芥末粉添加对埃塞俄比亚传统农家干酪品质调控机制及货架期延长作用研究

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：The Effect of Mustard Powder Percentage on the Physicochemical, Microbial Load, and Sensory Analysis of Artisanal Ethiopian Cottage Cheese

本文系统研究了不同比例芥末粉（0%、0.05%、0.1%、0.15%）对埃塞俄比亚传统农家干酪在15天贮藏期内理化特性、微生物负载及感官品质的影响。研究发现芥末粉的添加能显著抑制总菌落数（TMC）、大肠菌群（CC）及酵母霉菌（YM）生长，其抗菌活性主要归因于芥末中硫代葡萄糖苷经黑芥子酶（myrosinase）水解产生的异硫氰酸烯丙酯（AITC）。同时，芥末粉的添加降低了产品pH值，提高了可滴定酸度（TA）和脂肪含量，但过量添加会导致质构特性（硬度、凝聚性、弹性）下降及感官评分降低。研究证实0.1%芥末粉为优化添加量，在延长货架期的同时可较好保持产品感官接受度，为天然防腐剂在乳制品中的应用提供了理论依据。

　　

材料与方法

研究以新鲜牛奶和芥末籽为原料，通过传统发酵工艺制备埃塞俄比亚农家干酪。实验设计采用完全随机设计（CRD），设置4个芥末粉添加浓度（C=0%、B₁=0.05%、B₂=0.1%、B₃=0.15%）和5个贮藏时间点（T₀=0天、T₁=4天、T₂=8天、T₃=12天、T₄=15天），每个处理重复3次。通过高效液相色谱（HPLC）分析芥末粉中多酚、硫代葡萄糖苷（如芥子碱sinigrin）等活性成分，并测定总酚含量（TPC）、DPPH自由基清除能力及ABTS抗氧化活性。对干酪样品的pH、可滴定酸度（TA）、水分、脂肪含量及微生物指标（总菌落数TMC、大肠菌群CC、酵母霉菌YM）进行定期检测，并采用质构分析（TPA）和感官评价（5点嗜好尺度）全面评估产品品质变化。

芥末粉活性成分分析

芥末粉中硫代葡萄糖苷含量高达12500 μg·g^?1，其中芥子碱（sinigrin）为主成分（9500 μg·g^?1）；多酚类物质总量为1440 μg·g^?1，以芥子酸（sinapic acid）为主。其总酚含量（TPC）为12.8 mg GAE·g^?1DW，DPPH IC₅₀为95.4 μg·mL^?1，ABTS TEAC值为34.2 μmol Trolox·g^?1DW，表明芥末粉具有显著的抗氧化能力。硫代葡萄糖苷在芥子酶作用下水解生成异硫氰酸烯丙酯（AITC），对多种腐败菌和致病菌（如大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌）具有广谱抑制效果。

理化特性变化

pH值与可滴定酸度（TA）：随着芥末粉添加量增加和贮藏时间延长，干酪pH值显著下降（从4.46降至3.78），TA值从0.22%升至6.25%。这源于芥末中有机酸（如芥子酸）的释放及乳酸菌持续产酸。

水分与脂肪含量：芥末粉添加使水分含量从84.7%（对照组）降至47.9%（B₃组），因其吸水性导致干酪基质脱水；脂肪含量略有上升（0.05%~0.10%），可能与芥末本身含油（39%~42%）及贮藏期脂肪水解有关。

质构特性：芥末粉添加显著提升硬度（12.15 N→19.88 N），但降低凝聚性（0.62→0.37）和弹性（0.89→0.70），因芥末颗粒干扰蛋白网络连续性，且贮藏后期水分流失加剧质构劣变。

微生物抑制效果

芥末粉浓度与抗菌效果呈正相关：0.15%添加组（B₃）在15天贮藏期内总菌落数（TMC）降至7.00 CFU/mL，显著低于对照组（385.60 CFU/mL）；大肠菌群（CC）和酵母霉菌（YM）计数也随芥末比例增加而下降。AITC通过破坏微生物膜结构、抑制能量代谢途径发挥抗菌作用，其气相扩散特性尤其适用于干酪这类固态基质的防腐。

感官与色泽评价

感官评分显示，低浓度芥末粉（0.05%~0.1%）在短期内（≤8天）可维持较好的接受度，但超过0.1%或长期贮藏会导致风味、口感评分显著下降，因AITC的刺激性气味掩盖干酪原有风味。色泽分析表明，芥末粉添加降低亮度（L^*值），提升黄度（b^*值），使干酪呈现暗黄色，贮藏后期因色素氧化进一步加深。

结论与展望

芥末粉作为天然防腐剂可有效延长埃塞俄比亚农家干酪货架期，其最佳添加量为0.1%，能在抗菌活性与感官可接受度间取得平衡。后续研究可聚焦于芥末前处理（如脱脂、酶失活）以降低AITC刺激性，或结合微胶囊技术控制释放速率，提升产品适用性。本研究为开发清洁标签乳制品提供了实践依据。