超高压处理对fea奶粉理化特性和流变学特性的影响

超高压处理对fea奶粉理化特性和流变学特性的影响

feta喂食（又名feda饲料或feltu屠宰）起源于希腊。它已有6000多年的历史，被认为是世界上最古老的喂食。Feta奶酪无具体的尺寸要求,呈白色,无外皮,表面平滑且不均匀地分布着少量气孔,具有令人愉快的风味,香味浓厚,微酸,略咸,是一种半硬质奶酪。传统的Feta奶酪是用绵羊奶制作的。由于绵羊奶的酪蛋白胶粒和乳脂肪球较小,所以极易消化吸收。用绵羊奶加工的奶酪组织结构细腻,滋味浓郁,且由于经过发酵,绵羊奶膻味大大降低,所以绵羊奶酪在营养价值及口感上都优于牛乳奶酪。绵羊乳受到地域影响,具有很强的季节性。目前市场上的Feta奶酪大多是丹麦出产的牛乳奶酪。奶酪的成熟是一个极其复杂的生物化学变化过程,也是增加奶酪风味的过程,这是微生物和酶共同作用的结果。需要成熟的奶酪因种类不同,其成熟期从1个月到2年不等。奶酪成熟期间要控制成熟室内的气体条件及温度和湿度,并且要防止污染,这些费用都较高,因此研究促进奶酪成熟的方法及如何降低奶酪生产成本,受到广大奶酪研究人员的重视。目前促进奶酪成熟的方法主要有提高成熟温度、超高压处理、添加外源酶类、改良发酵剂和加入悬浮液系统等。运用提高成熟温度、添加外源酶类及改良发酵剂的促熟手段,目前研究比较多,也取得了相应的进展。而悬浮液系统的方法多用于增加契达奶酪的风味,但该法不容易控制,容易导致污染物的生长,产生风味缺陷。将超高压处理应用于奶酪,可以防止致病微生物生长,减少奶酪的盐渍时间。早在1992年,YokoyamaH.申请了超高压促进契达奶酪成熟的专利;2002年,SaldoJ.等发现,采用400MPa、5min处理,可以显著增加硬质山羊奶酪成熟期间蛋白质的二级降解作用;2008年,JuanB等研究发现在奶酪成熟的第1天及第15天施以300MPa、10min的压力,均能增加奶酪中自由氨基酸的含量;2010年,DanielaD.等对成熟期为42d的爱尔兰蓝霉奶酪进行400MPa和600MPa超高压处理,当pH4.6时可溶性氮含量和12%三氯乙酸可溶性氮(TCA-SN/TN)含量迅速增加。目前国内对超高压促熟奶酪报道比较少。刘南等对自制的白霉干酪采用50MPa、8h处理发现,超高压处理可以使奶酪pH值升高,加深蛋白质水解程度。本试验中以牛乳和山羊乳混合乳为原料,研究超高压处理对Feta奶酪成熟特性的影响,为缩短Feta奶酪等半硬质奶酪的成熟期,促进我国奶酪产业健康持续发展提供依据。1材料和方法1.1菌种、微生物和乳酶新鲜牛羊乳,西北农林科技大学畜牧场;脱脂乳粉,市售,新西兰西部合作乳品公司;奶酪细菌发酵剂,北京中柏创业化工有限公司;食盐(市售);微生物凝乳酶,甘肃华羚生物科技有限公司。氢氧化钠、三氯乙酸、浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、氨水、乙醚、石油醚等,均为国产分析纯。1.2f-bs-隔水式超净工作台PB-10pH计,德国Sartorius公司;ES315高压蒸汽灭菌锅,日本TOMY公司;DH型恒温水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;HES-380智能恒温恒湿培养箱,宁波海曙赛福实验仪器厂;SW-CJ-1F超净工作台,苏净集团安泰公司;PYX-DUS-40×50-BS-Ⅱ隔水式电热恒温培养箱,上海跃进医疗器械厂;800MPA-15L超高压食品加工设备,包头科发食品机械厂;PK121R型低温冷冻离心机,意大利ALC公司;LWY-84B型控温式远红外消煮炉,四平电子技术研究所;101-1AB型电热鼓风干燥箱,天津市泰斯特仪器有限公司;TA.XTplus质构仪,英国StableMicroSystem公司。1.3添加cacl2添加cacl2凝乳酶凝块、压过盐渍、盐渍成熟鲜乳→质量检测→杀菌→冷却→加细菌发酵剂→预酸化→加CaCl2→加凝乳酶→凝乳→凝块切割→升温搅拌→入模→排除乳清→压榨→预盐渍→超高压处理→盐渍成熟1.4超高压处理对feta奶成熟质量的影响Feta奶酪在超高压处理阶段分别用100、200、300和400MPa处理15min,及在300MPa压力下分别保持5、10、20和30min,对照组不进行超高压处理,在Feta奶酪成熟的第1、7、14和30d测定相关指标。1.5g奶脂肪及总氮的测定水分,参照GB5009.3-2010直接干燥法测定;pH值,取1g奶酪加入10mL去CO2蒸馏水,磨成浆状,用酸度计进行测定;脂肪,采用碱性乙醚提取法;总氮,参照GB5009.5-2010凯氏定氮法测定;12%TCA-SN/TN的测定,参照宫春颖等的测定方法。1.6feta乳饮的流变学特性测定用打孔器将奶酪样品处理成直径8mm、长10mm的圆柱体。测定前将样品置于(19±2)℃环境中10min,用质构仪(T.P.A.)测定Feta奶酪的流变学特性。测定参数:测试前和测试中探头下降速度均为1.0mm/s,测试后探头回程速度为5.0mm/s,压缩比40%,两次压缩间隔5.0s,触发力5g,探头型号P/50。1.7质量标准的测定邀请10名从事本专业方向的研究人员组成评定小组。奶酪感官参照我国硬质奶酪的质量标准及KatsiariM.C.等所用的方法进行评定。每个评定员独立进行评定,相互间不接触交流,样品评定之间用温水漱口。Feta奶酪感官评价标准见表1。1.8规划标准偏差的表示采用DPS7.55进行统计分析,结果以平均值±标准偏差(x軃±s)的形式表示。每组试验做3个重复,必要时采用Duncan新复极差法进行方差分析。2结果与分析2.1feta好氧生物处理前后和成熟期水分含量的变化奶酪中水分含量不仅影响奶酪的出品率,还影响着奶酪的质量。由Feta奶酪成熟期间水分含量变化(表2)可知,对照及各组处理在成熟期间水分含量变化差异显著(P<0.05),但Feta奶酪各个处理在成熟期间水分含量变化趋势并不一致。这是由于奶酪中的水分主要有与蛋白质等凝乳成分结合的结合水、通过氢键松散结合的准结合水和游离水3种存在形态。由于Feta奶酪是一种浸渍在盐水中成熟的奶酪,取样时奶酪表面可能残留部分自由水对试验中所测的奶酪水分含量有影响,故从Feta奶酪水分变化趋势还不能推断出Feta奶酪的成熟效果。2.2不同保压阶段对膜过一及ph值的影响Feta奶酪成熟过程中,各处理组及对照组pH值变化的总趋势是先下降,后上升(图1)。这是由于在奶酪成熟初期,残留的乳糖发酵形成乳酸和脂肪降解产生的脂肪酸使奶酪的pH值下降。在奶酪成熟后期,由于乳糖慢慢耗尽,加之酵母菌生长、酶的水解作用及脱羧反应,产生的NH4+占优势,使奶酪的pH值逐渐上升。在pH下降过程中,200MPa下保压15min及300MPa下保压30min的pH值下降速度(6.38%、6.45%)均快于对照组(5.46%)。在Feta奶酪成熟30d时,除100MPa和400MPa下保压15min这两组处理外,各处理组最终pH值均高于对照组。由pH值下降速度及最终pH值大小可知,200MPa下保持15min和300MPa下保持30min对Feta奶酪的促熟效果较好。2.3不同成熟时间的feta奶fdaFDM值是奶酪干物质中的脂肪含量的百分比,与干酪中直接测得的脂肪含量相比,FDM值可以避免Feta奶酪水分含量差异所引起的试验误差,更能说明Feta奶酪的成熟效果(表3)。由表3可知,成熟后期各组FDM值均介于43%～56%之间,即属于希腊法定规范中的一等品范畴。成熟期间各组的FDM值差异显著(P<0.05)。虽然在后熟结束时,各处理组FDM值均低于对照组,但Feta奶酪在各测定时期处理间的FDM值差异不显著。成熟结束时FDM值的下降率均高于对照组,而200MPa和300MPa下保压15min及300MPa下保压10min和30min分别在成熟14d时FDM值下降了8.32%、7.20%、6.58%及8.64%,均超过了对照组Feta奶酪成熟结束30d时的FDM值的下降水平(6.3%)。故从FDM值可判断Feta奶酪在200MPa和300MPa下保压15min及300MPa下保压30min成熟效果比较好,也表明超高压处理可以将Feta奶酪的成熟期由30d缩短到14d以下。2.4高压处理对膜过乳对feta酸奶蛋白质降解的影响PDM是奶酪干物质中的蛋白质含量的百分比,如表4所示,各组处理在Feta奶酪后熟期间PDM值均有显著性差异(P<0.05),这是由于Feta奶酪在后熟过程中蛋白质不断被降解,生成肽和游离氨基酸等风味物质的缘故,是奶酪成熟的标志之一。Feta奶酪在成熟30d时各处理组与对照组之间的PDM值差异显著(P<0.05),从各组PDM值在成熟30d时的下降率来看,各处理组PDM值均高于对照组,故超高压处理可以加快奶酪成熟期间蛋白质的降解。因为超高压可能引起蛋白质结构发生变化,激活酶的活性、还可能会加速发酵剂细胞的溶解,释放出大量的胞内酶,进而增加肽酶活性,也可以减弱奶酪成熟过程中蛋白质的疏水相互作用,导致敏感键暴露,易被微生物酶切断,故加快了蛋白质的降解。Feta奶酪在成熟7d时各处理组与对照组之间的PDM值差异显著(P<0.05),从各组PDM值在成熟第7天的下降率来看,除对照及300MPa下保压30min的处理外,其余处理组7d时PDM的下降率均超过30d时PDM下降率的一半,说明高压处理可以加快奶酪成熟初期蛋白质降解速度。Feta奶酪成熟7d时,100～400MPa下保压15min和300MPa下保压20min的下降率均已达到对照组30d时的下降率水平,且这几组在成熟7d时的PDM值与对照组成熟30d时的PDM值相当,故从PDM指标来看,这几组处理可以将Feta奶酪的成熟时间缩短到7d以下。2.5不同成熟时间的feta好采用不同处理的聚合酶体12%TCA-SN/TN可以表示蛋白质水解的深度,其成分主要是寡肽及游离氨基酸,该指标是奶酪成熟度的一种标志。由Feta奶酪成熟过程中12%TCA-SN/TN含量变化(表5)可以看出,Feta奶酪中12%TCA-SN/TN的含量随着成熟时间的增加而增加,且成熟期间各组Feta奶酪12%TCA-SN/TN值变化差异显著(P<0.05)。在Feta奶酪成熟第7、14、30天各处理组的12%TCA-SN/TN值与对照均有显著性差异(P<0.05),且各处理组成熟30d时的12%TCA-SN/TN的增加率大于对照,故超高压处理可以加快Feta奶酪的成熟。成熟14d时,200MPa处理15min的12%TCA-SN/TN值的增加率为209.0%,大于对照成熟30d的12%TCA-SN/TN值,且200MPa下保压15min处理组成熟14d的12%TCA-SN/TN含量与对照成熟30d的值相当,因此,200MPa、15min的超高压处理可以将Feta奶酪的成熟期缩短到14d以下。2.6不同成熟时间的feta奶硬度的变化奶酪的硬度与奶酪的蛋白质、脂肪、可溶性固形物及水分含量都有关。Feta奶酪成熟过程中硬度的变化见图2。由图2可以看出,随着成熟时间的延长,各处理组及对照组奶酪的硬度逐渐降低。Feta奶酪成熟30d时,超高压处理组的硬度均小于对照组。这是由于奶酪在成熟过程中蛋白质、乳糖及脂肪降解,pH值升高,产生了大量水溶性物质,使奶酪的网络结构破坏,体系变得松散,硬度降低,进一步说明超高压处理能加快Feta奶酪的成熟。2.7feta奶超高压处理对feta奶感官评定的影响对成熟30d的Feta奶酪进行感官质量评价,由其感官评分结果(表6)可以看出,Feta奶酪超高压处理成熟后,其滋气味、组织状态、色泽及感官评定总分均高于对照,但差异不显著(P>0.05),说明超高压处理没有引起Feta奶酪风味上的显著改善,也许与感官评定的主观性有关。3parta法对feta奶的促