《食品科学》：蛋白酶处理对脱脂乳感官品质及游离氨基酸的影响

医学之父希波克拉底曾指出“牛奶是最接近完善的食物”，牛乳富含的蛋白质不仅可为人类生理活动提供能量与必需氨基酸，还具有较高的营养价值和功能特性，但大量的研究结果显示，由于牛乳和人乳蛋白成分上的差异性，常会导致过敏性哮喘、鼻炎、皮肤湿疹、消化功能紊乱等疾病，据报道约3%的成年人经历过对乳制品过敏。因此，在保证牛乳营养成分的基础上，为满足现代食品开发与加工的需要，利用酶解技术对牛乳蛋白质进行开发和改性，己成为食品加工行业关注的焦点。

其中生物酶解技术对牛乳进行改性，因具有脱敏效率高，反应条件温和且绿色环保的特点而备受关注。 沈阳农业大学食品学院的程 娇、孙 敬、郑 艳*等人 在前期工作基础上，选取碱性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶为研究对象，以脱脂牛乳为原料，脱脂处理更利于酶解，拟利用电子舌、氨基酸分析仪等现代仪器感官检测技术，分析酶解处理对脱脂牛乳色泽、滋味及游离氨基酸含量的影响，以便酶解技术及其产物更好地应用于食品工业中，以期扩大牛乳的食用人群，辅助低敏性乳制品的研发，为实现乳制品的多样化生产提供原料和技术基础。

1、蛋白酶处理对脱脂牛乳水解度及蛋白含量的影响

图1A结果表明，随着酶解时间延长，3 种蛋白酶酶解物的水解度逐渐增加，碱性蛋白酶、复合蛋白酶在酶解60 min，风味蛋白酶在酶解90 min时，3 种蛋白酶酶解物的水解度趋于平稳，是由于酶解反应之初，底物含量高，遵循零级反应，水解度呈迅速上升趋势，随着酶解时间的延长底物消耗殆尽，酶饱和后遵循一级反应，水解度逐渐趋于稳定，在酶解4 h时，风味蛋白酶水解度（24.61%）＞碱性蛋白酶（10.6%）＞复合蛋白酶（9.51%）。结合图1B可知，与对照组相比，酶解产物蛋白质量浓度均显著下降；且随着酶解时间的延长及水解度的增加，牛乳酶解产物呈现明显下降趋势，说明酶解处理会引起蛋白质量浓度降低，并且酶解程度及时间与蛋白质量浓度均呈负相关。

2、蛋白酶处理对脱脂牛乳干物质含量的影响

从图2可以看出，与对照组相比，经过蛋白酶处理的脱脂乳，其干物质含量略有减少，但碱性蛋白酶及复合蛋白酶处理组无显著差异，风味蛋白酶处理组在酶解120 min后显著下降（P＜0.05），可能是由于酶解处理引起牛乳体系稳定性改变，生成小分子低沸点的水溶性物质，在干燥加热过程中损失部分干物质。

3、蛋白酶处理对脱脂牛乳色泽的影响

从图3可知，酶解后脱脂牛乳色泽变化明显。与对照组相比，碱性蛋白酶处理60 min、风味蛋白酶处理30 min后，原料乳特有的乳白色逐渐消失；而复合蛋白酶处理15 min后，其乳白色已基本丧失。此现象可能与脱脂乳中蛋白降解引起的蛋白胶束含量降低及蛋白粒径改变有关。

4、蛋白酶处理对脱脂牛乳电子舌味感值的影响

雷达图及相关性分析

如图5所示，与对照组相比，经3 种蛋白酶酶解处理的原料乳甜味值均显著下降（P＜0.05），丰富度以及鲜味值也略有下降，后味B（苦味回味值）、酸味、涩味、后味A（涩味回味值）则有所上升。这主要是由于酶解促使一些苦味、涩味物质（肽、游离氨基酸）产生，且苦味、后味B（苦味回味值）与甜味之间存在味觉的消杀作用，与甜味值存在的负相关关系如表2所示。

如表3所示，酶解时间对脱脂牛乳的滋味也有明显影响，其中酶解产物后味B（苦味回味值）与酶解时间呈极显著正相关，苦味与酶解时间呈显著正相关，甜味与酶解时间呈显著负相关，引起苦味值的上升，甜味值的衰退。

主成分分析

由图6可知，PC1的贡献率为49.0%，PC2的贡献率为39.4%，总贡献率为88.4%，二者总贡献率超过80%，表明PC1和PC2可代表样品中不同蛋白酶酶解过程中滋味物质的主要特征，说明电子舌能够有效区分不同蛋白酶酶解过程中滋味物质的差异。不同蛋白酶水解物与对照组分布在不同区域，且4 组样品数据均分布在95%的置信区间内，说明3 组实验组及对照组样品，在滋味物质组成及含量上存在较大差异。对照组组内聚集性好，说明在相同温度及时间条件，原料乳滋味物质变化较稳定，且滋味物质主要以鲜甜味为主，经过酶解处理的牛乳，其组内聚集性差，可能是由于酶解的处理引起滋味物质与蛋白质之间相互作用方式发生改变，导致滋味物质变化很大。

5、游离氨基酸分析

游离氨基酸组成及评价

结果可知，对照组及不同蛋白酶酶解产物中主要检测到16 种游离氨基酸，且与对照相比，不同蛋白酶酶解产物中总游离氨基酸（TFAA）及必需氨基酸（EAA）含量呈随酶解时间延长而持续增加的趋势。在酶解4 h时，风味蛋白酶酶解产物中TFAA含量最高为628 mg/100 mL，其次是碱性蛋白酶酶解液和复合蛋白酶，分别为289、194 mg/100 mL。风味蛋白酶组中TFAA较其他蛋白酶组高，是由于风味蛋白酶的水解度最大，因此酶解过程中释放出大量的游离氨基酸，而碱性及复合蛋白酶水解度小，释放的游离氨基酸总量也低。

游离氨基酸呈味特征分析

由图7可知，对照组中鲜甜味呈味氨基酸占TFAA比例达80.98%，苦味呈味氨基酸占TFAA比例为18.19%。3 种蛋白酶酶解产物中鲜甜呈味氨基酸质量浓度分别为风味蛋白酶（164.557 mg/100 mL）＞复合蛋白酶（28.590 mg/100 mL）＞碱性蛋白酶（25.888 mg/100 mL），占氨基酸总量的比例分别为25.54%、14.70%、8.95%，酶解液中均含有鲜甜味氨基酸，而风味蛋白酶酶解液中鲜甜呈味氨基酸的质量分数最高；酶解液中苦味呈味氨基酸质量浓度分别为风味蛋白酶（446.69 mg/100 mL）＞碱性蛋白酶（256.069 mg/100 mL）＞复合蛋白酶（163.26 mg/100 mL），占氨基酸总量的比例分别为69.31%、89.63%、83.94%，实验结果表明脱脂乳中鲜甜味氨基酸比例较大，而酶解液中苦味占主导地位，苦味氨基酸的比例几乎是鲜甜味氨基酸的3～10 倍，这与电子舌测定结果类似，酶解处理会导致鲜甜味下降，苦涩等味上升。

结 论

本实验结果表明，在不同蛋白酶及酶解时间处理会引起脱脂乳色泽、滋味等感官特性以及游离氨基酸含量的变化。与未处理的脱脂乳相比，牛乳酶解处理后的白色渐渐消失，透明度增加，色泽偏黄；通过电子舌分析，3 种酶解产物的甜味值显著下降，丰富度及鲜味值略有下降，酸、苦、涩味指标呈现上升趋势；PCA可知复合蛋白酶、碱性蛋白酶处理产物与原料乳滋味相近，优于风味蛋白酶产物；此外，酶解产物总游离氨基酸及必需氨基酸含量显著上升，His、Lys、Phe等含量增加明显，且苦味氨基酸占据主要呈味氨基酸。综上所述，酶解处理对脱脂乳感官特性会有一定程度的不利影响，但游离氨基酸含量及组成的变化会提升其营养价值。因此，实验为后续酶解技术的产品开发提供了感官及游离氨基酸方面的数据支撑和理论依据，且后续需要继续深入研究功能性营养成分、致敏性及避免色泽、滋味等品质变化的方法，进而保证产品的感官等特性达到市场接受水平，辅助功能性产品及低敏乳制品的开发，以便酶解技术及产物能更好地应用于食品工业中。

本文《蛋白酶处理对脱脂乳感官品质及游离氨基酸的影响》来源于《食品科学》2021年42卷16期14-22页，作者：程娇，孙敬，梁肖娜，钱冠林，岳喜庆，郑艳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200714-190。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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