近年来,随着消费者健康意识的提升和可持续消费理念的普及,植物基乳制品市场快速发展。传统乳制品虽富含优质蛋白与脂肪,但其高饱和脂肪、乳糖及动物源成分已无法满足乳糖不耐受人群、素食者及环保导向消费者的需求。因此,植物性食品因其环境可持续性、营养价值和健康益处正成为研究热点[1]。以大豆为主要原料的植物奶酪不仅可满足乳糖不耐受人群的消费需求,还契合低碳与可持续发展的趋势[2]。传统的大豆植物奶酪及其他植物基奶酪体系通常依赖椰子油联合改性淀粉和水胶体稳定剂(如卡拉胶、黄原胶、角豆胶等)来构建主要结构相和赋予可切片性,这类配方在市售产品中占据了相当比例,配方多以“椰子油+淀粉/水胶体”为核心结构体系[3-5]。已有研究表明,大豆蛋白可在热处理或酸诱导条件下形成凝胶结构,但凝胶强度和持水性仍不理想[6]。此外,一项对商业植物基奶酪微观结构的扫描电镜研究显示,其内部结构通常孔洞大且不均匀、脂肪相与多糖相分离明显,解释了其在咀嚼过程中常出现“油脂涌出”和“口感粉散”的现象[7]。近几年大量研究证实,精准酶法修饰可在温和条件下定向改造大豆蛋白结构,同步实现脱腥、增香与质构强化,其中转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase)、酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)与凝乳酶(chymosin,CHY)的协同策略尤为引人关注。TGase通过催化Lys-γ-Gln异肽交联,将蛋白基质孔径缩小30 %以上,使植物奶酪硬度提高25%～40%,并显著降低冷藏28 d的析水率[2];酪氨酸酶交联的甘胺蛋白凝胶表现出更高的硬度和更低的弹性,而且凝胶网络的密度和纤维直径发生了结构性变化。这些变化直接影响了凝胶的孔径大小,并与凝胶的硬度和弹性呈相关性,凝胶网络中由较大且疏松的聚集体形成的刚性结构会导致凝胶更粗糙,并使其持水能力下降[8];凝乳酶则进一步在37 ℃剪切大豆7S与11S蛋白中类κ-酪蛋白位点,诱导形成致密均匀的蛋白-油脂复合凝胶,使融化性提升32%[9]。基于上述3种酶在作用机制上的差异,通过采用“两两组合”设计,探究不同类型的酶促反应之间是否存在协同效应或互补机制:TGase-酪氨酸酶:结合“赖氨酸-谷氨酰胺交联键”与“酚醌-蛋白偶联反应”,有望形成高密度、强度高的复合共价网络。TGase-凝乳酶:利用凝乳酶的局部水解促进蛋白暴露反应位点,从而增强TGase的交联效率,提高凝胶连续性与弹性。酪氨酸酶-凝乳酶:通过凝乳酶诱导疏水聚集,增加酪氨酸酶可作用的酪氨酸暴露量,使芳香族交联结合更加充分,可能增强质构强度和颗粒结合紧密性。因此,本研究选择TGase、酪氨酸酶和凝乳酶,并采用两两组合的实验设计,基于3种酶各自的改性优势及潜在协同作用的理论基础,从而系统比较不同生物酶改性策略对大豆植物奶酪结构与品质的影响。
与此同时,乳酸菌发酵技术因其能同步改善风味、质构与营养特性,被视为突破植物奶酪品质瓶颈的关键手段[9]。已有研究表明,乳酸菌可通过代谢糖类生成乳酸、乙酸等有机酸,降低pH并促进大豆蛋白的等电点聚集,形成类似奶酪的凝乳结构[9]。其分泌的蛋白酶能将大豆蛋白部分水解为小肽与游离氨基酸,从而改善质构与营养特性[9]。综上所述,酶促改性与乳酸菌发酵均可在不同层面改善大豆植物奶酪的品质。然而,目前研究多集中于单一酶种或单一发酵参数的优化,缺乏对“酶-菌-工艺”协同机制对植物奶酪品质影响的系统性研究。
本文以大豆为原料,选择TGase-酪氨酸酶、TGase-凝乳酶、酪氨酸酶-凝乳酶复合添加,分析融合魏斯氏菌SY628、德氏乳杆菌保加利亚亚种和唾液链球菌嗜热亚种混合发酵大豆植物奶酪的pH、质构、耐热性、色差、流变学特性、分子间作用力以及贮藏期奶酪的酸度、pH和持水性的变化,解析“酶-菌”协同工艺对奶酪品质差异化影响,为植物基发酵奶酪的品质优化与产业化提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料和试剂
非转基因东北大豆,湖南邵阳农产品交易市场;融合魏斯氏菌(Weissella confusa SY628),邵阳学院豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室保藏菌种;科汉森商业菌粉;乙醇、氯化钠、磷酸二氢钾、氢氧化钠等(均为分析纯),国药集团化学试剂有限公司;TGase、凝乳酶,佳禾旭日旗舰店;酪氨酸酶,康之健生物科技。
1.2 仪器与设备
高浓精磨机,正达精研制造有限公司;TA-XT Plus质构仪,英国Lloyd公司;UDK139凯氏定氮仪,北京市盈盛恒泰科技有限公司;DHR-2旋转流变仪,美国TA公司;T-8紫外分光光度计,南京菲勒仪器有限公司;台式高速离心机TG16K-Ⅱ,长沙艾迪生物科技有限公司;色差计CR-400,日本Konica Minolta公司。
1.3 实验方法
1.3.1 大豆植物奶酪的制备
大豆浸泡后分批进行磨浆、煮浆、过80目筛,采用糖度计(豆浆专用)测量豆浆浓度,用凯氏定氮法测量蛋白质浓度,绘制糖度豆浆浓度-蛋白质浓度曲线。利用该曲线,根据豆浆浓度计算调配后的豆浆蛋白质浓度;根据预实验的结果的蛋白质含量,调配豆浆蛋白浓度为4.4 g/100 g,随后固定加入70 g/L的碳源(蔗糖),罐装后在95 ℃下灭菌20 min,冷却至45 ℃以下,以Weissella confusa SY628和CHS(科汉森商业菌粉1 g溶于100 g无菌水)作为发酵剂,按SYCHS(SY628 2%+CHS 2%)进行接种,分别添加不同的酶,将样品发酵温度为35 ℃,发酵8 h形成凝乳,发酵后放入冰箱4 ℃冷藏后熟24 h即可得到成品。根据添加酶的不同,将样品分别命名为TG+TYR(转谷氨酰胺酶0.5 g/L+酪氨酸酶3 g/L)、TG+CHY(转谷氨酰胺酶0.5 g/L+凝乳酶2.5 g/L)、TYR+CHY(酪氨酸酶3 g/L+凝乳酶2.5 g/L)、BC(不添加酶)。
1.3.2 大豆植物奶酪理化指标
按照GB 5009.5—2025《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》测蛋白质含量;GB 5009.6—2025《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》测脂肪含量;GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》测pH值;GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》测酸度。
1.3.3 质构分析
使用质构仪进行质构特性分析。将大豆植物奶酪样品切成长宽高均为2 cm的立方体。参数设定为测前速度为5.0 mm/s,测试速度为1.0 mm/s,测后速度为5.0 mm/s,下压变形40.0%,触发力值5 g,探头类型为P/36R。所有样品一式3份[9]。
1.3.4 耐热性分析
以持水力(water holding capacity,WHC)作为大豆乳酸菌发酵植物奶酪耐热性的核心评价指标,对比大豆植物奶酪在加热前后的持水性变化,加热条件为85 ℃,30 min。大豆植物奶酪的持水性采用离心法进行测定,参考文献[10]。空离心管(50 mL)的质量记录为W1。将大豆植物奶酪(20 g)放入上述离心管中,记录质量为W2,将离心管中的样品在10 000×g在4 ℃下离心20 min。除去上清液,记录质量数为W3。WHC的计算如公式(1)所示:
(1)
1.3.5 流变学特性
根据李红娟等[11]描述的方法,将干酪样品切成直径24 mm、厚度2.4 mm的薄片,选择直径为25 mm的平板探头,平板与底面的距离为1 mm。然后将样品置于流变仪的托盘中央,进行频率扫描,应变振幅设定为0.5%,频率从0.1 Hz增加到10 Hz。同时保持温度为25 ℃。
1.3.6 表面疏水性
采用溴酚蓝(bromophenol blue,BPB)结合法测量大豆酸奶的表面疏水性。将1 mL大豆植物奶酪干粉悬浮液(10 mg/mL)加入200 μL BPB(1 g/L),超声30 min。摇匀后,5 000×g离心10 min,将上清液稀释10倍,在595 nm处测定吸光度,参考文献[10]。空白样品用1 mL 10 mmol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.0)代替1 mL大豆酸奶冻干粉悬浮液。表面疏水性以结合BPB的量(μg)表示,其计算如公式(2)所示:
表面疏水性
(2)
1.3.7 分子间作用力
参照LIU等[12]的方法分析大豆植物奶酪中的分子间作用力。
1.3.8 微观结构
参照GAO等[13]方法,采用扫描电镜分析大豆酸奶的微观结构。
1.4 数据统计分析
所有测量均在3个独立的重复中进行,最终结果表示为多个样本的“平均值±标准差”。使用SPSS 27软件对数据进行统计学分析,P<0.05为有统计学意义,用Origin 2024软件进行绘图。
2 结果与分析
2.1 大豆植物奶酪主要营养成分分析
对采用不同酶制备的大豆植物奶酪TG+TYR、TG+CHY、TYR+CHY和BC进行了主要营养成分分析,结果见图1。不同酶处理显著影响了样品的蛋白质和脂肪含量。其中TG+TYR组的样品蛋白质含量最高[(9.62±0.10)g/100 g],BC组最低[(8.07±0.42)g/100 g]。TYR+CHY组样品中的脂肪含量最高[(6.45±0.1)g/100 g],BC组最低[(5.92±0.19)g/100 g]。4组样品的水分含量没有显著性差异。TYR+CHY组的奶酪脂肪含量最高,可能与其凝胶网络结构较为疏松有关。相反,TG+TYR组较高的蛋白质含量可能促进了蛋白质间的交联与凝胶化,使结构更加致密,形成了对脂肪的物理包埋作用,表现出较低的脂肪释放率。已有研究表明,脂肪在发酵体系中可抑制酸奶凝胶网络的形成,蛋白质含量的增加有助于强化凝胶的空间支撑结构[10]。综上,酶处理方式显著影响了大豆植物奶酪的主要营养成分分布,其中蛋白质与脂肪含量的变化与凝胶结构特征存在一定关联,为后续对质构特性与风味形成机理的探讨提供了数据支持。
a-蛋白质含量;b-水分含量;c-脂肪含量
图1 大豆植物奶酪营养成分的变化
Fig.1 Changes in the nutritional composition of soy-based plant cheese
注:图中不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.2 大豆植物奶酪发酵过程中pH变化及发酵结束后酸度
不同酶处理组(TG+TYR、TYR+CHY、TG+CHY)和BC组的样品在发酵过程中pH变化如图2-a所示,发酵0～8 h期间,各组pH值均呈显著降低趋势,表明乳酸菌在豆浆基质中生长活跃并持续产酸。发酵8 h的pH最低,此时BC、TG+TYR、TYR+CHY、TG+CHY的pH值分别为4.6±0.01、4.43±0.01、4.40±0.01、4.35±0.02,其中BC组最高,TG+CHY组最低,发酵8 h或更长时间后添加酶和不添加酶的奶酪样品pH值变得相似。发酵结束时的酸度结果如图2-b所示。TG+TYR组较低的酸度反映了酶促调控下乳酸菌发酵过程的稳定性与温和性,有助于形成致密均匀的凝胶结构并提升产品的综合品质。结合酶处理条件可推测,酪氨酸酶与凝乳酶联用可促进发酵过程中有机酸的积累。TGase的添加减轻了酸度的上升,这是由于其抑制微生物增殖的作用[14]。综上,不同酶处理对大豆植物奶酪发酵体系的酸化动力学影响显著,酶促改性可有效促进乳酸菌代谢活性并调控发酵酸化特性,为后续的质构和风味形成奠定基础。
a-pH;b-酸度
图2 大豆植物奶酪发酵过程中pH的变化和发酵结束时的酸度
Fig.2 Changes in pH during the fermentation process of soy plant-based cheese and acidity after fermentation
2.3 大豆植物奶酪色差分析
不同酶处理对大豆植物奶酪色泽参数(L*、a*、b*及ΔE)具有显著影响(P<0.05),结果见表1。TG+TYR组样品的色差参数表现最为协调,a*值由BC组的-2.53降至-2.31;L*保持在较高水平(87.45±0.06),b*约为17.96,赋予样品微黄乳感,呈现消费者易接受且柔和的“亮白微黄”乳品级外观。酪氨酸酶可催化多酚化合物氧化生成醌类中间体,并与蛋白质分子发生偶联反应,改变色素分布与吸光特性[15],TGase促进蛋白质分子间交联,形成致密的三维网络结构,对部分色素分子产生物理包埋与光学稀释效应,从而减弱非酶褐变反应[16];两者的协同作用使样品在亮度(L*)与色调(a*、b*)之间达到良好平衡。综上,酶联用处理显著改善了大豆植物奶酪的色泽特征,TG+TYR组表现出亮度高、色调均衡、视觉接受度良好的特征,表明适宜的酶组合可有效调控植物奶酪的外观品质,为其产品感官优化提供工艺参考。
表1 大豆植物奶酪色差的变化
Table 1 Changes in color difference of soy-based plant cheese
样品L∗a∗b∗ΔE∗BC87.70±0.14c-2.53±0.01c19.36±0.20a15.79±0.15aTG+TYR87.45±0.06b-2.31±0.03a17.96±0.16c14.69±0.04bTG+CHY87.07±0.08ab-2.21±0.03b17.75±0.10d14.64±0.04cTYR+CHY87.81±0.22a-2.25±0.03b18.98±0.11b15.74±0.27a
注:同一列中具有不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.4 大豆植物奶酪耐热性分析
在大豆植物奶酪体系中,TGase通过催化蛋白质分子间形成 ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸共价键,显著增强蛋白质网络的交联密度与结构稳定性,提升了体系的热稳定性与持水能力。表2结果显示,所有样品经加热处理后持水力均呈下降趋势,但不同酶处理组之间差异显著。TG+TYR组加热前后持水力无显著差异,表现出最优的耐热性;而BC组的耐热性较差。TGase可以催化酸奶样品中蛋白质的赖氨酸残基形成稳定的三维网络结构,有效抑制热诱导下的蛋白质解聚与水分迁移,提高凝胶的结构完整性与热稳定性[17]。TG+TYR组的优异性能可能归因于酶间协同效应:在TGase作用下,酪氨酸酶催化多酚氧化生成的醌类产物与蛋白残基进一步偶联,使凝胶网络更加致密。综上,酶复合处理显著影响大豆植物奶酪的热稳定性,其中TG+TYR组合表现出最优效果,为植物蛋白基奶酪的加工与品质优化提供了理论依据。
表2 大豆植物奶酪耐热性(持水力的变化)
Table 2 Heat resistance of soy-based plant cheese (change in water-holding capacity)
耐热性样品未加热加热后BC92.44±0.43c86.24±0.09dWHC/%TG+TYR99.89±0.01a99.23±0.68aTYR+CHY96.67±0.29b92.22±0.99cTG+CHY99.89±0.04a96.24±0.80b
注:同一行中具有不同字母表示差异显著(P<0.05)。
2.5 大豆植物奶酪的质构分析
质地特性是奶酪质量的重要指标。添加不同生物酶(TG+TYR、TG+CHY、TYR+CHY)对大豆植物奶酪质地的影响如表3所示,添加TG+TYR样品的硬度、回弹性、内聚性、胶黏度、耐嚼性都显著高于其他3种样品,黏度、弹性也属于较高水平。TG+TYR、TG+CHY、TYR+CHY组的黏度都显著高于BC组。可以看出添加TGase和酪氨酸酶可以对大豆植物奶酪的质地产生较大影响。TG+TYR组表现出更高的回弹性,说明凝胶结构更具弹性恢复能力,而内聚性最高则表明酶交联增强了蛋白质间的结合力,使凝胶结构更加稳定紧密。本研究结果显示TG+TYR组大豆植物奶酪表现出较高的质地属性,在生产中使用TGase,由于增加了水的结合能力,降低了水合作用,因此凝胶强度和黏度得到增强[18]。
表3 大豆植物奶酪质构的变化
Table 3 Changes in texture of soy-based plant cheese
样品硬度黏性回弹性内聚性弹性胶黏度耐嚼性TG+TYR603.33±5.76a271.68±1.86b38.09±3.17a0.76±0.03a89.16±3.94a455.41±3.76a405.86±7.63aBC95.22±4.41d96.32±3.85c18.60±0.62c0.54±0.05c89.80±0.33a59.04±3.62b53.03±3.4bTYR+CHY112.78±4.62c309.65±6.17a14.40±2.55d0.59±0.06c83.68±3.19a75.78±11.29b63.40±9.74bTG+CHY130.60±1.23b315.19±7.31a24.91±4.17b0.65±0.05b85.74±6.57a47.61±11.27b53.70±10.14b
2.6 大豆植物奶酪流变学特性分析
如图3所示,不同酶复配体系对大豆植物奶酪的凝胶形成动力学影响显著。所有样品(TG+TYR、TG+CHY、TYR+CHY与BC)中,储能模量G′均高于损耗模量G″(图3-a和图3-b),表明体系具备典型的凝胶网络特征。该特征说明魏斯氏菌发酵所产生的胞外多糖在大豆蛋白基质中可形成连续的聚合物网络,从而赋予体系明显的黏弹性固体行为。其中,TG+TYR体系的G′和G″最高,说明其形成了更强的蛋白质-多糖相互作用。类似的,ISASCHAR-OVDAT等[8]的研究亦显示,酪氨酸酶交联可显著提高凝胶的储能模量,与本研究结果一致。由图3-c可见,4种样品的损耗正切(tanδ)均小于1,表明体系表现出弹性固体特征,与其他豆类蛋白发酵制品的流变特性结果一致[19]。4种样品的复黏度η*随角频率ω增加呈幂律单调下降(图3-d)。K值顺序显示TG+TYR组体系蛋白-脂肪网络最紧密,而BC最为疏松。剪切稀化指数n均小于1,为典型假塑性流体;其中TG+TYR组的n最小(0.205±0.003),剪切敏感性最高。所有样品tanδ<1,证实体系在整个频率范围内均保持黏弹固体特性。如图3-e所示,各样品主要通过纵向平移η*量级实现结构差异,而斜率变化较小,提示可通过调整蛋白-脂肪比例以实现“平行式”质构调控。综上,不同酶复合体系对蛋白质网络的构筑具有显著调节作用,为植物奶酪的质构定向设计与加工数值模拟提供了理论依据。
a-G′;b-G″;c-tanδ;d-复黏度普通坐标图;e-复黏度-频率双对数坐标图
图3 大豆植物奶酪流变特性
Fig.3 Rheological properties of soy-based plant cheese
2.7 表面疏水性
表面疏水性是一种用来评估暴露在蛋白质表面的疏水基团数量的方法。它通常被用来反映与蛋白质功能有关的蛋白质结构的变化,如表面张力和乳化活性[20]。表面疏水性反映了蛋白质分子表面疏水基团的数量,也与蛋白质的结构相关[21]。不同酶体系对大豆植物奶酪的表面疏水性影响显著(P<0.05)。如图4-a所示,TG+TYR样品的表面疏水性最高,依次为BC、TG+CHY和TYR+CHY组。TG+TYR的表面疏水性最高表明TGase和酪氨酸酶开放了内部结构,暴露了更多的疏水基团[20],分子内部的疏水部位暴露增加,使蛋白质分子表现出更强的表面疏水性[22],而凝乳酶参与的样品表面疏水性较低,可能与蛋白水解生成亲水小肽有关。表面疏水性的升高与样品的G′增强趋势一致,说明疏水相互作用在凝胶网络致密化与质构形成中起关键作用。
a-表面疏水性;b-分子间作用力
图4 大豆植物奶酪表面疏水性和分子间作用力
Fig.4 Surface hydrophobicity and intermolecular interactions of soy-based plant cheese
2.8 分子间作用力
不同酶处理对奶酪蛋白分子间作用力的影响如图4-b所示。BC组中离子键占比最高,氢键次之,而二硫键比例最低,原始奶酪结构中静电相互作用与水合作用为主导因素[23]。经酶处理后,各组分子间作用力分布发生显著变化。TG+CHY组中二硫键比例显著升高,提示凝乳酶可能促进巯基氧化交联,增强蛋白共价网络结构[24],TYR+CHY组则表现出所有作用力均显著下降。此外,TG+TYR组在维持离子键与氢键稳定的同时,二硫键比例亦有所上升,显示出较好的结构增强效果。综上,不同酶组合通过调控奶酪蛋白间非共价与共价相互作用,显著影响其微观结构与宏观质构特性,尤其是TG+TYR组,为酶法调控奶酪功能品质提供了理论依据。
2.9 大豆植物奶酪微观结构及大豆植物奶酪外观
由扫描电镜观察结果(图5-a～图5-d)可知,BC组组织分布不均匀,表面有较多褶皱,具有孔隙;TG+TYR组的凝乳结构更加紧密,颗粒相互聚集,组织分布更加均匀,表面较为光滑,故奶酪的持水力也最大;TG+CHY组出现局部聚集情况,表面有褶皱;TYR+CHY组蛋白胶束粒子粒径更大,颗粒聚集但不均匀,表面略有褶皱。经过TGase处理的样品具有更紧密的结构[16],酪氨酸酶处理的蛋白质网络更坚硬[8],酶诱导的交联链的形成降低了凝胶的渗透性,从而产生更稳定和牢固的结构[18]。在结构尺度上,酸致凝胶通常形成孔径较大、网络较粗的颗粒状结构,而酶促交联可细化链束、增强网络连续性,使凝胶趋于致密稳固[25]。本研究发现酶与发酵结合的样品具有更紧密、均匀且多尺度强化的三维网络结构,不仅在宏观质构(硬度、黏聚性、耐嚼性)上优于空白组,也在热稳定性上表现出更缓慢的结构破坏速率,进一步证明协同效应的存在。简而言之,添加TGase和酪氨酸酶可以改善凝胶结构的形成,降低黏度和提高持水性。不同生物酶大豆植物奶酪的外观,如图5-e～图5-h所示,所有大豆植物奶酪都没有观察到明显的乳清析出现象,色泽更近于豆浆的颜色,BC组切面能观察到不均一,表面略粗糙,类似于软奶酪;TG+CHY组则切面有小孔隙;TG+TYR组切面光滑,呈现出更为坚硬、紧密的质地,较为Q弹;TYR+CHY组则质地柔软,表面粗糙,外观和前面的实验结果相一致。
a-BC;b-TG+TYR;c-TG+CHY;d-TYR+CHY;e-BC;f-TG+TYR;g-TG+CHY;h-TYR+CHY
a～d-微观形态;e～h-外观
图5 大豆植物奶酪扫描电镜形态及不同生物酶大豆植物奶酪的外观
Fig.5 Scanning electron micrographs and appearance of soy-based cheese treated with different biocatalysts
2.10 大豆植物奶酪贮藏期pH、总可滴定酸度(total titratable acidity,TTA)、持水力的变化
对添加不同生物酶(TG+TYR、TG+CHY、TYR+CHY、BC)的大豆植物奶酪在贮藏期(0、7、14、21、28 d)的pH、TTA、持水性变化进行了分析,结果见表4。贮藏0～28 d,各组pH均显著降低(P<0.05),贮藏0 d,TG+TYR的pH值为4.98±0.05、TG+CHY为4.61±0.08、TYR+CHY为4.85±0.30、BC为4.90±0.05,随着贮藏时间的延长,四类大豆植物奶酪的pH均呈逐渐下降的趋势,这可能是Weissella confusa SY628和CHS增加了有机酸的产生;总酸度贮藏28 d,TG+TYR的TTA为(33.10±1.24)°T、TG+CHY为(52.56±3.45)°T、TYR+CHY为(69.46±1.47)°T,BC为(40.05±0.22)°T,TTA随贮藏时间的延长而不断增加,且TYR+CHY组TTA最高,TG+TYR组TTA最低。贮藏0～28 d持水性呈缓慢下降的趋势,说明Weissella confusa SY628产生的多糖能够利用豆浆中的蛋白形成网络紧密的凝胶结构[10]。
表4 大豆植物奶酪贮藏期间理化特性的变化
Table 4 Changes in physicochemical properties of soy-based plant cheese during storage
指标样品0 d7 d14 d21 d28 dTG+TYR4.98±0.05a4.92±0.08a4.87±0.09a4.85±0.10a4.80±0.05apHTG+CHY4.61±0.08d4.59±0.06d4.55±0.06d4.53±0.12d4.53±0.03dTYR+CHY4.85±0.30c4.82±0.07c4.67±0.03c4.67±0.06c4.48±0.06cBC4.90±0.05b4.87±0.06b4.73±0.07b4.73±0.08b4.72±0.04bTG+TYR18.32±2.61c23.84±0.42d25.92±0.57d29.60±0.85d33.10±1.24dTTA/°TTG+CHY33.88±1.16b36.16±0.40b39.91±0.47b44.80±0.33b52.56±3.45bTYR+CHY43.09±0.22a47.04±0.26a51.44±0.77a56.79±0.62a69.46±1.47aBC31.99±3.68b33.66±0.95c35.72±0.54c37.85±0.27c40.05±0.22cTG+TYR99.89±0.01a99.05±0.04a98.60±0.11a98.44±0.10a98.00±0.11aWHC/%TG+CHY99.89±0.04a98.90±0.42a98.15±0.06a97.99±0.14b97.57±0.11bTYR+CHY96.67±0.29b95.78±0.67b95.28±0.04b94.93±0.17c94.58±0.24cBC92.44±0.43c92.40±0.57c91.50±0.42c91.25±0.08d90.35±0.07d
注:同一列中具有不同字母表示差异显著(P<0.05)。
3 结论
本研究以大豆为原料,首次采用融合魏斯氏菌SY628联合商业乳酸菌发酵协同生物酶改性工艺,成功制备了高硬度、零乳清析出、28 d品质稳定的大豆植物奶酪。研究发现,TGase-酪氨酸酶,TGase-凝乳酶,酪氨酸酶-凝乳酶复合添加与不添加生物酶的样品对比,蛋白质含量显著提升,耐热性增强,流变特性显著提高,硬度、回弹性、胶黏度、耐嚼性均显著性增大且具有更稳定的微观结构和耐热性。同时,TG+TYR组合在硬度、黏聚性、耐嚼性以及热稳定性等指标上均表现最佳。这一现象不仅来源于交联强度的增加,更反映出2种酶在作用路径、交联位点以及微观结构重构方面存在高度互补性,形成了显著强于单一酶作用或其他两两组合的复合协同效应。乳酸菌发酵提升蛋白反应位点暴露,酶促交联增强酸凝框架强度,两者通过“结构预活化-强化交联-网络重构”的路径相互促进,使最终凝胶形成跨尺度、双机制增强的复合结构,该“生物酶联用-乳酸菌协同发酵”的双生物改性新工艺实现了高品质大豆植物奶酪的“清洁标签”生产,为下一代高感官、零添加植物奶酪的工业化生产提供了理论依据和技术支持。
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