徐振麗，陳計(jì)巒，裴龍英，史學(xué)偉，王斌，鄭曉吉*

(1.石河子大學(xué) 食品學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.新疆大學(xué) 科學(xué)技術(shù)學(xué)院(阿克蘇校區(qū)) 食品科學(xué)系，新疆 阿克蘇 843000)

奶酪是生牛乳在發(fā)酵劑和凝乳酶的作用下，使牛乳中大部分蛋白凝固，排出乳清，壓制成型，再經(jīng)后熟過程而得到的營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的乳制品。奶酪素有“奶黃金”之稱，營養(yǎng)價(jià)值高，富含蛋白質(zhì)、脂肪和鈣等營養(yǎng)元素。奶酪品質(zhì)的感官印象是多種化學(xué)物質(zhì)綜合、協(xié)同作用的結(jié)果，任何單一的風(fēng)味組分都不能達(dá)到理想的特征風(fēng)味。奶酪的風(fēng)味主要是通過碳水化合物代謝、脂肪降解和蛋白質(zhì)水解生化反應(yīng)生成的[1]。與此同時，奶酪的風(fēng)味是消費(fèi)者選擇和購買的衡量因素，也是評價(jià)奶酪品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[2]。奶酪風(fēng)味在合成途徑中會產(chǎn)生許多不理想成分，因此，奶酪風(fēng)味合成控制與不理想風(fēng)味的改善對于奶酪的生產(chǎn)與消費(fèi)尤為重要。

1 國內(nèi)外奶酪風(fēng)味及香氣的研究現(xiàn)狀

奶酪作為一種營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的乳制品一直備受西方人民的喜愛，其風(fēng)味物質(zhì)主要包括酸類、酯類、醇類和醛類等化合物[3]。奶酪品質(zhì)的感官印象是多種風(fēng)味化學(xué)物質(zhì)綜合、協(xié)同作用的結(jié)果，任何單一的化學(xué)成分都不能充分代表其風(fēng)味組分。因此，奶酪的風(fēng)味及香氣成分是評價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是消費(fèi)者選擇和購買的關(guān)鍵因素。Delgado Francisco José等[4]采用SPME-GC-MS提取分離技術(shù)，研究了4個不同成熟階段(1，30，60，90 d)的西班牙干酪Torta del Casar的揮發(fā)性物質(zhì)，共檢測出46種化合物：13種酸，9種酯，4種酮，7種醇，3種醛，7種芳香族化合物和3種未分類化合物，其中微生物和氨基酸降解來源高于脂解來源的羧酸是其區(qū)別于其他奶酪的特征風(fēng)味及香氣。Bergamaschi M等[5]采用SPME-GC-MS提取分離技術(shù)研究了11種高原地區(qū)奶源乳制品(脫脂牛奶、奶油和奶酪等)的揮發(fā)性化合物，共鑒定出49種化合物：醇類13種，醛類9種，酯類8種，游離脂肪酸類6種，酮類5種，內(nèi)酯類2種，硫類2種，萜烯類2種，苯酚1種和苯1種，并且特征風(fēng)味及香氣可以用作牛奶、奶酪等產(chǎn)品和工藝參數(shù)的標(biāo)志。Ayana Ibrahim A A Abou等[6]對比分析了山羊飼喂高油、低油和無油種子產(chǎn)生的乳制作的奶酪Edam-like的揮發(fā)性化合物，與對照組比較發(fā)現(xiàn)己酸、4-甲基辛酸、4-乙基辛酸、壬酸、3-甲基丁酸和癸酸顯著下降，除此之外，其成熟速度和感官評分得到了增加。

我國的奶酪品種較為單一，并且主要集中在少數(shù)民族地區(qū)，如內(nèi)蒙古和新疆等地。隨著國民健康意識的提高，奶酪逐漸走入大眾視野。但我國對于奶酪的研究分析相對較少，還停留在初步探索的階段。馬楊等[7]對新疆特色酸凝奶酪成熟過程中的非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：奶酪成熟時間延長，有機(jī)酸含量變化顯著，游離氨基酸和游離脂肪酸含量處于動態(tài)變化。宮俐莉等[8]利用SPME-GC-MS提取分離發(fā)酵期間的內(nèi)蒙古奶豆腐的揮發(fā)性風(fēng)味組分，共檢出64種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，其中發(fā)酵初期(2～4 h)檢測到45種，以脂肪酸類物質(zhì)為主；發(fā)酵中期(4～8 h)檢測到27種，以醇類、酮類物質(zhì)為主；發(fā)酵后期(8 h～成品)檢測到44種物質(zhì)，以酮類、芳香族類物質(zhì)為主。鄭曉吉等[9]基于SPME-GC-MS比較了新疆哈薩克族不同居住地區(qū)奶酪的風(fēng)味差異。從20種奶酪樣品中檢測出52種揮發(fā)性化合物，其中主要特征風(fēng)味物質(zhì)包括酸類(乙酸、丁酸、庚酸、辛酸)、醇類(乙醇、苯乙醇、3-甲基丁醇)、酯類(乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、丁二酸二甲酯)、酮類(2-壬酮、2-庚酮、乙偶姻)、醛類(正己醛、庚醛、壬醛)等。

2 奶酪芳香物質(zhì)合成途徑

奶酪中的芳香物質(zhì)合成途徑主要為：碳水化合物代謝、蛋白質(zhì)代謝和脂肪代謝[10]。蛋白質(zhì)代謝又分為初級代謝(蛋白質(zhì)水解、肽水解)和次級代謝(游離氨基酸降解為風(fēng)味物質(zhì))，其中初級代謝主要形成奶酪的苦味和背景風(fēng)味，次級代謝對奶酪期望風(fēng)味的形成至關(guān)重要[11]。脂肪分解對于奶酪的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)有重要影響，奶酪中的牛乳脂肪在脂酶的作用下分解產(chǎn)生脂肪酸，脂肪酸經(jīng)過代謝會轉(zhuǎn)化成其他的芳香組分。奶酪中碳水化合物代謝主要由乳糖和檸檬酸鹽組成，乳糖在微生物的作用下，經(jīng)糖酵解途徑產(chǎn)生乳酸，乳酸又可以產(chǎn)生其他風(fēng)味物質(zhì)[12]。

2.1 以氨基酸為前體的生物合成

游離氨基酸的濃度與奶酪的風(fēng)味密切相關(guān)，并且被認(rèn)為是奶酪成熟程度判斷的重要指標(biāo)[13]。

圖1 氨基酸代謝途徑Fig.1 Amino acid metabolism pathway

由圖1可知，游離氨基酸可分解成一系列有機(jī)化合物和芳香化合物，例如胺、酸、羰基化合物、含硫化合物，它們是奶酪味道的主要貢獻(xiàn)者[14]。有研究表明，精氨酸與奶酪的苦味有關(guān)，脯氨酸、天冬氨酸和絲氨酸與奶酪的甜味有關(guān)，亮氨酸通過Strecker降解(見圖2)可形成3-甲基-1-丁醇，苯丙氨酸和色氨酸可轉(zhuǎn)化生成苯甲醛，在酵母菌的作用下，苯丙氨酸可形成苯乙醇，賦予奶酪發(fā)酵香和玫瑰香[15]。

圖2 Strecker降解途徑Fig.2 Strecker degradation pathway

2.2 以脂肪酸為前體的生物合成

以脂肪酸為前體的生物合成途徑見圖3。

圖3 脂肪酸代謝途徑Fig.3 Fatty acid metabolism pathway

短鏈和中鏈脂肪酸直接成為奶酪的風(fēng)味成分，其余脂肪酸會轉(zhuǎn)化成其他有機(jī)或芳香化合物，如甲基酮和內(nèi)酯，多不飽和脂肪酸經(jīng)過氧化會產(chǎn)生多種強(qiáng)烈風(fēng)味的不飽和醛，容易導(dǎo)致奶酪產(chǎn)生臭敗風(fēng)味缺陷，由于其低的氧化還原電位和低水平的不飽和脂肪酸，脂質(zhì)氧化在奶酪中是有限的。脂肪酸作為前體物質(zhì)在脂氧化酶的氧化作用下可產(chǎn)生C6和C9醇類、醛類和由C6和C9的脂肪酸所形成的酯類等風(fēng)味物質(zhì)[16]。亞油酸和亞麻酸在酶促反應(yīng)作用下生物合成具有獨(dú)特芳香氣味的物質(zhì)[17]。

2.3 以乳糖和檸檬酸鹽為前體的生物合成

奶酪中含有原料乳4%左右的乳糖，以乳糖為前體的生物合成途徑見圖4。乳糖在乳酸菌代謝作用下生成乳酸，乳酸會改變奶酪的pH，進(jìn)而影響酶與微生物的相互作用，最終對奶酪的風(fēng)味產(chǎn)生影響[18]。檸檬酸鹽會促進(jìn)奶酪多種風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，如3-羥基-2-丁酮、丁二醇等。

圖4 乳糖和檸檬酸鹽代謝圖Fig.4 Lactose and citrate metabolic pathways

3 奶酪不理想風(fēng)味的改善

隨著國際化水平日益提高，我國對于奶酪的消費(fèi)也逐步提升，奶酪的營養(yǎng)價(jià)值雖高，但其獨(dú)特的風(fēng)味并不能得到大眾的廣泛認(rèn)可，因此，奶酪風(fēng)味的改善對于我國奶酪的生產(chǎn)和消費(fèi)尤為重要。

3.1 附屬發(fā)酵劑

奶酪發(fā)酵劑主要分為兩類：細(xì)菌發(fā)酵劑和霉菌發(fā)酵劑。發(fā)酵劑對于奶酪的發(fā)酵成熟尤為重要，添加附屬發(fā)酵劑不僅能夠加速奶酪成熟，降低生產(chǎn)成本，更能使奶酪風(fēng)味得到良好的改善，并能根據(jù)消費(fèi)者的風(fēng)味喜好，篩選出高產(chǎn)某種風(fēng)味成分的菌株，利用其生產(chǎn)特定風(fēng)味的奶酪。Centeno J A等利用K.varians和Y.lipolytica附屬發(fā)酵劑增加了揮發(fā)性化合物的形成，尤其是脂肪酸、酯和硫化合物，進(jìn)而改善了Tetilla奶酪的風(fēng)味特征。Ho Van Thi Thuy等[19]利用SPME-GC-MS確定了添加附屬發(fā)酵劑的奶酪產(chǎn)生的3-甲基丁醛(具有麥芽風(fēng)味)增加了300～400倍，與此同時增強(qiáng)了奶酪風(fēng)味并促進(jìn)了成熟。洪青[20]進(jìn)行了具有潛在增強(qiáng)類卡門貝爾奶酪果香味附屬發(fā)酵劑的篩選，獲得了具有增強(qiáng)類卡門貝爾奶酪果香味的植物乳桿菌CCFM12，結(jié)果表明，此發(fā)酵劑提高了奶酪中的乙酯類含量，果香風(fēng)味顯著提高。宋蘭蘭[21]研究表明附屬發(fā)酵劑不僅能改善奶酪的質(zhì)構(gòu)，還能提高低脂奶酪中蛋白質(zhì)的水解程度，增加游離氨基酸含量，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)增多。

3.2 奶酪風(fēng)味劑

目前，最具經(jīng)濟(jì)效益控制和改善奶酪風(fēng)味最常用的方法是添加奶酪風(fēng)味劑，天然奶酪風(fēng)味劑主要分為兩種[22]：一是脫水或粉碎奶酪，具有香氣自然和風(fēng)味均衡等特點(diǎn)，但其風(fēng)味強(qiáng)度較弱，生產(chǎn)成本高，穩(wěn)定性低；二是酶改性風(fēng)味劑(EMCF)，與天然奶酪相比，生產(chǎn)成本低廉，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和風(fēng)味強(qiáng)度較好等。Kilcawley K N等[23]研究發(fā)現(xiàn)，添加風(fēng)味劑的奶酪與天然奶酪相比，促進(jìn)了短鏈游離脂肪酸的釋放，如丁酸酯，丁酸鹽釋放特異性酶突出了丁酸對Cheddar 奶酪風(fēng)味劑和香氣的貢獻(xiàn)，丁酸被認(rèn)為是天然切達(dá)干酪風(fēng)味的重要貢獻(xiàn)者。Hulin-Bertaud S等[24]對比分析了15種奶酪風(fēng)味劑的氣味和風(fēng)味特征的顯著差異，與天然切達(dá)奶酪相比，添加風(fēng)味劑的奶酪更具有典型的奶酪風(fēng)味。蘇燕玲[25]研究發(fā)現(xiàn)，酶改性奶酪中酸類物質(zhì)在風(fēng)味成分中占較大比重，其中丁酸和己酸對奶酪風(fēng)味的影響較大，乙酸乙烯酯、丁酸乙酯和己酸乙酯等酯類對奶酪風(fēng)味的形成具有重要影響。鄧海燕等[26]研究發(fā)現(xiàn)，添加酶改性風(fēng)味劑的奶酪游離脂肪酸和氨基酸含量都有較大程度的增加，奶酪的香氣和口感都有較大的提升，增強(qiáng)了奶酪的特征風(fēng)味。

3.3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

在奶酪的加工過程中，生產(chǎn)工藝參數(shù)尤為重要，不同的工藝參數(shù)對奶酪風(fēng)味有較大影響。郭萌萌[27]優(yōu)化了硬質(zhì)干酪的生產(chǎn)工藝條件，并確定了最佳的工藝參數(shù)，發(fā)酵劑添加量2.5%、發(fā)酵時間40 min、氯化鈣添加量0.02%、凝乳酶添加量0.002%、食鹽添加量0.5 g/dL。在此工藝條件下研制的干酪口感愉悅，風(fēng)味濃郁，感官良好，質(zhì)地緊密有彈性。李永青[28]利用正交試驗(yàn)對Tilsit干酪生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)酵劑添加量為0.01%，CaCl2添加量為0.01%，熱燙溫度為42 ℃，熱燙時間為30 min，裝模pH值為5.4，鹽漬濃度為18%，鹽漬時間為6 h，表面成熟菌添加量為0.01 g/mL，成熟60 d，獲得風(fēng)味良好的干酪樣品。

4 展望

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，奶酪市場逐漸拓寬，消費(fèi)者對于奶酪的需求也會日益增大。我國奶酪品種單一，工業(yè)化企業(yè)較少，大多依靠手工生產(chǎn)，并且產(chǎn)品的風(fēng)味較難控制，因此大力發(fā)展奶酪產(chǎn)業(yè)成為重中之重，奶酪風(fēng)味的改善是當(dāng)務(wù)之急，以迎合大多數(shù)消費(fèi)者的喜好，促進(jìn)我國乳制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。