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        量化篩選中國(guó)水牛奶生產(chǎn)Mozzarella干酪所需發(fā)酵劑

        2013-05-02 14:46:48李全陽(yáng)
        食品與機(jī)械 2013年2期
        關(guān)鍵詞:發(fā)酵劑干酪質(zhì)構(gòu)

        謝 毅 李全陽(yáng),2 王 芳

        XIE Yi1 LIQuan-yang 1,2 WANG Fang 1

        (1.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院,廣西 南寧 530004;2.廣西食品藥品安全評(píng)價(jià)人才小高地建設(shè)載體單位—廣西大學(xué)食品質(zhì)量與安全研究中心,廣西 南寧,530005

        (1.College of Light Industry and Food Engineering GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004,China;2.Carrier of Guangxi Food and Drug Safety Evaluation Elite Group-Food Quality and Safety Research Center of Guangxi University,Nanning,Guangxi530005,China)

        干酪是采用牛奶經(jīng)過(guò)多種微生物混合發(fā)酵、酶解過(guò)程而形成的發(fā)酵乳制品,其營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味滋味多姿多彩,在世界各地廣受歡迎,尤其是Mozzarella干酪,更因其具有獨(dú)特的熱熔延展性,在比薩餅的制作中發(fā)揮著舉足輕重的作用[1]。Mozzarella干酪加工過(guò)程中會(huì)將剛剛形成的凝乳在熱水中反復(fù)揉捏牽拉,從而使產(chǎn)品形成獨(dú)特的纖維結(jié)構(gòu)、拉伸性和融化性能[2]。這種干酪能夠把有關(guān)產(chǎn)品(如比薩餅等)的營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味和質(zhì)地特性很好地體現(xiàn)、烘托出來(lái),從而身價(jià)倍增,廣受歡迎[3]。干酪的制作離不開(kāi)發(fā)酵劑,而且發(fā)酵劑對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味都會(huì)產(chǎn)生重要的影響,所以對(duì)干酪生產(chǎn)所需發(fā)酵劑的菌種配比和添加量開(kāi)展研究,在理論和實(shí)踐中都具有一定的科學(xué)價(jià)值。

        關(guān)于Mozzarella干酪發(fā)酵劑的研究報(bào)道,李麗等[4]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用L.lactis subsp.cremoris QH27-1和L.lactis subsp.lactis XZ3303生產(chǎn)雙蛋白切達(dá)干酪對(duì)干酪的品質(zhì)有一定的改善作用。Zisu.B等[5]發(fā)現(xiàn)使用胞外多糖發(fā)酵劑生產(chǎn)的Mozzarella干酪具有良好的拉伸性和融化性;R.I.Dave.等[6]發(fā)現(xiàn)混菌發(fā)酵制成的Mozzarella干酪比單菌發(fā)酵制成的干酪具有更好的保水性;Cho.S.A.等[7]報(bào)道了一株適合Mozzarella干酪生產(chǎn)的新型發(fā)酵劑S.macedonicus LC743,這株菌種對(duì)小鼠具有免疫調(diào)節(jié)作用;周蕊等[8]從東北酸菜中篩選出一株植物乳桿菌,表現(xiàn)出較強(qiáng)的蛋白分解能力。唐輝等[9]應(yīng)用模擬數(shù)學(xué)方法評(píng)價(jià)水牛乳Mozzarella干酪發(fā)酵劑,并發(fā)現(xiàn)保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌以1∶1.2的比率混合時(shí),產(chǎn)品綜合品質(zhì)最好;賀家亮等[10]發(fā)現(xiàn)采用瑞士乳桿菌和干酪乳桿菌復(fù)合發(fā)酵劑制作半硬質(zhì)干酪時(shí)的最佳添加量為2%~3%。劉騫等[11]篩選出適合Mozzarella干酪生產(chǎn)所用的菌種,分別是保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌;歐陽(yáng)霞等[12]從干酪和干酪發(fā)酵劑中篩選得到植物乳桿菌和乳酸鏈球菌,用其作為發(fā)酵劑制作半硬質(zhì)干酪,測(cè)定成熟過(guò)程中的性能指標(biāo),確定了發(fā)酵劑的最佳比例和添加量為5∶1和5%;王寵等[13]發(fā)現(xiàn)電子鼻在檢測(cè)干酪發(fā)酵劑種類(lèi)具有良好的應(yīng)用前景。由此可見(jiàn),目前國(guó)內(nèi)外在Mozzarella干酪發(fā)酵劑上的研究普遍采用混合菌種,并且力求打破主要以保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌作為Mozzarella干酪發(fā)酵劑的局面,努力尋找更適合Mozzarella干酪生產(chǎn)的新型發(fā)酵劑。本課題采用本研究室從水牛奶、發(fā)酵乳制品中新近篩選出的4個(gè)菌株,通過(guò)不同的組合配比和加入量,分別制備干酪樣品,并對(duì)水牛奶干酪樣品的特性進(jìn)行檢測(cè),運(yùn)用組合賦權(quán)法確定最佳發(fā)酵劑配比及其最佳添加量,為豐富中國(guó)水牛乳制品加工理論提供理論基礎(chǔ)知識(shí)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        水牛奶:廣西南寧市當(dāng)?shù)氐哪趟I(yè)養(yǎng)殖公司;

        保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)、乳酸乳球菌(Lactobacillus lactis)、干酪乳桿菌(Lactobacillus casei):本實(shí)驗(yàn)室自制;

        凝乳酶:小牛皺胃酶,活力為1.4×105 SU/g,丹麥科漢森公司。

        發(fā)酵劑配比:P1(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1)、P2(乳酸乳球菌∶干酪乳桿菌=1∶1)、P3(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌∶乳酸乳球菌=1∶1∶1)、P4(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌∶乳酸乳球菌∶干酪乳桿菌=1∶1∶1∶1)。

        發(fā)酵劑添加量:在發(fā)酵劑配比試驗(yàn)中,所用菌種發(fā)酵物添加總量都是2.0%。經(jīng)過(guò)篩選以后,決定采用4個(gè)菌株同時(shí)添加,4個(gè)菌株分別制作發(fā)酵劑純培養(yǎng)物,總添加量S1為1.0%、S2為2.0%、S3為3.0%和S4為4.0%,其中各個(gè)菌株所占的比例相同。

        1.2 設(shè)備

        干酪槽及其配套器材:本實(shí)驗(yàn)室自制;

        數(shù)顯酸度計(jì):PB-10型,北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;

        電熱恒溫培養(yǎng)箱:DNP-9082-BS-III型,上海新苗儀器器械制造有限公司;

        物性測(cè)試儀(質(zhì)構(gòu)儀):TA-XTPLUS型,英國(guó)Stable Micro System公司。

        1.3 方法

        1.3.1 菌種的活化及發(fā)酵劑的制備 將各菌種由固體斜面接種于10%滅菌脫脂乳中,于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)直至凝乳,活化3~4代,直至菌種恢復(fù)活力,待用。

        1.3.2 Mozzarella干酪樣品的加工 將水牛奶檢驗(yàn)過(guò)濾后置于水浴鍋中加熱至70℃,高速乳化10 min,加熱至90℃保溫5 min,冷卻至40℃后,分別將供試菌種以試驗(yàn)設(shè)計(jì)的接種量接種于均質(zhì)奶中,37℃培養(yǎng)直至凝固。操作工藝流程:

        原料乳→巴氏殺菌→冷卻→加發(fā)酵劑→發(fā)酵→加凝乳酶→凝乳→切割凝乳→升溫?cái)嚢琛湃榍濉厌劇懈睢棼}→熱燙拉伸→成型→冷卻→包裝→成品

        1.3.3 感官評(píng)定的方法 操作在感官評(píng)定實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,邀請(qǐng)從事本專業(yè)的研究人員和非本專業(yè)的研究人員6名進(jìn)行品評(píng),干酪的評(píng)分采用10分制。評(píng)定者主要從嗅覺(jué)、味覺(jué)、觸覺(jué)(硬度、黏度、光滑性)、視覺(jué)(顏色、切面、均勻性)四方面進(jìn)行評(píng)分,品評(píng)過(guò)程提供純凈水漱口以消除干擾。

        1.3.4 質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法 使用物性分析儀對(duì)干酪質(zhì)地TPA進(jìn)行測(cè)試。方法:將待測(cè)干酪樣品切成(2.00±0.05)cm的正方形塊狀物,垂直放置于質(zhì)構(gòu)儀的壓縮盤(pán)上。檢測(cè)5次取平均值。測(cè)試參數(shù):測(cè)試前速度:5mm/s;測(cè)試速度:1mm/s;測(cè)試后速度:5mm/s;探頭型號(hào) P/0.5。

        1.3.5 干酪的拉伸性 使用取樣器將干酪切成2 cm×2 cm大小均勻的小方塊,將樣品放置于鋪有直徑為9 cm濾紙的培養(yǎng)皿中,室溫下放置30min,然后將其置于100℃烘箱內(nèi),加熱1 h后馬上使用同樣型號(hào)的玻璃棒或筷子挑起干酪,一直向上拉伸,直到干酪斷裂為止,使用游標(biāo)卡尺測(cè)量干酪拉伸的長(zhǎng)度,平行試驗(yàn)3次,精確到0.01 cm,計(jì)算出的平均值為干酪的拉伸性指標(biāo)[14]。

        1.3.6 干酪的融化性 使用圓形取樣器取直徑1 cm、高1 cm的干酪,將樣品放置于口徑1.8 cm的試管中,室溫下放置30min,然后將其置于100℃烘箱內(nèi),加熱1 h后取出于室溫下放置30min后測(cè)試融化樣品的長(zhǎng)度。平行操作3次,精確到0.01 cm,平均值作為干酪的融化性指標(biāo)[15]。

        1.3.7 油脂析出性 使用圓形取樣器取直徑1 cm、高1 cm的干酪,將樣品放置于鋪有直徑為9 cm濾紙的培養(yǎng)皿中,室溫下放置30min,然后將其置于100℃烘箱內(nèi),加熱1 h后取出,于室溫下放置30min后,測(cè)試油圈的直徑,使用游標(biāo)卡尺測(cè)定。平行試驗(yàn)3次,精確到0.01 cm,計(jì)算平均值作為干酪的油脂析出性指標(biāo)[16]。

        1.3.8 Mozzarella干酪的量化篩選 Mozzarella干酪檢測(cè)指標(biāo)分類(lèi):感官指標(biāo):嗅覺(jué)、味覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué);質(zhì)構(gòu)指標(biāo):硬度、彈性、凝聚性;個(gè)性指標(biāo):拉伸性、融化性、油脂析出性。

        (1)正向化:將逆向指標(biāo)(測(cè)試指標(biāo)數(shù)值越小越好)及望目指標(biāo)(測(cè)試指標(biāo)有一個(gè)最佳值或者最佳范圍)參照文獻(xiàn)[17]進(jìn)行正向化處理。

        (2)無(wú)量綱化:各組檢測(cè)指標(biāo)的正向化值與均值之比。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 不同發(fā)酵劑配比生產(chǎn)的水牛奶干酪樣品特性

        對(duì)采用不同發(fā)酵劑配比所得樣品感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1展示了6位評(píng)價(jià)人員從嗅覺(jué)、味覺(jué)、視覺(jué)和觸覺(jué)4個(gè)方面對(duì)4種干酪樣品的評(píng)價(jià)結(jié)果,從感官的角度量化表述了各個(gè)樣品的優(yōu)劣。結(jié)果顯示,不同人員對(duì)各個(gè)樣品的具體檢測(cè)指標(biāo)的評(píng)分都有不同態(tài)度,但在一定的范圍內(nèi)也有一致的看法。從均值看,4個(gè)樣品嗅覺(jué)、味覺(jué)、視覺(jué)和觸覺(jué)得分最高的都是P4,最低的都是P2,除了嗅覺(jué)外,其他3項(xiàng)都是P3大于P1。F.Minervini等[18]研究發(fā)現(xiàn)使用混合乳酸菌制作干酪產(chǎn)品,發(fā)酵劑中存在L.delbrueckill spp.Bulgaricus sp5時(shí),產(chǎn)品表現(xiàn)出良好的風(fēng)味。這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果是一致的。

        對(duì)采用不同的發(fā)酵劑配比生產(chǎn)的干酪樣品的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)和個(gè)性指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè),所得結(jié)果見(jiàn)表2。

        表1 不同發(fā)酵劑配比生產(chǎn)的Mozzarella干酪的感官評(píng)價(jià)及分析結(jié)果Table1 SensoryanalysisofMozzarella cheesemadeby differentstarters ratios

        表2 不同發(fā)酵劑配比對(duì)Mozzarella干酪質(zhì)量指標(biāo)的影響覮Table2 The effects of quality performance degree on the different ratioofMozzarella cheese starters

        由表1和表2可知,通過(guò)4個(gè)配比的發(fā)酵劑采用相同的生產(chǎn)工藝所得到的干酪樣品,在多個(gè)參數(shù)上都存在差異,這些差異是量化的,同時(shí)也是零散的。如何把這些量化的參數(shù)采用合理的方法分析,同時(shí)考慮各個(gè)參數(shù),最后得到一個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)量化顯示每個(gè)干酪樣品的優(yōu)劣程度,如果能夠?qū)崿F(xiàn),這樣則能夠更加直觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)明問(wèn)題。這是本試驗(yàn)力圖要做到的,也是對(duì)干酪發(fā)酵劑進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種新嘗試。

        將每個(gè)干酪樣品的10個(gè)檢測(cè)指標(biāo)分為感官指標(biāo)、質(zhì)構(gòu)指標(biāo)、個(gè)性指標(biāo)三類(lèi),實(shí)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行正向化、無(wú)量綱化處理結(jié)果分別見(jiàn)表3與表4。

        經(jīng)過(guò)無(wú)量綱化處理的每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)都攜帶著量化體現(xiàn)干酪優(yōu)劣的正向信息,并且能夠直接相加,將這些信息累積起來(lái)則能夠相對(duì)充分地體現(xiàn)干酪樣品的優(yōu)劣程度。由表4 的各項(xiàng)總和可以看出,P4得分最高(11.62),P1、P2、P3的相對(duì)質(zhì)量分值依次為P4的86%、67%、90%,因此最終的評(píng)價(jià)排序?yàn)?P4→P3→P1→P2。此結(jié)論與 Maria De Angelis[19]的 L.helevticus 2B∶L.delbrueckii subsp.lactic 20F∶L.plantarum 18A∶S.thermophilus 22C=1∶1∶1∶4不相同,可能因?yàn)榫旱姆且恢滦运隆?/p>

        上述結(jié)果顯示,在發(fā)酵菌種的選擇方面,采用P2(乳酸乳球菌∶干酪乳桿菌=1∶1)制作的產(chǎn)品總評(píng)最低,同時(shí)選用4個(gè)菌株的P4(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌∶乳酸乳球菌∶干酪乳桿菌=1∶1∶1∶1)得分最高,3個(gè)菌株同時(shí)選用的P3(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌∶乳酸乳球菌=1∶1∶1)表現(xiàn)較好,而傳統(tǒng)酸乳的2個(gè)菌株的P1(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1)制作的樣品總評(píng)分位列第三。其原因可能與各菌株共同生長(zhǎng)時(shí)相互作用有關(guān),具體原因有待進(jìn)一步探索,就本研究而言,下一步發(fā)酵劑添加量試驗(yàn)選擇表現(xiàn)最佳的P4配比。

        2.2 發(fā)酵劑添加量對(duì)水牛奶干酪生產(chǎn)特性的影響

        2.2.1 發(fā)酵劑添加量對(duì)Mozzarella干酪感官評(píng)價(jià)的影響 利用 P4配比進(jìn)行以下 4個(gè)試驗(yàn),S1、S2、S3和 S4分別采用 1%、2%、3%和4%的發(fā)酵劑添加量,通過(guò)統(tǒng)一的工藝制作樣品,請(qǐng)6位評(píng)價(jià)人員對(duì)其感官評(píng)價(jià),具體結(jié)果見(jiàn)表5。

        表3 不同發(fā)酵劑配比所得Mozzarella干酪質(zhì)量指標(biāo)的正向化結(jié)果Table3 The positive changing resultsofquality performance degreeon the different ratioofMozzarella cheese starters

        在表5中,6位評(píng)價(jià)人員對(duì)4種干酪樣品從4個(gè)方面對(duì)樣品的感官質(zhì)量進(jìn)行了量化。結(jié)果顯示,不同評(píng)價(jià)人對(duì)具體指標(biāo)的評(píng)價(jià)分值有差異,反映了對(duì)干酪食品的不同指標(biāo)的認(rèn)可程度的差異。平均值則反映出評(píng)價(jià)專家總體的看法。

        表4 不同發(fā)酵劑配比所得Mozzarella干酪質(zhì)量指標(biāo)的無(wú)量綱化結(jié)果Table4 Thenon-dimensionalofquality performance degreeon the different ratioofMozzarella cheese starters

        表5 發(fā)酵劑添加量生產(chǎn)的Mozzarella干酪感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table5 Sensory propertiesofMozzarella cheesemade by P4 starters ratioswith differentadditions

        2.2.2 發(fā)酵劑添加量對(duì)Mozzarella干酪質(zhì)構(gòu)和個(gè)性指標(biāo)的影響 對(duì)不同發(fā)酵劑添加量制備的4種干酪樣品的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)和產(chǎn)品個(gè)性指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),具體結(jié)果歸納于表6。

        采用2.1中所用的方法,對(duì)表6檢測(cè)結(jié)果處理,對(duì)不同發(fā)酵劑添加量所得產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7和表8。

        由表8 的各項(xiàng)總和可以看出,S3得分最高(10.70),S1、S2、S4的相對(duì)質(zhì)量分值分別為S3的87%、88%、99%,最終的篩選排序?yàn)?S3→S4→S2→S1。

        表6 發(fā)酵劑添加量對(duì)Mozzarella干酪質(zhì)構(gòu)和個(gè)性指標(biāo)的影響Table6 The textural indexesand individuality indexesof the 4 buffalomilk Mozzarella cheese samples whichweremade by differentaddition amount ofstarters

        該結(jié)果說(shuō)明添加量為3%時(shí)(S3),生產(chǎn)的樣品質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)最優(yōu),而4%的添加增加量(S4)比2%的添加增加(S2)產(chǎn)品質(zhì)量更好些。這與賀家亮的2%~3%有所不同[10],可能與菌株種類(lèi)、配比和活性不同有關(guān)。

        3 結(jié)論

        (1)利用自行分離獲得的保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、乳酸乳球菌、干酪乳桿菌,采用4種不同的配比、2%的添加量制備水牛奶Mozzarella干酪,通過(guò)對(duì)所得樣品感官、質(zhì)構(gòu)和個(gè)性指標(biāo)的10個(gè)質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)值進(jìn)行正向化、無(wú)量綱化處理,獲得各樣品綜合得分,對(duì)比得分發(fā)現(xiàn)P1、P2、P3、P4的綜合質(zhì)量相對(duì)分值依次為86%、67%、90%、100%,評(píng)價(jià)排序?yàn)镻4→P3→P1→P2。最優(yōu)組合(P4)比例為 1∶1∶1∶1。

        (2)采用菌種最優(yōu)組合比例,1.0%、2.0%、3.0%、4.0%的添加量制備水牛奶mozzarella干酪,檢測(cè)上述10項(xiàng)質(zhì)量參數(shù),通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn) S1、S2、S3、S4的綜合質(zhì)量相對(duì)分值分別為P4的87%、88%、100%、99%,最終的評(píng)價(jià)排序?yàn)镾3→S4→S2→S1,最佳添加量為(S3)3%。

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        表7 發(fā)酵劑添加量對(duì)Mozzarella干酪質(zhì)量指標(biāo)的正向化結(jié)果的影響Table7 Positive changing resultsof the quality indexesofMozzarella cheese samples whichweremade by differentaddition amountofstarters

        表8 發(fā)酵劑添加量對(duì)Mozzarella干酪質(zhì)量指標(biāo)的無(wú)量綱化結(jié)果的影響Table8 Thenon-dimensional-normalized resultsofquality performance degree on the differentaddition ofMozzarella cheese starters

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