沈阳农业大学食品学院的栾滨羽、史海粟*和辽宁省食品检验检测院的李彦博等人围绕霉菌奶酪及其成熟过程中脂肪酸变化这一主题进行了综述,介绍了各类霉菌奶酪的生产工艺流程和脂肪酸的营养功效,总结了霉菌奶酪成熟阶段脂肪酸变化途径,影响脂肪酸种类和含量的因素和提高霉菌奶酪中不饱和脂肪酸含量的方法,并对霉菌奶酪未来的发展方向进行了展望。
1 霉菌奶酪中脂肪酸的营养功效
脂肪酸是细胞生长繁殖不可缺少的物质,其主要作用有供给能量、构成细胞各种膜结构、促进细胞间信息转导和影响基因表达。不饱和脂肪酸按碳链长度和饱和程度不同可分为有1 个双键的单不饱和脂肪酸(MUFAs)和有2 个及以上双键的多不饱和脂肪酸(PUFAs),而根据双键所在位置又可以将其分为ω-3、ω-6和ω-9 3 种。霉菌奶酪中营养物质含量丰富,其中脂质约占30%,饱和脂肪酸含量可达600 g/kg、MUFAs和PUFAs含量分别为235 g/kg和46 g/kg。饱和脂肪酸中棕榈酸(C16:0)、肉豆蔻酸(C14:0)、硬脂酸(C18:0)含量较多,不饱和脂肪酸中油酸(C18:1 c9)较为常见。不同脂肪酸的营养价值也不相同。
霉菌奶酪中的不饱和脂肪酸对人体健康有促进作用,但由于其脂肪酸仍以饱和脂肪酸居多,因此需要调整脂肪酸比例,提高不饱和脂肪酸含量,对影响脂肪酸转化的因素进行人为控制。
2 霉菌奶酪成熟过程中脂肪酸转化规律及其对感官品质的影响
成熟是霉菌奶酪加工工艺中的重要环节。在发酵剂菌株、凝乳酶及原料乳耐热酶的作用下,原料乳中的营养物质产生不同程度的降解、转化,逐渐形成奶酪特有的质地和风味,其中,霉菌奶酪中脂肪酸的转化对感官质量具有重要影响。
2.1 霉菌奶酪成熟过程中的脂肪酸转化
脂肪酸是霉菌的一种代谢产物。在霉菌奶酪成熟过程中,不饱和脂肪酸的合成有多种途径,而最为常见的途径是饱和脂肪酸在脂肪酸延长酶(FAE)和脂肪酸脱饱和酶(FAD)的作用下生成长链不饱和脂肪酸。一般以硬脂酸(C18:0)为底物引入双键,在细胞内质网 上完成碳链的延长和脱饱和过程,最终形成ω-9、ω-6、ω-3 3种不饱和脂肪酸。图1详细地介绍了不饱和脂肪酸的合成途径。由于不同生物所含FAE和FAD的种类有差别,因此,出于工业目的,一些实验针对能合成PUFAs的微生物进行了筛选及改良。除上述过程外,三酰甘油的降解是霉菌奶酪中产生 脂肪酸的主要途径。
2.2 脂肪酸对霉菌奶酪感官品质的影响
甘油三酯水解产生的游离脂肪酸中,长链脂肪酸(碳原子数大于12)的嗅觉阈值较高,对风味贡献较小,而短链及中链、且具有偶数碳原子(C4~C12)和挥发性的脂肪酸对风味影响较大,具有较低的嗅觉阈值和各自独特的气味。脂肪酸的挥发性气味会受到奶酪pH值的影响。在高pH值环境下,脂肪酸被转化为非挥发性盐,挥发性降低;而环境pH值较低时,脂肪酸处于游离状态,虽然利于挥发,但浓度过高易于造成嗅觉疲劳。
脂肪酸还对奶酪的质地有影响,脂肪可以使食物的质地更加柔滑。除此之外,脂质还对奶酪微观结构的形成起重要作用。脂质主要以球体的形式分散在奶酪蛋白凝胶中,通过填补蛋白凝胶中的空隙,阻止蛋白质发生进一步聚集。因此,一些霉菌奶酪制作工艺需要通过均质化处理防止局部脂质浓度过高阻碍均匀蛋白质结构的形成或者脂质与蛋白质无法充分混合。除这种作用外,脂质中的单甘油酯还被认为是一种可以减小脂肪球大小的良好乳化剂。虽然脂质赋予了霉菌奶酪不同寻常的口感,但由于其衍生物质的多样性间接导致霉菌奶酪微观结构复杂而难以观测。
2.3 脂肪酸衍生物对霉菌奶酪风味的影响
脂肪酸还是其他风味物质,如甲基酮、仲醇、酯类等的重要前体物质。图2简略描述了脂肪酸代谢的条件及反应途径。由此可以证明脂肪酸对于霉菌奶酪的风味形成具有重要意义。将脱脂乳奶酪与全脂乳奶酪进行对比,脱脂乳奶酪更低的感官评分也从侧面证明了这一结论。通过固相微萃取和同时蒸馏萃取等方法提取霉菌奶酪中的挥发性物质,进而确定其特征风味。酮类、酯类、醇类和含硫化 合物等是霉菌奶酪主要的特征风味成分,但这些物质在奶酪中含量较低。
3 影响霉菌奶酪中脂肪酸种类和含量的因素
霉菌奶酪的成熟过程是各种生化反应的动态集合,这些生化反应的细微改变可能间接造成产品质量的巨大差异。这也导致霉菌奶酪的品种相对于其他乳制品更加多样。现代工业化的生产模式基本保证了产品品质的一致性,但为新品种奶酪的研发,影响奶酪质量因素的作用机理仍需要深入研究。脂肪酸作为奶酪风味的关键成分,其质量同样受到多种工艺参数的交叉影响。
3.1 脂肪酶
奶酪中脂肪酶的来源主要有原料乳脂肪酶、发酵剂菌株释放的脂肪酶和非发酵剂菌株产生的脂肪酶。这些脂肪酶对三酰甘油的作用位点不同,因此产生的不同种类的脂肪酸是造成霉菌奶酪风味差异的主要原因。
3.2 高压处理
在奶酪工业中,高压处理的目的是缩短成熟时间,从而降低生产成本。除此之外,霉菌奶酪的营养成分使其比其他品种奶酪更适合病原微生物生长,尤其是单核细胞李斯特菌(Listeria monocytogenes),因此,有必要对霉菌奶酪进行一定程度的灭菌。
3.3 包装方式
奶酪的包装方式一般有两种:铝箔包装和真空包装;主要区别在于真空包装阻止了奶酪中CO2和水分的释放。包装方式对霉菌奶酪脂肪酸含量以及风味的影响仍需深入研究。
2
4 霉菌奶酪中不饱和脂肪酸含量的提高
4.1 改变原料乳成分
在反刍动物的饲料中添加植物油是一种改善乳中脂质状况的常用方法。在反刍动物饲料中添加不同来源脂肪酸对牛奶脂肪酸具有影响,不同植物油脂肪酸成分不同,对乳的影响也不同。同样,这种方式对奶酪不 饱和脂肪酸含量也有影响。牧场环境因素对奶酪脂肪酸同样有影响。
4.2 改变发酵剂菌种
除改变原料,还可以通过改变发酵剂菌种组成来提高奶酪不饱和脂肪酸含量。根据发酵剂种类,一般将霉菌奶酪发酵剂分成两类:霉菌发酵剂和乳酸菌发酵剂。
结 论
霉菌奶酪虽然营养丰富,但其饱和脂肪酸含量较 高,会引发冠心病等心血管疾病。若使对人体有益的不饱和脂肪酸取代部分饱和脂肪酸,则会显着提高霉菌奶酪的营养价值,更会提高奶酪的市场价值。目前市场上富含PUFAs的产品已形成一定规模,但富含PUFAs 的霉菌奶酪仍在起步阶段。需要对影响奶酪不饱和脂肪酸的因素进行更深入的研究,尤其是针对发酵剂菌株代谢所需环境条件的研究,还需考虑改变脂肪酸组成对奶酪风味的影响。