半硬質(zhì)干酪加工工藝條件的研究

鐵 鋼，張鳳梅*

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 001018）

干酪被視為原料乳的濃縮精華，除了營(yíng)養(yǎng)豐富之外，還具有非常好的保健功效[1-3]。根據(jù)使用目的不同，國(guó)際上通常把干酪劃分為3 大類：天然干酪（natural cheese）、再制干酪（processed cheese）和干酪食品（cheese food）[4]。國(guó)際乳制聯(lián)合會(huì)（international dairy federation，IDF）將干酪根據(jù)其水分含量分為超硬質(zhì)干酪（含水量30%～35%）、硬質(zhì)干酪（30%～40%）、半硬質(zhì)干酪（38%～45%）和軟質(zhì)干酪（40%～60%）4大類。

我國(guó)因受生活習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，奶酪的消費(fèi)和發(fā)展都起步較晚。目前我國(guó)乳品市場(chǎng)上的干酪品種單一、價(jià)格較高，大量進(jìn)口干酪產(chǎn)品占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，而且有些進(jìn)口干酪不符合國(guó)內(nèi)消費(fèi)者的飲食習(xí)慣，因此國(guó)產(chǎn)干酪的研究在我國(guó)食品行業(yè)中具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景[5]。本研究對(duì)發(fā)酵劑添加量、CaCl2添加量、凝乳酶添加量、凝乳溫度、鹽水濃度進(jìn)行研究，探討更加符合中國(guó)人口味，更易被人們所接受的半硬質(zhì)干酪的工藝，從而為干酪市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)的進(jìn)一步拓展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料乳：取自伊利牧場(chǎng)；凝乳酶（小牛皺胃酶）：丹麥科漢森公司；植物乳桿菌和干酪乳桿菌復(fù)合菌：由本實(shí)驗(yàn)室保藏；食鹽：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

干酪槽（20L）、模具、ST20壓榨機(jī)：呼和浩特齊昌機(jī)械廠；QTS25質(zhì)構(gòu)儀、LDZF-50FA高壓滅菌鍋：瑞安市金馬食品機(jī)械制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 干酪的加工工藝流程

原料乳→標(biāo)準(zhǔn)化→殺菌→冷卻→添加發(fā)酵劑→發(fā)酵→調(diào)整酸度→加CaCl2→加凝乳酶→靜置凝乳→凝塊切割→靜置→攪拌→逐段加溫排除乳清→堆積→壓榨成型→鹽漬→包裝→成熟→成品

1.3.2 單因素試驗(yàn)

本試驗(yàn)選取發(fā)酵劑添加量、CaCl2添加量、凝乳酶添加量、凝乳溫度、鹽水濃度為影響因素，以感官評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)中先將原料乳于63 ℃、30 min條件下進(jìn)行殺菌，將殺菌后的原料乳冷卻至32～35 ℃后，探討分別添加不同量的發(fā)酵劑（1%、2%、3%、4%、5%），不同CaCl2添加量（0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%）；每100 L牛乳不同凝乳酶添加量（1.0 g、1.5 g、2.0 g、2.5 g、3.0 g）；不同的凝乳溫度（32 ℃、34 ℃、36 ℃、38 ℃、40 ℃）；不同的鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)（16%、17%、18%、19%、20%）對(duì)干酪感官品質(zhì)的影響。

1.3.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交設(shè)計(jì)，進(jìn)行L18（35）正交優(yōu)化試驗(yàn)，以干酪的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳工藝條件。

1.3.4 干酪感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10名從事本專業(yè)方向的研究人員組成評(píng)定小組，按照半硬質(zhì)干酪感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[6]，滿分100分，對(duì)干酪的滋氣味、組織狀態(tài)、紋理圖案、色澤外觀進(jìn)行感官評(píng)定，結(jié)果見表1。

表1 半硬質(zhì)干酪感官評(píng)分Table 1 Sensory evaluation score of semi-hard cheese

1.3.5 測(cè)定方法

水分含量：參考GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》測(cè)定水分[7]；干酪產(chǎn)率：根據(jù)干酪水分百分含量與質(zhì)量計(jì)算干酪產(chǎn)率[8]；NaCl含量測(cè)定：參考GB/T 5009.42—2003《食鹽衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中規(guī)定方法測(cè)定[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 發(fā)酵劑添加量對(duì)干酪品質(zhì)的影響

發(fā)酵劑可利用自身所產(chǎn)的各種酶類在成熟過程中促進(jìn)干酪的成熟，抑制腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)，是影響干酪風(fēng)味的一個(gè)重要的指標(biāo)。發(fā)酵劑的種類及添加量都會(huì)影響干酪的最終品質(zhì)。不同發(fā)酵劑添加量對(duì)干酪凝乳狀態(tài)及感官評(píng)分的影響見表2。由表2可知，當(dāng)發(fā)酵劑添加量為1%時(shí)，干酪凝乳組織狀態(tài)差，感官評(píng)分最低，為80.6±2.35；與之相比，發(fā)酵劑添加量為5%時(shí)，干酪凝乳質(zhì)地光滑細(xì)膩，感官評(píng)分最高，為90.4±1.19。但研究發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵劑添加量的增加，發(fā)酵速度變快，凝乳時(shí)間縮短，產(chǎn)生的乳酸增多，使更多的鈣鹽和無機(jī)磷酸鹽等損失，會(huì)導(dǎo)致干酪產(chǎn)率降低[10]，生產(chǎn)成本也隨之提高。因此，發(fā)酵劑添加量選擇4%為宜，其感官評(píng)分較好，且生產(chǎn)成本適宜。

表2 發(fā)酵劑添加量對(duì)凝乳狀態(tài)及感官評(píng)分的影響Table 2 Effect of fermentation starter addition on the coagulation state and sensory quality of cheese

2.1.2 CaCl2添加量對(duì)干酪品質(zhì)的影響

表3 CaCl2添加量對(duì)凝乳狀態(tài)及感官評(píng)分的影響Table 3 Effect of CaCl2addition on the coagulation state and sensory quality of cheese

Ca2+是維持乳中鹽類平衡的主要因素，在干酪的制作過程中因原料乳的季節(jié)變化或巴氏殺菌會(huì)引起乳中可溶性鈣變成不溶性鈣，延緩凝乳酶的凝乳作用，但是要使原料乳在凝乳酶的作用下凝固必須有足夠的鈣離子，因此需要添加CaCl2使之復(fù)原[11-12]。CaCl2添加量對(duì)干酪凝乳狀態(tài)、感官評(píng)分的影響見表3。

由表3可知，當(dāng)CaCl2添加量為0.02%時(shí)，干酪的感官評(píng)分最高，為90.1±1.46。當(dāng)CaCl2添加量繼續(xù)增大時(shí)，干酪的感官評(píng)分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)Ca2+濃度過低時(shí)，凝乳速度慢，形成的凝乳質(zhì)地軟，切割時(shí)易碎，造成損失。研究表明Ca2+濃度過高時(shí)，凝乳速度加快，形成的凝乳質(zhì)地過硬，切割時(shí)易碎，造成出品率下降[13-14]。因此，CaCl2添加量以0.02%為宜。

2.1.3 凝乳酶添加量對(duì)干酪品質(zhì)的影響

凝乳酶是干酪加工過程中起凝乳作用的關(guān)鍵性酶，同時(shí)其對(duì)干酪的質(zhì)構(gòu)及特有風(fēng)味的形成非常重要。凝乳酶的種類和添加量都會(huì)影響干酪的最終品質(zhì)[15]。凝乳酶添加量對(duì)凝乳時(shí)間、狀態(tài)及感官評(píng)分的影響見表4。

表4 凝乳酶添加量對(duì)凝乳時(shí)間、狀態(tài)及感官評(píng)分的影響Table 4 Effect of rennet addition on coagulation time,state and sensory evaluation score

由表4可知，凝乳酶添加量為1.0 g/100 L時(shí)，其感官評(píng)分為（83.2±1.67）分；當(dāng)凝乳酶添加量為3.0 g/100 L時(shí)，其感官評(píng)分為（90.9±1.78）分。因此，凝乳酶添加量為3.0 g/100 L較為適宜。

2.1.4 凝乳溫度對(duì)干酪品質(zhì)的影響

凝乳溫度對(duì)凝乳時(shí)間、狀態(tài)及感官評(píng)分的影響見表5。

表5 凝乳溫度對(duì)凝乳狀態(tài)及感官評(píng)分的影響Table 5 Effect of temperature on coagulation state and sensory evaluation score

凝乳酶對(duì)溫度極為敏感，當(dāng)凝乳溫度過低時(shí)，牛乳無法凝結(jié)，凝聚反應(yīng)慢，隨著溫度的增高，凝聚反應(yīng)逐漸加快，凝乳酶的活力增強(qiáng)，使干酪的凝乳狀態(tài)漸入佳境。但凝乳溫度過高，凝乳酶的活力又會(huì)減弱，凝乳的效率下降，導(dǎo)致凝乳狀態(tài)變差。從表5可知，當(dāng)凝乳溫度為32 ℃時(shí)，凝乳時(shí)間較長(zhǎng)，凝乳質(zhì)地偏軟，干酪中的營(yíng)養(yǎng)成分隨乳清排出較多，降低了營(yíng)養(yǎng)成分。從34 ℃開始，凝乳時(shí)間開始縮短，感官評(píng)分逐漸增大，但當(dāng)溫度達(dá)到40 ℃時(shí)，凝乳時(shí)間又開始變長(zhǎng)，凝乳質(zhì)地開始發(fā)硬，彈性不好不利于切割，感官評(píng)分也開始呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。綜合上述，凝乳溫度在36 ℃時(shí)，其感官評(píng)分最高。

2.1.5 鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)干酪品質(zhì)的影響

本試驗(yàn)采用了鹽水浸泡法（鹽漬），將壓膜好的干酪浸入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽水中（15%～23%）浸泡60 min，取出靜置30 min使干酪表面鹽水充分吸收。鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)干酪感官特點(diǎn)及感官評(píng)分的影響見表6。

表6 鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)干酪感官品質(zhì)及評(píng)分的影響Table 6 Effect of salt concentration of on cheese quality and sensory evaluation score

從表6可知，鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在16%～17%時(shí)，感官評(píng)分增高。這是由于鹽水抑制了蛋白水解酶的活性，產(chǎn)生的苦味肽較少，且咸味掩蓋了苦味。但隨著鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，咸味越濃，感官評(píng)分開始降低從而影響口感。另外，隨著鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，NaCl含量逐漸增加，水分含量逐漸減少，這是因?yàn)楦衫以谖臌}分的同時(shí)排出了干酪中部分水分，這些水分中還包含一些可溶性的成分，從而降低干酪的產(chǎn)率。失水也會(huì)造成干酪硬度增大從而影響干酪品質(zhì)。當(dāng)鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，水分含量降低至（32.50±0.66）%，這已不屬于半硬質(zhì)干酪的范圍。從健康角度來說，鹽分太高會(huì)造成心血管疾病，并且國(guó)內(nèi)人們對(duì)咸味干酪的接受程度差，因此，鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在17%為宜。

2.2 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)影響干酪品質(zhì)的5個(gè)因素（發(fā)酵劑添加量、CaCl2添加量、凝乳酶添加量、凝乳溫度和鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)L18（35）正交優(yōu)化試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素與水平見表7，試驗(yàn)結(jié)果與分析見表8。

從表8可以看出，影響干酪品質(zhì)的主次順序依次為A＞C＞B＞E＞D，即發(fā)酵劑添加量＞凝乳酶添加量＞CaCl2添加量＞鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞凝乳溫度。經(jīng)正交優(yōu)化試驗(yàn)最終得到了半硬質(zhì)干酪加工工藝的最佳組合為A3B2C3D2E3，即發(fā)酵劑的添加量為5%、CaCl2的添加量為0.02%、凝乳酶的添加量為3.0 g/100 L、凝乳溫度為36 ℃、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%。在該條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到最佳工藝條件下干酪的感官評(píng)分最高為93.25±1.92，經(jīng)過測(cè)定，干酪產(chǎn)率為（10.37±0.09）%，含鹽量為（0.74±0.05）%，含水量為（43.58±1.37）%。

表7 干酪加工工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 7 Factors and levels of orthogonal experiments for optimization of cheese processing technology

表8 干酪加工工藝條件優(yōu)化正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 8 Results and analysis of the orthogonal experiments for optimization of cheese processing technology

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交優(yōu)化試驗(yàn)得出，試驗(yàn)探討的5因素中對(duì)干酪感官品質(zhì)影響由大到小的順序依次為：發(fā)酵劑添加量＞凝乳酶添加量＞CaCl2添加量＞鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞凝乳溫度。最佳的工藝條件為：發(fā)酵劑添加量為5%、CaCl2添加量為0.02%、凝乳酶添加量為3.0 g/100 L、凝乳溫度為36 ℃、鹽水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%。

最佳工藝條件下干酪的感官評(píng)分最高為93.25，干酪產(chǎn)率為10.37%，含鹽量為0.74%，含水量為43.58%。

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