酵母菌在干酪成熟过程中参与微生物之间的互作关系,不仅促进干酪质构特征的形成,还参与挥发性有机酸和羰基化合物等芳香物质的生物合成,从而赋予干酪独特的风味特征[1]。如发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)、马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)等[2]。酵母菌因其较高的蛋白水解酶和脂肪酶活性,能够有效降解干酪中的氨基酸和脂肪酸[3],从而加速干酪成熟进程。目前,尚未完善酵母菌发酵干酪的风味物质形成机理,因此,对本土酵母菌发酵剂的开发将具有广阔的发展前景。
关于酵母菌发酵干酪,国内外已有大量的研究,主要集中于成熟过程中干酪的理化和风味变化以及这些变化与干酪发酵的乳酸菌、酵母和霉菌发酵剂之间的关系。HONG等[4]研究法国Camembert干酪时发现,采用添加具有高酯酶活力和乙醇酰基转移酶活力的Lactococcus lactis CCFM 12,能够显著增加乙酸乙酯的含量和果香,因此该菌可用于Camembert奶酪的生产中改善风味。GKATZIONIS等[5]将添加微生物的干酪模型产生的香气与真正的蓝纹干酪进行比较,当解脂耶氏酵母与娄地青霉一起进行发酵时,会产生类似于真正的蓝纹干酪的香气。SØRENSE等[6]同时应用汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)和解脂耶氏酵母作为成熟契达干酪生产的辅助发酵剂,不仅缩短了成熟期,还产生了良好的浓郁风味,生产9个月后,奶酪仍保持这种良好的风味和香气。PADILLA等[7]研究了D.hansenii,K.lactis和K.marxianus对山羊乳干酪特征性风味物质的影响,采用模拟奶酪模型发现,K.marxianus主要生成有机酸类、癸酸乙酯、1-丙醇及苯甲醛等挥发性成分。这些研究已取得一定进展,但对成熟过程中干酪风味的变化规律还有待进一步研究。
本实验以成熟期为0、10、20、30、40 d的毕赤酵母发酵干酪为研究对象,通过对不同成熟时期毕赤酵母(JR-21)发酵干酪的理化指标、质构和挥发性风味物质及感官评价的比较分析,旨在阐明不同成熟期毕赤酵母发酵干酪的关键风味物质及特征,对不同成熟期毕赤酵母发酵干酪风味品质进行客观、准确的判别,为下一步加速切达干酪成熟及成熟产物特征提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
生牛乳,内蒙古自治区包头市萨拉齐牧区;商业乳酸菌发酵剂(R-707)、凝乳酶(酶活力890 IMCU/g),科汉森(北京)贸易有限公司;毕赤酵母(JR-21、JR-42、M-19),内蒙古农业大学职业技术学院筛选;海砂(分析纯),北京科奥科技有限公司;NaOH、乙醇(体积分数)为95%、硫酸、CuSO4、K2SO4、乙醚、NaCl,天津市鑫铂特化工有限公司。
1.2 仪器与设备
SHHY-38小型干酪槽,上海顺仪实验设备有限公司;SFG-02.500电热鼓风干燥箱,黄石市恒丰医疗器械有限公司;LPH-A型pH计,北京兰杰柯科技有限公司;HHS-11-1恒温水浴锅,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;PQSZF-06Z脂肪测定仪、SKD-1800全自动凯氏定氮仪,上海沛欧分析仪器有限公司;DL-CJ-2ND1洁净工作台,北京东联哈尔仪器制造有限公司;837FT0921电子鼻,上海瑞玢智能科技有限公司;TA.XT-2i型质构仪,英国Stable Micro System公司;XJ220A SCS电子天平,上海天美天平仪器有限公司;CX23光学显微镜,奥林巴斯(中国)有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 干酪的制作
原料牛乳→标准化→杀菌(65 ℃)→冷却(30 ℃)→添加乳酸菌商业发酵剂 2%(体积分数)→添加酵母菌发酵剂 4%(体积分数)→调整酸度加凝乳酶(890 IMCU/g)→凝乳切割→排乳清→表面盐渍(涂抹5%的食盐水)→堆酿→压制→成型→包装→成熟(4 ℃,相对湿度30%)
根据以上方法,制得2种干酪(不添加和添加辅助发酵剂JR-21)。2种干酪的成熟期均为40 d,在成熟期的第0、10、20、30、40天分别对干酪取样,探究其基本成分及风味随成熟时间的变化。
1.3.2 毕赤酵母发酵液制备
将筛选出的酵母菌单菌落在YPD液体培养基中培养48 h,将菌液分别离心弃去上清液,使用无菌生理盐水透洗菌泥3次备用。
1.3.3 毕赤酵母发酵液感官评价
参考李宇辉等[8]的方法,将毕赤酵母(JR-21、JR-42、M-19)液体培养48 h,通过气味淘汰产异味代谢产物的菌株,排除不符合基本要求的菌株,缩小后续深入研究的菌株范围,从而避免将产生不良风味物质的菌株带入后续实验阶段。通过感官评定分析其中具有醇香和酯香的发酵液,酵母菌发酵液感官评定标准见表1。
表1 酵母菌发酵液感官评定标准
Table 1 Sensory evaluation standard of yeast fermentation broth
香气指标未发觉中等较浓强烈醇香12～56～910酯香12～56～910不良气味12～56～910其他气味12～56～910总体可接受性12～56～910
1.3.4 干酪理化指标的测定
水分含量的测定:参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》第一法直接干燥法,对干酪水分含量进行测定。蛋白质含量的测定:参照GB 5009.5—2025《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法,对干酪蛋白质含量进行测定。脂肪含量的测定:参照GB 5009.6—2025《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》第三法碱水解法,对干酪脂肪含量进行测定。pH值的测定:参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》,准确称取1 g干酪研磨充分后加入10 mL蒸馏水,充分匀浆后静置30 min,过滤,滤液用提前校准好的pH计测定pH值。
1.3.5 干酪质构的测定
质构的测定参考INNOCENTE等[9]的方法,并略作修改,将从4 ℃冰箱取出的待测干酪切割成边长约为2 cm的小正方体,用保鲜膜包裹于室温放置1 h,使用质构仪测试样品,测前速度2 mm/s,测试速度2 mm/s,测后速度3 mm/s,压缩形变目标30%,定点负载0.15 N,2次下压间隔时间5.0 s,探头类型TA41,每个样品做3组平行试验,对样品进行硬度、内聚性、弹性、黏附性和咀嚼性等质构参数分析数采用质构仪自带的软件Exponent 5.0进行处理获取。
1.3.6 固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定风味物质
样品前处理:参照王蓓等[10]的方法,准确称取2.0 g待测样品置于20 mL顶空瓶中,立即用密封盖进行密封。将密封好的样品瓶置于60 ℃恒温水浴中平衡30 min后,将预先活化好的固相微萃取纤维头插入瓶内顶空部位进行50 min的挥发性成分富集。
色谱和质谱条件。色谱条件:色谱柱为DB-WAX弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),载气为氦气,流速1 mL/min,恒速;多阶段程序升温,起始温度40 ℃,保持4 min后,以4 ℃/min升温至100 ℃并维持2 min,再以6 ℃/min升温至150 ℃,最后以5 ℃/min的梯度升至终温230 ℃并保持5 min,进样口温度为 250 ℃,不分流。质谱条件:正离子电子轰击,电子能为70 eV,离子化区域温度控制在230 ℃,传输线加热至250 ℃。质量分析器工作温度维持在150 ℃,检测系统设定为280 ℃。采用全谱扫描模式,检测质量范围覆盖20～350 amu。
1.3.7 干酪感官品质的评价
将实验组和空白对照组干酪样品进行定量描述感官评价。感官评价由12名专业感官评定员品尝干酪样品。将样品置于随机编号的白色聚乙烯杯中提供给评定员。从干酪风味的角度,以不同的参照物作为其打分高低的依据,记录各个干酪的描述性感官评分,评分标准见表2。
表2 干酪感官评分表
Table 2 Cheese sensory score scale
项目评分依据评分色泽光泽较好,色泽均匀,呈乳白色或微黄色15～20光泽较暗,色泽较均匀,呈黄色8～14光泽暗淡,色泽不均匀,呈灰色0～7滋味与气味有该种干酪特有气味、有温和奶香味、风味良好,有醇香味15～20滋、气味一般,奶香味较淡,稍有醇香味8～14滋、气味平淡,无奶香味,有明显异味0～7外形外形良好,具有该种产品正常的形状,纹理清晰,片与片之间撕开无黏连15～20外形较好,片与片之间有微小黏连, 表面有稍许破碎8～14外型无损伤但外形稍差,有黏连,表面有裂痕或断面0～7组织状态成型完整,组织细腻,表面光滑,质地均匀15～20成型完整,组织较细腻,质地基本均匀,有少量乳清析出8～14成型不完整,质地粗糙,组织状态较硬或较软0～7
1.3.8 数据处理与分析
每组实验3平行取其平均值,采用Origin 2021绘图,并使用SPSS 22.0进行方差分析和显著性差异分析,数值以“平均值±标准差”表示,以P<0.05作为判断标准描述差异显著性,使用SIMCA-P对挥发性风味物质含量进行主要成分分析。
2 结果与分析
2.1 毕赤酵母发酵液感官评价
将毕赤酵母菌株(JR-21、JR-42、M-19)做液体培养,感官评定结果如表3所示,菌株JR-42、M-19均产生不良气味,未发觉明显醇香和酯香,总体接受度较低。仅有JR-21菌株具有较明显的醇香和酯香,无不良气味。通过对3株毕赤酵母发酵液进行感官评定的测试,选取JR-21菌株作为后续发酵契达干酪的酵母菌,研究其对契达干酪品质的影响。
表3 酵母菌发酵液感官评定结果
Table 3 Sensory evaluation results of yeast fermentation broth
香气指标醇香酯香不良气味其他气味总体可接受性JR-2156008JR-4200762M-1900663
2.2 干酪理化指标分析
将对照组(单菌发酵,S)和实验组(JR-21)(混合发酵,M)干酪在不同成熟期(0～40 d)进行水分、蛋白质、脂肪和pH值测定,结果如表4所示。
表4 不同成熟期干酪的基本成分
Table 4 The basic components of cheese at different maturation stages
编号水分/%pH蛋白质/%脂肪/%S046.08±0.03Aa5.50±0.11Aa36.03±0.05Aa20.61±0.54AaS1043.91±0.06Ab5.22±0.03Ab36.53±0.48Aab20.67±0.5AaS2042.58±0.38Ac5.29±0.11Ab36.76±0.13Aac20.87±0.67AaS3042.06±0.01Ad5.36±0.07Ab35.94±0.07Aa20.01±0.02AabS4041.49±0.14Ae5.52±0.03Ba36.11±0.1Abc19.58±0.15AbM046.72±0.64Ac5.21±0.05Bc35.39±0.26Ac19.66±0.02AabcM1043.63±0.64Aa5.17±0.03Ac36.18±0.11Aab19.47±0.61AcM2044.46±0.58Aa5.15±0.01Ac36.34±0.32Aa20.23±0.06AaM3041.30±0.51Ab5.33±0.06Ab35.90±0.05Aab19.21±0.45BcM4041.62±0.63Ab5.43±0.03Aa35.41±0.48Ac20.06±0.06Bab
注：M表示混合发酵干酪,S表示单菌发酵干酪,0、10、20、30、40代表不同的成熟时间。大写字母表示在同一成熟时间不同菌株样品之间存在显著差异(P<0.05);小写字母表示同一菌株中不同成熟时间的样品之间存在显著差异(P<0.05)(下同)。
由表2可知,在成熟0 d时, 实验组(M)和对照组(S)水分含量分别为46.72%和46.08%;而对照组(S)在30 d时水分降低是因为乳酸菌仍然主导发酵,持续酸化导致pH值进一步下降,酪蛋白收缩加剧,水分被挤压排出。成熟40 d时,两组水分含量分别下降了5.10%和4.59%,差异不显著(P>0.05)。干酪成熟0 d时,两组样品的pH值差异显著(P<0.05),成熟初期(0～10 d),两组干酪的pH值逐渐降低,是由于乳酸菌活力较高,将干酪中乳糖发酵为乳酸[11],但在成熟后期(20～40 d),由于大量蛋白质分解产生氨等碱性物质,中和产生的乳酸,导致干酪的pH值逐渐上升。在干酪成熟30～40 d时,实验组(M)和对照组(S)的脂肪含量变化差异显著(P<0.05),这可能因为脂肪酶将甘油三酯水解为游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)和甘油[12]。在干酪成熟0～40 d时,两组干酪的蛋白质含量无显著性差异(P>0.05)。在干酪成熟0～20 d时,两组样品的蛋白质含量均呈现上升趋势,蛋白质含量在成熟后期(20～40 d)两组样品下降的原因是乳酸菌的肽酶和酵母的蛋白酶持续作用,水解大分子蛋白质,导致总蛋白检测值下降。且在成熟40 d时,添加(JR-21)发酵干酪的蛋白含量低于对照组,与TALHA等[13]研究得到的结果一致。
2.3 干酪的质构分析
将对照组(单菌发酵,S)和实验组(JR-21)(混合发酵,M)的干酪在不同成熟期(0～40 d)进行全质构分析(texture profile analysis,TPA)测定,测定结果如表5所示。
表5 两种干酪成熟期间质地的变化
Table 5 Changes in texture during maturation of the two cheeses
编号硬度/N内聚性弹性黏附性/(g·s)咀嚼性/gS04.54±0.06Bd0.75±0.03Aab6.12±0.51Aab2.44±0.05Ac28.47±0.12BaS104.25±0.21Bb0.78±0.05Aab5.71±0.41Ab3.22±0.37Abc19.26±0.51BbS204.24±0.06Bb0.86±0.19Aa6.22±0.37Aab3.52±0.09Bb15.46±0.21BcS303.93±0.02Bc0.62±0.05Ab6.21±0.07Bab3.60±0.01Bb14.66±0.04AdS403.07±0.06Ba0.68±0.07Aab6.10±0.28Aa5.28±0.02Ba13.44±0.68AeM06.58±0.01Aa0.76±0.08Aa5.81±0.09Ab2.37±0.06Ad38.83±0.4AaM106.43±0.2Ab0.72±0.01Aab5.13±0.03Ac3.36±0.07Ac36.52±0.51AbM206.31±0.03Ab0.64±0.05Abc5.75±0.18Ab5.22±0.01Ab22.67±0.06AcM305.43±0.06Ac0.56±0.08Acd6.76±0.13Aa5.18±0.18Ab14.20±0.1BdM404.16±0.1Ad0.53±0.01Ad5.59±0.06Bb7.01±0.02Aa11.38±0.57Be
添加毕赤酵母(JR-21)成熟干酪最典型的特征就是切面上大小不等的圆孔,但其质构与埃门塔尔干酪(Emmentalkase)存在明显差异。由表5可知,随着成熟期的延长,同一成熟时间不同干酪的硬度在0～40 d不断增加,表现为差异显著(P<0.05),这是由于酵母菌在生长代谢过程中,可能产生一些代谢产物(如某些多糖或小分子物质),这些物质会与奶酪中的酪蛋白结合,或填充在蛋白质网络的间隙中,增强酪蛋白凝胶结构的致密性和坚固性,从而使奶酪整体结构更硬;而2种干酪不同成熟时间的硬度均降低。是由于在干酪成熟阶段,蛋白质水解作用会显著影响其质构特性[14],这一生化过程会破坏蛋白质胶束的稳定性,导致组织结构疏松化,最终使契达干酪硬度降低[15]。在干酪成熟过程中,同一成熟时间不同干酪的内聚性在0～40 d均略微降低,是由于酵母菌的代谢可能分解部分酪蛋白之间的连接键,或通过产生的酶类破坏蛋白质网络的完整性,导致奶酪内部结构的结合力减弱,从而使内聚性下降。弹性表征是干酪受到外力作用后恢复其原有形状的能力,添加(JR-21)发酵干酪的弹性经过40 d贮藏后由5.81±0.09下降到5.59±0.06,黏附性由(2.37±0.06) g·s升高到(7.01±0.02) g·s,在蛋白质和脂肪发生酶解生成小分子产物的过程中,这些水解产物会逐渐结合,同时促进水分及其他低分子质量物质的有效结合,所以干酪在贮藏期间黏附性会随着成熟的进行而逐渐增加[16],而蛋白质和脂肪的水解均导致其特殊结构破坏,使干酪弹性下降[17]。咀嚼性表征咀嚼过程中能量的整体消耗,成熟期间(0～40 d)两组样品的咀嚼性呈现显著下降趋势(P<0.05),这表明随着成熟时间的延长,干酪质地变得柔软,干酪更易咀嚼。
将2种干酪各项质构数据对比分析发现,在相同的成熟时间,添加(JR-21)发酵干酪的硬度、咀嚼性要高于对照组,尽管弹性、内聚性、黏附性数值差异不明显,但也有所变化。产生这种差异的原因可能是在干酪成熟阶段,乳酸菌代谢产酸可能导致酪蛋白胶束中的Ca2+溶出,使蛋白质交联减弱。产酶酵母菌的添加可能促进了蛋白水解和短链脂肪酸的积累,导致干酪结构逐渐松散。因此,与对照组相比,毕赤酵母发酵改善了干酪的硬度和弹性,后续结合其多孔特性需进一步研究。
2.4 干酪挥发性风味物质分析
2.4.1 挥发性风味化合物占比分析
将成熟0～40 d对照组(单菌发酵,S)和实验组(JR-21)(混合发酵,M)的干酪进行挥发性风味化合物测定,各物质占比如图1所示,酸、醇和酯为单菌发酵干酪中的主要物质,占比分别为:酸(24.15%)、醇(42.99%)、酯(32.85%),其中醇类为主要风味物质;混合发酵干酪中风味物质占比为:酸(5.47%)、醇(55.58%)、酯(32.72%)、醛(0.14%)、酮(6.11%),其中醇类为主要风味物质,表明醇类为混合发酵成熟后期的主要挥发性风味物质,且混合发酵干酪的风味物质较单菌发酵更为丰富。
图1 干酪挥发性风味化合物占比图
Fig.1 Proportion of volatile flavor compounds in cheese
2.4.2 挥发性化合物相对含量分析
将对照组(单菌发酵,S)和实验组(JR-21)(混合发酵,M)的干酪在成熟期为(0～40 d)的挥发性风味物质分析结果如附表1所示。不同成熟阶段干酪中挥发性风味化合物相对含量如电子版增强出版附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043886,下同)所示。
醇类化合物的生物合成分别通过乳糖降解过程、氨基酸转化反应以及甲基酮的还原作用3种代谢途径实现。这类化合物通常呈现花果香和乳脂香气特征,然而由于其感官识别阈值相对较高[18],对干酪主体风味的直接贡献度较低,主要承担着风味修饰功能。乙醇作为核心风味组分,是微生物通过糖酵解和氨基酸代谢途径产生的终端产物,经过20 d成熟期的干酪样品中,添加(JR-21)发酵干酪的乙醇相对含量达到37.93%,与对照组相比具有显著差异(P<0.05),这种差异为契达干酪带来了独特的甜香风味[19]。
酸类物质如乙酸、丙酸和丁酸等对干酪风味具有重要影响,并且是酮类、醛类及内酯类风味物质的前体[20]。在10～40 d的发酵期内,对照组的乙酸含量显著高于添加(JR-21)发酵干酪(P<0.05),这表明毕赤酵母的加入可有效抑制酸类物质的生成,从而缓解因乙酸积累导致的刺鼻气味和过强酸味。
酯类物质的形成源于乳脂肪水解生成的脂肪酸与乳糖代谢产生的醇类之间的酯化反应[21],通过风味物质的协同作用(如甲基酮类、酯类化合物的生成),能够有效调节乳脂分解产生的过量游离脂肪酸浓度,从而中和酸类物质积累引发的刺激性气味,这一过程不仅使干酪的果香与乳香更为协调,还能促进脂质代谢产物(如γ-羟基酸、δ-羟基酸)与蛋白质水解产物的风味融合,最终实现游离脂肪酸、酮类物质及氨基酸降解产物之间的动态平衡,该机制作为干酪风味形成的关键环节,对提升风味层次感和适口性具有决定性作用。发酵40 d后,添加(JR-21)发酵干酪中酯类物质的含量和种类均显著多于对照组(P<0.05),其中,癸酸乙酯贡献了类似葡萄酒的芳香特征[22],辛酸乙酯呈现出杏仁与香蕉的复合风味[23],庚酸乙酯主要提供水果香,而乙酸苯乙酯则能赋予产品玫瑰、蜂蜜及苹果的混合香气,丁酸乙酯与乙酸乙酯提供水果味及甜味,壬酸乙酯能为干酪提供水果、坚果、蜡质、酒类和绿叶等香气以及己酸乙酯贡献菠萝甜香和香蕉味[22],这些酯类物质共同作用,有效改善了契达干酪在成熟后期出现的不良风味。
干酪中的酮类物质主要通过脂肪酸和氨基酸的降解或多不饱和脂肪酸的氧化反应生成,这些化合物能赋予干酪独特的风味特征,2-戊酮呈现果香,壬酮带有泥土气味,3-羟基-2-丁酮则产生奶油香气[24],其中,添加(JR-21)发酵干酪中2-丁酮、2-戊酮和4-羟基-2-丁酮的含量与对照组存在显著差异(P<0.05),这种差异显著提升了契达干酪风味的丰富性。
醛类物质的形成主要涉及脂肪酸代谢、氨基酸转氨作用及Strecker降解反应[21]。添加(JR-21)发酵干酪中醛类物质的含量明显高于对照组,这可能与其在发酵体系中易被快速氧化还原为相应的醇类和酸类有关,且添加(JR-21)发酵干酪显著提高了正壬醛的含量(P<0.05),该物质能为干酪带来柑橘清香和油脂风味。短时间内成熟的进口契达干酪以乳脂味和坚果味为特征,并带有微酸。
2.4.3 挥发性物质组成分析
为进一步确定毕赤酵母(JR-21)对契达奶酪成熟过程中风味物质特点,将挥发性化合物进行聚类热图及动态Circos图,结果如图2、附图1所示,不同成熟时间段样品中挥发性物质在组成及含量上存在较大差异。
图2 不同风味物质环状热图
Fig.2 Ring heat map of different flavor substances
由图2和附图1分析可知,添加(JR-21)发酵干酪在0～10 d成熟期间酸类和酯类物质较少,主要为醇类(2-硝基乙醇、苯乙醇)化合物,而对照组为(1,2-丙二醇、乙醇)化合物。成熟20 d时,添加(JR-21)发酵干酪主要为酸类(辛酸、庚酸、4-癸酸)化合物,对照组主要为酸类(乙醇酸、乙酸、壬酸)和酯类(乙酸乙酯、壬酸乙酯)物质。成熟期为30 d时,添加(JR-21)发酵干酪主要为醇类(乙醇、异戊醇、苯乙醇、1-戊醇)和酯类(甲酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯、正己酸乙酯、壬酸乙酯)物质大量生成,为奶酪贡献甜味、奶香味、水果味及花香味,此时奶酪风味达到最佳状态。对照组主要为酸类(乙酰氧基乙酸、乙醇酸、乙酸)和酯类(甲酸乙酯、乙醇酸乙酯、正己酸乙酯、3-甲基戊酸乙酯)物质。成熟期为40 d时,添加(JR-21)发酵干酪主要为醇类(乙醇、异戊醇、苯乙醇、1-戊醇)和酯类(癸酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯、正己酸乙酯、乙酸苯乙酯、甲酸戊酯、丁酸乙酯、正己酸乙酯、3-甲基戊酸乙酯、壬酸乙酯)物质,酯类和醇类物质分解,产生大量酸类物质及醛酮类化合物,此时奶酪风味构成复杂,有异味出现,奶酪风味多元化已不适宜口感需求。对照组主要为酸类(戊酸、丁酸、乙醇酸、庚酸、乙酸)和酯类(甲酸乙酯、十一酸乙酯、乙醇酸乙酯、癸酸乙酯、正己酸乙酯)物质。
2.5 干酪的感官品质评价
通过不添加(对照)和添加辅助发酵剂(JR-21)制作2种不同的契达干酪,对不同成熟阶段(0、10、20、30、40 d)2种干酪的感官特性进行分析。图3为添加(JR-21)辅助发酵剂制作的干酪,图4为空白对照组的干酪。通过应用定量描述感官评价法对2种干酪产品的色泽、组织状态、滋味与气味、外形及综合接受度进行评价,感官评价结果如图5所示。
图3 添加(JR-21)发酵干酪
Fig.3 Adding (JR-21) fermented cheese
图4 对照组干酪
Fig.4 Cheese in the control group
图5 两种干酪及不同成熟期的感官评价图
Fig.5 Sensory evaluation charts of 2 cheeses and their different ripening stages
注:K表示空白对照组,JR-21表示添加JR-21菌株干酪组,(0、10、20、30、40 d)代表不同成熟时间。
添加(JR-21)辅助发酵干酪的组织状态呈现逐步上升趋势,是由于酵母菌在代谢过程中会产生CO2,逐渐形成微小孔隙,随着酵母菌持续代谢,产气不断增加使干酪形成蜂窝状多孔结构。随着成熟期的延长,添加(JR-21)辅助发酵干酪与空白对照组的品质分数都呈先增后减趋势。成熟10 d时,添加(JR-21)辅助发酵干酪的滋味与气味最高,是由于牛奶中残留的乳糖酵解产生醇类物质而使其滋味与气味提高,对照组组织状态最高,可能是乳酸菌产酸,降低环境pH值从而使酪蛋白凝固结构紧密。成熟20 d时,添加(JR-21)辅助发酵干酪的色泽最高,是由于酵母菌代谢产生乙醇和脂肪酸等物质改变干酪氧化还原环境促使干酪显色,对照组雷达图表观最大,色泽在成熟全过程中保持乳白均一性,随成熟时间延长乳香味减弱,却呈现温和的果香(酯类和酸类)和且无不良风味,感官评价总分达到75分,在成熟初期,乳酸菌代谢产生的酸、氨基酸、脂肪酸等物质处于 “适量且协同” 状态,风味丰富、质地适中,感官评价上升。成熟30 d时,添加(JR-21)辅助发酵干酪的雷达图表观最大,色泽在成熟全过程中保持均匀的淡黄色,形成浓郁醇香和酯香特征,并出现蜂窝状多孔结构,口感更加细腻,感官评价总分达到89分,可能是酵母菌与乳酸菌的协同作用,产生适量的风味物质以及气体使干酪内部聚集形成孔洞并优化质地,提升感官品质,对照组中色泽最高,是因为乳酸菌持续产酸可抑制色素的降解酶活性,增强显色能力。成熟40 d时,添加(JR-21)辅助发酵干酪的滋味与气味最高,是由于酵母菌与乳酸菌的代谢活动形成稳定协同,乳酸菌提供有机酸为酵母菌合成酯类提供前体,酵母菌则通过中和过强酸味,使酸甜、醇香风味层次更协调,而空白对照组的外形最高,可能是乳酸菌代谢消耗大量水分使干酪质地紧实。综上所述,添加(JR-21)的干酪整体得分较空白对照具有显著提升,证明(JR-21)可以有效促进干酪成熟过程中质地的改善和风味物质的转化。
3 结论
本实验以干酪的制作工艺为基础,对毕赤酵母(JR-21、JR-42、M-19)发酵液进行感官评价,选取发酵性能良好的JR-21菌株作为后续发酵契达干酪的酵母菌,通过不添加(对照)和添加辅助发酵剂毕赤酵母(JR-21)制作2种不同的契达干酪。对2种干酪理化指标、质构和风味成分的测定,探究(JR-21)作为辅助发酵剂对干酪成熟期物化特性、质构和风味变化的影响。随着成熟期的延长,两组样品水分含量、蛋白质含量无显著差异(P>0.05),干酪成熟0 d时,两组样品的pH值差异显著(P<0.05),在干酪成熟30～40 d时,实验组(M)和对照组(S)的脂肪含量变化差异显著(P<0.05)。其中添加(JR-21)发酵干酪会产生有机酸、多糖与蛋白质结合增加蛋白质网络结构的致密性,使其硬度和咀嚼性高于对照组,而弹性、内聚性和黏附性变化不显著,说明与对照组相比,毕赤酵母发酵干酪质地更加均匀,表现出更优良的质构特性。通过固相微萃取-气相色谱-质谱联用对2种干酪的挥发性物质进行分析,将鉴定出的主要挥发性风味物质分为酸类、酮类、醇类、醛类和酯类物质,针对其成熟期的含量变化以及2种干酪风味变化的差异性进行分析。结果表明,(JR-21)的加入对于干酪成熟期5类风味物质的总体变化趋势影响较小,但其对于不同风味物质的含量有一定的影响。加入(JR-21)后,乙酸的含量都有一定的改变,说明(JR-21)的加入可有效抑制干酪中酸类物质的生成,从而缓解因乙酸积累导致的刺鼻气味和过强酸味。(JR-21)对有机酸含量的变化也直接影响了以其为前体合成的醇类和酯类物质的合成,其中带来花香、奶香和水果香气的是乙醇、异戊醇、1-戊醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、庚酸乙酯、甲酸戊酯、乙酸乙酯在添加(JR-21)发酵干酪中显著高于对照组。感官评分结果表明,2种干酪各评价指标评分随奶酪成熟期的延长而增高,在奶酪成熟期在30 d时最高,40 d开始下降。结果表明,毕赤酵母作(JR-21)发酵干酪在成熟期为30 d时达到最佳食用状态。综上所述,添加毕赤酵母(JR-21)作为附属发酵剂在契达干酪生产中,可以促进契达干酪的成熟,改善其风味,对干酪的组织状态无不利影响。
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