不同親水膠體對再制奶油奶酪品質(zhì)的影響*

莫蓓紅，吳潤博，鄭遠榮，劉振民

1(乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海，200436)

2(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海，200240)

奶油奶酪是一種較為流行的軟質(zhì)新鮮酸凝奶酪，含有33%左右的脂肪，不高于55%的水分，約7% ～8%的蛋白質(zhì)。由于它的高水分對蛋白比(近7∶1)和接近酪蛋白等電點的低pH(約4.7)，奶油奶酪具有非常弱的持水性和高的析水可能［1］。在商業(yè)領(lǐng)域，常添加刺槐豆膠來增加乳清黏度以防止析水。

傳統(tǒng)奶油奶酪的工藝主要包括牛奶標準化的選擇，乳酸菌發(fā)酵凝乳、切割、排乳清、脂肪標準化，混合殺菌等，一般稱之為天然奶油奶酪［2］。但隨著技術(shù)的進步，國外也開始研究一些新的方法來縮短加工時間和簡化工藝流程，比如用酸性新鮮奶酪、特殊的牛奶蛋白或奶酪粉為原料設(shè)計的不排乳清的加工工藝［3－4］。而筆者通過研究，得到一種新的加工方法，即用天然切達奶酪和稀奶油為主要原料，添加乳化鹽、親水膠體，用酸化劑直接酸化制得奶油奶酪，這種工藝比較接近再制奶酪的加工方式，為了區(qū)分，稱這種方式得到的奶油奶酪為再制奶油奶酪。該加工方法已申請專利并獲得授權(quán)。

再制奶酪的生產(chǎn)過程中通常使用一些親水膠體作為穩(wěn)定劑，這些親水膠體具有較好的黏性［5］。膠體的添加改善一些產(chǎn)品特性，如可分散性、水溶性、水分吸收性、黏度等。同時，還可以改善最終產(chǎn)品的感官性質(zhì)。再制奶酪生產(chǎn)過程中使用親水膠體，可使奶酪的質(zhì)地變得更加堅硬，口感更富有黏稠感。目前，再制奶酪，特別是涂抹型再制奶酪中最常用的親水膠體為卡拉膠、刺槐豆膠、瓜爾豆膠、海藻酸鈉和黃原膠。奶酪生產(chǎn)中常用的膠體添加量在最終的產(chǎn)品中一般不超過0.8%［6］。

由于國外研究親水膠體在奶酪中的應(yīng)用不是集中在天然奶油奶酪體系上［7－8］，就是在中性再制奶酪體系上［9］，而針對酸性涂抹型再制奶酪鮮有報道。本研究選擇了5 種再制奶酪和天然奶油奶酪中常用的親水膠體為原料，研究它們對再制奶油奶酪品質(zhì)(包括質(zhì)構(gòu)、持水性、持油性和感官)的影響，從而為再制奶油奶酪的產(chǎn)業(yè)化提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

稀奶油，光明乳業(yè)股份有限公司;三聚磷酸鈉、磷酸三鈉、葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯、食鹽，均為食品級。試驗所用奶酪及稀奶油均采用同一批次原料，并充分混合以保證原料的均一。剌槐豆膠LBG246，丹尼斯克公司、卡拉膠(kappa 型)CH8718，F(xiàn)MC 公司、海藻酸鈉，KELCOSOL FMC 公司、黃原膠200，美國嘉吉公司、瓜爾豆膠250-C，丹尼斯克公司。

切達奶酪(工業(yè)切達干酪、4 個月左右成熟期)，產(chǎn)地:美國;對照樣為市售卡夫菲力奶油芝士(忌廉芝士/乳脂干酪)，原產(chǎn)地澳大利亞。

融化鍋UM /SK5，德國Stephan ;均質(zhì)機，丹麥APV ;KB115 型高精度培養(yǎng)箱，德國Binder;Inlab solids pro 三合一pH，瑞士METTLER ;TA-LH1 型物性測試儀，英國Stable Micro Systems;離心機，美國Sorvall ;天平CPA3202S，德國Sartorius。

1.2 實驗方法

1.2.1 奶油奶酪樣品的制備

再制奶油奶酪制作工藝:每次試驗配料量為1 kg，稀奶油(65%) 和水(10.8%) 中邊攪拌邊加入親水膠體( 分別為0.1%、0.2%、0.3%和0.4%) 、乳化鹽( 三聚磷酸鈉∶磷酸三鈉質(zhì)量比1∶1，0.2%) 、食鹽(0.4%) 和葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯(1.3%) →攪拌均勻后加入切達奶酪( 提前切為約3 cm×3 cm×3 cm 的小塊)→加熱融熔(90 ℃，5 min，攪拌速度為900 r/min) →趁熱過均質(zhì)機( 均質(zhì)壓力2 ×105Pa) →灌裝→快速冷卻→放入冰箱繼續(xù)冷卻至24 h 制得樣品

1.2.2 奶酪質(zhì)構(gòu)分析［10］( 硬度與涂抹功的測定)

奶酪樣品均質(zhì)地涂抹于探頭配套的倒錐面容器中，表面刮平后放入4 ℃冰箱冷藏30 min。物性測試儀參數(shù)設(shè)定——測量模式:下壓，探頭起始位置固定，測量前探頭下降速度2.0 mm /s;測試速度3.0 mm /s;測量后探頭回程速度10 mm /s;測試距離20 mm;感應(yīng)力1.0 g;探頭類型P45C 45°錐度PERSPEX，每組樣品平行測定5 次，測定數(shù)據(jù)采用Texture ExPonent32 進行分析。典型曲線圖及數(shù)值分析具體見莫蓓紅等文中圖1［11］。

1.2.3 表面乳清析出量的測定

向同樣大小的圓柱形容器中(面積約為20cm2)灌裝質(zhì)量相近(80 g 左右)的奶酪樣品，封合，在10℃冰箱里放置5 d，開封稱量樣品與包裝的總重量m1、空包裝的重量mp以及收集的表面析出乳清的重量m2。

表面乳清析出量/% =［m2/( m1－mp)］×100 1.2.4 內(nèi)部乳清析出量的測定［12］

取20 ～30 g 奶酪，20 ℃放置1 h，在20 ℃下3 000 r/min 離心30 min，收集下層乳清，以每100 g奶酪所析出的乳清質(zhì)量表示乳清析出量(%)。

1.2.5 油脂析出率的測定［13］

通過濾紙法測定干酪的油脂析出性。用特制的取樣器取直徑35 mm、高30 mm 的干酪樣品，其纖維方向垂直于干酪的直徑。將樣品置于化學(xué)分析濾紙上，然后將其放入10 ℃的冰箱中，放置2 h 后取出，此時油圈形成。每個樣品平行4 次取平均值，油脂析出性用油圈形成面積與原始油圈面積的比值表示。

1.2.6 感官評定方法［14］

采用評分檢驗法對制得的樣品進行感官評定。對25 名乳品研究人員進行感官培訓(xùn)并篩選，選出其中的21 名作為感官評定員，按照莫蓓紅等［11］文中表2，表3 所列的百分制評分標準進行打分評定。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

所有不同處理和不同重復(fù)取3 ～5 份樣品測定，取平均值;實驗數(shù)據(jù)應(yīng)用SAS 8.0 軟件和Excel 對數(shù)據(jù)進行方差分析與顯著性檢驗。

2 結(jié)果與討論

親水膠體是食品中常用來起增稠、穩(wěn)定、減少乳清析出作用的添加劑。在本實驗中，選出卡拉膠、海藻酸鈉、黃原膠、刺槐豆膠和瓜爾豆膠這5 種再制奶酪中常用的膠體來試驗其在酸性、高脂的體系中對再制奶油奶酪各方面的影響。

2.1 不同親水膠體最佳添加量的確定

2.1.1 卡拉膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響

卡拉膠是涂抹型再制干酪中最常用的膠體。Bisgaard 曾報道過將卡拉膠應(yīng)用于大塊加工干酪和切片加工干酪，可以起到控制干酪的黏度和融化性、改善其彈性和硬度、保護干酪質(zhì)構(gòu)的作用［15］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的卡拉膠，測得再制奶油奶酪質(zhì)構(gòu)、持水性和持油性結(jié)果見表1。

表1 卡拉膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響Table 1 Effect of carrageenan content on the properties of processed cream cheese

從表1 可以看出，卡拉膠添加量從0.1%增加到0.2%時，再制奶油奶酪的硬度和涂抹性大幅增加，超過0.2%后，隨添加量的增加，硬度和涂抹功基本保持不變。卡拉膠的添加量對表面乳清的控制沒有顯著影響，但隨添加量的增加樣品內(nèi)部乳清析出和油脂析出逐漸減少，當(dāng)添加量達到0.4%時起到較好的阻止內(nèi)部乳清析出效果，但此時油脂析出量仍然遠大于對照樣。當(dāng)卡拉膠添加量達到0.2%時才開始起作用，達到0.4%后對乳清控制較佳，但對于油脂的析出控制非常差，同時產(chǎn)生硬的質(zhì)構(gòu)，難以涂抹。

2.1.2 不同海藻酸鈉添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響

海藻酸鈉是乳制品中常用增稠劑。另外，許多乳制品，如再制奶酪、摜奶油、軟乳酪等利用海藻酸鈉的穩(wěn)定作用來防止食品與包裝物的連黏［16］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的海藻酸鈉，測得再制奶油奶酪質(zhì)構(gòu)、持水性和持油性結(jié)果見表2。

表2 海藻酸鈉添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響Table 2 Effect of sodium alginate content on the properties of processed cream cheese

從表2 可知，海藻酸鈉添加量為0.3%時，再制奶油奶酪的硬度和涂抹性剛剛達到對照樣的硬度和涂抹性值，當(dāng)添加量過低時，質(zhì)構(gòu)表現(xiàn)出偏軟。海藻酸鈉的添加量對表面乳清的控制沒有顯著影響，但隨著添加量的增加樣品內(nèi)部乳清析出和油脂析出逐漸減少，當(dāng)達到0.4%時達到較好的控制內(nèi)部乳清析出效果和相對較好的油脂析出量。從結(jié)果中可以得出，當(dāng)海藻酸鈉添加量達到0.3%時，膠體才真正開始起作用，當(dāng)用量達到0.4%時能產(chǎn)生較佳的效果。

2.1.3 黃原膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響

黃原膠用于天然奶酪中可加速凝乳、防脫水收縮。它用于涂抹型再制奶酪中可改善奶酪柔軟度，改良涂抹性［7］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的黃原膠，測得再制奶油奶酪質(zhì)構(gòu)、持水性和持油性結(jié)果見表3。

表3 黃原膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響Table 3 Effect of xanthan gum content on the properties of processed cream cheese

從表3 可知，黃原膠的添加量在0.1% ～0.4%之間，樣品的硬度和涂抹功隨添加量增加而先降低，在0.3%時達到最低值，之后，又隨著添加量的增加而增加。當(dāng)添加量為0.2%時達到較佳的表面乳清控制效果，當(dāng)達到0.4%時，內(nèi)部乳清析出率與對照樣的內(nèi)部乳清析出率沒有顯著差異(P ＜0.05)，黃原膠對于油脂析出的控制效果也是不錯的，當(dāng)添加量為0.2%時，油脂析出率與對照樣間無顯著差異，隨著添加量的增加，油脂析出率基本趨于穩(wěn)定。由此可見，體系中添加0.2%的黃原膠已產(chǎn)生較好的效果，如果要達到最佳效果，添加量最好在0.4%。

2.1.4 不同刺槐豆膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響

刺槐豆膠用于奶酪生產(chǎn)可加快奶酪的絮凝，增加產(chǎn)量并增進涂布效果(用量為0.2% ～0.6 %)［17］。天然奶油奶酪中最常用添加刺槐豆膠來防止乳清析出。由于未知這種再制奶油奶酪的結(jié)構(gòu)是更偏向于天然奶油奶酪還是更接近于涂抹型再制奶酪，因此，選擇了刺槐豆膠應(yīng)用于這一新體系中，來觀測其使用效果。測得結(jié)果如表4 所示。

從表4 中可以看出，刺槐豆膠的添加量在0.2% ～0.3%之間，樣品的硬度和涂抹功與對照樣間無顯著差異，低于或高于這個范圍則會偏低。樣品的內(nèi)部乳清析出與刺槐豆膠的添加量無關(guān)，但當(dāng)刺槐豆膠添加量達到0.3%時，表面乳清析出已得到較好的控制。另外，增加刺槐豆膠的添加量可以減少油脂的析出，當(dāng)達到0.3%的添加量時，即使再增加用量，油脂析出率也沒有顯著差異。因此，刺槐豆膠的最低添加量為0.3%。

表4 刺槐豆膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響Table 4 Effect of locust bean gum content on the properties of processed cream cheese

2.1.5 不同瓜爾豆膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響

在食品工業(yè)中，瓜爾豆膠主要用作增稠劑、持水劑。在軟奶酪加工中能控制產(chǎn)品的稠度和擴散性質(zhì)［17］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的瓜爾豆膠，測得再制奶油奶酪質(zhì)構(gòu)、持水性和持油性結(jié)果見表5。

表5 瓜爾豆膠添加量對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響Table 5 Effect of guar gum content on the properties of processed cream cheese

從表5 中可以看出，添加瓜爾豆膠樣品的質(zhì)構(gòu)普遍偏軟，達不到對照樣的硬度，且不隨著添加量的增加而增加。但瓜爾豆膠的控水控油能力還是較強的，添加量達到0.2%時，表面乳清析出和油脂析出率都已與對照樣無顯著差異，當(dāng)添加量達到0.4%時，內(nèi)部乳清析出與對照樣的無顯著差異，而表面乳清析出和油脂析出率都優(yōu)于對照樣，且效果顯著(P ＜0.05)。因此，瓜爾豆膠在本體系中最佳添加量為0.4%。

2.2 不同親水膠體對再制奶油奶酪品質(zhì)的影響

2.2.1 不同親水膠體對再制奶油奶酪質(zhì)構(gòu)、持水性和持油性的影響

前面的結(jié)果表明親水膠體對樣品的乳清析出，特別是內(nèi)部乳清析出的影響極其顯著。當(dāng)添加的親水膠體達不到一定量時，內(nèi)部乳清大量析出，極大影響了再制奶油奶酪的商品特性。通過前面的梯度試驗及結(jié)果分析，篩選出5 種膠體的相對最佳添加量，將卡拉膠(添加量0.4%)、海藻酸鈉(添加量0.4%)、黃原膠(添加量0.4%)、刺槐豆膠(添加量0.4%)和瓜爾豆膠(添加量0.4%)制作的樣品進行橫向比較，來分析本體系中適用及不適用的親水膠體。性質(zhì)比較詳見表6。

表6 不同親水膠體對再制奶油奶酪性質(zhì)的影響Table 6 Effect of different hydrocolloid on the properties of processed cream cheese

從表6 中可以看出，刺槐豆膠、海藻酸鈉和黃原膠組與對照組在質(zhì)構(gòu)(包括硬度和涂抹功)上沒有顯著差異，卡拉膠制得的樣品硬度過高，涂抹困難，而瓜爾豆膠制得的樣品硬度低，狀態(tài)過軟，都偏離了對照樣。當(dāng)達到這五種膠體的最佳添加量時，對于表面乳清析出和內(nèi)部乳清析出的控制都已較佳。為了考察膠體對表面乳清析出的作用在貨架期內(nèi)是否持續(xù)有效，特對上述樣品進行了為期一個月的加速跟蹤試驗(15 ℃下保存)，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 不同親水膠體制得的再制奶油奶酪在一個月內(nèi)表面乳清析出的變化Figure 1 The surface syneresis change of processed cream cheese made by different hydrocolloid in 1 month

從圖1 可以看出，在一個月內(nèi)，隨著時間的增加，表面乳清析出都會有不同程度地增加，這與Kindstedt 等人［18］的研究相一致，但在冷藏情況下，這種增幅并不明顯。在一個月時間內(nèi)，全程控制表面乳清析出最佳的為黃原膠，其次是海藻酸鈉和刺槐豆膠。

綜上所述，在控制乳清析出方面，黃原膠的表現(xiàn)最為優(yōu)異，比天然奶油奶酪中最常見的刺槐豆膠效果更佳。

從表6 中還可以看出，控制油脂析出最佳的膠體排列為:瓜爾豆膠＞刺槐豆膠＞黃原膠，刺槐豆膠、黃原膠組與對照樣沒有顯著差異，瓜爾豆膠組優(yōu)于對照樣，海藻酸鈉組比對照組差，而卡拉膠的油脂析出量非常大，是在研究其他因素對再制奶油奶酪的影響時，所有實驗數(shù)據(jù)中最高的。

這是一個意想不到的發(fā)現(xiàn)，親水膠體對油脂析出的影響之大竟是其他因素(如酸化劑、pH 值、原料干酪和乳化鹽)無法企及的。實驗前，通過文獻和對普通再制奶酪的經(jīng)驗來看，應(yīng)該是乳化鹽和乳化效果對油脂析出影響最大［19］。但實際數(shù)據(jù)表明，乳化鹽對油脂析出性影響并不顯著，反而是膠體對其影響更加突出。為何會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，經(jīng)分析，親水膠體能夠在水相系統(tǒng)中起穩(wěn)定作用主要通過2 種方式，一種是增稠，既膠體大分子沒有交聯(lián)在一起，它們僅僅降低了水相的移動性，增加了體系的黏度;另一種則是凝膠，當(dāng)大分子物質(zhì)交聯(lián)在一起，形成了一個三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后就產(chǎn)生了凝膠。理論上來說增稠和凝膠兩種方式都可以防止重的顆粒和輕的顆粒產(chǎn)生移動和分離的作用，從而起到穩(wěn)定的效果。在本實驗中，卡拉膠和海藻酸鈉兩種膠體在本體系中都是能產(chǎn)生凝膠的［20］，而且另外3 種膠體則不產(chǎn)生凝膠，僅通過增加體系黏度起作用。從實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生凝膠作用的膠體組樣品持油性差，可能是因為在高脂干酪體系中脂肪含量過高，凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法將所有脂肪包裹其中，表面脂肪能自由地移動;而只起增稠作用的膠體組體系由于乳清相黏度增加，也降低了脂肪移動的速率，起到了穩(wěn)定的效果。

2.2.2 親水膠體對再制奶油奶酪感官特性的影響

通常，使用不同膠體會引起樣品質(zhì)構(gòu)上的變化，從而影響到風(fēng)味釋放、樣品外觀等因素。本實驗以天然奶油奶酪為對照，對樣品感官進行測試和評價，得到的測試結(jié)果如下表所示。

表7 不同親水膠體對再制奶油奶酪感官特性的影響Table 7 The effect of different hydrocolloid on the sensory of processed cream cheese

從表7 中可以看到，從感官角度來說，得分較高的前3 名排序為:刺槐豆膠＞黃原膠＞海藻酸鈉。如果結(jié)合前面這3 種膠體在持水性和持油性上的優(yōu)缺點，最佳的選擇應(yīng)該是各項得分都較佳的黃原膠，如果使用刺槐豆膠的話，內(nèi)部乳清析出會略多，而選擇海藻酸鈉的話，油脂析出會略快。如果以感官特性為第一考量，同時對于內(nèi)部乳清析出要求不是太高的產(chǎn)品，則可以考慮使用刺槐豆膠。

3 結(jié)論

通過對不同親水膠體最佳添加量的篩選，對不同膠體制得的再制奶油奶酪樣品的質(zhì)構(gòu)、持水性、持油性分析，再結(jié)合感官評定結(jié)果可以得出，親水膠體對樣品各方面的性質(zhì)影響顯著，對持水性和持油性的影響尤為明顯。不凝膠的親水膠體比凝膠型的親水膠體在本體系中更為適用。黃原膠是高脂再制奶酪中最佳的選擇，其次是刺槐豆膠，由于黃原膠與刺槐豆膠協(xié)同時能凝膠［7］，考慮到凝膠作用對控制油脂析出和乳清析出不利，因此，不建議兩者同時使用。

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