同的，不同种类干酪的脂肪酸种类、含量也不相同。丁酸是 罗马诺干酪（ 波萝伏洛干酪（ 中很重要的风味化 合 物，它也是衡量这两种干酪风味强度和风味特征 的重要指标之一 ,其他类型的干酪尤其是瑞士 型 硬质干 酪 的主要特征性风味是由丙酸赋予的，但丙酸并不是由乳脂肪降解而来的 ,它是由发酵剂中的 丙酸菌 在代谢时产生的 （郭本恒， 2003） 。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。 酯类是很重要的香味物质，它也是细菌生物合成产物，干酪的水果味缺陷是由于丁酸乙酯和已酸乙酯过量而产生的 （郭本恒， 2003） 。 士型干酪研究进展 士型干酪 瑞士型干酪的加工起源于瑞士的埃门塔尔山区（ 其前身为山地干酪（ 埃门塔尔干酪是瑞士型干酪当中最广为人知的干酪品种，而且很多情况下，人们认为埃门塔尔干酪即为瑞士型干酪。但是，目前瑞士型干酪尚缺乏一个为世界各国所共同认可的严格定义。瑞士型干酪最为显著的特征在于其内部含有大量的圆形孔眼，其直径约为 14 对于埃门塔尔及其它种类的 瑞士型干酪 而言，其特殊的孔眼结构和果仁风味主要是由其中 丙酸菌 大量生长而造成的。 瑞士型干酪的主要特征为：圆柱体外形； 具有含水量较低的外皮结构；风味柔和清淡，具有果仁的香味和淡淡的甜味；干酪形体呈现象牙色或亮黄色，具有一定的 弹性 ，含水 41%以下，脂肪 蛋白质 食盐 在美国产量很大，另外在丹麦、瑞中国农业科学院 硕 士学位论文 第一章 前言 6 典都有生产 。 现在世界上许多国家都有埃门塔尔干酪的生产，而且其它品种的 瑞士型干酪 也在市场上占有一定的份额，其中包括 及 ，它们主要属于硬质或半硬质干酪类型。 在成熟阶段，为了能够快速有效的启动 瑞士型干酪 特有的丙酸发酵过程，需要将温度升高至20C 24C，并在此温度条件下维持 相当一段时间。直到干酪块中形成的孔眼结构达到一定的数