奶酪的营养价值与风味物质的形成机理(8页).doc

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1、-奶酪的营养价值与风味物质的形成机理摘要 奶酪是一种被广泛接受的品质优良、营养丰富的高级食品，作为一种世界范围内的农副产品，其生产主要分布在欧洲、北美洲、大洋洲，在亚洲主要是中东地区的埃及、伊朗、以色列等游牧民族国家。奶酪的生产消费在西方和亚洲存在着巨大差异。在西方国家，如美国，奶酪的国内需求旺盛，其奶酪的品质优良，价格在全球市场上偏高;在欧洲，奶酪的生产与贸易受政府保护，产量稳中有升;在大洋洲，由于其奶酪以出口为导向，加上奶源质优且充足，其奶酪具有价格优势。而亚洲作为一个迅速增长的新兴市场，它主要依赖于进口，而且它与传统奶酪市场不同，消费者的意识和接受程度普遍较低，还远不能把奶酪与主食相提并

2、论。 在国内，奶酪因具有营养、健康和保健之功能，如同葡萄酒具有保健之功效一样，近年被来大量进口到中国市场。奶酪的销量己经历了从无到有的发展历程。如同牛奶在80年代被大量引进中国的大中城市一样。在起步之初，牛奶只有少数富人及父母为了孩子的健康而给孩子饮用，销量和产量极少。到如今，牛奶已进入千家万户，成了中国人消费者的日常消费品。奶酪是牛奶发展到一定阶段的产物，也具有液态牛奶的消费发展趋势。同时奶酪还具有人们追求健康，保健和时尚的特点。因此，奶酪在中国将具有广阔的市场发展前景。 因此，我们小组将奶酪作为研究对象，从工艺、菌种、营养、风味物质生成、发展现状等方面了解分析，对奶酪形成一个全面的了解，并

3、对同学们讲解。我主要负责“奶酪的营养价值”和“风味物质的形成”，下文将着重介绍这两个方面。关键字：奶酪；定义；分类；营养价值；风味物质形成1奶酪的定义和分类1.1定义 奶酪的英文cheese源自拉丁语“caseus”，从古代英语“cese”和“chiese”中衍生出来。联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)制定了通用的奶酪定义:奶酪是指以牛乳、奶油、部分脱脂乳、酪乳、或这些产品的混合物为原料，经凝乳并分离乳清而制得的新鲜或发酵成熟的乳制品。1.2分类 奶酪的种类繁多，由于各地加工工艺和成熟方式的区别，形成了各具独特风味的奶酪。据文献记载，世界上奶酪的品种超过1000种，其中比较著名的

4、有400多种。 国际乳制品联合会(IDF，1972)提出以奶酪水分含量为标准，将其分为硬质、半硬质、软质三种，并根据成熟的特征或固体物中脂肪含量来分类的方案。现在，习惯以奶酪的软硬度及与成熟有关的微生物来进行分类和区别（如下表）。 奶酪按照不同的生产工艺可将其分为酸凝奶酪和酶凝奶酪两种。两者的主要区别在于:酸凝奶酪依靠乳酸菌产酸达到酪蛋白等电点而形成凝乳制成，常作为鲜食奶酪，风味独特;而酶凝奶酪主要是在凝乳酶的作用下使乳凝固，保质期长。 根据使用目的的不同，国际上通常把奶酪划分成三个大类:天然奶酪(Natural Cheese)，再制奶酪(Precessed Cheese)和奶酪食品(Chee

5、se Food)。按照奶酪生产所用的原料来分，可分为牛乳奶酪、羊乳奶酪、稀奶油奶酪、脱脂乳奶酪等。2奶酪的营养价值 制作奶酪的主要原料是牛奶，而牛奶是一种公认的营养佳品。制作1kg的奶酪大约需要10kg的牛奶，因此，奶酪又被称为“奶黄金”。除含有优质蛋白质外，奶酪还有糖类、有机酸、钙、磷、钠、钾、镁等微量矿物元素，铁、锌以及脂溶性维生素A，胡萝卜素和水溶性的维生素B1, B2, B6, B12、烟酸、泛酸、生物素等多种营养成分（表1），这些物质具有许多重要的生理功能。 奶酪中的蛋白质含量一般在30%40%之间，每100g软奶酪可提供一个成年人日蛋白质需求量的35%40%,而每100g硬奶酪可提

6、供50%60%。由于奶酪制作中需去除乳清(含有较高生理效价的乳清蛋白)，因此，奶酪的生物学价值要低于全乳蛋白质，但比纯酪蛋白高。在一些新工艺如超滤技术生产奶酪，可以不排出乳清，这样提高了奶酪的蛋白营养价值。另外奶酪生产中不发生美拉德反应，因此，奶酪的必需氨基酸可保持到原乳含量的91%97%。制作奶酪需经过微生物的发酵作用，在凝乳酶及微生物中蛋白酶的分解作用下，蛋白质形成氨基酸、肽、胨等小分子物质，因此很容易消化，其蛋白质消化率达96%98%。另有人报道在奶酪的成熟期，牛乳中的酪蛋白逐渐降解成肽和氨基酸。一些氨基酸在细菌脱梭酶的催化下，可进一步发生降解反应。-氨基丁酸是就由谷氨酸脱梭而来，因此很

7、多奶酪中都含有-GABA。而-GABA是一种具有降血压、抗惊厥、镇痛、改善脑机能、精神安定、促进长期记忆、肾功能活化、肝功能活化等作用的功能因子。脂肪不仅赋予奶酪良好的风味和细腻的口感，还可提供人体所需的一部分能量，在体内的消化率为88%94%。另外与脂肪含量有关的胆固醇含量在奶酪中也较低，通常为0100mg/100kg。1奶酪生产中，大多数乳糖随着乳清排出，余下的也都通过发酵作用变成了乳酸，因此奶酪是乳糖不耐症和糖尿病患者可选营养食品之一。 奶酪中含有钙、磷、镁、纳等人体必需的矿物质。由于奶酪加工工艺的需要，会添加钙离子，使钙的含量增加，易被人体吸收。每100g软奶酪可满足人钙日需求量的30

8、%40%,磷日需求量的12%20%。每100g硬奶酪可完全满足人每日的钙需求量，40%50%的磷日需求量。干酪的品种不同，添加的NaCl工量也有所差异，近年来，由于人们意识到高浓度的Na+与某些高血压疾病有关，所以一些厂家试图通过使用MgCl2和KCl代替NaCl，但口感方面尚有不足。 在制作奶酪的过程中，牛乳的酪蛋白被凝结，而乳清被排出，因此奶酪中含有较多的脂溶性维生素，而水溶性维生素大部分随乳清排出;在奶酪的成熟过程，由于各种酶及微生物的作用，可以合成维生素B、烟酸、叶酸、生物素等。而维生素C的含量很少，可以忽略不计。3奶酪风味物质形成 奶酪的可接受性依赖于它的外观和感官特性(风味、质构、

9、色泽)。其中，风味对消费者的选择贡献最大。最初，人们认为奶酪的风味物质只是由单一或者一些化合物组成的，随着不断的深入研究，证明奶酪的风味来自于酶促反应生成的多种化合物的平衡。成熟奶酪的风味强度主要取决于蛋白水解，有些类型的奶酪风味也依靠脂肪降解。奶酪中的风味成分包括原料乳中的以及奶酪成熟过程中酶和微生物作用下产生的化合物。这些风味化合物大多属于有机物，主要包括酸、酯、醇、醛、酮、酚等，其中有些成分只有一部分能够赋予奶酪香味。 目前，人们已经认识到井非任何一种芳香成分都能决定奶酪的特征风味，而是只有较少的甚至某一种化合物决定某种风味，这类化合物被称作特征效应化合物。同时，奶酪的特征风味也绝不仅仅

10、由芳香物质的浓度来决定的，某些浓度低的芳香物质也可能对奶酪特征风味有重要贡献。 奶酪中的挥发性和非挥发性物质大约有超过3000种，其中挥发性成分主要作用于奶酪香气，而非挥发性成分贡献于奶酪的滋味。不同奶酪典型的挥发性风味物质可分为6组:脂肪酸类(乙酸、丙酸、丁酸)、酯类(丁酸乙酯、癸酸乙酯)、醇类(1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、苯基乙醇)、醛类(3-甲基-正丁醛、2-甲基-正丁醉、苯甲醛)、酮类(2-庚酮、2-壬酮、2-丁酮)和硫化物(二硫化物、甲硫醇)。这些风味物质的产生与奶酪的种类有关;而非挥发性风味物质，如肽、游离氨基酸和游离脂肪酸与其蛋自酶、肽酶以及脂肪酶有关。这些风味物质主要是通过凝

11、乳中的蛋自质、脂肪在外加酶、固有酶以及乳糖辅酶的作用下产生的。 奶酪风味的形成主要是在其成熟阶段，是一个复杂而缓慢的过程，是乳成分经过多种化学和生化反应形成的，主要包括三个反应:蛋自质水解、碳代谢、脂解。奶酪中的蛋白质在凝乳酶、蛋白酶以及微生物产生的酶作用下降解成大肽、小肽和氨基酸，其中一部分小肽和氨基酸是某些风味物质的前体，或直接形成奶酪风味;乳糖主要是在发酵剂的作用下生成乳酸;脂肪被脂肪酶分解成游离脂肪酸、醛、醇等一系列化合物。但蛋自质的降解被普遍认为是对奶酪风味形成有着重要影响的反应2。3.1蛋白质降解 蛋白质水解是奶酪风味形成的主要途径，包括两步:一是蛋白质水解(蛋白质水解、肽水解)，

12、二是游离氨基酸降解为风味物质，其中第二步是形成风味物质的关键。 研究证明，酪蛋白最初是在凝乳中残留的凝乳酶催化作用下水解成大分子肽类;接着又被酶解成小肽;随后，在微生物产生的蛋白酶和肽酶作用下，生成游离氨基酸。在蛋白的降解产物中，除了苦味肽之外，小分子量的寡肽对奶酪风味没有直接的贡献，但是从这些肽类生成的游离氨基酸却是产生奶酪主要风味的前体物质。蛋白水解和肽水解之间保持良好的平衡，可以有效地阻止奶酪中苦味物质的产生避免奶酪风味缺陷。 不同类型奶酪的水溶性成分对奶酪风味有着重要贡献，低分子量化合物包括:小肽、氨基酸、短链游离脂肪酸及其降解产物形成水溶性成分的奶酪风味，这些小肽和游离氨基酸能够使奶

13、酪具有肉汤类型的风味，主要作用于滋味，而成熟过程中的挥发性成分是形成奶酪风味的主要囚素。 氨基酸的代谢产物有很多，包括氨、胺、乙醛、吲哚、苯酚和乙醇，这些物质整体上有助于形成奶酪的风味。形成风味物质的途径通常公认有3个步骤:第一步是脱羧、脱氨、转氨、脱硫和侧链的水解;第二步是上步产物的转化以及部分游离氨基酸经醛缩酶转化成乙醛;第三步是乙醛氧化成梭酸或还原成乙醇。氨基酸在脱氨酶、转氨酶、脱浚酶和裂解酶的作用下经过很多不同的方式被转化，其产物多数具有香味活性并且对奶酪整体风味有益。3.2糖酵解 原料乳中的乳糖绝大部分都随乳清排出，而残留在奶酪中的只有10%左右。在奶酪成熟过程中，乳糖经乳酸菌发酵，

14、产生的乳酸具有抑菌作用，同时奶酪pH值和氧化还原电位的降低确保了酶促反应的缓慢进行，并产生许多形成奶酪风味的化合物。 大部分奶酪中乳糖和乳酸的代谢属于基本代谢类型。乳糖发酵主要依赖乳酸菌的作用，其中间体丙酮酸盐一部分也可以经不同的酶转化成不同的风味化合物，比如二乙酸、3-轻基-丁酮、乙醛或乙酸，其中一部分化合物可以影响干酪的风味。乳酸的异构化作用对奶酪风味影响不大，但是当它在丙酸菌的作用下生成乙酸和丙酸，则可较大程度上影响奶酪的整体风味。3.3脂肪代谢 牛乳脂肪是奶酪中的主要酯类，脂肪分解是奶酪风味和质构的重要影响因素，主要表现为: (1)脂肪在脂肪酶的作用下分解产生脂肪酸，尤其是一些短链脂肪

15、酸有强烈的特征风味。在一些奶酪品种中，脂肪酸还会转化生成甲基酮和内酯等其他芳香成分。 (2)脂肪酸尤其是多不饱和脂肪酸的氧化产物不饱和醛具有强烈风味，容易造成奶酪臭败风味的缺陷，但由于奶酪中较低的氧化还原作用，通常脂肪酸氧化现象不明显。 脂肪分解产物脂肪酸在影响奶酪风味最显著的因素。乳脂中的甘油三酸酯分解产生脂肪酸和甘油，其中一些脂肪酸，尤其是挥发性的脂肪酸如乙酸、丙酸、辛酸和癸酸等是奶酪的风味物质，同时随着奶酪水分含量的降低，形成奶酪特有的质地和硬度。 不同种类奶酪的脂肪酸种类和含量是不同的，而不同脂肪酸产生的风味也是不尽相同的。如丁酸是罗曼诺干酪和波罗夫洛干酪的重要风味化合物，瑞士硬质干酪

16、主要特征风味是由丙酸赋予的。此外，如果奶酪中游离脂肪酸含量过高也会产生一些不快的气味，因此奶酪的生产中应注意控制游离脂肪酸含量。3.4柠檬酸盐代谢 柠檬酸盐是牛乳中正常的微量成分，芳香化合物的形成与其有关。柠檬酸盐能被乳酸球菌利用，丁二酮乳酸菌和明串球菌也能将其分解生成C02和丁二酮等羧基化合物，此类化合物是组成奶酪风味的必要成分。3.5奶酪风味物质研究现状 风味物质一般都具有热敏性、易氧化、易挥发等特点，所以在提取过程中要尽量采取保护措施，如充N2、低温抽提、避免介质与风味物质发生反应等。目前，用于分析奶酪风味物质方法主要有:液相色谱法（LC）、气相色谱法（GC）、气质联用(GC-MS )

17、、 SDE-GC/MS、HS一SPME-GC/MS。 李丽等采用GC-MS对双蛋白干酪挥发性风味物质进行检测，共检测出12种风味物质，同时还采用液相色谱法对非挥发性风味物质之一氨基酸进行的分析，发现双蛋白干酪中16种氨基酸含量均比对照组高 3。郑志强等采用Hs-sPME-GC/Ms对成熟时间为15, 30, 45d的Camebert奶酪中挥发性风味物质进行检测，以期确定其主要挥发性风味物质及其在成熟过程中的变化趋势 4。马玲等采用同时蒸馏萃取与气质联用结合法对成熟10, 30, 50d的酸凝干酪的主要挥发性风味物质作了分离鉴定，发现成熟10d时风味物质主要是烷烃类、酸类以及柠檬油等;成熟30d

18、时主要是酮类、酸类和其它类中的吡咯、吡啶等含氮化合物;而成熟50d时以酮类、酸类、酚类为主5。 Gonzalo Taborda6等人通过HPLC和P&T-GC-MS研究了水溶性成分对传统Manchego奶酪口味和风味的影响。Michael Qian7等人利用GC/O-DH分析了蓝纹奶酪中脂肪转化的香气成分，得知构成蓝纹奶酪主要香气成分的有双乙酰、2-甲基乙醛、3-甲基丁醛、乙酸乙酷、己酸乙酯、甲硫基丙醛、二甲基三硫醚、2-庚酮和2-壬酮。Berard J等采用DH-GC/M S对传统意大利PDO奶酪Fontina Valle dAosta中挥发性成分进行研究，结果显示74种挥发性化合物主要包括

19、醇、含硫和浚酸化合物8。Mondell9等人使用HS-SPME-GC/MS在Sicilian奶酪中分析出了44种挥发性风味化合物。4结语 此次通过对奶酪的营养成分和风味物质的调查发现，奶酪的营养价值很高，如将其引入我国人民的日常饮食，将是解决蛋白质摄入量尤其是优质动物性蛋白摄入不足的一条好途径，同时也能补充多人体所需的微量元素。此外，通过先进技术和研究手段分析奶酪的特征风味成分，了解风味形成模式与生产工艺之间的联系，通过改善工艺来改良奶酪的风味，可以满足不同人群的口味爱好，让国人更接受奶酪。参考文献1 周俊清，林亲录，邓靖.奶酪的营养价值J.中国食物与营养,2005年第2期.2马杨. 新疆酸凝

20、奶酪菌种动态变化与风味物质相关性研究D.新疆石河子大学食品学院，2013年6月.3李丽，岳喜庆，张莉等.双蛋白干酪风味物质分析J.中国酿造，2011,1:120123.4郑志强，刘雅楠，王青华等.不同成熟期Camebert干酪挥发性风味物质的分析 J.食品科技，2008,33(1):8892.5马玲，徐静，宗学醒，刘会平.酸凝干酪成熟过程中挥发性风味物质的分析 J.中国乳品工业，2009,37(3):2326.6 Taborda G, Gomez-Ruiz L, Ramos A M. Taste and flavor of artisan and industrial Manchego che

21、ese asinfuenced by the water-soluble extract compounds J. Eur Food Res Technol, 2008, 227: 323330.7 Michael Qian, Nelson C, Bloomer S. Evaluation of Fat-Derived Aroma Compounds in Blue Cheese by Dynamic Headspace GC/Olfactometry-MS J.JAOCS, 2002,79(7:6636678Berard J, Bianchi F, Careri M, et al. Char

22、acterization of the volatile fraction and of free fatty acids of Fontina Valle dAosta, a protected designation of origin Italian cheeseJ. Food Chemistry,2007,105:2933009 M .Luigi, C.Rosaria, T.Peter, etc.Determination of flaVOr components in Sicilian goat cheeseby automated HS-SPME-GC J.F1aVOUr Fragr, 2005 (20):659665.-第 8 页-