Effect of Adding Glutamine Transaminase on the Quality of Set-style Yogurt
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摘要: 研究添加谷氨酰胺转氨酶（简称TG酶）的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶（未添加TG酶）在发酵过程中理化指标与感官指标的差异性。采用酚酞指示剂法、流变仪、质构仪、离心法和平板计数法分别测定酸奶在发酵过程中酸度、粘度、硬度、持水性及活菌数的变化；用电子眼、电子舌、电子鼻测定色泽、滋味、气味的变化，并进行感官评定。结果表明，每克乳蛋白添加0~5 U的TG酶，发酵结束时酸奶的酸度在71.12~73.64 oT范围内，酸度无显著性差异（P>0.05）；在发酵过程中，粘度、硬度均在3 h后呈显著上升（P<0.05），发酵结束时，添加TG酶会显著增高凝固型酸奶的粘度和硬度（P<0.05）；随着TG酶添加量的增加，持水性显著增强（P<0.05）；添加不同浓度的TG酶凝固型酸奶中的活菌数无显著差异（P>0.05）。TG酶凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的主色号均为4095，发酵结束时，色泽无显著性差异（P>0.05）；经主成分分析，发酵结束后添加不同浓度的TG酶不会对酸奶的滋味、气味造成显著性影响（P>0.05）；经感官评定，TG酶在添加量为2 U/（g蛋白）时感官品质最受喜爱。因此，与未加TG酶的普通凝固型酸奶相比，添加TG酶的凝固型酸奶在酸度、活菌数、色泽、滋味、气味方面均无显著性差异（P>0.05）；在粘度、硬度和持水性方面显著提高（P<0.05），添加适量TG酶有利于凝固型酸奶品质的提高。Abstract: The objective of this work was to study the difference of physical and chemical indexes and sensory indexes between set-style yogurt with TG enzyme and plain set-style yogurt (without TG enzyme) in the fermentation process. The changes of acidity, viscosity, hardness, water holding capacity and viable count of yogurt during fermentation were measured by phenolphthalein indicator method, rheometer, texture analyzer, centrifugation and plate counting method, respectively. The changes of color, taste and smell were measured by electronic eye, electronic tongue and electronic nose, respectively, and sensory evaluation was carried out. The results showed that adding 0~5 U TG enzyme per gram of milk protein, the acidity of yogurt at the end of fermentation was within the range of 71.12~73.64 oT, and there was no significant difference in the acidity of yogurt (P>0.05). During the fermentation process, the viscosity and hardness increased significantly after 3 h (P<0.05), and the viscosity and hardness of set-style yogurt with TG enzyme increased significantly at the end of fermentation (P<0.05). With the increase of TG enzyme content, the water holding capacity increased significantly (P<0.05). Adding different concentrations of TG enzyme had no significant effect on the number of viable bacteria in set-style yogurt (P>0.05). The main color number of TG enzyme set-style yoghurt and common set-style yoghurt were both 4095, and there was no significant difference in color at the end of fermentation (P>0.05). By principal component analysis, adding different concentrations of TG enzyme after fermentation had no significant effect on the taste and smell of yogurt (P>0.05). According to sensory evaluation, yogurt that 1 g milk protein supplemented with 2 U TG enzyme had the best sensory. Therefore, compared with the plain set-style yogurt without TG enzyme, the coagulated yogurt with TG enzyme was not significantly different in acidity, live bacteria count, color, taste and odor (P>0.05); it was significantly higher in viscosity, hardness and water-holding capacity (P<0.05), and the addition of appropriate amount of TG enzyme was beneficial to the improvement of the quality of coagulated yogurt.
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酸奶是一种具有特殊风味的乳制品，含有大量的活性乳酸菌[1]，但是酸奶在保质期内常出现脱水收缩现象，虽然可以通过改善加工工艺或调整不同的稳定剂配比来提高酸奶的表观粘度、稠度和持水性，但随着食品安全与饮食健康概念的普及，消费者更青睐在产品标签中出现较少的配料和添加剂种类，甚至更喜欢选择无添加、保持天然食品原料属性的产品。
谷氨酰胺转氨酶也被称为转谷氨酰胺酶或谷氨酰胺转移酶 （简称TG酶），是一类可以催化酰基发生转移的酶[2]，享有“21世纪超级粘合剂”的美誉[3]，是重要的酶制剂。对于酸奶而言，添加TG酶可以改善酸奶的质构特性，TG酶通过催化ɛ-（γ-谷氨酰）赖氨酸生成交联蛋白，提高酸奶的硬度[4-8]。TG酶浓度增加时，蛋白质的交联程度也会增加，从而导致酸奶的凝胶结构发生变化[9]。TG酶处理可显著增加酸奶的表观粘度[10-12]，对不同类型酸乳的持水性和脱水性均有非常显著的影响，添加TG酶后凝固型酸奶[5,13-15]和搅拌型酸奶[16]的持水性均显著增加，一般而言，TG酶浓度越高，持水性越好，脱水率越低。此外，在高浓度TG酶的处理下，由于乳蛋白的交联，强化了酸乳的三维网络稳定性，降低了乳清析出[14]，从而达到改善酸奶品质的目的[17]。
在酸奶生产中，TG酶添加方式通常有：将TG酶加入鲜奶中[18-19]；在杀菌冷却后，发酵剂加入之前添加[6,20-25]；和发酵剂同时添加[20,22-23,26-29]；在发酵剂加入之后添加[30]三种方式。TG酶处理奶，可以在不同的温度和时间进行保温[21,28]，接着加入发酵剂直到发酵结束；大多数研究还采用热处理的方式使奶中的TG酶失活[18,22-24]，因为没有灭活的TG酶在酸奶中仍然具有活性。
TG酶可以改变蛋白质的功能特性与结构，将TG酶应用于酸奶中，能够改变酸奶的质构和功能特性[17, 31-34]以及营养价值，进而改善酸奶的品质。本文对添加TG酶后的凝固型酸奶的理化及色泽、气味、滋味等感官指标产生的变化进行了研究，为添加TG酶凝固型酸奶的生产提供理论参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
牛乳 天津市海河乳业有限公司；蔗糖 食品级，CJ第一制糖株式会社；乳酸菌 食品级，帝斯曼贸易（上海）有限公司；TG酶（120 U/g） 食品级，上海领瀚科学仪器有限公司；MRS琼脂 北京索莱宝科技有限公司；酚酞 上海麦克林生化科技有限公司。
FA25均质机 上海弗鲁克流体机械制造有限公司； MCR301型流变仪 奥地利安东帕中国有限公司；TA-XT plus型质构仪 英国SMS公司；SIGMA离心机 德国Sigma公司； Supcre G6R全自动菌落计数仪 杭州迅数科技有限公司；IRIS VA400电子眼、Astree 电子舌、Heracles Ⅱ电子鼻 法国Alpha M.O.S公司。
1.2 实验方法
1.2.1 凝固型酸奶的制备
称取一定量的原料奶，添加6%蔗糖，混合均匀后预热至60 ℃左右，均质10~15 min，然后进行热杀菌处理，90~95 ℃持续10~15 min，杀菌结束后冷却至43 ℃左右。按比例接种菌种，并添加TG酶，置于43 ℃恒温培养箱中发酵。发酵完成后，将酸奶迅速冷却至6 ℃左右，置于4 ℃冷藏，后熟18 h[35]。
TG酶添加量的确定：按乳蛋白含量添加TG酶，使牛奶中TG酶浓度分别达到1、2、3、4、5 U/（g蛋白），以不加TG酶的样品作为对照。
1.2.2 凝固型酸奶理化指标的测定
1.2.2.1 酸度的测定
依据GB 5009.239-2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》中第一法酚酞指示剂法[36]测定酸奶酸度。依据GB 19302-2010《食品安全国家标准 发酵乳》[37]中对发酵乳制品酸度的要求，确定酸奶的发酵终点。
1.2.2.2 粘度的测定
使用安东帕高级流变仪MCR301，选择平板pp50系统，板间距为1 mm，采用稳态控制剪切速率模式（恒温），剪切速率范围为1~100 l/s线性变化[38]，测量温度43 ℃。测定酸奶发酵过程及4 ℃后熟18 h后的粘度。
1.2.2.3 硬度的测定
称取60 g样品置于相同的烧杯中，使用 TA-XT plus质构仪，P/36R的探头进行穿刺实验，测前速度：1.0 mm/s，测试速度：1.5 mm/s，测后速度：10.0 mm/s，压缩距离：3 mm，感应力：Auto-2 g[39-41]。
1.2.2.4 持水性的测定
称取30 g样品置于50 mL离心管中，在4000 r/min离心15 min，静置10 min后，弃去上清液。按照公式（1）进行计算[42-43]。
持水性(%)=m2−m0m1−m0×100 (1) 式中：m0表示离心管质量，g；m1为离心前样品和离心管总质量，g；m2为离心弃上清液后样品和离心管质量，g。
1.2.3 乳酸菌活菌数的测定
采用MRS琼脂培养基[44]测定酸奶的乳酸菌的数量。
1.2.4 凝固型酸奶感官指标的测定
1.2.4.1 色泽的测定
将IRIS VA400电子眼使用黑色背景板校准，将20 g样品倒入透明培养皿中，对样品逐个采集图像[45]，每个样品采集3次图像，使用Alpha Soft V14. 2软件进行图片处理及数据分析。
1.2.4.2 滋味的测定
将样品稀释1倍放于Astree 电子舌专用测试杯（25 mL）中，采用AHS （酸味）、ANS（甜味）、CTS（咸味）、NMS（鲜味）、SCS（苦味）、PKS（通用型）和CPS （通用型） 7根传感器，经活化、校正后检测样品滋味[46]。每个样品测定3次，采用Alpha Soft V14. 2软件处理检测结果。
1.2.4.3 气味的测定
精确称取7 g样品置于30 mL顶空瓶中，使用Heracles II 电子鼻进行检测，顶空进样参数：50 ℃下孵化10 min，振荡速度为500 r/min。进样量为5000 μL，注射时速度为125 μL/s，进样口温度为200 ℃、压力为10 kPa、流速为30 mL/min，注射时间为45 s。捕集阱参数：捕集温度为40 ℃，分流10 mL/min，捕集时间为50 s，最终温度为 240 ℃。柱温参数：初始温度50 ℃，程序升温以1.0 ℃/s速率升温至80 ℃，然后以3 ℃/s速率升温至250 ℃；数据采集时间为110 s。检测器参数：检测器温度为260 ℃[47]。每个样品测定3次，使用Alpha Soft V14.2软件对所得数据进行处理与分析。
1.2.4.4 感官评价
依据RHB 103-2004《酸牛乳感官质量评鉴细则》[48]对样品进行感官评价，酸奶的感官评分标准见表1。
表 1 酸奶的感官评分标准Table 1. Sensory score standard of yogurt项目 评分标准 评分范围（分） 色泽
（10分）呈均匀乳白色，颜色均匀有光泽 8~10 淡黄色 6~7 浅灰色或者灰白色 4~5 绿色、黑色斑点或有霉菌生长、异常颜色 0~3 滋味和气味
（40分）具有酸牛乳固有滋味和气味，酸味和甜味比例适当 35~40 过酸或过甜 20~34 有涩味 10~19 有苦味 5~9 异常滋味或气味 0~4 组织状态
（50分）组织细腻、均匀、表面光滑、无裂纹、无气泡、无乳清析出 40~50 组织细腻、均匀、表面光滑、无气泡、有少量乳清析出 30~39 组织粗糙、有裂纹、无气泡、有少量乳清析出 20~29 组织粗糙、有裂纹、有气泡、乳清析出 10~19 组织粗糙、有裂纹、有大量气泡、乳清析出严重、有颗粒 0~9 1.3 数据处理
每个样品测定3次取平均值，采用origin 2008作图，SPSS软件分析显著性差异，Alpha Soft V14.2进行主成分分析。
2. 结果与分析
2.1 添加TG酶对凝固型酸奶理化指标的影响
2.1.1 TG酶添加量对酸奶酸度的影响
酸奶的发酵终点通过检测发酵乳制品的酸度（≥70 °T ）以及凝固状态来确定。由图1可知，在发酵温度为43 ℃的条件下，添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶达到发酵终点的时间均为5 h，不同酸奶在发酵结束后，酸度在71.12~73.64 oT范围内，均达到70 °T，符合国标中对发酵乳制品酸度的要求，且酸奶的凝固状态较好。
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图 1 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中酸度变化Figure 1. Changes in acidity of plain yogurt and yogurt with TG enzyme during fermentation添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵过程中酸度变化如图1所示，对比相同发酵时间下添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶，酸奶酸度的变化趋势相同，0~3 h酸奶的酸度缓慢上升，在3 h后，酸度显著上升，酸度曲线呈指数函数曲线形式。
由图2可知，到达发酵终点5 h时，普通凝固型酸奶的酸度为72.56 °T， TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶酸度分别为72.93、73.64、72.20、71.48、71.12 °T，添加TG酶的凝固型酸奶酸度与普通凝固型酸奶的酸度无显著性差异（P>0.05）。当TG酶添加量为1~2 U/（g蛋白）时，酸奶的酸度随着TG酶添加量的增大而升高，TG酶添加量为2 U/（g蛋白）时酸度最大，这是由于适量的TG酶可以促进保加利亚乳杆菌产酸，提高了酸奶的酸度[49]；当TG酶添加量为3~5 U/（g蛋白）时，酸奶的酸度随着TG酶添加量的增大反而降低，且低于未添加TG酶的普通凝固型酸奶的酸度，这可能是由于TG酶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生成的乳酸，使酸奶的酸度降低[26]。
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图 2 发酵结束5 h时添加TG酶酸奶酸度的变化Figure 2. Acidity change of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h酸奶在4 ℃条件下后熟18 h，普通凝固型酸奶的酸度为74.73 °T，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶的酸度分别为73.28、74.36、72.56、72.20、71.84 °T，添加TG酶的凝固型酸奶酸度与普通凝固型酸奶的酸度无显著差异（P>0.05）。经过后熟的酸奶比刚刚发酵完成的酸奶酸度均略有升高，可能是由于酸奶的后酸化作用[50]。添加TG酶的凝固型酸奶后酸化较弱，可能与蛋白质交联时利用乳中的多肽或氨基酸，导致乳酸菌生长所需营养物质不足有关，菌体生长缓慢，产酸较少[51]。因此，添加TG酶可以有效抑制酸奶的后酸化。
2.1.2 TG酶添加量对酸奶粘度的影响
添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵过程中粘度变化如图3所示。相同发酵条件下的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶，前3 h粘度基本保持不变，3 h后粘度均显著上升（P<0.05）。
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图 3 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中粘度变化Figure 3. Viscosity changes of plain yogurt and yogurt with TG enzyme during fermentation到达发酵终点5 h时（图4），普通凝固型酸奶的粘度为520 mPa·s，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶的粘度分别为1880、1990、1650、1060、880 mPa·s，添加TG酶会使凝固型酸奶粘度显著增大（P<0.05）。当TG酶添加量为1~2 U/（g蛋白）时，酸奶的粘度随着TG酶添加量的增大而升高，TG酶添加量为2 U/（g蛋白）时粘度最大，比普通凝固型酸奶的粘度高1470 mPa·s，这是由于TG酶增强了蛋白质凝胶网络结构，使得酸奶的粘度增大[52]。当TG酶添加量为3~5 U/（g蛋白）时，酸奶的粘度随着TG酶添加量的增大反而降低，这可能是由于TG酶添加量过多，导致蛋白质凝胶网络结构过于紧密，在一定程度上抑制了乳酸菌的生长[53]，反而使酸奶的粘度逐渐降低，但仍然要比未添加TG酶的普通凝固型酸奶粘度大。
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酸奶在4 ℃的条件下后熟18 h，测得普通凝固型酸奶的粘度为410 mPa·s，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）凝固型酸奶的粘度分别为1400、1520、1120、800、750 mPa·s，添加TG酶会使凝固型酸奶粘度显著增大（P<0.05）。经过后熟的酸奶比刚刚发酵完成的酸奶粘度都略有降低，其原因可能是滴定酸度上升，酸奶的酸性环境增强，导致酸奶中原有的部分凝胶结构发生变化，从而酸奶的粘度降低[54]。
2.1.3 TG酶添加量对酸奶硬度的影响
添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵过程中硬度变化如图5所示。相同发酵条件下添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶，前3 h硬度基本保持不变，3 h后硬度均显著上升（P<0.05）。到达发酵终点5 h时（图6），普通凝固型酸奶的硬度为100 g，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶的硬度分别为237、248、139、132、125 g，添加TG酶会使酸奶硬度显著增大（P<0.05）。当TG酶添加量为1~2 U/（g蛋白）时，酸奶的硬度随着TG酶添加量的增大而升高，TG酶添加量为2 U/（g蛋白）时硬度最大，比普通凝固型酸奶的硬度高148 g，这是由于TG酶通过催化ɛ-（γ-谷氨酰）赖氨酸生成交联蛋白，提高了酸奶的硬度[55]。当TG酶添加量为3~5 U/（g蛋白）时，酸奶的硬度随着TG酶添加量的增大反而降低，这可能是由于TG酶添加量过多，导致蛋白质凝胶网络结构过于紧密，影响了TG酶进一步诱导蛋白质发生交联[52]，反而使酸奶的硬度逐渐降低，但仍然要比未添加TG酶的普通凝固型酸奶硬度大。
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图 5 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中硬度变化Figure 5. Hardness changes of plain yogurt and yogurt added with TG enzyme during fermentation![]()
图 6 发酵终点5 h时添加TG酶的酸奶硬度变化Figure 6. Hardness change of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h酸奶在4 ℃的条件下后熟18 h，测定的普通凝固型酸奶的硬度为142 g，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶的硬度分别为284、285、271、169、168 g，添加TG酶会使凝固型酸奶硬度显著增大（P<0.05）。经过后熟的酸奶比刚刚发酵完成的酸奶硬度均增大，这是由于在后熟过程中乳酸菌的缓慢增长[50]，使得酸奶的凝胶结构进一步发生变化，从而导致酸奶硬度的变化。
2.1.4 TG酶添加量对酸奶持水性的影响
添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在到达发酵终点时的持水性如图7所示。普通凝固型酸奶的持水性为62.08%，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶的持水性分别为76.35%、92.03%、92.35%、94.46%、95.78%，持水性随着TG酶添加量的增大而提高。当TG酶添加量为1 U/（g蛋白）时，与不添加TG酶的普通凝固型酸奶持水性无显著性差异（P>0.05）；当TG酶添加量为2~5 U/（g蛋白）时，与普通凝固型酸奶持水性有显著性差异（P<0.05）。持水性是指酸奶凝胶保持水分的能力，表示酸奶中乳清在凝胶中的分离程度，持水性越低，酸奶凝胶中水分越易析出，提高持水性有利于增加酸奶的凝胶特性。随着TG酶添加量的增大，蛋白质胶粒网络结构增强，对水分的包容、束缚能力增强，使凝胶网络中的水分不易析出，增强了酸奶的持水力[56]。
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图 7 发酵终点5 h时添加TG酶的酸奶持水性变化Figure 7. Changes of water holding capacity of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h2.2 添加TG酶对凝固型酸奶乳酸菌活菌数的影响
添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵过程中乳酸菌活菌数的变化如图8所示，相同发酵条件下的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶，0~2 h的活菌数均上升缓慢，在3 h后活菌数均显著上升（P<0.05），活菌数曲线呈指数函数曲线形式。
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图 8 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中乳酸菌活菌数变化Figure 8. Changes of viable number of lactic acid bacteria in plain yogurt and yogurt with TG enzyme during fermentation由图9可知，到达发酵终点5 h时，普通凝固型酸奶的活菌数为7.80×108 CFU/mL，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶的活菌数分别为7.88×108、7.93×108、7.78×108、7.66×108、7.63×108 CFU/mL，添加TG酶的凝固型酸奶的活菌数与普通凝固型酸奶的活菌数无显著性差异（P>0.05）。酸奶在4 ℃的条件下后熟18 h，测定的普通凝固型酸奶中的活菌数为8.25×108 CFU/mL，TG酶添加量为1、2、3、4、5 U/（g蛋白）的凝固型酸奶活菌数分别为8.30×108、8.35×108、8.20×108、8.00×108、7.95×108 CFU/mL，添加TG酶的凝固型酸奶的活菌数与普通凝固型酸奶的活菌数无显著性差异（P>0.05）。该结果与发酵产酸（图1）类似。
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图 9 发酵终点5 h时添加TG酶的酸奶乳酸菌活菌数变化Figure 9. Changes of viable bacteria number of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h2.3 添加TG酶对凝固型酸奶感官指标的影响
2.3.1 不同TG酶添加量对酸奶色泽的影响
2.3.1.1 添加TG酶的凝固型酸奶与普通酸奶发酵过程中的色号变化
添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵过程中色泽变化如图10所示。对比添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶，TG酶添加量不同，色号比例的变化趋势相同，4095色号（白色）一直占主体地位。在发酵过程中4095色号比例随发酵时间增加有所降低，4094色号（黄白色）比例则随发酵时间增加有所上升，但无显著性变化（P>0.05）。在发酵结束后，4095色号占比均在85%以上，差值在2%以内，且随着TG酶添加量的增大占比略有降低，但与普通凝固型酸奶无显著性差异（P>0.05）。
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图 10 普通酸奶和添加TG酶的酸奶色泽随发酵时间的变化Figure 10. Changes of color of plain yogurt and yogurt added with TG enzyme with fermentation time2.3.1.2 发酵前后添加TG酶的凝固型酸奶与普通酸奶的色泽主成分分析
图11为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵0 h的色泽主成分分析图，主成分1（87.582%）与主成分2（11.46%）之和大于95%，识别指数（−1）小于85。因此，发酵0 h的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的色泽之间无显著性差异（P>0.05），说明添加TG酶不会引起调配后样品颜色变化。
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图12为添加不同量TG酶，在发酵0 h的调配样品色泽主成分分析图，主成分1（88.255%）与主成分2（10.852%）之和大于95%，识别指数（−1）小于85，添加不同量TG酶，调配后样品的色泽无显著性差异（P>0.05）。
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图 12 发酵0 h TG酶酸奶色泽主成分分析Figure 12. Principal component analysis of color of TG enzyme yoghurt fermented for 0 h![]()
图 13 发酵5 h普通酸奶及TG酶酸奶色泽主成分分析Figure 13. Principal component analysis of color of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 5 h![]()
图 14 发酵5 h TG酶酸奶色泽主成分分析Figure 14. Principal component analysis of color of TG enzyme yoghurt fermented for 5 h![]()
图 15 发酵结束后4 ℃后熟18 h的普通酸奶及TG酶酸奶色泽主成分分析Figure 15. Principal component analysis of color of plain yogurt and TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation![]()
图 16 发酵结束后4 ℃后熟18 h的TG酶酸奶色泽主成分分析Figure 16. Principal component analysis of color of TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation![]()
图 18 发酵0 h TG酶酸奶滋味主成分分析Figure 18. Principal component analysis of taste of TG enzyme yoghurt fermented for 0 h![]()
图 20 发酵5 h TG酶酸奶滋味主成分分析Figure 20. Principal component analysis of taste of TG enzyme yoghurt fermented for 5 h![]()
图 21 发酵结束后4 ℃后熟18 h的普通酸奶及TG酶酸奶滋味主成分分析Figure 21. Principal component analysis of taste of plain yogurt and TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation![]()
图 22 发酵结束后4 ℃后熟18 h的TG酶酸奶滋味主成分分析Figure 22. Principal component analysis of taste of TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation![]()
图 25 发酵5 h普通酸奶及TG酶酸奶气味主成分分析Figure 25. Principal component analysis of odor of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 5 h![]()
图 26 发酵5 h TG酶酸奶气味主成分分析Figure 26. Principal component analysis of odor of TG enzyme yoghurt fermented for 5 h![]()
图 27 发酵结束后4 ℃后熟18 h的普通酸奶及TG酶酸奶气味主成分分析Figure 27. Principal component analysis of odor of plain yogurt and TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation图13为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶发酵5 h的主成分分析图，主成分1（89.485%）与主成分2（9.259%）之和大于95%，识别指数（−0.3）小于85，故发酵5 h的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的色泽之间无显著性差异（P>0.05）。
图14为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵5 h的色泽主成分分析图，主成分1（88.326%）与主成分2（10.621%）之和大于95%，识别指数（−0.0005）小于85，故发酵5 h不同TG酶添加量的凝固型酸奶的色泽无显著性差异（P>0.05）。
图15为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵结束后4 ℃后熟18 h的色泽主成分分析图，主成分1（93.976%）与主成分2（4.319%）之和大于95%，识别指数（−33）小于85，添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的色泽之间无显著性差异（P>0.05）。
图16为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵结束后4 ℃后熟18 h的色泽主成分分析图，主成分1（94.738%）与主成分2（4.389%）之和大于95%，识别指数（−25）小于85，故不同TG酶添加量的凝固型酸奶的色泽无显著性差异（P>0.05）。
在添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶的整个发酵过程中，色泽均无显著性差异（P>0.05）。因此，在实验范围内，TG酶添加量不会引起酸奶色泽的变化。
2.3.2 不同TG酶添加量对酸奶滋味的影响
滋味由酸味、咸味、鲜味、甜味和苦味组合而成，主要与酸奶中非挥发性物质的组成和含量有关[47]，电子舌能够反映不同样品滋味方面的差异。图17为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵0 h的滋味主成分分析图，主成分1（98.399%）与主成分2（0.9403%）之和大于95%，识别指数（91）大于85，故发酵0 h的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的滋味之间有显著性差异（P<0.05）。
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图 17 发酵0 h普通酸奶及TG酶酸奶滋味主成分分析Figure 17. Principal component analysis of taste of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 0 h图18为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵0 h的滋味主成分分析图，主成分1（98.238%）与主成分2（1.138%）之和大于95%，识别指数（91）大于85，故发酵0 h的不同TG酶添加量的凝固型酸奶的滋味之间有显著性差异（P<0.05）。0 h添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶的滋味存在显著性差异（P<0.05），其可能是由于TG酶自身的味道，从而使酸奶的滋味发生一定程度的变化。
图19为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵5 h的滋味主成分分析图，主成分1（98.334%）与主成分2（0.9932%）之和大于95%，识别指数（−0.08）小于85，故发酵5 h的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的滋味之间无显著性差异（P>0.05）。
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图 19 发酵5 h普通酸奶及TG酶酸奶滋味主成分分析Figure 19. Principal component analysis of taste of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 5 h图20为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵5 h的滋味主成分分析图，主成分1（96.518%）与主成分2（2.662%）之和大于95%，识别指数（−0.07）小于85，故发酵5 h的不同TG酶添加量的凝固型酸奶的滋味之间无显著性差异（P>0.05）。
图21为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵结束后4 ℃后熟18 h的滋味主成分分析图，主成分1（65.881%）与主成分2（25.211%）之和大于90%，识别指数（−0.001）小于85，故添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的滋味之间无显著性差异（P>0.05）。
图22 为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵结束后4 ℃后熟18 h的滋味主成分分析图，主成分1（68.235%）与主成分2（29.733%）之和大于95%，识别指数（−0.002）小于85，故不同TG酶添加量的凝固型酸奶的滋味之间无显著性差异（P>0.05）。
发酵结束后添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的滋味不再存在显著性差异（P>0.05），其原因可能是在发酵后，酸奶产酸、产香的提高，减弱或掩盖了发酵前的原料滋味。
2.3.3 不同TG酶添加量对酸奶气味的影响
电子鼻可以灵敏地测定样品中的挥发性物质[57]，图23为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵0 h的气味主成分分析图。主成分1（76.783%）和主成分2（15.597%）之和大于90%，识别指数（−45）小于85，故发酵0 h的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的气味之间无显著性差异（P>0.05）。
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图 23 发酵0 h普通酸奶及TG酶酸奶气味主成分分析Figure 23. Principal component analysis of odor of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 0 h图24为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵0 h的气味主成分分析图，主成分1（72.609%）和主成分2（18.424%）之和大于90%，识别指数（−40）小于85，故发酵0 h，不同量的TG酶之间不会引起气味的显著性差异（P>0.05）。
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图 24 发酵0 h TG酶酸奶气味主成分分析Figure 24. Principal component analysis of odor of TG enzyme yoghurt fermented for 0 h图25为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵5 h的气味主成分分析图，主成分1（89.453%）和主成分2（6.231%）之和大于95%，识别指数（−0.7）小于85。因此，发酵5 h的添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的气味之间无显著性差异（P>0.05）。
图26为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵5 h的气味主成分分析图，主成分1（87.568%）和主成分2（8.017%）之和大于95%，识别指数（−0.4）小于85，故发酵5 h的不同TG酶添加量的凝固型酸奶的气味之间无显著性差异（P>0.05）。
图27为添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶在发酵结束后4 ℃后熟18 h的气味主成分分析图。主成分1（68.886%）和主成分2（25.753%）之和大于90%，识别指数（−58）小于85，故添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶的气味之间无显著性差异（P>0.05）。
图28为不同TG酶添加量的凝固型酸奶在发酵结束后4 ℃后熟18 h的气味主成分分析图，主成分1（64.2%）和主成分2（25.9%）之和大于90%，识别指数（−52）小于85，故不同TG酶添加量的凝固型酸奶的气味之间无显著性差异（P>0.05）。
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图 28 发酵结束后4 ℃后熟18 h的TG酶酸奶气味主成分分析Figure 28. Principal component analysis of odor of TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation在添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶的整个发酵过程中，气味均无显著性差异（P>0.05）。因此，在实验范围内，TG酶添加量不会引起酸奶气味的变化。
2.3.4 感官评价
感官评价包括对产品的色泽、滋味与气味、组织状态及喜爱程度的评价[57]，通过对品评数据进行分析可较为直观地知晓产品所存在的优缺点并判断最优指数，是产品发展中不可或缺的一环。对添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶的感官评分见表2，经10人品评打分后取平均值。
表 2 酸奶感官评分结果Table 2. Sensory score results of yogurt项目 普通酸奶得分 1 U/（g蛋白）酸奶得分 2 U/（g蛋白）酸奶得分 3 U/（g蛋白）酸奶得分 4 U/（g蛋白）酸奶得分 5 U/（g蛋白）酸奶得分 色泽（10分） 7 8 9 8 8 8 滋味和气味（40分） 35 36 38 37 36 35 组织状态（50分） 38 44 48 46 44 42 总分（100分） 80 88 95 91 88 85 经品评发现，TG酶添加量为2 U/（g蛋白）时最受喜爱。酸奶色泽呈均匀乳白色，有光泽；具有酸牛乳固有的滋味和气味，酸味和甜味比例适当；组织细腻、均匀，表面光滑、无裂纹、无气泡、无乳清析出。
3. 结论
在相同工艺和参数条件下，制备添加TG酶的凝固型酸奶和普通凝固型酸奶（未添加TG酶），在酸度、活菌数、色泽、滋味、气味等方面均无显著性差异（P>0.05）；添加TG酶的凝固型酸奶与普通凝固型酸奶相比，在粘度、硬度和持水性方面显著提高（P<0.05）；经感官评价，在实验范围内，TG酶添加量为2 U/（g蛋白）更有利于提高凝固型酸奶的品质。因此，添加适量TG酶有利于凝固型酸奶品质的提高。
研究发现，TG酶添加量对凝固性酸奶品质有较大影响，但其影响方式以及添加TG酶对酸奶的生物可及性和致敏性的影响还需进一步研究。
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图 1 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中酸度变化
Figure 1. Changes in acidity of plain yogurt and yogurt with TG enzyme during fermentation
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图 2 发酵结束5 h时添加TG酶酸奶酸度的变化
Figure 2. Acidity change of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h
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图 3 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中粘度变化
Figure 3. Viscosity changes of plain yogurt and yogurt with TG enzyme during fermentation
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图 5 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中硬度变化
Figure 5. Hardness changes of plain yogurt and yogurt added with TG enzyme during fermentation
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图 6 发酵终点5 h时添加TG酶的酸奶硬度变化
Figure 6. Hardness change of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h
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图 7 发酵终点5 h时添加TG酶的酸奶持水性变化
Figure 7. Changes of water holding capacity of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h
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图 8 普通酸奶和添加TG酶的酸奶在发酵过程中乳酸菌活菌数变化
Figure 8. Changes of viable number of lactic acid bacteria in plain yogurt and yogurt with TG enzyme during fermentation
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图 9 发酵终点5 h时添加TG酶的酸奶乳酸菌活菌数变化
Figure 9. Changes of viable bacteria number of yogurt with TG enzyme at the end of fermentation for 5 h
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图 10 普通酸奶和添加TG酶的酸奶色泽随发酵时间的变化
Figure 10. Changes of color of plain yogurt and yogurt added with TG enzyme with fermentation time
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图 12 发酵0 h TG酶酸奶色泽主成分分析
Figure 12. Principal component analysis of color of TG enzyme yoghurt fermented for 0 h
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图 13 发酵5 h普通酸奶及TG酶酸奶色泽主成分分析
Figure 13. Principal component analysis of color of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 5 h
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图 14 发酵5 h TG酶酸奶色泽主成分分析
Figure 14. Principal component analysis of color of TG enzyme yoghurt fermented for 5 h
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图 15 发酵结束后4 ℃后熟18 h的普通酸奶及TG酶酸奶色泽主成分分析
Figure 15. Principal component analysis of color of plain yogurt and TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation
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图 16 发酵结束后4 ℃后熟18 h的TG酶酸奶色泽主成分分析
Figure 16. Principal component analysis of color of TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation
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图 18 发酵0 h TG酶酸奶滋味主成分分析
Figure 18. Principal component analysis of taste of TG enzyme yoghurt fermented for 0 h
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图 20 发酵5 h TG酶酸奶滋味主成分分析
Figure 20. Principal component analysis of taste of TG enzyme yoghurt fermented for 5 h
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图 21 发酵结束后4 ℃后熟18 h的普通酸奶及TG酶酸奶滋味主成分分析
Figure 21. Principal component analysis of taste of plain yogurt and TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation
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图 22 发酵结束后4 ℃后熟18 h的TG酶酸奶滋味主成分分析
Figure 22. Principal component analysis of taste of TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation
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图 25 发酵5 h普通酸奶及TG酶酸奶气味主成分分析
Figure 25. Principal component analysis of odor of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 5 h
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图 26 发酵5 h TG酶酸奶气味主成分分析
Figure 26. Principal component analysis of odor of TG enzyme yoghurt fermented for 5 h
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图 27 发酵结束后4 ℃后熟18 h的普通酸奶及TG酶酸奶气味主成分分析
Figure 27. Principal component analysis of odor of plain yogurt and TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation
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图 17 发酵0 h普通酸奶及TG酶酸奶滋味主成分分析
Figure 17. Principal component analysis of taste of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 0 h
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图 19 发酵5 h普通酸奶及TG酶酸奶滋味主成分分析
Figure 19. Principal component analysis of taste of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 5 h
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图 23 发酵0 h普通酸奶及TG酶酸奶气味主成分分析
Figure 23. Principal component analysis of odor of plain yoghurt and TG enzyme yoghurt fermented for 0 h
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图 24 发酵0 h TG酶酸奶气味主成分分析
Figure 24. Principal component analysis of odor of TG enzyme yoghurt fermented for 0 h
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图 28 发酵结束后4 ℃后熟18 h的TG酶酸奶气味主成分分析
Figure 28. Principal component analysis of odor of TG enzyme yogurt ripened at 4 ℃ for 18 h after fermentation
表 1 酸奶的感官评分标准
Table 1 Sensory score standard of yogurt
项目 评分标准 评分范围（分） 色泽
（10分）呈均匀乳白色，颜色均匀有光泽 8~10 淡黄色 6~7 浅灰色或者灰白色 4~5 绿色、黑色斑点或有霉菌生长、异常颜色 0~3 滋味和气味
（40分）具有酸牛乳固有滋味和气味，酸味和甜味比例适当 35~40 过酸或过甜 20~34 有涩味 10~19 有苦味 5~9 异常滋味或气味 0~4 组织状态
（50分）组织细腻、均匀、表面光滑、无裂纹、无气泡、无乳清析出 40~50 组织细腻、均匀、表面光滑、无气泡、有少量乳清析出 30~39 组织粗糙、有裂纹、无气泡、有少量乳清析出 20~29 组织粗糙、有裂纹、有气泡、乳清析出 10~19 组织粗糙、有裂纹、有大量气泡、乳清析出严重、有颗粒 0~9 
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表 2 酸奶感官评分结果
Table 2 Sensory score results of yogurt
项目 普通酸奶得分 1 U/（g蛋白）酸奶得分 2 U/（g蛋白）酸奶得分 3 U/（g蛋白）酸奶得分 4 U/（g蛋白）酸奶得分 5 U/（g蛋白）酸奶得分 色泽（10分） 7 8 9 8 8 8 滋味和气味（40分） 35 36 38 37 36 35 组织状态（50分） 38 44 48 46 44 42 总分（100分） 80 88 95 91 88 85
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