酸化法對(duì)農(nóng)家干酪品質(zhì)和乳清OD值的影響

吳檳，李偉

（1.黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院食品工程分院，哈爾濱 150025；2.黑龍江生物科技職業(yè)學(xué)院食品生物系，哈爾濱 150025）

0 引言

由于現(xiàn)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的大多數(shù)干酪的風(fēng)味都比較濃烈，不易為中國(guó)人所接受[1]。因此，我們急需研制出符合國(guó)人口味的干酪。農(nóng)家干酪(octtgaecheese)是一種以脫脂牛奶為原料生產(chǎn)的新鮮軟質(zhì)非成熟型干酪[2]。作為一種低熱量高營(yíng)養(yǎng)的食品，受到廣大消費(fèi)者尤其是減肥人士的歡迎[3，4]。傳統(tǒng)的干酪生產(chǎn)主要用凝乳酶來(lái)凝乳，不但生產(chǎn)成本較高，而且出品率相當(dāng)?shù)蚚5]。我國(guó)干酪的工業(yè)化生產(chǎn)尚處于起步階段，大量的需求缺口仍依靠進(jìn)口來(lái)彌補(bǔ)[6]。因此，找到一種提高干酪出品率并降低生產(chǎn)成本的生產(chǎn)方法就顯得尤為重要。

目前檸檬酸是比較安全的可食用的有機(jī)酸之一，檸檬酸的添加可以使酪蛋白沉淀，并且替代了凝乳酶的使用，更節(jié)省了生產(chǎn)成本，直接酸化法生產(chǎn)農(nóng)家干酪具有一定的理論和實(shí)際意義。為促進(jìn)我國(guó)農(nóng)家干酪工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原料與試劑

新鮮無(wú)抗牛乳（市售），R-704直投發(fā)酵劑，stamix1150凝乳酶，檸檬酸、乳酸、醋酸、磷酸、鹽酸均為食品級(jí)，氯化鈣（分析純）。

1.2 儀器設(shè)備

干酪槽、干酪刀（自制），TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)儀，水浴鍋，721分光光度計(jì)，pHS-25型pH計(jì)，AL104型電子分析天平。

1.3 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

（1）鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定根據(jù)GB 12398—1990 EDTA滴定法。

（2）水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定根據(jù)GB 5418—1985烘干恒重法。

（3）含脂率的測(cè)定采用羅茲-哥特里法。

（4）凝乳時(shí)間的測(cè)定：從加酸到切割凝乳縮至乳清清澈，呈淡綠色所需要的時(shí)間[7]。

（5）凝乳硬度的測(cè)定：探頭型號(hào)A/BE ? 35 mm，測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)試后速度1.0 mm/s，感應(yīng)力Auto-5 g，下壓距離10 mm，每個(gè)樣品測(cè)量三次，取平均值。

（6）乳清OD值測(cè)定：721紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定排出的乳清在λ=500 nm時(shí)的吸光值。

（7）感官評(píng)定：由10人小組對(duì)新鮮酸凝干酪進(jìn)行感官評(píng)定，根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)軟質(zhì)干酪NY478—2002中非成熟軟質(zhì)干酪的感官要求，采用評(píng)分法。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 干酪感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 方 法

1.4.1 工藝流程

原料乳→巴氏殺菌（85℃，30 min）→冷卻（32℃）→添加發(fā)酵劑(2.5%)→發(fā)酵（30℃，30 min）→添加CaCl2凝乳（0.02%）→加酸化劑凝乳（至pH=4.6）→凝塊切割、攪拌（10 min）→分離、排除乳清→冷卻→混合稀奶油、調(diào)味劑等→包裝成品

1.4.2 操作要點(diǎn)

（1）原料乳：必須是健康乳牛分泌出來(lái)的無(wú)抗的新鮮牛乳，牛乳比重1.029～1.031，脂肪3.1%～4.0%，蛋白質(zhì)2.8%～3.0%，正常新鮮牛乳的pH值為6.6左右，然后進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)濾凈化。

（2）加 CaCl2：CaCl2要預(yù)先配制成5%的CaCl2溶液，加入到原料乳中，有利于在乳中能夠均勻的分散。

（3）加酸化劑凝乳：加酸是要邊加酸邊進(jìn)行攪拌，讓酸充分的融入原料乳中，防止原料乳局部遇酸凝乳，防止凝乳不均勻，一般酶凝干酪的凝乳溫度是35℃左右。

（4）凝塊的切割。當(dāng)凝塊達(dá)到一定硬度時(shí)開(kāi)始切割,將凝乳切割成為1 cm3的小方塊，以增大凝塊的表面積,縮短乳清排出的時(shí)間。

（5)排出乳清。切割后邊攪拌邊加熱,以盡快排出乳清。

1.4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）最佳酸化劑的篩選。分別采用不同種類(lèi)的酸化劑：檸檬酸、乳酸、鹽酸、醋酸、磷酸，應(yīng)用上述工藝加工農(nóng)家干酪，通過(guò)測(cè)定其Ca含量和乳清OD值并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定，篩選出合適的酸化劑。

（2）殺菌溫度對(duì)凝乳性能的影響。乳清蛋白開(kāi)始變性的溫度是70℃[8]，干酪原料乳的殺菌如果溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則受熱變性的蛋白質(zhì)就會(huì)增加，同時(shí)還會(huì)破壞原料乳中的鹽類(lèi)離子平衡，最終影響干酪質(zhì)量[9]。采用70，75，80，85，90，95 ℃的不同溫度下進(jìn)行30 min殺菌后，通過(guò)凝乳時(shí)間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的測(cè)定，研究不同殺菌溫度對(duì)凝乳性能的影響，確定最佳的殺菌溫度。

（3）CaCl2添加量對(duì)凝乳性能的影響。在酸化加工過(guò)程中，酸度高時(shí)，凝乳過(guò)快，Ca2+的平衡往往被打破，所以在乳中添加鈣鹽使之恢復(fù)平衡就變得非常重要。最常見(jiàn)的方法是添加CaCl2溶液,因?yàn)槠淙芙庑院?還可以提高乳的凝固性。原料乳經(jīng)過(guò)過(guò)濾凈化以后，采取1.4.3（2）確定的殺菌溫度進(jìn)行殺菌，殺菌后按照上述工藝進(jìn)行生產(chǎn)，設(shè)計(jì)CaCl2添加量為0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，通過(guò)凝乳時(shí)間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的測(cè)定，研究CaCl2添加量對(duì)凝乳性能的影響，確定CaCl2添加量的最適范圍。

（4）凝乳溫度對(duì)凝乳性能的影響。原料乳經(jīng)過(guò)過(guò)濾凈化以后，采取1.4.3.2.確定的殺菌溫度進(jìn)行殺菌，1.4.3.3確定的CaCl2添加量，按照上述工藝進(jìn)行生產(chǎn)，設(shè)計(jì)凝乳溫度為50，55，60，65，70 ℃，通過(guò)凝乳時(shí)間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的測(cè)定，研究凝乳溫度對(duì)凝乳性能的影響，確定凝乳溫度的最適范圍。

（5）主要工藝參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以新鮮酸凝農(nóng)家干酪的感官評(píng)分做為評(píng)定指標(biāo)，進(jìn)行殺菌溫度、CaCl2添加量和凝乳溫度的三水平三因素正交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析確定因子的主次，確定最佳的工藝參數(shù)。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表L9（34）

（6）最終產(chǎn)品的質(zhì)量鑒定。按照正交實(shí)驗(yàn)所得的優(yōu)化工藝生產(chǎn)農(nóng)家干酪，以國(guó)家農(nóng)業(yè)部軟質(zhì)干酪的標(biāo)準(zhǔn)為參考依據(jù)，通過(guò)對(duì)成品最終水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳酸化劑的篩選研究

使用檸檬酸、乳酸、醋酸、磷酸、鹽酸這幾種不同的酸化劑生產(chǎn)的農(nóng)家干酪與酶凝農(nóng)家干酪做比較，考察對(duì)農(nóng)家干酪Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和感官評(píng)分的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同酸化劑對(duì)新鮮干酪化學(xué)組分的影響及其感官評(píng)定

由圖1可以看出：使用不同的酸化劑生產(chǎn)所得的制品中，Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較看出：鹽酸＞磷酸＞醋酸＞乳酸＞檸檬酸；水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較看出：乳酸＞檸檬酸＞醋酸＞磷酸＞鹽酸；所得制品的最終感官評(píng)分可以看出：檸檬酸＞乳酸＞醋酸＞磷酸＞鹽酸。由以上結(jié)果可以看出，使用磷酸和鹽酸作為酸化劑生產(chǎn)出的農(nóng)家干酪，殘留在干酪中的鈣濃度較高，硬度大，有苦味；生產(chǎn)的農(nóng)家干酪的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與酶凝干酪最為接近的是使用了檸檬酸和乳酸為酸化劑；使用檸檬酸、醋酸生產(chǎn)的制品口感與酶凝干酪相近，乳酸生產(chǎn)的農(nóng)家干酪乳香味淡，使用磷酸和鹽酸生產(chǎn)的農(nóng)家干酪有刺激的酸味。因此，選擇檸檬酸做為合適的酸化劑。

2.2 殺菌溫度對(duì)凝乳性能的影響

采用70，75，80，85，90，95 ℃的不同溫度下進(jìn)行30min殺菌后，按照1.4.1的加工工藝生產(chǎn)農(nóng)家干酪，考察對(duì)加工過(guò)程中凝乳時(shí)間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 殺菌溫度對(duì)凝乳性能的影響

由圖2可以看出：隨著殺菌溫度的升高，凝乳時(shí)間明顯縮短，凝乳硬度隨之增大，乳清OD值明顯減小。由以上結(jié)果可以看出，殺菌溫度越高凝乳時(shí)間逐漸縮短。乳清OD值越小，說(shuō)明乳清中的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低。凝乳的硬度也隨著殺菌溫度的升高逐漸增大，導(dǎo)致干酪的水分損失過(guò)大。由此可知，殺菌溫度為85℃左右時(shí)農(nóng)家干酪的凝乳性能較好。

2.3 CaCl2添加量對(duì)凝乳性能的影響

采用不同CaCl2添加量0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，按照1.4.1的加工工藝生產(chǎn)農(nóng)家干酪，看加工過(guò)程中凝乳時(shí)間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的變化，結(jié)果如圖3所示。

圖3 CaCl2添加量對(duì)凝乳性能的影響

由圖3可以看出，隨著CaCl2添加量的增大，凝乳時(shí)間明顯縮短；但在CaCl2添加量為0.04%時(shí)，硬度反而開(kāi)始減??；乳清OD值在CaCl2添加量從0.01%增加到0.03%時(shí)開(kāi)始減小，從CaCl2添加量為0.04%時(shí)，又開(kāi)始增大。由以上結(jié)果可以看出，隨著CaCl2添加量的增大，凝乳的時(shí)間隨之縮短，這是由于pH值降低，蛋白質(zhì)凝集速度的增加，這與Gastaldi E（1994年）和Van Hooydonk A C M（1998年）[10-11]的研究結(jié)果相同，凝塊硬度增大，這與Patel R S（1986年）和Solorza F J（1998年）[12-13]的研究結(jié)果相同。CaCl2添加量低于0.03%時(shí)，凝乳質(zhì)地細(xì)膩，沒(méi)有苦味；添加量大于0.04%時(shí)，凝乳的硬度開(kāi)始下降，干酪有苦味。CaCl2添加量為0.03%時(shí)乳清的OD值最低，說(shuō)明此時(shí)新鮮干酪的產(chǎn)量最高。因此，CaCl2添加量為0.03%左右時(shí)凝乳性能較好。

2.4 凝乳溫度對(duì)凝乳性能的影響

采用50，55，60，65，70 ℃的不同凝乳溫度，按照1.4.1的加工工藝生產(chǎn)農(nóng)家干酪，考察對(duì)加工過(guò)程中凝乳時(shí)間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 凝乳溫度對(duì)凝乳性能的影響

由圖4可以看出，隨著凝乳溫度的升高，凝乳時(shí)間逐漸縮短，60℃以后，凝乳時(shí)間基本沒(méi)有變化；凝乳硬度和乳清OD值隨著凝乳溫度的升高逐漸增大。由以上結(jié)果可以看出，隨著凝乳溫度升高，排出乳清OD值增加，硬度增大，隨乳清排出的蛋白增加，這與雒亞洲（2008年）[14]的研究結(jié)果相同。因此，新鮮干酪在凝乳溫度為60℃左右時(shí)凝乳效果較好。

2.5 直接酸化法生產(chǎn)農(nóng)家干酪主要工藝參數(shù)的優(yōu)化研究

選擇殺菌溫度（A）、CaCl2添加量（B）、凝乳溫度（D）進(jìn)行三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)分為目標(biāo)，結(jié)果（見(jiàn)表3）由表3可以看出，3種因素對(duì)干酪感官品質(zhì)的影響大小依次為D＞B＞A，即凝乳溫度對(duì)干酪品質(zhì)影響極顯著，CaCl2添加量的影響較顯著，殺菌溫度的作用不明顯?？纱_定新鮮酸凝干酪理論上的最佳加工條件為A3B2D2，即殺菌溫度85℃、CaCl2添加量為0.03%，凝乳溫度為60℃時(shí)新鮮酸凝農(nóng)家干酪的品質(zhì)最佳。

表3 正交實(shí)驗(yàn)因素水平L9（34）

2.6 最終產(chǎn)品質(zhì)量鑒定

成品最終理化指標(biāo):水分為61.15%,脂肪為15.16%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)),符合國(guó)家農(nóng)業(yè)部軟質(zhì)干酪NY478-2002的標(biāo)準(zhǔn)[15]。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素對(duì)比實(shí)驗(yàn)最終確定檸檬酸為生產(chǎn)新鮮酸凝干酪的最佳酸化劑，單因素實(shí)驗(yàn)分析可表明，隨著殺菌溫度、CaCl2添加量和凝乳溫度的升高，酸凝農(nóng)家干酪的凝乳時(shí)間逐漸縮短，硬度增大，最終以農(nóng)家干酪的感官評(píng)分為衡量標(biāo)準(zhǔn)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，確定了其最適工藝條件為殺菌溫度為85℃，CaCl2添加量0.03%，凝乳溫度60℃。生產(chǎn)所得的農(nóng)家干酪符合國(guó)家農(nóng)業(yè)部軟質(zhì)干酪的標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

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