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本论文详尽、全面地研究了一种新型发酵大豆制品的制备方法,即基于传统豆腐乳的加工方法,通过改善其生产工艺、优化其微生物及生物化学的特性,而制备出的一种新型豆制品。由于该产品主要以大豆为原料来源,且在外观、质感、口感以及风味上类似于牛奶奶酪,因而可称之为“大豆奶酪”。本课题旨在改善大豆奶酪的感观品质,使其香味浓郁、滋味饱满。论文主要分为五个部分：第一章,综述传统的豆腐乳和Cheddar奶酪中的风味物质及其形成机理,探讨改良大豆奶酪风味的新方法；第二章,考察适合改良大豆奶酪风味的菌种；第三章,探寻有望提高大豆奶酪风味的合适的大豆pehtze;第四章,基于以上的研究结果,分析大豆奶酪的感观质量及风味成分；第五章,通过研究大豆奶酪在成熟过程中的变化探究其风味物质的形成机理。
通过比较大豆奶酪和Cheddar奶酪在加工工艺、生物化学及微生物学特性上的异同,可为合理改善大豆奶酪的风味提供指导。经比较发现,大豆奶酪与Cheddar奶酪在加工工艺和产品的外观、质感、口感、化学性质及生化变化等方面有许多的相似之处。大豆蛋白中含有许多有益的氨基酸,如天门冬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸等,它们可作为风味物质的前体化合物及发酵菌种的利用物。研究发现,在大豆奶酪的生产工艺中添加少量氯化钠,不加乙醇,并引入常用于提高牛奶奶酪风味的发酵菌种,如Lactobacillus lactis subsp.lactis(以前称为L。lactis subsp.lactis biovar diacetylactis、Lactobacillus helveticus、Lactobacillus casei、Lactococcus lactis subsp.Maltigenes和Lactococcus lactis subsp.Cremoris等,有望改善大豆奶酪风味。
通过精心筛选有效的纯菌种,选择Lactobacillus casei(LC),Lactobacillus helveticus (LH)and Lactobacillus rahmnosus(Lactobacillus casei subsp.rahmnosus 6013)(LR)为用于改善大豆奶酪风味下一步研究的菌种。通过测定这些乳酸菌种在大豆牛奶中的存活能力及生长效果,来考察它们对于制备大豆奶酪的适用性。研究表明：这三种乳酸菌均能很好地在大豆牛奶中生长,经过6h的发酵,LC、LH和LR的菌落数分别增长至8.74、7.69和8.69 log(CFU/ml);37℃时,分别接种LC、LH、LR和添加有Glucono-δ-内酯(GDL,一种商业用的凝结剂)的大豆奶都明显出现可滴定酸度增加、pH减少的现象。这三种乳酸菌都能够利用大豆糖源。经质构分析发现,菌种可引起大豆牛奶质构发生变化,其凝乳的能力可与GDL媲美。菌种通过产酶、产酸而水解大豆蛋白,从而导致质构变化形成凝乳。这些菌种可释放18种游离氨基酸(FAA),其中包括可作为奶酪风味物质前体化合物的天门冬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸。这些菌种均能利用大豆脂肪酸(FA),而在大豆凝乳中出现某些FA消失的现象表明所选的菌种还能分别完全消耗特定的FA。可见,这三种乳酸菌在大豆牛奶中可引起质感及风味前体物的变化,正是生产大豆奶酪所必需的效果,故选择它们作为制备大豆奶酪的适用菌种。奶酪生产过程中的首要步骤就是制备合适的pehtze。在奶酪成熟过程中,它可以给用于改良奶酪风味和质感的菌种提供合适的底物。将LC、LH、LR和GDL进行不同的组合,用于制备可适于改良大豆奶酪风味和质感的pehtze。在6h凝结发酵过程中,LC和LH的组合生长较好,且pH值比LC、LH和LR三者组合的pH值下降更多。在以上两种组合中加入GDL后,均可促进生长和pH值的下降,但却不利于pehtze的质构和感观品质。在所有实验组合制备的pehtze中均不同程度地检测到了7种风味前体物和11种混杂的游离氨基酸。所有的实验组合均能引起除C18:3、C20:0、C20:1和C22:0外的大豆脂肪酸含量的显著变化。在所有的实验组合制备的pehtze中除了检测到10种常规的大豆脂肪酸外,还检测到C22:1和C24:0的脂肪酸。在大豆奶酪成熟过程中,这些游离氨基酸和脂肪酸的含量变化有可能改善产品的风味和质构。经考察发现,LC和LH组合所制备的pehtzes产品的质构和风味特性最佳,其次是LC、LH和GDL的三者组合。
通过使用改良的工艺和"LC+LH"(T1)及"LC+LH+GDL"(T2)的组合制备大豆奶酪,并在奶酪12℃条件下3个月成熟期间对其重要特性的变化进行跟踪测定。在T1和T2组合制备的大豆奶酪中Lactobacilli菌落数分别为7.30和7.33 log(CFU/g),其pH值分别为4.77和4.73。成熟的大豆奶酪中蛋白质和脂肪的含量显著低于未成熟奶酪中的含量,而T1组合制备的奶酪产品中蛋白质和脂肪的含量又明显低于T2组合的相应含量。T2组合的产品中的氨基酸总量和脂肪酸总量明显高于T1组合的产品,而T1组合产品中的游离氨基酸和游离脂肪酸含量又明显高于T2组合的产品。T1组合产品的质构和感观品质优于T2组合的产品。通过气相分析可知,T1组合的产品中共有72种挥发性化合物,而T2组合的产品中共有63种,且其中22种成分为两组合所共有。结果表明,"LC+LH"(T1)组合可将大豆蛋白质和脂肪等大分子分解为小分子物质(如游离氨基酸、游离脂肪酸),产生挥发性的呈味化合物,从而使得成熟的大豆奶酪的风味得到改善；而GDL的添加(T2)对大豆蛋白水解及脂类水解具有不利影响,但其终产品的风味仍令人满意。因此,本研究选择T1组合为最优组合,而T2组合次之,也可被接受。
利用"LC+LH"(T1)组合的改良工艺制备大豆奶酪,对其12℃条件下3个月成熟期间各特性指标的变化进行跟踪测定。同时,通过对T1(LC+LH)、T2(LC+LH+GDL)两组合试样的比较,考察GDL的影响。经3个月的成熟期,T1组合的pH值由5.06下降到4.88,而T2组合的pH值由5.01下降至4.62。两组合产品的感官品质明显得到提高,且T1组合的效果更加显著。在质构特性方面,两组合产品的硬度和可碎度都有增加,黏性、咀嚼性、弹性及粘结性都随着奶酪的成熟而降低。两组合的产品均出现了游离氨基酸含量的增加和脂肪酸含量的减少。其中T1组合较T2组合的产品在成熟过程中游离氨基酸的增加量和脂肪酸的减少量更多。此外,GDL的添加对"LC+LH"(T1)组合的脂类水解和蛋白水解能力有负面作用。蛋白质和脂肪含量的减少与"LC+LH"组合的蛋白水解和脂类水解的活性有关,其结果即可改善终产品的风味。尽管添加GDL会对"LC+LH"组合的奶酪产品在成熟过程的活性起负面影响,但其终产品的风味还是可为人所接受。综合表明,菌种"LC+LH"(T1)的组合可作为生产具有优质风味和质构的大豆奶酪的最优菌种组合。