水牛乳及牛-水牛混合乳制备切达型奶酪的结构-功能关系：半乳清盐渍对质地、蛋白水解及生物功能特性的调控作用

《International Dairy Journal》：Structure–function relationships in Cheddar-type cheeses prepared from buffalo and mixed cow–buffalo milk: Half-whey salting modulates texture, proteolysis, and biofunctional properties

　　

**摘要**

水牛奶切达型奶酪具有一致密且高度矿化的酪蛋白基质，限制了保水性，减缓了蛋白质水解过程，并制约了理想的质构特性和生物功能特性的发展。本研究评估了半乳清盐渍作为一种基质工程策略，以改善混合乳和苏尔特水牛奶切达型奶酪的组成、成熟特性、质构、感官接受度及生物功能性质。本研究对四种采用传统干盐法和半乳清盐法生产的奶酪进行了表征，分析了其理化组成、成熟指标、质构、感官特性、抗氧化活性、血管紧张素转换酶（ACE）抑制活性，并通过Tricine SDS-PAGE检测了其水溶性蛋白组分。半乳清盐渍显著提高了保水性，同时降低了盐在水分中的含量、钙含量和磷含量，这可能有利于形成含水量更高且交联较少的副酪蛋白基质。因此，混合乳奶酪的硬度降低了33.5%，苏尔特水牛奶酪的硬度降低了52.7%，同时风味、体态与质构以及总体接受度均有改善。更高的游离脂肪酸、酪氨酸和成熟指数表明成熟程度有所增强，其中混合乳奶酪的成熟指数从8.05%增至9.86%，苏尔特水牛奶酪的成熟指数从5.03%增至7.53%。Tricine SDS-PAGE结果显示，处理组之间水溶性蛋白组分存在差异。半乳清盐渍苏尔特水牛奶酪表现出最高的抗氧化能力，而半乳清盐渍混合乳奶酪则表现出最高的ACE抑制活性（51.71%）。半乳清盐渍是一种有效的策略，可调节奶酪基质结构，从而增强成熟度、质构、感官接受度和功能潜力。

**引言**

切达奶酪是一种广泛食用的成熟奶酪，其蛋白质水解、矿物质再分布、酸度形成、盐分扩散和水分迁移等因素影响其营养品质、质构、风味和生物功能特性（Cogan等，2026；Galli等，2023；McSweeney等，2025）。切达奶酪除了提供乳蛋白、脂质、钙、磷和脂溶性维生素外，还是生物活性肽的来源，这些肽主要来源于酪蛋白，在成熟过程中通过残留凝乳酶、纤溶酶、发酵剂乳酸菌蛋白酶/肽酶以及非发酵剂乳酸菌的作用而生成（Baptista & Gigante，2021；Gobbetti等，2015；Habib等，2025；Huang & Cheng，2024；McSweeney等，2025；Meleti等，2025；Nielsen等，2024；Santiago-López等，2018；Shafique等，2023）。初级蛋白质水解涉及凝乳酶介导的αs1-酪蛋白和κ-酪蛋白的水解以及纤溶酶相关的β-酪蛋白降解，随后进行次级水解生成肽和游离氨基酸（Gobbetti等，2015；McSweeney等，2025；Shafique等，2023）。由此产生的生物活性取决于肽的分子量、氨基酸序列、疏水性、电荷以及脯氨酸、组氨酸、酪氨酸、色氨酸、亮氨酸和缬氨酸等功能残基，这些残基可以贡献于自由基清除、金属螯合和血管紧张素转换酶（ACE）抑制活性（Ali等，2024；Habib等，2025；Hao等，2023；Hernández-Ledesma等，2004；Ki等，2024；Meleti等，2025；Nielsen等，2024；Qiu等，2024）。因此，控制影响酪蛋白水解和肽溶解释放的制酪条件可能提供了一种方法，在维持理想感官和质构特性的同时增强切达奶酪的抗氧化和抗高血压潜力（Baptista & Gigante，2021；Bihola等，2025；Habib等，2025；Meleti等，2025）。

切达奶酪中生物活性肽的生成受其理化环境影响，包括水分含量、盐在水分中的比例、pH值、钙-磷酸盐平衡、残留乳糖、缓冲能力和成熟温度，这些因素在成熟过程中调节酶的流动性、微生物活性和酪蛋白的可及性（Galli等，2023；McCarthy等，2017；McSweeney等，2025；Pastorino等，2007；Rulikowska等，2013）。钙尤为重要，因为胶体磷酸钙稳定了副酪蛋白网络，钙保留越多，蛋白质-蛋白质相互作用越强，基质含水量越低，结构越致密，这可能限制酶的扩散（Deshmukh等，2023；Galli等，2023；McCarthy等，2017；McSweeney等，2025）。相反，钙的溶解或置换可以减弱矿物质介导的相互作用，增加基质含水量和孔隙率，改善酶-底物可及性，从而促进αs1-和β-酪蛋白的水解以及后续水溶性肽的形成（Galli等，2023；Gobbetti等，2015；McSweeney等，2025；Pastorino等，2007；Shafique等，2023）。因此，改变矿物质平衡、盐分分布和保水性的制酪条件可以影响蛋白质水解以及与抗氧化和ACE抑制活性相关的肽的积累（Ali等，2024；Baptista & Gigante，2021；Ki等，2024；Meleti等，2025）。在此背景下，改变钙分配、盐扩散和保水性的改良盐渍策略可能提供了一种技术手段来调节奶酪微观结构和蛋白质水解途径，从而增强具有抗氧化和ACE抑制活性的生物活性肽的生成（Cogan等，2026；Galli等，2023）。

盐渍是切达奶酪生产中的决定性步骤，因为NaCl调节水分活度、凝乳脱水、发酵剂代谢、残留酶活性、矿物质平衡、蛋白质水解和风味形成（Cogan等，2026；Galli等，2023；McSweeney等，2025；Thierry等，2025）。在传统干盐法中，NaCl在研磨后加入，此时大部分乳清已被排出，主要限制进一步的酸度发展并抑制微生物生长，同时在压制和成熟过程中促进凝乳融合并建立盐在水分中的比例（Galli等，2023；McCarthy等，2017；McSweeney等，2025；Rulikowska等，2013）。然而，这种方法在水牛奶切达奶酪生产中可能面临挑战，因为其坚硬、高度矿化的凝乳保水性较差（Deshmukh等，2023；Liao等，2025；Murtaza等，2014）。

与传统干盐法不同，半乳清盐法是在一定比例的乳清仍与凝乳共存时加入NaCl，在完全排出乳清和后续切达腌制之前进行，从而改变了加盐过程中的理化环境（Bihola等，2025；Galli等，2023；McSweeney等，2025）。在此条件下，Na+可能通过凝乳-乳清系统扩散，并促进与副酪蛋白网络相关的钙的再分布（Deshmukh等，2023；Deshwal等，2023；Pastorino等，2007）。这种变化可能减少钙介导的酪蛋白相互作用，增加基质含水量并改变蛋白网络的紧密程度，从而限制脱水收缩并改善保水性（Galli等，2023；McCarthy等，2017）。因此，奶酪可能发展出更软、不那么刚硬的结构，这一效应对水牛奶酪尤为重要，因为其中较高的酪蛋白和钙含量有利于形成致密的凝乳基质，可能限制酶的流动性（Bihola等，2026；Deshmukh等，2023；Galli等，2023；Liao等，2025；Murtaza等，2014）。

半乳清盐法产生的较高保水性和改变的矿物质相关结构可能在成熟过程中为蛋白质水解创造更有利的环境（Gobbetti等，2015；McSweeney等，2025；Shafique等，2023）。基质含水量的增加可能促进残留凝乳酶、纤溶酶以及发酵剂/非发酵剂细菌蛋白酶和肽酶的扩散，从而改善对αs1-、β-和κ-酪蛋白的可及性（Gobbetti等，2015；Huang & Cheng，2024；McSweeney等，2025；Shafique等，2023）。同时，盐在水分中比例的变化可以调节微生物和酶活性，而不会完全抑制成熟反应（Galli等，2023；McCarthy等，2017；Rulikowska等，2013；Thierry等，2025）。这些条件可能有利于与抗氧化和ACE抑制活性相关的水溶性和低分子量肽的积累（Ali等，2024；Baptista & Gigante，2021；Ki等，2024；Meleti等，2025；Qiu等，2024；Shafique等，2023）。尽管半乳清盐法已被证明可以改善水牛奶酪的保水性和质构特性，但其对酪蛋白水解、肽积累和生物功能发展的影响仍有待深入研究（Bihola等，2025；Galli等，2023；Murtaza等，2014）。这为评估半乳清盐法作为基质改良方法以增强切达奶酪功能品质提供了基础（Bihola等，2025；Cogan等，2026；Galli等，2023；Meleti等，2025）。

奶酪对加工干预的反应取决于乳成分和胶体特性（Cogan等，2026；Galli等，2023；McSweeney等，2025）。水牛奶含有比牛奶更高的总固形物、酪蛋白、脂肪、钙、磷和缓冲盐浓度，并且在酪蛋白胶束结构和乳脂肪球特性方面也有所不同（Abd El-Salam & El-Shibiny，2011；Amalfitano等，2024；Deshmukh等，2023；Liao等，2025）。这些特性可以通过更高的酪蛋白和脂肪保留率来提高奶酪产量和营养密度，但也可能在切达奶酪生产中带来技术挑战（Amalfitano等，2024；Deshmukh等，2023；Galli等，2023；Liao等，2025；Murtaza等，2014）。较高的酪蛋白和胶体磷酸钙含量有利于更强的凝乳酶凝固、更高的凝乳硬度和副酪蛋白网络中更强的矿物质介导相互作用，从而产生致密的基质结构，含水量较低且抗变形能力较强（Abd El-Salam & El-Shibiny，2011；Deshmukh等，2023；Deshwal等，2023；Galli等，2023；Liao等，2025）。

这些结构特性可以影响成熟过程中乳清的排出、盐的扩散、酶的流动性和底物的可及性（Galli等，2023；McCarthy等，2017；McSweeney等，2025；Pastorino等，2007）。水牛奶较高的缓冲能力可能进一步延缓酸度形成，而更高的钙保留可以维持更强的蛋白质-蛋白质相互作用并延缓基质分解（Deshmukh等，2023；Galli等，2023）。因此，与传统干盐法生产的牛奶或混合乳奶酪相比，水牛奶切达奶酪可能表现出较低的保水性、更高的硬度以及改变的蛋白质水解和风味发展（Batool等，2018；Galli等，2023；Liao等，2025；Murtaza等，2014）。因此，改变钙平衡、副酪蛋白含水量和蛋白质水解可及性的技术策略对于改善水牛奶切达奶酪的结构和功能特性可能非常有用（Baptista & Gigante，2021；Galli等，2023；Meleti等，2025）。

在这些干预措施中，半乳清盐法已被研究作为一种增加水牛奶酪保水性并改善体态与质构的实用方法（Bihola等，2025；Galli等，2023；Murtaza等，2014）。然而，以往研究主要关注生产特性、奶酪产量、组成和感官特性，对肽生成和生物功能活性的关注相对有限（Baptista & Gigante，2021；Batool等，2018；Bihola等，2025；Murtaza等，2014；Shafique等，2023）。此外，尽管已知水牛奶的蛋白质、含硫氨基酸、维生素和抗氧化微量营养素具有抗氧化潜力，但关于水牛奶成分与半乳清盐法对成熟切达奶酪抗氧化和ACE抑制活性综合影响的信息仍然有限（Ali等，2024；Habib等，2025；Huma等，2018；Meleti等，2025）。

苏尔特水牛奶是印度西部一个重要的地方品种，其乳的特点是脂肪、酪蛋白、钙、磷和总固形物含量较高，这可能有助于提高奶酪产量（Amalfitano等，2024；Chaudhary等，2023；Liao等，2025；Tyagi等，2016）。然而，苏尔特水牛奶用于功能性切达奶酪生产的研究仍然不足。特别是关于其富含矿物质的酪蛋白体系如何响应改变矿物质分布、基质含水量和蛋白网络结构的盐渍策略的信息仍然有限（Deshmukh等，2023；Galli等，2023）。因此，建立矿物质特性、盐在水分中比例、质构、蛋白质水解指数、电泳蛋白/肽图谱和生物功能活性之间的关系，对于确定苏尔特水牛奶在增值功能性奶酪生产中的潜力具有重要意义（Bihola等，2025；Meleti等，2025；Qiu等，2024；Shafique等，2023）。这些关系也可能表明半乳清盐法是否可以改变水牛奶凝乳的结构特性，促进与抗氧化和ACE抑制活性相关的水溶性肽的释放（Ali等，2024；Bihola等，2025；Ki等，2024；Meleti等，2025；Qiu等，2024）。因此，本研究调查了切达奶酪的结构-功能关系，考察了乳类型（苏尔特水牛奶和混合乳）和盐渍策略（传统干盐法和半乳清盐法）的影响，重点关注矿物质分布、保水性、蛋白网络结构、蛋白质水解、肽图谱和生物功能特性之间的关系。

**片段**

**材料**

苏尔特水牛奶采集自印度古吉拉特邦阿南德卡姆德胡大学生殖生物学研究单元（RBRU）。混合乳由牛奶和水牛奶按60:40的比例组成，采购自印度古吉拉特邦阿南德的Vidya Dairy。

牛奶采集于经消毒的不锈钢容器中，并在冷藏条件下（≤4 °C）运输至实验室。收到后，对牛奶进行标准化处理，使酪蛋白与脂肪比达到0.68–0.70，随后进行巴氏杀菌。

混合乳与苏尔提水牛奶的成分

在加工前，对用于切达型奶酪生产的标准化混合乳和苏尔提水牛奶的成分特征进行了评估。两种乳在所有成分参数上均存在显著差异（p < 0.05）。苏尔提水牛奶的总固体含量（15.61%）显著高于混合乳（12.77%）。同样，其蛋白质（4.29%对比3.67%）、脂肪（5.18%对比4.13%）、酪蛋白（3.58%对比2.91%）、灰分（0.83%对比0.71%）、钙（165.89 mg对比……

结论

本研究表明，半乳清盐渍是一种有效调控混合乳和苏尔提水牛奶生产的切达型奶酪的成分-结构-功能关系的方法。与传统干盐渍相比，半乳清盐渍增强了水分保持，同时降低了盐分-水分比、钙和磷含量。这些成分变化可能削弱钙介导的酪蛋白交联，促进副酪蛋白的水化作用，并增加基质孔隙率。

CRediT作者贡献声明

Dnyaneshwar：撰写——原稿，软件，调查，形式分析，数据管理。Smitha Balakrishnan：撰写——审阅与编辑，验证，监督，资源，项目管理，方法论，概念化。Amitkumar M. Patel：验证，监督，资源，方法论，概念化。Chaudhary Shailesh：调查，形式分析。Ankit Bihola：撰写——审阅与编辑，撰写——原稿，可视化，验证，软件，方法论。

利益冲突声明

不存在利益冲突。

Dnyaneshwar | Smitha Balakrishnan | Amitkumar M. Patel | Chaudhary Shailesh | Ankit Bihola