發酵劑對干酪品質影響的研究進展

◎ 王湘竹，姚天臻，馬克清

（1.臨夏州燎原乳業有限公司，甘肅 臨夏 731800；2.燎原乳業股份有限公司，甘肅 合作 747000）

干酪生產中所用發酵劑以乳酸菌為主，可分為嗜熱型、嗜溫型和混合型。許多學者證實嗜溫型和混合型在感官鑒定上優于嗜熱型發酵劑[1-2]。影響干酪品質的因素主要有原料乳的質量、發揮作用的發酵劑的種類及其加入量、凝乳酶的種類、該類型干酪主要成分和所選擇工藝等。尤其是發酵劑的使用對干酪理化和感觀及產率有很大影響[3]。REHMAN等[4]研究表明，發酵劑的類型比工藝更能影響干酪風味的形成。GONZáLEZ等[5]認為，篩選發酵劑生產的干酪具有芳香氣味，并且感官評價高于商業發酵劑，但對干酪理化特性和蛋白質降解作用影響不大。

干酪成熟過程緩慢且復雜，在其成熟過程中伴隨著由酶催化引起的變化，如蛋白質降解、脂肪水解、乳糖代謝等。酶主要有原料乳中胞漿素和酸性蛋白酶，殘留凝乳酶及來自發酵劑和非發酵劑細菌的蛋白酶、肽酶和脂酶等。其中，胞漿素和酸性蛋白酶是pH敏感性酶，而大部分凝乳酶則隨乳清的析出而排出。因此，在干酪成熟過程中發揮主要作用的酶應該是發酵劑和非發酵劑自溶產生的酶。

1 發酵劑對蛋白質降解的影響

蛋白質水解在干酪成熟過程中對干酪的品質有重要的影響，該反應主要是由酶催化引起。在干酪成熟過程中，酪蛋白在乳酸菌胞內酶和胞外酶的作用下降解。研究表明凝乳酶只能將乳蛋白分解至多肽，而乳酸菌蛋白分解酶可將乳蛋白和肽類分解為氨基酸，氨基酸降解可生成多種風味化合物，因此對干酪的風味和硬度的形成至關重要。

1.1 對風味的影響

干酪風味主要來自蛋白質的降解，其降解過程主要為蛋白質水解為肽，肽再水解為氨基酸，氨基酸進一步降解為風味物質。其中，氨基酸降解是干酪中風味物質形成的關鍵。干酪成熟期間，如果蛋白質降解適中，制成的干酪口味及質地均較佳；如果降解速度過慢，不易形成干酪質地和特有的風味；如降解過快，則易產生小分子的苦味肽，使其品質下降[1]。這個過程的快慢主要取決于發酵劑中微生物自溶速度及釋放出的酶的類型，且在干酪成熟過程中，發酵劑自溶速率和自溶度與蛋白水解呈正相關。

干酪成熟期間發酵劑控制不當也會使干酪產生苦味、青草味等異常風味，尤其是苦味，它是影響干酪品質的重要因素?？辔吨饕抢业鞍走^度降解或中間產物未被充分降解，從而導致大量苦味肽累積造成的，從本質上說，是成熟過程中酶的活性受到抑制或促進而導致的[6]。此外，發酵劑添加量不當，也會影響干酪品質。研究證實，若添加量太多，易使干酪產生苦味、酸味，且凝塊組織松散、易碎，影響其品質，產率也會降低；若添加量太少，凝塊較軟，不易碎，乳清析出較慢，凝乳時間也會變長[7]。提高發酵劑的含量，酸化加快，as-酪蛋白的水解速度也加快?？傮w來說，發酵劑的添加量主要視菌種活力和形態而定。

1.2 發酵劑種類對干酪質地的影響

質地是反映干酪成熟期間生化及理化變化的重要指標之一，受發酵劑類型的影響，即使成熟時間相同，干酪所表現的質構特征也有所不同。B?RSTING等[8]分別用德氏乳桿菌乳酸亞種、乳酸乳球菌乳酸亞種及乳酸乳球菌乳脂亞種混合物制作低脂切達干酪，研究表明用混合發酵劑加工的產品中游離氨基酸含量較高，干酪的斷裂應力也較高，單菌種發酵劑正好相反。若用單菌菌種發酵劑替代混合發酵劑可降低干酪的苦味，但卻導致了干酪質地變脆。

1.3 發酵劑對干酪流變學特性的影響

干酪質地受流變學影響比較大，二者關系密切。通過蠕變試驗對mozzarella干酪的流變學特性進行定量分析，結果表明，混合菌種發酵劑（嗜熱鏈球菌和瑞士乳桿菌）制作干酪的熔融性要高于單一菌種發酵劑（嗜熱鏈球菌）制作的干酪[9]。

2 發酵劑對干酪脂肪水解影響

脂肪的分解在大多數干酪產品中具有一定的局限性，但這個過程對干酪品質的影響卻很重要。干酪微生物群落中的乳酸菌、丙酸菌、非乳酸菌發酵劑（NSLAB）、表面微生物、酵母菌和霉菌均可產生脂酶。在干酪成熟過程中，酯酶可分解和氧化其中的脂肪，形成游離脂肪酸、醛類、醇類等一系列具有特殊氣味的化合物，從而形成干酪特有的發酵風味，尤其是短鏈脂肪酸有強烈的特征性風味。

3 發酵劑對干酪糖酵解的影響

干酪成熟時的糖酵解主要是在發酵劑的作用下，將原料中的乳糖，經糖酵解或異戊二糖途徑轉化為乳酸的過程。這個過程產生的乳酸直接影響干酪的風味。若生產程中的發酵劑可以迅速耗盡凝乳中殘留的乳糖，就可以避免糖酵解過程的發生，避免產生異味，維持干酪的品質。

乳糖代謝的主要作用是決定干酪的pH值和調節其他的生化反應。在干酪生產中乳酸菌發酵劑代謝產生乳酸，形成低酸性環境，具有以下作用。①影響凝乳酶的活性，為凝乳創造良好條件。②抑制雜菌生長，有利于形成品質良好的干酪，同時也有利于保藏。③通過影響酪蛋白的持水性影響干酪的硬度，促進乳清排出和干酪凝塊的收縮。④乳酸不僅可以直接影響干酪的風味，其代謝產物也可影響干酪的風味。⑤控制成熟酶的效果。

4 干酪中微生物對其品質的影響

干酪中的微生物可分為發酵菌群和次級菌群兩大類。發酵劑菌群大部分是生產過程中額外添加的發酵劑菌種，還有一部分是原料奶中本身存在的發酵劑菌種。次級菌群即NSLAB，存在于大多數干酪中，主要是通過環境及制作干酪的材料（包括發酵劑）帶到干酪中，種類繁多，且大多是未知菌群，通常異型發酵乳酸桿菌占主導地位。在干酪成熟過程中，干酪中微生物數處于動態變化之中，成熟前期發揮作用的主要是起發酵劑作用的乳酸菌，成熟后期發揮作用的則是一些NSLAB，整個成熟過程的變化速率取決于發酵劑乳酸菌起始數量和非發酵劑微生物類型。

干酪中活菌數受pH值、乳糖含量、鹽濃度及脂肪含量的影響。在干酪成熟過程中，鹽含量從外到內逐漸減小。在高的滲透壓環境下，細菌細胞收縮，細菌的形態改變，影響活菌數。脂肪含量的改變會導致不同種類的細菌數發生變化，但不會改變干酪中起主導作用的細菌類型。劉會平等[10]通過對比Mozzarella干酪和模擬干酪成熟過程中菌群的變化規律，結果表明發酵劑乳酸菌是Mozzarella干酪成熟過程中的主要菌群，而非發酵劑乳酸菌的作用不大。此外發酵劑對干酪水分、乳糖含量影響很大，且在干酪成熟過程中占有相對優勢的菌株在其繁殖過程中可產生較多的胞外多糖，該物質不僅可以改善干酪黏性，還可以產生較多的香味物質。

NSLAB在干酪的制作過程中不能產酸或產生很少量的酸，但在成熟過程中，這些菌群與干酪獨特的風味和質構有關，存在非發酵劑微生物的干酪風味物質濃度更高。

5 結語

發酵劑對干酪的品質有重要的影響。由于干酪品種較多，且不同發酵劑在干酪成熟過程中的作用不完全相同，因此有必要深入研究乳酸菌細胞中各種酶發揮作用的確切機理。同時，研究者可通過改良、優化干酪的生產工藝和成熟過程，選擇適宜該種產品特點及工藝的發酵劑，確保干酪品質良好且穩定。