低脂再制和模拟干酪中脂肪替代物
——麦芽糖醇的应用研究

李红娟 于洪梅 李洪波 于景华

（天津科技大学食品工程与生物技术学院 天津300457）

近年来，中国奶酪消费量激增，除用于餐饮行业的原制奶酪外， 主要加工和消费的奶酪品类是再制奶酪。 由于再制干酪的保质期长，风味多样，食用方便，所以比天然干酪更易被消费者接受。目前国内市场上再制干酪产品越来越多， 消费量越来越大。 随着很多消费者越来越注重食物的热量摄入， 降低奶酪脂肪含量并保证奶酪的食用和加工品质成为奶酪研发的热点。

脂肪在食品加工中对质地和风味有重要作用。低脂马苏里拉干酪中脂肪含量的降低，导致干酪出现质地坚硬、颜色发白、拉丝、融化性降低及口感粗糙等品质或加工特性问题。 低脂食品加工中通常加入脂肪替代物改善食品的理化性质。 目前， 乳制品中常用的脂肪替代物有菊粉、 变性淀粉、低聚糖及乳清蛋白等[1-3]。奶酪是由酪蛋白聚合形成的蛋白质聚合物， 而增塑剂通常用于降低聚合物分子交联作用，起到改善材料性质的功能。聚合物中增塑剂主要有3 种类型：单糖、二糖和寡糖类、多羟基醇及脂类物质等[4]，它们可通过打断相邻多肽链间的氢键，提高分子链的运动性。

麦芽糖醇是一种多羟基醇， 通常作为低热量甜味剂添加到食品中。 由于麦芽糖醇含有多个羟基，加入聚合物中能够降低分子间的交联，因此在食品中可作脂肪替代物。 目前有研究发现麦芽糖醇添加到饼干中能够显著降低饼干硬度， 改善其质构[5-6]。前期预试验发现，麦芽糖醇在低脂干酪中能够显著降低干酪硬度， 改善干酪的融化性和拉丝性。 本文研究了不同添加量的麦芽糖醇作为脂肪替代物， 对再制马苏里拉干酪和模拟干酪理化特性及功能特性的影响； 分析麦芽糖醇对干酪化学组成、质构、疏水作用及微观结构的影响，以探究麦芽糖醇作为脂肪替代物在低脂干酪中的应用潜力。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

马苏里拉干酪（食品级），新西兰恒天然有限公司；麦芽糖醇，广州然田食品添加剂有限公司；柠檬酸钠，连云港科德化工有限公司；焦磷酸钠，河南明瑞食品添加剂有限公司；安佳无盐黄油（食品级），纽西兰；凝乳酶酪蛋白（食品级），新西兰NZMP 凝乳酶酪蛋白； 柠檬酸， 隆汇化工有限公司；戊二醛，国能化工有限公司；乙醇，鑫安化工有限公司；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠，裕达化工；氯仿，上海浩然有限公司；蒸馏水（食品级），实验室制备；其它试剂均为国产分析纯级。

1.2 仪器与设备

HWA24 型水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；DW-40L92 医用低温保存箱， 青岛海尔工业园；FE20 型酸度计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；GZX-9240MBE 电热鼓风干燥箱， 上海博迅实业有限公司；SU1510 扫描电子显微镜，日本日立公司；TA. XT. Plus 质构仪， 英国STABLE MICRO SYSTEM 公司；荧光分光光度计，日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 加入麦芽糖醇的低脂再制马苏里拉干酪的制备 原制马苏里拉干酪切成5 mm×5 mm×5 mm的奶酪丁，加入黄油后放进干酪槽，在85 ℃水浴锅内融化， 加入水和乳化盐（柠檬酸钠、 焦磷酸钠）， 加入麦芽糖醇和凝乳酶酪蛋白， 搅拌3～5 min， 加入柠檬酸溶液搅拌5 min 后冷却到室温，于4～7 ℃贮藏。

试验中麦芽糖醇的添加量及配方见表1。

表1 不同麦芽糖醇添加量的低脂再制马苏里拉干酪配方Table 1 Processed Mozzarella cheese formula with different maltitol content

1.3.2 加入麦芽糖醇的低脂模拟干酪的制备 干物质（酪蛋白、乳化盐）与水混合后在干酪槽中水合1 min， 加入黄油于85 ℃下搅拌融化5 min，加入柠檬酸调节pH 值，搅拌5 min 后冷却，于4～7℃贮藏。

试验中麦芽糖醇的添加量及配方见表2。

表2 不同麦芽糖醇添加量的低脂模拟干酪配方Table 2 Low-fat model cheese formula with different amount of maltitol

1.3.3 干酪质构的测定 将干酪样品切成高1.5 cm，直径1 cm 的圆柱体，放在压缩盘中间，所有样品测试前统一放在4 ℃的冰箱中。

质构仪参数设定： 测试前探头下降速度5.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测试后探头回程速度5.0 mm/s，下压变形40%，触发力值20 g，探头类型P/35。

1.3.4 干酪融化性的测定 将干酪样品切成直径18 mm，厚7 mm 的圆柱状（纤维方向垂直于干酪直径），置于预先铺有9 cm 滤纸的培养皿中，室温下放置30 min， 然后将其放入（103±2）℃的烘箱内，加热30 min 后取出，室温下静置15 min，测定融化干酪的直径。 分别从4 个方向测定融化干酪的直径，每个样品做3 个平行，取平均值，表示干酪的融化性。

1.3.5 干酪拉丝性的测定 将干酪样品切成米粒大小的块状颗粒，称取8 g 均匀撒在6 cm×6 cm 的切片面包上，并在上面覆盖等大的切片面包（建议使用柔软的、含水量较高的切片面包，能有效预防面包烤糊）。 指腹按压面包片，使面包和干酪尽量贴合， 置于预热到 （200±5）℃的烤箱内， 加热5 min 后取出，室温下冷却1 min，掀起上面覆盖的切片面包拉丝直至断裂， 其即时高度作为干酪的拉丝性的指标。每个样品至少做3 个平行，取平均值。

1.3.6 干酪微观结构的测定 干酪样品切成表面平整的纤薄小片，浸于2.5%戊二醛溶液，置于4℃冰箱固定3～4 h， 用pH 7.2 的磷酸盐缓冲液清洗3 次，每次15 min。 分别用30%，50%，70%，90%，100%乙醇溶液梯度脱水，每次15 min。 用氯仿浸泡脱脂3 次，每次15～20 min，脱脂后用100%乙醇溶液清洗脱水3 次，每次15 min。样品处理好后放入-40 ℃冰箱冷冻2 h 以上，取出，放入冷冻干燥器中冷冻干燥。 将干燥后的样品取小块粘在实验台上，采用离子溅射的方法喷金，置于电镜下扫描[7]。

1.3.7 干酪疏水作用的测定 采用荧光光谱法测定干酪的疏水作用。色氨酸作为内源探针，将干酪装入固体样品池中， 激发光源与样品检测器在样品一侧呈45°角，将反射光、散射光和去偏光对样品测定的影响降到最低。 激发和发射狭缝宽度分别为3.0 nm 和1.5 nm，激发波长322 nm，扫描发射波长350～600 nm。

1.4 数据分析

采用SPSS 23.0 处理试验数据，用Origin 9.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪和低脂模拟干酪的影响

质构是再制干酪的重要品质特性之一， 质构特性直接影响再制干酪的品质以及人们的可接受度[8]。 由表3 可知，添加麦芽糖醇的再制干酪的硬度明显降低，咀嚼度和黏聚性均有提高，弹性和回复性同未添加麦芽糖醇的干酪相比有显著性差异。从黏聚性、胶着度和咀嚼度等质构特性方面对比发现， 加入麦芽糖醇的再制马苏里拉干酪与原制干酪以及不含麦芽糖醇的再制干酪之间有显著性差异。 综合各指标，麦芽糖醇添加量为1%的再制干酪在质构特性上有一定的优势。 表4 为不同麦芽糖醇添加量对低脂模拟干酪质构特性的影响。与表3 相比，低脂模拟干酪的质构特性明显降低。与MC0相比，添加麦芽糖醇使低脂模拟干酪的硬度和胶着度降低，弹性和黏聚性略有提高。综合来看，麦芽糖醇添加量为1%的低脂模拟干酪的质构特性最优。

2.2 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪和低脂模拟干酪功能特性的影响

由表5 可知，相对于原制马苏里拉干酪，不同添加量麦芽糖醇的低脂再制马苏里拉干酪的融化性明显降低，这主要是因为其脂肪含量减少。随着麦芽糖醇添加量增加， 低脂再制马苏里拉干酪融化性逐渐提高， 说明麦芽糖醇对再制干酪的融化性起到促进作用。研究表明，碳水化合物型脂肪替代物起到润滑作用，使得蛋白质链更易流动，干酪的融化性也随之增强[9]。低脂再制马苏里拉干酪的拉丝性与原制马苏里拉干酪有明显差异。 麦芽糖醇添加量为1%的低脂再制马苏里拉干酪拉丝性效果最好，明显高于其它干酪样品。而麦芽糖醇添加量高于2%时，拉丝性反而降低，这主要是由于较高的麦芽糖醇添加量使得干酪中酪蛋白分子链的作用力减弱，分子间作用力降低，拉丝时没有足够的强度支撑。 表6 显示麦芽糖醇对低脂模拟干酪功能特性的影响。随着麦芽糖醇含量增加，低脂模拟干酪的融化性和拉丝性随之增强。 脂肪含量以及蛋白质基质的刚性强度是影响干酪拉丝性的主要因素[10]。 麦芽糖醇添加量为1%的低脂再制马苏里拉干酪与低脂模拟干酪相比， 前者的拉丝性好，而后者的融化性更胜一筹。 有研究表明，干酪的融化性主要受含水率和脂肪的影响， 而低脂模拟干酪的大小和存在形式对其融化性影响更为显著[11]。 从融化性和拉丝性可以得出，麦芽糖醇在干酪中具有良好的脂肪替代作用， 能够显著提高干酪的功能特性。

表3 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪质构特性的影响Table 3 Effects of maltitol on texture properties of Mozzarella cheese prepared with low-fat

表4 麦芽糖醇对低脂模拟干酪质构特性的影响Table 4 Effects of maltitol on texture characteristics of low-fat model cheese

表5 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪功能特性的影响Table 5 Effects of maltitol on functional characteristics of low-fat processed Mozzarella cheese

2.3 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪和低脂模拟干酪微观结构的影响

由图1a 可知，对照组干酪呈整齐和致密的纤维状结构。由图1b 可知，相对于原制干酪，低脂再制马苏里拉干酪结构致密， 脂肪和水造成的孔洞少，三维网络结构不明显。 由图1c 可知，蛋白质出现网状结构，排列较为有序，蛋白链较为粗壮。 由图1d-1e 可知，干酪的孔隙逐渐变大。

由图2 可知， 加入麦芽糖醇后的低脂模拟干酪有许多小气泡， 这可能是由于搅拌乳化过程混入空气，成型时处理不当留在干酪中。 如图2b 所示，添加1%麦芽糖醇的低脂模拟干酪蛋白质链结构较为明显，而蛋白质间的间距较大，多为短链，孔隙较多。低脂模拟干酪没有明显的蛋白结构，小脂肪球和气泡穿插在蛋白质基质中， 很难分辨出脂肪球的痕迹。

图1 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪微观结构的影响（×1 000）Fig.1 Effects of maltitol on microstructure of low-fat processed Mozzarella cheese （×1 000）

图2 麦芽糖醇对低脂模拟干酪微观结构的影响（×1 000）Fig.2 Effects of maltitol on microstructure of low-fat model cheese （×1 000）

2.4 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪和低脂模拟干酪分子间疏水作用力的影响

由图3 可知， 几种干酪的峰值位置均在435 nm 处，MC0，MC1，MC2，MC3的最大荧光强度分别为99.3，96.9，96.6，104.2， 其中添加3%麦芽糖醇的低脂模拟干酪的最大荧光强度最大。 由图4 可以 知，PC0，PC1，PC2，PC3最大荧光强度分别为90.2，98.8，88.7，102.1，其中添加3%麦芽糖醇的低脂模拟干酪的最大荧光强度最大。

干酪荧光强度的变化反映蛋白分子间疏水作用力的变化， 常用色氨酸的荧光光谱研究蛋白质分子的疏水作用[12]。 在干酪中添加麦芽糖醇后，干酪的荧光强度随之变化， 说明麦芽糖醇的加入能改变酪蛋白的空间结构， 导致干酪蛋白质间的疏水作用力发生变化。 加入麦芽糖醇的低脂模拟干酪的荧光强度远高于未添加麦芽糖醇的样品，说明麦芽糖醇能提高蛋白质分子间的疏水作用，使再制干酪的蛋白质胶束结构更加松散、柔软，与其它分子间形成新作用力的可能性降低。

3 结论

图3 麦芽糖醇对低脂模拟干酪荧光强度的影响Fig.3 Effects of maltitol on fluorescence intensity of low-fat model cheese

添加1%麦芽糖醇的低脂再制马苏里拉干酪，与未添加脂肪替代物的再制干酪相比，其黏聚性、融化性和拉丝性均有提高， 干酪蛋白质间的疏水作用力增大，硬度降低，质地更加柔软。 添加不同量麦芽糖醇的低脂模拟干酪，其质构特性，如胶着度和回复性也有所改善。添加1%麦芽糖醇的低脂模拟干酪拉丝性较高，不添加或者添加量高于2%麦芽糖醇的干酪样品拉丝性较差。 前者是由于蛋白质连接致密，作用力较强所致，而后者主要是由于蛋白质间分子作用力不够所致， 添加麦芽糖醇能够显著改善低脂再制干酪及模拟干酪的质构特性和功能特性， 作为脂肪替代物在低脂干酪中具有良好的应用前景。

图4 麦芽糖醇对低脂再制马苏里拉干酪荧光强度的影响Fig.4 Effects of maltitol on fluorescence intensity of low-fat processed Mozzarella cheese

另外， 低脂再制马苏里拉干酪与低脂模拟干酪的主要区别在于原料中是否添加原制干酪，以及是否调酸。 不同的原料和配料对再制干酪和模拟干酪的特性有很重要的影响。 添加麦芽糖醇含量为1%的低脂再制马苏里拉干酪的蛋白质结构比低脂模拟干酪有序，蛋白链更粗壮，融化性和拉丝性也更好。