杏仁为蔷薇科落叶乔木植物杏或山杏的种子,是生长于我国西北地区的主要坚果品种,在我国有悠久的药用历史,常用于降气止咳平喘、润肠通便。杏仁中含有丰富的营养物质,杏仁粕含有 17 种氨基酸,占总类 36.67%,必需氨基酸种类占日常饮食所需氨基酸的 26.86%。李科友等日认为,杏仁有助于实现人体的氨基酸营养平衡和健康作用。杏仁还是大量营养素和微量营养素的丰富来源,如维生素、矿物质(如镁、铁、钙、铜、锰、锌、磷以及非金属元素硒等)以及影响人体生理和代谢过程的单饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。 临床试验分析表明,杏仁中的不饱和脂肪酸可改善血脂状况、血压和升糖指数。随着杏仁奶、杏仁巧克力和杏仁油等杏仁食品的日益推广,杏仁蛋白因其优异的功能特性也被用于奶酪加工之中。现代食品研究也发现杏仁多肽的加入能抑制奶酪中微生物的生长,延长奶酪的货架期,并且杏仁为奶酪提供了独特的坚果风味。比起动物脂肪,杏仁脂肪能有效降低胆固醇,改善食用者的血脂状况。除此之外,以杏仁为主要原料的奶酪能提供相比于动物奶酪更高的 VE、钙、铜、镁、磷和锌,提高饮食质量。
奶酪酱是新型加工奶酪产品,由于在食品生产中使用奶酪酱存在胆固醇过高的问题,因此以植物为原料替换动物奶酪可以降低奶酪酱带来的健康风险。研究表明,菜籽油是单烯和多烯脂肪酸、植物甾醇和 VA、VE 和 VK的极好来源食用它们可以改善心血管系统的功能,并具有抗动脉粥样硬化作用四。植物基奶酪可以由使用分馏或组织破碎途径获得的植物蛋白生产,这些产物通常是复杂的胶体分散体,由嵌入黏弹性中的脂滴或者多糖组成蛋白质网络,与普通奶酪相比,这些植物性奶酪更具环境可持续性。
然而,植物基奶酪在风味、口感、质地上无法完全替代动物奶酪。植物基奶酪由于其使用的原料特性,往往有不同的缺点,如以豆类植物为原料的奶酪带有豆腥味,以玉米醇溶蛋白为原料的奶酪无法有效交联。酶改性奶酪(EMC)是加工食品中天然奶酪的一种具有成本效益的替代品,由各种熟度的奶酪或酪蛋白、乳清粉、奶粉和乳脂的混合物酶促生产,与天然奶酪相比,EMC 具有许多优点,例如风味强度高、风味类型多样和成本降低。作为风味前体,它们可以被人体直接吸收利用,不仅影响奶酪的风味,还影响奶酪的口感和质地。
本文基于酶改性奶酪的研究现状以及杏仁的营养价值,旨在开发一款以杏仁为主要成分的酶改性奶酪酱。通过单因素实验和正交实验对杏仁奶酪酱的理化指标以及质构特征进行测定,探究杏仁奶酪酱的最佳生产工艺条件,为未来植物基奶酪的研究开发提供一定的技术基础以及研究思路。
材料与方法
01实验材料
杏仁:天津浩雪瑞商贸有限公司;全脂乳粉:安佳乳品有限公司;风味蛋白酶:青岛吉宝中新国际贸易有限公司;白地霉:(GE017 LYO10 D):丹尼斯克(中国)有限公司;脂肪酶(CAPALASE MICRO R800)、市售EMC:帝斯曼(中国)有限公司北京分公司;氢氧化钠(分析纯):天津市津科精细化工研究所;多聚磷酸钠(分析纯)、柠檬酸钠(分析纯)、焦磷酸钠(分析纯):天津市风船化学试剂科技有限公司。
02感官评价
依据李青和高洪武的方法并做出适当调整改进,选择20名本专业学生作为评价员参与感官评价。感官评价在光线明亮、通风正常、无异味、有独立隔间的房间中进行,评价员以我国《食品安全国家标准 再制干酪和干酪制品》(GB 25192-2022)为感官评价标准对杏仁牛奶混合奶酪酱从口感、风味、色泽、组织状态、可接受性四个方面进行100分制的打分评价,产品得分越高说明奶酪品质越好。
结果与讨论
01不同杏仁乳粉配比对杏仁牛奶混合奶酪酱品质的影响
由图2(d)可以看出,杏仁乳粉添加比例对产品感官评分的影响。当不添加乳粉仅以杏仁浆为原料发酵时,样品无法凝固,无乳香味,整体呈乳白色,杏仁香味浓烈且含有一些苦味。当杏仁:乳粉2:1时,样品成形较差,仍含有大量液体,仅底部有一些凝固,整体呈白色,乳黄色较淡,风味上杏仁味偏重,苦味较淡,有些许乳香味;当杏仁:乳粉1:1时,产品成形较好,含有少量气泡,表面较光滑,含有少量颗粒,整体呈乳黄色,杏仁味和乳香味较均衡;当杏仁:乳粉2:1时,产品成形最好,基本无气泡,表面光滑无颗粒,整体呈乳黄色,乳香味浓郁且伴随着杏仁味,无苦味产生。
02不同发酵时间对杏仁牛奶混合奶酪酱品质的影响
由图可以看出,在发酵时间为12 h时,样品几乎没有凝固,呈液态,乳香味不浓郁,杏仁味淡且带有苦味,样品呈淡黄色,光泽差,可接受性极低 ;在发酵时间为18h时,样品发酵效果差,呈液态,较发酵12h的样品较为浓稠,乳香味与杏仁味淡,样品呈淡黄色,光泽差,可接受性极低 ;在发酵时间为24h时,样品发酵效果好,整体呈固态,乳香味与杏仁味协调,表面光滑无气泡,质地均匀,可接受性高 ;在发酵时间为30h时,样品完全凝固,乳香味浓郁,杏仁味淡,样品呈乳黄色,光泽一般,质地均匀,可接受性高。发酵时间为36h时,样品完全凝固,乳香味中含有异味,质地较均匀,口感有颗粒感,可接受性不高。
03风味蛋白酶添加量对杏仁牛奶混合奶酪酱品质的影响
由图可以看出,当蛋白酶添加量低于0.125% 时,奶酪酱感官评分较低,这是因为蛋白酶添加量太少导致产生的风味物质不足,奶酪酱的风味评分较低 ;当蛋白酶添加量为 0.125%时,蛋白水解产生的风味与杏仁味较为协调,质地均匀柔软,可接受性高 ;当蛋白酶添加量达到0.15% 时,蛋白酶促进蛋白水解产生大量风味物质,风味过于浓厚且产生异味,而且由于蛋白酶添加量的升高奶酪酱持水性降低,口感和组织得分降低,因此整体得分不高。
04脂肪酶添加量对杏仁牛奶混合奶酪酱品质的影响
由图可以看出,随着脂肪酶添加量的升高,感官评分越来越低。当脂肪酶添加量为0.5% 时,奶酪酱杏仁味与奶酪味协调,口感平滑细腻,质地均匀,呈乳黄色,有光泽,表面光滑无颗粒,易于涂抹 ;当脂肪酶添加量为 1.0% 时,奶酪酱奶酪味更浓厚,杏仁味不明显,伴随些许酸味,奶酪酱持水性降低,变为半固半液态,呈黄色,无光泽,质地过软,难以涂抹 ;当脂肪酶添加量为2% 和2.5% 时,奶酪味过于浓厚,同时伴有强烈的酸味,奶酪酱变为液态,呈黄色,无光泽,难以涂抹,滋味和口感难以接受。
05正交实验设计及结果
根据 1.3.5 的方法,以杏仁乳粉配比、发酵时间、蛋白酶添加量、脂肪酶添加量四因素进行正交实验,以感官评分为指标,优化杏仁牛奶混合奶酪酱的制作工艺。L9(34)正交实验结果见表3,极差分析见图 6。由表3可以得出,感官评分最高的组合为A3B1C3D1。根据图 5 可知,确定影响感官评分的主要因素为 A > B > C > D,即杏仁乳粉配比对杏仁牛奶混合奶酪酱的感官影响最大。因此采用最佳制作工艺为杏仁∶乳粉 =1∶2(W/W),发酵时间24h,蛋白酶添加量0.125%,脂肪酶添加量0.5%。由此工艺参数制得的杏仁牛奶混合奶酪酱感官评分为 82 分。
结论
本实验探究杏仁牛奶混合奶酪酱最佳生产工艺,首先进行杏仁乳粉配比、发酵时间、蛋白酶和脂肪酶添加量的单因素实验,以pH值、酸度、水分含量和感官评分分析对奶酪酱品质的影响,借助Design-Expert13软件设计三因素三水平实验,确定最佳工艺参数:杏仁与奶酪质量比1∶2,发酵 24 h,风味蛋白酶添加量 0.125%,脂肪酶添加量 0.5%,经质地优化实验,确定复配乳化盐添加量为 3%。
验证实验结果显示,该工艺制得的奶酪酱感官评分 82 分,杏仁与乳香味协调,呈淡乳黄色,易涂抹 ;质构分析表明,其硬度641.47gf,黏着性-361.19gf·s, 黏聚性0.72, 胶着性435.9gf,弹性0.88,恢复性 0.03。与市售 EMC 相比,这款奶酪酱质地更硬、黏聚性更高。为未来混合奶酪酱开发提供了一些基础及思路。