张艳，张富新，王毕妮，邵玉宇，刘隆刚

(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安，710119)

羊奶营养丰富，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质及多种生物活性物质，羊奶中酪蛋白胶粒和乳脂肪球较小，有利于人体的消化吸收，用其制作的酸羊奶具有口感光滑细腻，风味独特的特点，深受消费者欢迎[1-2]。目前市售酸奶大多为含有大量乳酸菌的活性产品，通常在低温下储藏，保质期较短[3-4]，因此如何延长酸奶的货架期已成为研究热点。常温酸奶通常是将发酵后的酸奶通过巴氏杀菌杀灭乳中的微生物，使其在常温下能够长期储藏的发酵乳制品。虽然巴氏杀菌后酸奶中乳酸菌的保健作用有所降低，但保留了发酵乳的特有风味，可延长酸奶的储藏期[5]。

由于羊奶和牛奶的理化特性、化学组成及加工特性有较大差别[6-7]，常温酸羊奶在巴氏杀菌过程中容易出现乳清析出，分层等不稳定现象，对常温酸羊奶的品质有较大影响。为了解决常温酸羊奶稳定性较差的问题，人们通常采用添加稳定剂[8]、增稠剂[9]等食品添加剂来改善酸羊奶的品质，但这些成分对酸羊奶的口感和风味会产生不良影响。随着生物技术的发展，谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG)作为一种重要的酶制剂已在乳制品[10]、肉制品[11]、面粉[12]、奶粉[13]等领域中得到广泛应用。大量研究表明，乳中的蛋白质是TG酶的良好底物，可催化蛋白质中谷氨酰胺残基与赖氨酸残基之间发生反应，形成分子内(间)的共价交联，稳定蛋白质体系[14]，对蛋白质的凝胶稳定性[15]、热稳定性[16]、保水能力[17]、黏性[18]等均具有积极作用。因此，本研究用不同浓度TG酶处理羊奶后制备酸羊奶，经巴氏杀菌后常温储藏，研究不同浓度的TG酶对巴氏杀菌酸羊奶品质的影响，为巴氏杀菌酸羊奶的生产提供基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

羊奶，西北农林科技大学教学试验农场;发酵剂，丹尼斯克YO-MIX495(由保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌组成);谷氨酰胺转氨酶(100 u/g)，江苏一鸣生物科技有限公司；双乙酰，美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

pH计(FiveEasyPlus)，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；智能生化培养箱(NL18-20)，宁波海曙赛福试验仪器厂；水浴锅(HH-S4型A)，余姚市东方电工仪器厂；台式离心机(HERMLE(Z206A))，西安中团生物科技有限公司；DV2TLVT黏度计，BROOKFIELD公司；质构仪(TA.XT.Plus)，英国Stable Micro System公司；紫外分光光度计(UV-5100)，上海精密仪器仪表有限公司；电动匀浆机(FS-1)，金坛市富华仪器有限公司。

1.3 巴氏杀菌酸羊奶的制备

将新鲜羊奶在50～60 ℃预热后加入7%的蔗糖，搅拌均匀，15 MPa均质后95 ℃杀菌5 min，冷却至42 ℃，加入3%的发酵剂和不同浓度的TG酶(u/g蛋白)，混合均匀后42 ℃发酵至pH达到4.3，迅速冷却至20 ℃，匀速搅拌2 min后80 ℃/5 min巴氏杀菌，经商业无菌检测合格后常温储藏。通过测定巴氏杀菌酸羊奶的酸度、黏度、持水性、质构特性和感官品质，研究TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶品质的影响。

1.4 可滴定酸测定

依据GB 5009.239—2016中的方法测定。

1.5 黏度测定

用DV2TLVT黏度计在室温下测定酸羊奶的黏度[19]：转子No.63，转速12 r/min，第60秒记录数据，每个样品测3次，取平均值，黏度单位(mPa·s)。

1.6 持水性测定

取15～20 g乳样于离心管中，4 500 r/min离心5 min后取出离心管，倾去上清液，将离心管倒置10 min，测定残余物质的量，计算持水力[20]。

(1)

1.7 风味物质测定

根据刘宁宁的方法[21]测定巴氏杀菌酸羊奶中乙醛、双乙酰含量。

1.8 质构特性测定

用TA.XT.Plus质构仪测定巴氏杀菌羊奶的质构[22]。参数设置为：触发力5 g；测定前探头速度、测定时探头速度、测定后探头速度均为1.00 mm/s；穿透距离10 mm；探头型号A/BE-d 40；数据获取速度200 PPS。

1.9 感官品质测定

参照陈一萌等[23]的方法并稍做调整。将样品随机编号，组织10名有经验的成员对酸羊奶的口感、风味、质地和色泽进行评分。口感爽滑细腻为10分；风味酸甜适中，奶香味浓郁为15分；质地浓稠、细腻均匀、无乳清析出为15分；色泽呈明亮的乳白色为10分。

1.10 数据处理

采用SPSS分析软件对数据进行方差及显著性分析，用Excel软件进行数据整理及图像绘制。

2 结果与分析

2.1 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶酸度的影响

用不同浓度TG酶处理羊奶后制备的酸羊奶经巴氏杀菌后酸度变化见图1。

图1 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶酸度的影响

Fig.1 Effect of TG concentration on the acidity of Pasteurized goat yogurt

酸度是直观反映酸奶品质好坏的重要指标之一。由图1可知，不同TG酶浓度处理后酸羊奶的酸度均低于对照组(P<0.05)，随着TG酶浓度增大，酸羊奶的酸度呈下降趋势，但不同TG酶处理间酸度变化不显著(P>0.05)，表明TG酶处理会抑制酸奶酸度的形成。TG酶可催化乳蛋白中谷氨酰胺残基与赖氨酸残基发生酰基转移反应，形成谷氨酰胺-赖氨酸异构肽和NH3，而NH3能中和酸奶发酵过程中产生的乳酸，使酸奶的酸度降低[24]；另外，酸奶在发酵过程中，发酵剂除了将乳糖转化为乳酸外，还可利用乳中的小分子肽、氨基酸等物质产酸，TG酶作用后使乳酸菌可利用的氮源减少，降低了乳酸菌的产酸能力，酸度降低[25]。KARZAN等[26]报道，用不同浓度TG酶处理羊奶后，酸羊奶的酸度明显降低；TSEVDOU[27]也报道了用TG酶处理牛乳后生产的酸牛奶的酸度下降。

2.2 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶持水性的影响

用不同浓度TG酶处理羊奶后制备的酸羊奶经巴氏杀菌后持水性变化见图2。

图2 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶持水力的影响

Fig.2 Effect of TG concentration on the water holding capacity of Pasteurized goat yogurt

持水力可表征酸奶凝胶的保水能力。由图2可知，TG酶处理可有效提高酸羊奶的持水性(P<0.05)，但不同TG酶浓度对酸羊奶的持水性有不同影响。当TG酶浓度在0～4 u/g范围时，随TG酶浓度的增加酸羊奶的持水性逐渐提高，当TG酶浓度为4 u/g时，持水性达到69%，与未经TG酶处理的对照组相比，持水性增加了36%；但当TG酶浓度大于6 u/g时，酸羊奶的持水性有所下降。TG酶能催化乳蛋白发生交联，使酸奶形成更小的网络空隙，降低了凝胶渗透性，有利于酸奶凝胶保持水分[28]；但当TG酶浓度过高时会形成高度致密的凝胶结构，不利于水分保持，使酸奶的持水力降低。FARNSWORTH等[29]报道,用4 u/g TG酶处理羊乳后制备的酸羊奶的持水性提高了40%；杨洋等[30]也发现用高浓度的TG酶处理牛乳后，由于蛋白质过度交联导致酸牛奶的稳定性降低。

2.3 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶黏度的影响

用不同浓度TG酶处理羊奶后制备的酸羊奶经巴氏杀菌后黏度变化见图3。

图3 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶黏度的影响

Fig.3 Effect of TG concentration on the viscosity of Pasteurized goat yogurt

黏度是反映酸奶黏稠度的重要指标，可表征酸奶的稳定性。由图3可知，用不同浓度TG酶处理羊奶后，酸羊奶的黏度显著增加(P<0.05)；当TG酶浓度<4 u/g时，酸羊奶的黏度随TG酶浓度的增大而增加，在4 u/g时,黏度最大为2 454 mPa.s，与未经TG酶处理的对照组相比黏度增加了82%；当TG酶浓度>4 u/g时，酸羊奶的黏度变化不大(P>0.05)。酸奶在发酵过程中随着pH值降低，酪蛋白胶束逐渐解体后重新聚合形成凝胶结构，在此过程中TG酶诱导蛋白质中谷氨酰胺残基与赖氨酸残基反应形成共价键，使酸奶形成更加致密的网络结构，提高了酸奶的黏度[31]；但高浓度的TG酶处理使酸奶的网络结构过于紧密，影响了TG酶进一步诱导蛋白质发生交联。TG酶对酸奶黏度的影响已有报道，OZER等[25]报道,经TG酶处理后酸牛奶的黏度明显增大； FARNSWORTH[29]也报道用4 u/g的TG酶处理羊奶后，由于乳蛋白质交联增加了酸奶的凝胶强度，酸羊奶的黏度显著增大(P<0.05)。

2.4 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶中风味物质的影响

酸奶发酵过程中，乳酸菌可通过碳水化合物的代谢作用形成多种羰基化合物、挥发性、非挥发性酸等风味物质[32]，乳中蛋白质水解产生的肽和氨基酸也可经过间接转化或在酶的作用下产生风味物质，其中乙醛和双乙酰被认为是形成酸奶风味的主要物质[33]，为酸奶提供特殊香味。通过不同TG酶浓度处理羊奶后制备的酸羊奶经巴氏杀菌后风味物质变化见图4。

图4 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶风味物质的影响

Fig.4 Effect of TG concentration on the flavor substance of Pasteurized goat yogurt

由图4可知，TG酶处理对巴氏杀菌酸羊奶中风味物质的产生有抑制作用，随着TG酶浓度的增大，酸羊奶中乙醛和双乙酰的含量明显减少(P<0.05)，其中乙醛含量降幅较大，未处理组乙醛含量为13.9 mg/L，8 u/g TG酶处理后降至6.6 mg/L,降低53%；酸羊奶中双乙酰含量在0～2 u/g TG酶处理时变化不大(P>0.05)，当TG酶浓度从2 u/g增加到8 u/g时,酸羊奶中双乙酰含量显著下降(P<0.05)。大量研究表明，TG酶处理会抑制酸奶中风味物质的形成，LORENZEN等[31]发现，TG酶处理牛奶后酸奶中风味物质乙醛和双乙酰的合成速率降低；OZER等[25]也认为TG酶会干扰酸奶中乙醛的合成途径；TSEVDOU等[34]研究发现，TG酶会影响酸奶中乙醛、双乙酰的形成物质丙酮酸的合成速率，从而使乙醛、双乙酰的含量降低。

2.5 TG浓度对巴氏杀菌酸羊奶质构特性的影响

质构作为食品的一个重要属性，是评价酸奶口感及消费者可接受度的重要指标。用不同浓度TG酶处理羊奶后制备的酸羊奶经巴氏杀菌后的质构分析，结果如图5所示。

图5 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶质构特性的影响

Fig.5 Effect of TG concentration on the texture properity of Pasteurized goat yogurt

由图5可知，TG酶处理对巴氏杀菌酸羊奶的质构特性有较大影响。胶黏性反映酸奶对物体的黏附能力，一般胶黏性越大，酸奶的稠厚程度越好，由图5-a可知，TG酶处理可显著提高酸羊奶的胶黏性，当TG酶浓度<4 u/g时，随着TG酶浓度的增大,酸羊奶的胶黏性显著增加(P<0.05)，4 u/g TG酶处理后酸羊奶的胶黏性最大，当TG酶浓度>4 u/g后，酸羊奶的胶黏性又会下降，表明4 u/g TG酶处理后酸羊奶的稠厚程度最佳；弹性可反映酸奶受到外力时的抗破裂程度，弹性越大，抗破裂能力越好，由图5-b可知，TG酶处理对酸羊奶的弹性影响不大(P>0.05)；酸奶的内聚力越小，其爽滑性和细腻度越好，从图5-c中可以看出，不同TG酶浓度处理后酸羊奶的内聚力明显低于未经TG酶处理的对照组，且随着TG酶浓度的增加内聚力逐渐减小(P<0.05)，说明TG酶处理能增加酸奶的爽滑细腻度。大量研究表明，TG酶在改善酸奶黏性、弹性、内聚力等方面具有积极作用，GAUCHE等[35]在牛奶中添加0.5 u/g TG酶后酸奶的黏性显著增加(P<0.05)，DOMAGAA等[36]也发现，用TG酶处理牛奶后制备的酸奶的胶黏性比对照组高2倍；ZHANG等[37]用0～5 u/g TG酶分别处理脱脂和全脂牛奶后制备酸牛奶，发现不同浓度TG酶处理后2种酸奶的内聚力明显降低，而弹性不受影响，酸奶的质构特性得到改善。

2.6 TG浓度对巴氏杀菌酸羊奶感官品质的影响

酸奶的感官品质能综合反映酸奶的质量品质。用不同浓度TG酶处理羊奶后制备的酸羊奶经巴氏杀菌后进行感官评价，结果见图6。

图6 TG酶浓度对巴氏杀菌酸羊奶感官品质的影响

Fig.6 Effect of TG concentration on the sensory quality of Pasteurized goat yogurt

由图6可知，不同浓度TG酶处理制备的酸羊奶经巴氏杀菌后，其感官评分高于未经TG酶处理的对照组，尤其在质地方面，2～4 u/g TG酶处理的酸羊奶经巴氏杀菌后未有乳清析出，组织结构光滑细腻；酸奶的风味主要包括酸味和香味，不同浓度TG酶处理后酸羊奶的酸味低于未经处理的对照组，香味也随着TG酶浓度的增大有所降低，但经感官评价表明，经4 u/g TG酶处理后酸羊奶仍具有良好风味； TG酶处理也能提升酸奶口感的爽滑度， 2～4 u/g浓度TG酶处理后酸羊奶的口感评分较高，表明消费者对此浓度下酸奶的认可度较高；同时，2～4 u/g TG酶处理后酸羊奶组织均匀，无乳清析出，呈现明亮的乳白色，而高浓度的TG酶处理会使酸羊奶乳清析出，颜色暗沉；综合感官评分结果，认为4 u/g TG酶处理羊乳后巴氏杀菌酸羊奶的品质较好。

3 结论

本文研究了不同浓度TG酶处理羊奶后制备酸羊奶，经巴氏杀菌后酸羊奶的酸度、黏度、持水性、质构特性和感官品质的变化。TG酶处理对酸羊奶的产酸有一定抑制作用。低浓度的TG酶处理可提高酸羊奶的黏度和持水性，但高浓度的TG酶处理会降低酸羊奶的持水性。同时TG酶处理会抑制酸羊奶中乙醛和双乙酰的形成，但对酸羊奶的风味影响不大。TG酶处理可改善酸羊奶的质构特性，增加了酸羊奶的稠厚程度和爽滑细腻度。综合分析表明，羊奶经TG酶处理后可有效改善巴氏杀菌酸羊奶的品质，尤其以4 u/g TG酶处理后酸羊奶的质量最佳。