大豆杏仁植物基再制干酪理化性质及风味

高佳嘉1,李平2,胡海玥1,杨冰秋1,张彩霞1,穆伟豪1,汪建明1*,杨晨1*

(1.天津科技大学食品科学与工程学院,天津 300457;2.天津朗诺宠物食品股份有限公司,天津 301600)

摘 要:大豆干酪相较于动物基干酪更适用于乳糖不耐受人群,但其具有豆腥味,从而限制了产品在市场上的发展。该研究将大豆与杏仁打浆,豆浆与杏仁浆按照体积比1∶3 混合,添加乳化盐制备混合植物基再制干酪(mixed cheese,MC),并与纯大豆再制干酪(soy cheese,SC)及市售切达干酪(commercially cheddar cheese,CC)对比,研究混合植物基再制干酪的理化性质及风味特性。结果表明,MC 具有良好的性质,其硬度值与CC 相近,为(1 047.71±17.04)g/100 g,相较于SC 提高了115%,扫描电子显微镜可以观察到MC 内部形成了较为致密的网状结构,二级结构中MC 的α-螺旋和β-折叠含量增加进一步证实了其内部结构更加稳定。电子鼻、挥发性风味物质结果表明MC中1-辛烯-3-醇含量降低了9.67%,说明MC 中豆腥味得到了较好的掩蔽,风味得到了明显的改善,且感官评价分值与CC 接近,均能证明混合干酪具有替代市售干酪的潜力。

关键词:大豆;杏仁;再制干酪;质地;二级结构;风味

植物基干酪是一种由植物成分制成的、将不同来源的植物蛋白质、淀粉和油脂进行组合的可食用材料,其外观、质地与动物干酪相似[1]。植物基干酪主要包括坚果基产品、植物基牛奶替代品以及淀粉和奶油基干酪,中国最早的植物基干酪是以发酵豆腐的形式生产和消费的。乳糖是哺乳动物乳汁和乳制品中的主要碳水化合物,不能直接被人体吸收,需要被β-半乳糖苷酶分解成葡萄糖和半乳糖[2]。全球约65%的人口随着年龄的增长其体内β-半乳糖苷酶的生产水平下降,造成分解乳糖的能力不足,从而导致乳糖不耐受[3],因此,植物基干酪逐渐成为当前的研究热点。但目前的植物基干酪存在较多问题,如口感不如传统奶酪好吃、味道不容易被接受等,因此植物基干酪需要更进一步的开发和完善。

大豆是优质植物蛋白的主要来源,其蛋白质、脂肪和碳水化合物分别约占原料的36.5%、19.9%和30.0%,大豆中脂肪、蛋白质、碳水化合物和粗纤维的比例接近肉制品中的比例[4],因此,豆制品被认为是最合适的肉制品替代品之一。但是大豆即使发酵后仍具有较浓的豆腥味,很难被人们接受,如何降低或去除干酪中的豆腥味也是目前需要解决的问题。杏仁是一种用途广泛、营养丰富的坚果,杏仁中的蛋白质、脂肪和微量营养素可以赋予杏仁产品良好的营养、感官和功能特性[5]。目前市场上有许多杏仁制品,如杏仁粉、杏仁露、杏仁酪等,将杏仁和大豆混合制备植物基再制干酪,既可以利用杏仁本身的味道掩蔽豆腥味,又赋予干酪更高的营养价值。乳化盐是再制干酪加工过程中的重要成分,其种类及添加量对干酪的功能特性有显著影响,从而影响干酪的质地和融化性等[6]

为了进一步研发植物基干酪,扩大干酪的应用市场,本研究将大豆和杏仁分别打浆,豆浆与杏仁浆按体积比1∶3 混合,发酵后添加乳化盐,研究混合植物基再制干酪(mixed cheese,MC)的质地及风味特性。通过质构、流变、二级结构、扫描电镜对干酪质地、流变性能、微观结构进行分析,并通过电子鼻和气相色谱-质谱联用仪对其挥发性化合物进行测定,同时进行感官评定,与纯大豆再制干酪(soy cheese,SC)及市售切达干酪(commercially cheddar cheese,CC)进行对比。本研究以期开发一款具有良好质地及风味、可代替市售切达干酪的干酪产品,为拓宽植物基干酪的市场奠定基础。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

大豆、杏仁:天津市利民调料有限公司;椰子油:海南洪山合贸易有限公司;乳化盐(柠檬酸钠、磷酸氢二钠):天津市风船化学试剂科技有限公司;黄原胶:河南万邦化工科技有限公司;魔芋胶:上海源叶生物科技有限公司。

1.2 主要仪器与设备

分析电子天平(ME204):梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;均质机(FJ200-SH):上海标本模型厂;电热鼓风干燥箱(DF-101S)、水浴锅(DK-8D):上海博迅实业有限公司医疗设备厂;恒温磁力搅拌器(H05-1):天津东南仪诚科技有限公司;真空冷冻干燥机(FD-1A-50):北京博医康实验仪器有限公司;动态流变仪(MARS 60):德国哈克公司;质构分析仪(TA-XT Plus):英国Stable Microsystems 公司;傅里叶变换红外光谱仪(NICOLET IS50)、气相色谱-质谱联用仪(ISQ7000):美国Thermo Scientific 公司;扫描电子显微镜(SU1510):日本Hitachi 公司;电子鼻(PEN3):德国AIRSENES 公司;激光粒度分析仪(Bettersize3000):丹东百特仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 植物基再制干酪的生产工艺

大豆与脱苦后的杏仁打浆,将豆浆与杏仁浆按照体积比1∶3 混合,加入2.5% 的椰油,均质5 min 后水浴灭菌30 min,冷却后加入0.02%的CaCl2 溶液和1%发酵剂,37 ℃发酵12 h。发酵结束后加入0.1% 风味蛋白酶和0.3% 木瓜蛋白酶,60 ℃酶解2 h,随后加入1.5% 脂肪酶于40 ℃下200 r/min 酶解8 h。在酶解完的样品中加入1.5%柠檬酸钠、1%磷酸氢二钠、0.05%黄原胶、0.05%魔芋胶,均质后85 ℃乳化30 min,冷却后排乳清得到最终产品。

1.3.2 植物基再制干酪粒径的测定

粒径的测定参照Hu 等[7]的方法并加以修改。将样品配制成3 mg/mL 的溶液,在磁力搅拌器上搅拌过夜,随后通过激光粒度分析仪测量样品粒径。

1.3.3 植物基再制干酪质构性质的测定

使用质构分析仪,配备P100 圆柱形探头,对干酪样品的硬度和弹性进行分析。将储存于4 ℃的样品切成2.4 cm×1.7 cm×2.0 cm 的立方体,以1 mm/s 的压缩速度压缩到原来高度的30%。双咬合压缩循环,两次压缩间隔时间为5 s,触发力为5 g,记录样品的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性、胶着性和回复力[8]

1.3.4 植物基再制干酪流变性质的测定

参照Ayyash 等[9]的方法,将样品在(25±1)℃下平衡至少20 min。使用动态流变仪进行小振幅测量,选择直径为20 mm 的探头,上板和下板之间间隙为1 mm,应变设置为1%,频率在25 ℃下从0.1 到100 Hz变化,记录流变过程中的储能模量(G′)和损耗模量(G″)。

1.3.5 植物基再制干酪二级结构的测定

参照杨晨等[10]的方法,将制备好的干酪于真空冷冻干燥机中冻干,磨粉后备用。称取1 mg 冻干后的样品粉末,加入150 mg 左右的KBr,研磨混合均匀,然后采用红外专用压片机进行压片,在恒温箱平衡后,以空气作为扫描背景,用红外光谱仪扫描蛋白样品,记录样品在500~4 000 cm-1 范围内的傅里叶变换红外光谱。用OMNIC 及PeakFit 数据处理软件分别进行图谱分析及二级结构分析。

1.3.6 植物基再制干酪的微观结构

微观结构参照Li 等[11]的方法,将奶酪切成5 mm×5 mm× 2.0 mm 的小块,放入装有2.5% 戊二醛溶液的烧杯中,在4 ℃下避光放置3 h,用pH 值为7.2 的磷酸缓冲液清洗3 次,每次清洗10 min。随后分别用10%、30%、50%、70%、90%和100%的乙醇溶液脱水10 min,再用氯仿脱脂3 次,每次15 min。将样品冷冻后在冷冻干燥机中进行冻干,在离子溅射器上进行喷金,用扫描电子显微镜观察其微观结构。

1.3.7 植物基再制干酪的电子鼻分析

参照Li 等[12]的方法,使用电子鼻系统(PEN 3)对干酪的香气进行分析,该系统配备的10 个金属氧化物半导体传感器如表1 所示。称取3 g 样品置于40 mL顶空瓶中并将其密封,在60 ℃水浴锅中平衡30 min 后用电子鼻系统通过吸取顶部气体进行检测分析,电子鼻设置检测时间60 s,清洗时间120 s,气体流速1 L/min。

表1 电子鼻传感器的具体性能
Table 1 Specific properties of the electronic nose sensor

传感器编号12345 67891 0传感器名称W1C W5S W3C W6S W5C W1S W1W W2S W2W W3S特异功能对芳香成分敏感对氮氧化物敏感对氨和芳香成分敏感对氢化物敏感对短链烷烃、芳香族成分和弱极性化合物敏感对甲基敏感对无机硫化物敏感对醇类、醛类、酮类敏感对芳香成分和有机硫化物敏感对长链烷烃敏感

1.3.8 植物基再制干酪挥发性物质的测定

参照Wang 等[13]的方法,称取3 g 样品于20 mL 样品瓶中(注意样品不要碰壁),将三相萃取头插入气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)进样口老化,同时将样品放置60 ℃水浴中平衡15 min,在老化的第15 min 取出三相萃取头,将其插入样品瓶中顶空萃取40 min 后取出萃取头,再插入GC-MS 进样口解吸15 min,检测其挥发性组分。

1.3.9 感官评定

感官评价参照Shori 等[14]的方法,对3 种干酪样品从外观、质地、滋味、气味及可接受度5 个方面进行评分。评估基于10 分制,感官评分标准如表2 所示。

表2 植物基再制干酪的感官评分标准
Table 2 Sensory scale of plant based reprocessed cheese

项目较好(7~10)良好(4~<7)外观表面光滑细腻,有光泽,颜色均匀一致表面较光滑,颜色较均匀质地质地细腻,硬度非常合适,无杂质质地较细腻,硬度较适中气味无酸臭味和豆腥味,有明显的发酵香味无酸臭味,有少量豆腥味较差(1~<4)表面粗糙,颜色不均匀,有其他异常颜色质地较差,过稀或过稠,砂粒感严重滋味浓烈的干酪香味,无异味较淡的干酪味,没有异味过酸或过甜,有强烈的异味酸臭味,有较浓的豆腥味,无发酵香味可接受度与市售非常相近,能够接受与市售有一定差别,较能接受不能接受

1.4 统计分析

所有试验均进行3 次平行试验。使用SPSS 程序进行数据的方差分析和邓肯检验,P<0.05 具有统计学意义。使用Origin 2022 进行数据处理及图形绘制。

2 结果与分析

2.1 植物基再制干酪的粒径分析

粒径的大小反映了再制干酪的细腻程度,粒径越小说明干酪质地越细腻。为了研究干酪样品中颗粒的变化趋势,采用激光粒度分析仪进行样品粒径的测定,3 种植物基再制干酪的粒径分析结果如图1 所示。

图1 植物基再制干酪的粒径分布及粒径大小
Fig.1 Particle size distribution and particle size of plant based reprocessed cheese

(a)粒径分布区间;(b)粒径大小。D3,2为面积平均粒径;D4,3 为体积平均粒径。不同小写字母表示组间存在显著差异(P<0.05)。

由图1(a)可知,干酪的粒径大小都集中在25~50 μm 之间,SC 干酪呈现出广泛的粒度范围,而MC和CC 呈现出更均匀的分布,且MC 和CC 的集中区间较为相似,说明MC 的粒径大小与CC 较为接近,因此,大豆与杏仁混合植物基再制干酪更适合代替市售干酪。图1(b)显示了3 种干酪的平均粒径图,由图1(b)可知,SC 干酪的面积平均粒径(D3,2)和体积平均粒径(D4,3)均为最大,分别为7.83 μm 和36.78 μm,而MC 的粒径和CC 较为接近,面积平均粒径和体积平均粒径分别为6.21 μm 和29.76 μm,这可能是由于干酪中的蛋白质等物质与油相结合,减少了油滴之间的聚集,因此粒径较小[15]

2.2 植物基再制干酪质构性质分析

干酪的质构决定了产品的首要感官体验,质构特征主要包括硬度、弹性、胶着性、咀嚼性等,这些特征主要由干酪的组成和结构决定[16]。3 种植物基再制干酪的质构如表3 所示。

表3 植物基再制干酪的质构特性
Table 3 Textural properties of plant based reprocessed cheese

注:同列不同小写字母表示组间存在显著差异(P<0.05)。

样品名称SC硬度/g 内聚性咀嚼性/g 回复力MC CC 485.34±14.58b 1 047.71±17.04a 1 005.67±13.73a弹性/mm 0.61±0.01a 0.49±0.01a 0.50±0.01a 0.67±0.08a 0.54±0.02b 0.52±0.01b胶着性/g 324.31±11.62b 556.2±9.33a 520.94±10.14a 196.27±15.29b 276.37±14.26a 262.11±15.64a 0.14±0.02a 0.15±0.01a 0.14±0.01a

硬度是干酪质构的元素之一,直接影响人们对其的喜爱程度。由表3 可知,MC 的硬度最大,为1 047.71 g,这说明其质地得到了很大程度的提升。SC 的硬度最低,这说明纯大豆再制干酪质地不及大豆与杏仁混合植物基再制干酪。可能是因为大豆蛋白和杏仁蛋白相互交联,增强了蛋白质网络,这与Ghaedi 等[17]的研究结果一致。干酪硬度较高的另一种原因可能也与其脂肪含量较高有关,脂肪作为填充成分来稳定凝胶网络,从而使干酪具有较高的硬度[18]。此外,干酪在冷藏过程中,蛋白质之间可能通过疏水,静电相互作用,氢键或其他作用力形成新的网络结构,这将导致奶酪形成更硬、更难融化的基质[19]。咀嚼性是指干酪在吞咽前达到均匀状态所需要的力和能量,干酪的咀嚼性随着硬度的增加而增加,大豆与杏仁混合植物基再制干酪的咀嚼性最大,为276.37 g,与CC 相比,提高了5.44%。干酪的硬度与弹性、内聚性之间无明显联系,且3 种样品的弹性及回复力无显著差异(P<0.05)。

2.3 植物基再制干酪的流变学分析

通过评估储能模量(G′)和损耗模量(G″)值随频率的变化,反应干酪形变期间发生弹性(可逆)形变而储存的能量及发生黏性(不可逆)形变而损耗的能量,表征了奶酪的黏弹性。植物基再制干酪的流变特性见图2。

图2 植物基再制干酪的流变特性
Fig.2 Rheological properties of plant based reprocessed cheese

由图2 可知,在整个研究频率范围内G′值大于G″值,这表明干酪样品存在着相互连接的网络结构,说明样品的弹性占主导地位[20]。这可能是由于干酪中蛋白质-蛋白质的相互作用,使干酪具有弹性特性[21]。此外,干酪的弹性特性还取决于脂肪和蛋白之间的相互作用,蛋白质和脂肪相互作用力越强,干酪的弹性就越大[22]。在频率扫描过程中,MC 的储存模量最高,表明MC 比其他样品具有更高的弹性行为,这与其具有较高的脂肪含量相对应。CC 次之,SC 的储存模量最差,这说明大豆与杏仁混合植物基再制干酪具有更强的凝胶网络,有潜力成为市售切达干酪的替代品。

2.4 植物基再制干酪的二级结构

为研究干酪形成过程中蛋白质的变化,采用红外光谱仪扫描样品,结果见图3(a)。为了详细了解优化后干酪的二级结构变化,使用PeakFit v4.12 对酰胺I带进行解卷积,以这种方式确定的α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲的百分比如图3(b)所示。

图3 植物基再制干酪的红外光谱和二级结构
Fig.3 Infrared spectra and secondary structure of plant based reprocessed cheese

(a)红外光谱图;(b)二级结构。

由图3(a)可知,位于3 424 cm-1 处附近出现较宽的吸收峰,代表酰胺A 带,这可能是N—H 与O—H 伸缩振动吸收峰的叠加,与SC 相比,MC 与CC 在该处呈现的吸收峰更宽,说明分子间氢键作用更加明显,促进了干酪凝胶的聚集,从而具有更致密的网络结构。在2 850~2 926 cm-1 处的峰,代表酰胺B 带,这可能与C—H 和NH2 的拉伸振动有关[23]。在1 650~1 750 cm-1之间表现出较强的吸收峰,主要是由酰胺Ⅰ带的C O伸缩振动产生,其峰形的变化可以反映出蛋白质二级结构的变化。与SC 相比,MC 和CC 在1 600 cm-1 附近的吸收峰发生红移,波数由1 640.55 cm-1 分别变为1 651.43 cm-1 和1 649.66 cm-1,说明MC 和CC 的二级结构相较于SC 发生了改变,且两者较为接近[24]

α-螺旋成紧密而无空腔结构,因此α-螺旋结构含量越多其蛋白结构越稳定,β-折叠也有利于凝胶网络的形成,而β-转角以及无规则卷曲结构是不规则的,其稳定性显著低于α-螺旋结构的稳定性,不利于形成有序的凝胶结构[10]。由图3(b)可知,优化后的MC 干酪中α-螺旋和β-折叠含量增加,蛋白由β-转角和无规卷曲结构转而形成更为有序的α-螺旋和β-折叠结构,这更加说明MC 干酪内部结构比SC 更加稳定有序,因此具有较好的质地。此外,β-折叠含量的升高还可能与蛋白质受到外界挤压而发生结构重排,从而使分子间氢键、离子键及疏水相互作用等发生变化有关[25]

2.5 植物基再制干酪的微观结构

扫描电子显微镜下观察到干酪的微观结构如图4所示。

图4 植物基再制干酪的微观结构
Fig.4 Microstructure of plant based reprocessed cheese

由图4 可知,SC 与MC 和CC 的微观结构之间存在明显差异。SC 的表面粗糙的结构很明显,并且能够观察到大豆球蛋白,而MC 和CC 则形成了较为光滑致密的网状结构。MC 的网络结构中镶嵌着大豆蛋白,可能是由于大豆蛋白和杏仁蛋白通过疏水相互作用形成大豆蛋白-杏仁蛋白复合物,增强了蛋白质网络,因此形成了紧密的网络结构[26]。随着脂肪乳化程度的增加,奶酪结构变得更加均匀。此外,MC 中蛋白质网络大小不一致也可能是因为带电多糖掺入蛋白质网络引起的不一致的结构。CC 的表面也能观察到大小不均匀的聚集物,可能是酪蛋白与脂肪球之间的聚集,这可能与静电排斥力降低和疏水相互作用的增加有关[18]

2.6 植物基再制干酪的电子鼻分析

干酪制品中挥发性物质是干酪香气的重要组分,直接关系到其品质,电子鼻能够识别不同干酪中挥发性风味成分,并对其进行区分和分类识别,3 种植物基再制干酪的电子鼻分析结果如图5 所示。

图5 植物基再制干酪的电子鼻分析
Fig.5 Electronic nose analysis of plant based reprocessed cheese

(a)雷达图;(b)主成分分析。

由图5(a)可知,W1W、W2S、W3S 及W5S 的信号强度较高,这表明该传感器对醇类、醛类、酮类、无机硫化物敏感、长链烷烃及氮氧化物敏感,说明发酵过程对干酪风味的形成具有显著的影响[27]。由图5(b)可知,3 种干酪样品第1 主成分(PC1)和第2 主成分(PC2)的贡献率分别为66.5% 和21.8%,方差累计贡献率高达88.3%,表示主成分分析能够反映原始数据的信息。3 个样品的距离都相对较远,表明三者之间的挥发性成分存在一定的差异,可以很好地区分。MC 与CC 距离较近,而SC 与CC 距离较远,说明MC 与CC 的风味相似,即大豆与杏仁混合植物基再制干酪可在一定程度上替代市售切达干酪。

2.7 植物基再制干酪的挥发性化合物分析

干酪在发酵过程中可以通过糖代谢、蛋白质降解等途径生成醇类、酸类、酯类等物质,为了确定影响干酪风味的挥发性有机化合物,使用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)对样品中的挥发性化合物进行分析,结果见表4。

表4 植物基再制干酪中挥发性化合物的含量
Table 4 Content of volatile compounds in plant based reprocessed cheese

中文名称醇类苯甲醇苯乙醇正丁醇1-辛烯-3-醇二甲基硅烷二醇异戊醇2-庚醇α,α-4-三甲基环己基甲醇2-乙基己醇2-丙基-1-庚醇(2S,3S)-(+)-2,3-丁二醇4-氨基-1-戊醇醛类正己醛(Z)-2-壬烯醛2-庚烯醛苯甲醛反-2-辛烯醛壬醛苯乙醛异戊醛正辛醛癸醛2E,4Z-癸二烯醛酮类丙酮2-庚酮2-壬酮4-氯苯丁酮3-羟基-2-丁酮相对含量/%SC MC CC 0.58-0.09 10.72 7.28-1.51 3.62 13.66 0.37 2.41-0.06 1.05 1.76-0.72 0.17 0.77 10.99 1.12------ -2.03 2.70 0.14-3.55 1.62 2.11 0.13 0.11 1.87-13.73-2.09 0.15 0.18 0.09 48.31 0.06 0.33 0.26----0.18 0.25-- ---0.14 0.08 42.72-1.05 1.14 1.47 0.20 0.45--7.37--2.12 0.08 10.47--2.74 2.43 0.45 0.30 2.71

表4 植物基再制干酪中挥发性化合物的含量
Continue table 4 Content of volatile compounds in plant based reprocessed cheese

注:-表示未检出。

中文名称2-壬酮左旋香芹酮4-氯苯丁酮6-十五烷酮硝基呋喃代谢产物-呋喃唑酮酸类醋酸异戊酸己酸丁酸庚酸新癸酸辛酸异戊酸正癸酸月桂酸草酸蝶呤-6-羧酸酯类己酸甲酯亚砷酸三酯辛酸甲酯辛酸乙酯癸酸乙酯正己酸乙酯苯乙酸甲酯丁位辛内酯邻苯二甲酸二丁酯1-甲基丙烯酸十一酯月桂酸甲酯月桂酸乙酯碳酸丙烯酯苯酚类3,4-二甲氧基甲苯乙基苯邻二甲苯间二甲苯其他亚硝基甲烷正丁烷2,6,10-三甲基十四烷(E)4,8-二甲基壬二烯-1,3,7-三烯(3E)-3-丙-2-烯亚基环丁烯1-亚甲基-1H-茚二硫化碳相对含量/%SC CC--MC 0.08 0.06 0.12 0.11 0.09-- --0.14-3.85 0.9-2.12 1.49 0.55-- - - - - --- - - - -0.32 0.08 2.33 0.95 4.15-15.53-3.47 2.45--3.45 5.09 2.10 0.29 2.37 0.58 0.40-2.18 0.13 1.16-9.68 1.87 0.39 0.10 0.07 2.10-0.32 6.57-0.3-- - - -0.10---- - ---0.29 0.13 0.14 0.16 0.32---- - -0.84-1.86 0.11 0.73--0.14 0.55 0.53-- - -0.16 0.3-0.32-- -0.23---0.69 0.16-0.30 0.55-

由表4 可知,SC、MC 和CC 样品中分别检测到34、41、38 种挥发性化合物。SC 干酪中醇类8 种、醛类6 种、酮类5 种、酸类6 种、酯类5 种、其他物质4 种;MC 干酪中醇类7 种、醛类8 种、酮类4 种、酸类8 种、酯类8 种、其他物质6 种;CC 干酪中醇类9 种、醛类7 种、酮类5 种、酸类9 种、酯类3 种、其他物质5 种。

醇类物质可以为干酪提供甜味、果味及花香味。3 种干酪中醇类物质的含量分别为37.83%、6.83% 和24.39%,主要包括苯甲醇、1-辛烯-3-醇和2-庚醇等。1-辛烯-3-醇是SC 的代表性风味,具有蘑菇香气和金属、泥土味,是豆腥味的主要成分。与SC 相比,MC 中1-辛烯-3-醇含量降低了9.67%,说明MC 中豆腥味得到了较好的掩蔽,因此具有更好的风味。2-庚醇带有轻微脂蜡花香,香气清甜柔和,赋予干酪果香以及香草香味。

醛类物质通常赋予干酪坚果味、肉汤味及果香味,3 种干酪中的醛类物质主要为苯甲醛、壬醛、癸醛等。苯甲醛是杏仁的主要风味物质,具有苦杏仁味及芳香味,在MC 中含量较高,为48.31%。壬醛具有玫瑰、柑橘等香气,癸醛具有甜香、柑橘香、蜡香、花香等特殊气味,二者均赋予干酪果香味。酸类风味物质在3 种干酪中的占比分别为9.05%、29.08%和16.59%。其中己酸、丁酸、庚酸、辛酸和异戊酸的占比较高。酸类物质主要源于干酪在发酵过程中产生的有机酸,也可能是脂肪中的甘油三酯发生水解反应而产生的[28]

发酵后MC 的香气成分中存在较多酯类物质,如正己酸乙酯、辛酸甲酯等。酯类具有花果香味,可以缓和因脂肪酸类化合物浓度过高而带来的不愉快味道(如酸败味、苦涩味等),从而赋予干酪果香味。酮类物质赋予干酪黄油味和果甜味,但如果较高含量下,也可能具有油漆味、霉味等刺激性气味[29]。SC 中酮类含量最高,其中2-庚酮和3-羟基-2-丁酮含量较高,2-庚酮具有类似梨的水果香味,3-羟基-2-丁酮具有强烈的奶油、脂肪的香气,赋予干酪果香味和奶香味。发酵中产生的其他化合物也有利于风味的形成。

2.8 植物基再制干酪的感官评价

植物基再制干酪的感官评分如图6 所示。

图6 植物基再制干酪的感官评分
Fig.6 Sensory scores of plant based reprocessed cheeses

由图6 可知,MC 的质地、风味和可接受度都显示出较为满意的数值,可能是因为MC 中脂肪、蛋白质含量较高,并且与杏仁混合后掩蔽了豆腥味,因此发酵后的风味与SC 相比更容易接受。SC 干酪中的香气和滋味评分最低,可能是因为里面含有不易被接受的豆腥味,MC 质地评价较高,可能是因为发酵过程中乳酸菌产生的胞外多糖与凝胶网络中的自由水相互作用,从而明显改善了质地[30]。MC 在评分上与CC 较为接近,更进一步证实了大豆与杏仁混合植物基再制干酪具有替代市售干酪的潜力。

3 结论

本研究以大豆和杏仁混合发酵的方法制备混合植物基再制干酪,并对干酪的理化性质及风味特性进行了研究。研究表明,与SC 相比,MC 干酪表面较光滑细腻,硬度相较于SC 提高了115%,这是由于大豆蛋白和杏仁蛋白交联后增强了网络结构,因此MC 具有较高的硬度,二级结构和扫描电子显微镜的结果都证实了这一点。此外,挥发性化合物结果表明发酵后的MC 比SC 呈现出更好的风味,且1-辛烯-3-醇含量比SC 降低了9.67%,表明豆腥味得到了很好的掩蔽。通过感官评定证明,MC 干酪的感官评分与CC 相接近,证明MC 的外观、质地、风味都可以被消费者接受,总之,混合再制干酪的研发对于掩蔽豆腥味、提高干酪质地和风味来说具有一定可行性,有望替代市售切达干酪,应用于乳糖不耐受人群,为干酪产品的研发提供新思路。

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Physicochemical Properties and Flavor of Soybean-Almond Plant-Based Reprocessed Cheese

GAO Jiajia1,LI Ping2,HU Haiyue1,YANG Bingqiu1,ZHANG Caixia1,MU Weihao1,WANG Jianming1*,YANG Chen1*
(1.College of Food Science and Engineering,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457,China;2.Tianjin Ranova Pet Food Co.,Ltd.,Tianjin 301600,China)

Abstract:Soy cheese is more suitable for individuals with lactose intolerance than animal-based cheese.However,it often carries a bean odor,which has hindered the product′s market development. In this study,soybeans and almonds were pulped,and soybean milk and almond milk were mixed in volume ratio of 1∶3.Plantbased reprocessed mixed cheese(MC)was prepared by adding emulsifying salts and compared with pure soy cheese(SC)and commercially cheddar cheese(CC)to study the physicochemical and flavor properties of the plant-based mixed reprocessed cheeses.The results showed that MC had favorable properties,and its hardness value was similar to that of CC,which was(1 047.71±17.04)g/100 g,with an increase of 115% compared to SC. Scanning electron microscopy could observe that a smoother and denser mesh structure was formed inside MC,and the increase of α-helix and β-folding content of MC in the secondary structure further confirmed that its internal structure was more stable. The electronic nose and volatile flavor substances showed that the 1-octen-3-ol content in MC was reduced by 9.67%,indicating that the soybean odor in MC was better masked,the flavor was significantly improved,and the sensory evaluation scores were close to that of CC,all of which can prove that the mixed cheese has the potential to replace commercially available cheese.

Key words:soybean;almond;reprocessed cheese;texture;secondary structure;flavor

基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(32001626)

作者简介:高佳嘉(1999—),女(汉),在读硕士研究生,研究方向:食品科学与工程。

*通信作者:汪建明(1972—),女(汉),教授,博士生导师,研究方向:食品科学与营养、农产品加工;杨晨(1984—),女(汉),副教授,硕士生导师,研究方向:食品科学与营养、食品水胶体。

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2024.13.001

引文格式:

高佳嘉,李平,胡海玥,等.大豆杏仁植物基再制干酪理化性质及风味[J].食品研究与开发,2024,45(13):1-9.

GAO Jiajia,LI Ping,HU Haiyue,et al. Physicochemical Properties and Flavor of Soybean-Almond Plant-Based Reprocessed Cheese[J].Food Research and Development,2024,45(13):1-9.

加工编辑:王雪

收稿日期:2023-11-17