利用質(zhì)構(gòu)分析方法研究再制干酪的工藝

張勇，宗學(xué)醒，劉愛萍

（內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司，呼和浩特 011500）

利用質(zhì)構(gòu)分析方法研究再制干酪的工藝

張勇，宗學(xué)醒，劉愛萍

（內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司，呼和浩特 011500）

利用質(zhì)構(gòu)分析方法研究再制干酪的加工工藝和篩選原料。質(zhì)構(gòu)分析將再制干酪的質(zhì)地用具體的數(shù)據(jù)和形象的圖形表征，找出干酪感官特性和質(zhì)構(gòu)特性之間的相關(guān)性，從而根據(jù)不同原料添加量、不同工藝條件下產(chǎn)品在其質(zhì)構(gòu)上的差異性表現(xiàn)確定關(guān)鍵工藝為：干酪配比為1∶2，水分質(zhì)量分數(shù)為45%，乳化鹽質(zhì)量分數(shù)為1.8%，乳化溫度為85℃和乳化時間為5 min。

質(zhì)構(gòu)；再制干酪；質(zhì)構(gòu)分析

0 引言

對再制干酪進行品質(zhì)分析時，質(zhì)地是一項很重要的評價指標。質(zhì)地不僅直接影響再制干酪的口感，而且影響其風(fēng)味等。不同再制干酪受原料種類、添加量、加工工藝、加工設(shè)備等因素的影響，所表現(xiàn)的質(zhì)地特征不同。質(zhì)構(gòu)分析為質(zhì)地評價提供了科學(xué)、客觀、直接的依據(jù)。

質(zhì)構(gòu)分析將人的感官無法描述和區(qū)分的質(zhì)地物性數(shù)字化[1-3]、客觀化，讓我們對再制干酪的研究進入數(shù)字化時代。本文主要研究利用英國TA.XT Plus/5物性分析儀分析實驗結(jié)果和篩選實驗原料的新方法。目前國內(nèi)關(guān)于再制干酪質(zhì)構(gòu)的研究較少，利用質(zhì)構(gòu)分析方法對再制干酪質(zhì)地評價將為我國再制干酪的研發(fā)和生產(chǎn)提供科學(xué)參考。

1 實驗

1.1 材料和設(shè)備儀器

成熟期1個月和6個月Cheddar干酪，無水奶油和乳粉，牛乳蛋白濃縮物，JOHA Se乳化鹽。

融化鍋（UMM/SK 5）；物性分析儀（TA.XT Plus/ 5）；電子天平（PG6002-S）。

1.2 方法

1.2.1 再制干酪的工藝流程[4，5]

干酪原料的選擇→預(yù)處理→混合→切碎→加乳化鹽及水→加熱融化→乳化→包裝→冷卻→貯藏→成品。

1.2.2 感官評定方法

對產(chǎn)品的感官評定，由本研發(fā)中心的9位專業(yè)感官評定人員組成評定小組，參考中國乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范RHB 505-2004《再制干酪感官質(zhì)量評鑒細則》。

1.2.3 質(zhì)構(gòu)分析方法

（1）取樣。將干酪在同一水平線上取3個圓柱形樣品，其樣品直徑30 mm，高40 mm的圓柱體，做TPA分析用[6]。

（2）物性分析實驗。利用物性分析儀檢測探頭的二次下壓測的干酪的質(zhì)地特征曲線（TPA）。并可得到相應(yīng)質(zhì)地參數(shù)和定義。在4～6℃下進行測定，每個樣品作3次平行實驗[7-9]，為保證所測數(shù)據(jù)的精確和突出性，特對每個所檢測特征數(shù)據(jù)做獨立測試和分析。

（3）物性分析儀參數(shù)設(shè)定。分析實驗樣品表面硬度實驗：測試時探頭下降速度0.50 mm/s，測試后探頭回程速度10.00 mm/s，測試力200 g，測試距離5.000 mm，探頭型號P/0.5S。

表1 實驗參數(shù)和定義

分析實驗樣品表面粘附性實驗：測試時探頭下降速度0.50 mm/s，測試后探頭回程速度10.00 mm/s，測試力200 g，測試距離2.000 mm，探頭型號P/0.5 S。

1.3 單因素實驗

1.3.1 不同成熟期干酪的配比

選用成熟1～3個月成熟期和6-9個月成熟期的切達干酪為原料，進行不同質(zhì)量分數(shù)比（成熟1個月干酪／成熟6個月干酪）為3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3的搭配，以外觀、組織狀態(tài)和風(fēng)味為參考確定樣品。

1.3.2 水分的確定

水分質(zhì)量分數(shù)確定為40%，45%，50%；以感官、成型性和質(zhì)地為參考依據(jù)確定樣品。

1.3.3 乳化鹽的添加量

乳化鹽作為再制干酪的關(guān)鍵原料之一，乳化鹽的復(fù)配、使用量的多少，直接影響到再制干酪的滋氣味、組織結(jié)構(gòu)、硬度、可切割性、色澤和產(chǎn)品的貨架期等，所以選擇合適的乳化鹽是關(guān)鍵因素之一[5，6,10]。乳化鹽以磷酸鹽為主，也有檸檬酸鹽。如：一磷酸鹽、二磷酸鹽、三磷酸鹽、焦磷酸鹽、多聚磷酸鹽、六偏磷酸鹽……鏈越長，緩沖能力越弱，離子交換能力越強，乳化越弱；反之亦然。磷酸鹽能提高保水性，可以形成光滑的組織狀態(tài)；檸檬酸鹽有保持顏色和風(fēng)味的作用［5］。

JOHA系列乳化鹽[10]，有20多種，是針對不同的再制干酪產(chǎn)品類型，由不同的磷酸鹽、檸檬酸鹽按照不同的配比復(fù)合而成的。每一種JOHA乳化鹽的性質(zhì)都不一樣，主要表現(xiàn)在蛋白質(zhì)的分解能力和溶解性、pH值以及對不同種類的天然干酪乳化能力和離子交換能力的差異。JOHA乳化鹽還具有pH值調(diào)節(jié)能力和緩沖能力。故此次實驗選擇JOHA Se作為乳化鹽，質(zhì)量分數(shù)為1.0%，1.5%，2.0%，2.5%。

1.3.4 乳化溫度和時間

乳化溫度和時間受原料類型、結(jié)構(gòu)、成熟度、易膨脹度、添加成分的性質(zhì)，融化鍋的結(jié)構(gòu)和大小、蒸汽溫度和壓力、攪拌的時間和速度、乳化鹽的種類和用量、產(chǎn)品的保質(zhì)期等因素影響[5]。根據(jù)實驗設(shè)備性能和實際使用經(jīng)驗，選擇溫度75，85，95℃和時間2，5，10 min進行實驗。

正交實驗結(jié)果如表2所示。

表2 影響再制干酪質(zhì)構(gòu)主要因素的正交實驗

2 結(jié)果與討論

2.1 不同配比對再制干酪的影響

表3為不同成熟期干酪的配比對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響。由表3可以看出，隨著短成熟期干酪在原料干酪中的占比減少，再制干酪產(chǎn)品的柔軟度、韌性、黏度、黏附性、黏絲性都呈上升趨勢，說明再制干酪產(chǎn)品的硬度減小，質(zhì)地發(fā)軟，表面粘性大；脆性指數(shù)呈下降趨勢，同樣說明再制干酪產(chǎn)品的質(zhì)地柔軟，硬度小。這也說明，短成熟期干酪蛋白水解程度低，含有較多的完整酪蛋白，帶入再制干酪中完整酪蛋白含量多，完整酪蛋白含量越多，離子交換就越多，酪蛋白的水合性增強，再制干酪的體系穩(wěn)定性增強，產(chǎn)品質(zhì)地會越硬[11]。由表3還可以看出，原料干酪的配比影響著產(chǎn)品的感官評定，選擇成熟期配比為2∶1，1∶1，1∶2水平進行正交實驗。

表3 不同配比對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響

2.2 水分質(zhì)量分數(shù)對再制干酪的影響

表4為不同水分質(zhì)量分數(shù)對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響。由表4可以看出，隨著水分質(zhì)量分數(shù)的增加，再制干酪產(chǎn)品的柔軟度、韌性、黏度、黏附性、黏絲性都呈增大趨勢，脆性指數(shù)呈減小趨勢，說明再制干酪產(chǎn)品的硬度減小，質(zhì)地發(fā)軟，表面粘性大。水分在干酪基質(zhì)中被酪蛋白吸收，酪蛋白溶脹，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)彈性增強，硬度減弱[1]。由表4還可以看出，水分質(zhì)量分數(shù)為45%感官評定得分最高。結(jié)合感官評定和質(zhì)構(gòu)分析，選擇40%,45%,50%水分作為正交實驗水平。

表4 不同水分質(zhì)量分數(shù)對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表5 質(zhì)量分數(shù)對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表6 溫度和時間對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表7 正交實驗的質(zhì)構(gòu)分析

2.3 乳化鹽質(zhì)量分數(shù)對再制干酪的影響

表5為不同乳化鹽質(zhì)量分數(shù)對再制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響。

由表5可以看出，隨著乳化鹽質(zhì)量分數(shù)的增加，再制干酪產(chǎn)品的柔軟度、韌性、黏度、黏附性、黏絲性都呈增大趨勢，脆性指數(shù)呈減小趨勢，說明再制干酪產(chǎn)品的硬度減小，質(zhì)地發(fā)軟，表面黏性大。也就是說乳化鹽的添加量增加，提高蛋白質(zhì)的乳化能力，影響乳化的效果。當(dāng)乳化鹽的添加量超過某一臨界值，出現(xiàn)過度乳化和異味。乳化鹽是再制干酪的關(guān)鍵技術(shù)。再制干酪在乳化鹽的作用下使酪蛋白變?yōu)樗蠣顟B(tài)的一種凝膠體系，乳化鹽通過離子交換使干酪中的副酪蛋白酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘拟c鹽，并相互交聯(lián)形成致密的結(jié)構(gòu)讓脂肪球包裹在其中，便形成了再制干酪的結(jié)構(gòu)[12-14]。每種乳化鹽都有離子交換、促進水合、乳化及調(diào)整pH值的作用[7,15]。單一的乳化鹽的作用是有限的[13,16]。但是不同的乳化鹽對天然干酪原料及原料中的不同蛋白成分的離子交換、水合、乳化和pH值調(diào)整的能力各不相同，因此乳化鹽的使用沒有一個固定的規(guī)則，應(yīng)根據(jù)不同的原料組成、加工工藝和產(chǎn)品特性選擇使用[5,10]。生產(chǎn)上大都使用商業(yè)的復(fù)配磷酸鹽和（或）檸檬酸鹽作為乳化鹽。由表5還可以看出，乳化鹽質(zhì)量分數(shù)在2.0%時，感官評定得分最高；在1.5%時，次之。實驗選擇1.8%,2.0%,2.2%作為正交實驗的水平。

2.4 溫度和時間對再制干酪質(zhì)構(gòu)的影響

表6為不同乳化溫度和時間對再制制干酪質(zhì)構(gòu)和感官的影響

由表6可以看出，不同乳化溫度和不同乳化時間下樣品的質(zhì)構(gòu)都有著相似的變化。隨著乳化溫度升高和時間延長，再制干酪產(chǎn)品的柔軟度、韌性、黏度、黏附性、黏絲性都呈增大趨勢，脆性指數(shù)呈減小趨勢，說明再制干酪產(chǎn)品的硬度減小，質(zhì)地發(fā)軟，表面粘性大。但是溫度過高、時間過長會導(dǎo)致過度乳化現(xiàn)象，再制干酪已經(jīng)乳化形成的的質(zhì)構(gòu)會遭到破壞，出現(xiàn)產(chǎn)品發(fā)硬，發(fā)黏，儲存中的非酶褐變、油水分離[17]。由表6還可以看出，在實驗乳化溫度和乳化時間組合條件下，干酪的感官評價得分基本較好，選擇得分較高的3種組合75℃(10 min)，85℃(5 min)，95℃(2 min)作為正交實驗水平。

2.5 正交實驗的質(zhì)構(gòu)和感官評定

表7和表8為正交實驗的質(zhì)構(gòu)和感官評定分析。由表7可以看出，再制干酪柔軟度的影響因素依次為B> A>C>D，即硬度的影響因素依次為B>A>C>D；脆性指數(shù)的影響因素依次為B>A>D>C；韌性的影響因素依次為B>C>A>D；黏度的影響因素依次為A>B>C> D；黏附性的影響因素依次為A>B>D>C；黏絲性的影響因素依次為B>A>D>C。綜合以上正交實驗6個質(zhì)構(gòu)測試數(shù)據(jù)分析，可以看出影響再制干酪質(zhì)構(gòu)的因素最大的是B，其次為A，D，C。

表8 正交實驗的感官評定分析

由表8可以看出，實驗的最佳工藝參數(shù)為A3B2C1D2,對產(chǎn)品感官評定的影響因素依次為B，A，D，C。感官評定和質(zhì)構(gòu)分析的影響因素結(jié)果基本一致。這一點，說明質(zhì)構(gòu)分析方法是可行的，有效地。但是需要建立質(zhì)構(gòu)分析數(shù)據(jù)庫才能更加客觀的、科學(xué)的評價再制干酪的質(zhì)地。對產(chǎn)品質(zhì)地影響最大的因素是水分質(zhì)量分數(shù)，水分質(zhì)量分數(shù)影響再制干酪體系中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其相互作用[2]，從而影響再制干酪的質(zhì)構(gòu)。乳化鹽是再制干酪的關(guān)鍵原料，不同的乳化鹽其乳化、水合、離子交換等能力各不相同[5，6,10]，而乳化鹽的添加量對再制干酪的質(zhì)構(gòu)沒有顯著影響[2]，可能與實驗選擇了商業(yè)化的乳化鹽有關(guān)，乳化鹽對再制干酪質(zhì)構(gòu)的影響還需要做進一步的研究。

3 結(jié)果

通過實驗分析可以看出，感官評定和質(zhì)構(gòu)分析儀分析結(jié)果具有一致性。在再制干酪加工中，原料干酪的選擇配比和乳化條件對質(zhì)地的影響最大，應(yīng)重點控制。確定再制干酪工藝為天然干酪配比1∶2，水分質(zhì)量分數(shù)45%，乳化鹽質(zhì)量分數(shù)1.8%，乳化溫度85℃和乳化時間5 min，得到的再制干酪具有很好的質(zhì)地，與市場產(chǎn)品的質(zhì)地很接近。

[1]郭媛，張曉瑩，孫文峰.不同干酪質(zhì)構(gòu)及其影響因素的研究[J].中國奶牛，2009（10）:49-51.

[2]張國農(nóng)，顧敏峰，李彥榮.工藝參數(shù)對再制干酪的質(zhì)構(gòu)和流變性質(zhì)的影響[J].中國乳品工業(yè),2006,34:9-13.

[3]屠康,趙藝澤,洪瑩.利用質(zhì)構(gòu)儀對不同類型干酪質(zhì)地品質(zhì)的研究[J].中國乳品工業(yè),2004,32(12):16-18.

[4]FOX P F.Cheese:Chemistry,Physics and Microbiology,Second Edition, Volume 2,Processed Cheese Products[M].Ireland Chapman&Hal1.1993：467-507.

[5]郭本恒.干酪[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[6]王慧霞,范貴生.不同乳化鹽對再制干酪質(zhì)構(gòu)的影響[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報,2009，30（2）：165-168.

[7]ABD EL-HAMID L B,EL-SHABRAWY S A,AWAD R A,et al. Rheology and Microstructure of Processed Ras Cheese Spreads with Formulated Emulsifying Salt Mixtures[J].International Journal of Food Properties,2000,3(1):15-36.

[8]GUPTA S K,KARAHADIAN C,LINDSAY R C.Effect of Emulsifier Salts on Textural and Flavor Properties of Processed Cheese[J].Dairy Science,Apr 1984,67:764-778.

[9]李博勛，付麗娜.融化過程中剪切強度對再制干酪質(zhì)構(gòu)特性影響[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2007(2):63-66.

[10]BK Giulini Chemie GmbH，Co.OHG.Processed Cheese Manufacture -A JOHA Guide[N].Danish Turnkey Dairies Ltd,2001:3-12.

[11]范麗芳.再制干酪的技術(shù)難點[J].中國乳品工業(yè),2004,32(6):48-50.

[12]馬鋼.再制干酪及其乳化劑[J].中國乳品工業(yè),1991,19(5):209-211.

[13]CAVALIER-SALOU C,CHEFIEL J C.Emulsifying Salts,Influence on Characteristics of Cheese–Eanalogs from Calcium Caseinate[J].Journal of food science,1991,56:1542-1547.

[14]喬為倉,劉寧.再制干酪生產(chǎn)中乳化鹽的種類和作用[J].中國乳業(yè), 2004(05):46-48.

[15]GUPTA V K,REUTER.Firmness and Melting Quality of Processed Cheese Foods with Added Whey Protein Concentrates[J].lait,1993,73: 381-388.

[16]孫旭,孔保華,鄭冬梅.乳化鹽對涂抹型豆乳牛乳混合再制干酪質(zhì)構(gòu)的影響[J].食品工業(yè)科技:2007(1):120-123.

[17]武晗,李曉東.再制干酪貯藏期間的物理及化學(xué)變化[J].中國乳品工業(yè)，2006,34(3):35-38.

Evaluation of processing technology of processed cheese with texture profile analysis

ZHANG Yong，ZONG Xue-xing，LIU Ai-ping
（Inner Mongolia Mengniu Dairy Industry(Group)Co.Ltd.,Huhhot 011500,China）

Processing techniques and selection of mterials of processed cheese were determined by texture analyzer.Texture of processed cheese texture analysis were shown by specific data and images with a graphic representation,in order to find the correlation between the cheese sensory characteristics and texture characteristics,According to difference of texture on different raw materials and different processing techniques,the key process parameters of processing techniques of processed cheese were showed as follows:cheese ratio of 1:2,water content was 45%,emulsifying salt content was 1.8%,emulsifying temperature was 85℃and the emulsification time was 5 min.

texture;processed cheese;Texture Profile Analysis(TPA)

TS252.53

A

1001-2230（2011）06-0030-04

2010-06-03

張勇（1979-），男，研發(fā)工程師，從事乳品研究與開發(fā)工作。

劉愛萍