凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳的制備

周 潔，羅冠儀，劉振民

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心 光明乳業(yè)股份有限公司 乳業(yè)研究院，上海 200436）

風(fēng)味發(fā)酵乳是以80%以上生牛（羊）乳或乳粉為原料，添加其他原料，經(jīng)殺菌、發(fā)酵后pH 值降低，發(fā)酵前或后添加或不添加食品添加劑、營養(yǎng)強(qiáng)化劑、果蔬、谷物等制成的產(chǎn)品[1]。根據(jù)發(fā)酵乳的生產(chǎn)工藝和成品狀態(tài)的不同，可將其分為凝固型、攪拌型和飲用型。而凝固型發(fā)酵乳中乳含量高，乳香氣天然濃郁，口感極佳，因此具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。然而，隨著生活水平的提高，健康意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)發(fā)酵乳提出了更高的要求，在要求營養(yǎng)的同時(shí)，也會(huì)追求更多的飲食風(fēng)味和生理調(diào)節(jié)功能[2]。

干酪英文名“cheese”，音譯為“芝士”。是一種發(fā)酵的牛奶制品，蛋白含量豐富，營養(yǎng)價(jià)值高。本實(shí)驗(yàn)中使用的芝士醬為再制干酪，是以1種或2種不同成熟度的天然干酪為主要原料，經(jīng)粉碎后添加乳化劑、穩(wěn)定劑融化而成的制品[3]。而芝士富含的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和豐富的鈣，能有效彌補(bǔ)我國居民膳食營養(yǎng)的不足[4]。

近年來我國乳制品行業(yè)步入成熟期，2010年后，我國酸奶消費(fèi)者市場(chǎng)的增長率開始領(lǐng)跑全球市場(chǎng)[5]，而芝士作為乳制品的新貴，僅少數(shù)國內(nèi)乳企涉足[6]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和一、二線城市消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，干酪制品的消費(fèi)習(xí)慣已逐漸得到培養(yǎng)，未來可以成為帶動(dòng)我國乳制品消費(fèi)的新的增長點(diǎn)[7]。本研究將芝士與發(fā)酵乳相結(jié)合，研制一款配以鮮牛乳發(fā)酵制備[8]的凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳，并對(duì)其發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，既可以滿足人們對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味的需求，也可以滿足營養(yǎng)的需要。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

全脂牛乳（蛋白質(zhì)≥3.1%）、白砂糖、芝士醬：市購；菌種CN（保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，比例為1∶3）：丹麥科漢森公司。

體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇、氫氧化鈉、硫酸（均為分析純）：廣州化學(xué)試劑廠；厭氧產(chǎn)氣袋、厭氧盒：日本三菱化學(xué)株式會(huì)社；酚酞（指示劑）：天津市百世化工有限公司；異戊醇（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；定氮片：瑞士FOSS公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JJ2000B電子天平：常熟市雙杰測(cè)試儀器廠；WPE45恒溫水浴鍋、HPP1恒溫恒濕培養(yǎng)箱：德國Memmert公司；APV1000均質(zhì)機(jī)：APV（中國）有限公司；RW20數(shù)顯電動(dòng)攪拌機(jī)：德國IKA公司；8200凱氏定氮儀：瑞士FOSS公司；FUNCEGERBER蓋博乳脂計(jì)、FUNCE GERBER離心機(jī)：德國GERBER公司；S220 酸度計(jì)：梅特勒-托利多（上海）有限公司；LC-20AD/T高效液相色譜儀：日本島津公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳的工藝流程及操作要點(diǎn)

全脂牛乳、白砂糖、芝士醬→原輔料混合配料→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→冷卻→凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳

操作要點(diǎn)：

原輔料混合配料：先將全脂牛奶預(yù)熱至45～50 ℃，在高速攪拌（800 r/min）過程中加入其他配料，并攪拌15～20 min，使得物料均勻分散。

均質(zhì)：在60～65 ℃、18～20 MPa進(jìn)行均質(zhì)，可破碎乳脂肪球，使乳脂肪均勻且充分的分散在奶中，防止脂肪上浮，也可使其口感更加細(xì)膩，提高乳香味。

菌種液的制備：10g脫脂奶粉溶于85 mL45 ℃的溫水中，加熱煮沸后冷卻至43 ℃，加入5 g菌種CN，制成菌種液待用。

殺菌：90～95 ℃殺菌5 min后，冷卻至（18±2）℃接種菌種，接種后立即灌裝。

發(fā)酵：灌裝完畢后立即在所需要的恒溫條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度為40～43 ℃范圍內(nèi)較為適宜，發(fā)酵時(shí)長約為4～7 h，酸度＞70°T時(shí)，即可停止發(fā)酵。

冷藏：發(fā)酵完畢后立即在4～6 ℃條件儲(chǔ)存24 h，使產(chǎn)品后熟，從而得到凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳成品。

1.3.2 凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳的工藝條件優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)

白糖添加量的確定：固定芝士醬添加量0.8%、發(fā)酵時(shí)間5.0h和發(fā)酵溫度42℃，白糖添加量分別以6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%，測(cè)定發(fā)酵成品的酸度，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

芝士醬添加量的確定：固定白糖8.0%、發(fā)酵時(shí)間5.0 h和發(fā)酵溫度42 ℃，芝士醬的添加量分別以0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%，測(cè)定發(fā)酵成品的酸度，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

發(fā)酵溫度的確定：固定白糖的量8.0%、芝士醬的量0.8%、發(fā)酵時(shí)間5.0 h，分別在發(fā)酵溫度40 ℃、41 ℃、42 ℃、43 ℃、44 ℃，測(cè)定發(fā)酵成品的酸度，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

發(fā)酵時(shí)間的確定：固定白糖的量8.0%、芝士醬的量0.8%、發(fā)酵溫度42 ℃，分別調(diào)整發(fā)酵時(shí)間4.0 h、4.5 h、5.0 h、5.5 h、6.0 h。測(cè)定發(fā)酵成品的酸度，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

（2）正交試驗(yàn)

選擇影響產(chǎn)品品質(zhì)的4個(gè)主要因素：白砂糖的添加量（A）、芝士醬的添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）和發(fā)酵時(shí)間（D），根據(jù)單因素試驗(yàn)中的結(jié)果確定各因素的水平范圍[11]，設(shè)計(jì)4因素3水平L9（34）的正交試驗(yàn)[12]，然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)及酸度測(cè)定，正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for process conditions optimization of cheese flavor fermented milk

1.3.3 分析測(cè)定

（1）感官評(píng)價(jià)

根據(jù)中國乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范RHB 103《酸牛乳感官質(zhì)量評(píng)鑒細(xì)則》[13]，制定相對(duì)應(yīng)的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of cheese flavor set fermented milk

（2）理化指標(biāo)的測(cè)定

產(chǎn)品中理化指標(biāo)按照GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中理化指標(biāo)的要求，檢測(cè)蛋白質(zhì)、脂肪和酸度，其中蛋白質(zhì)的測(cè)定采用凱氏定氮法[14]，脂肪的測(cè)定采用蓋博法[15]，酸度的測(cè)定采用酚酞指示劑法[16]。

（3）微生物指標(biāo)的測(cè)定

產(chǎn)品中微生物指標(biāo)按照GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中微生物限量的要求，檢測(cè)大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、霉菌和酵母，其中大腸菌群的檢測(cè)參考GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》中平板計(jì)數(shù)法[17]，金黃色葡萄球菌的檢測(cè)參考GB 4789.10—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)》中定性檢驗(yàn)[18]，沙門氏菌的檢測(cè)參考GB 4789.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門氏菌檢驗(yàn)》[19]，霉菌和酵母的檢測(cè)參考GB 4789.15—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》[20]；乳酸菌數(shù)的檢測(cè)方法參考GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》[21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 白砂糖添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著白砂糖添加量在6.5%～7.5%范圍內(nèi)的上升，感官評(píng)分隨之增高；感官評(píng)分在白砂糖添加量為7.5%的時(shí)候最高，為86分，此時(shí)產(chǎn)品風(fēng)味最佳；白砂糖添加量＞7.5%之后，感官評(píng)分隨之下降。而白砂糖的添加量對(duì)產(chǎn)品酸度的影響不明顯。因此，最佳白砂糖添加量為7.5%。

圖1 白砂糖添加量對(duì)凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of sugar addition on the quality of cheese flavor set fermented milk

2.1.2 芝士醬添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著芝士醬添加量在0.6%～0.9%的變化，感官評(píng)分隨之增高；感官評(píng)分在芝士醬添加量為0.9%的時(shí)候最高，為87分，產(chǎn)品芝士風(fēng)味最佳；芝士醬添加量＞0.9%之后，感官評(píng)分隨之下降。而芝士醬的添加量對(duì)酸度的影響相對(duì)較小。因此，最佳芝士醬添加量為0.9%。

圖2 芝士醬的添加量對(duì)凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳品質(zhì)的影響結(jié)果Fig.2 Effect of cheese sauce addition on the quality of cheese flavor set fermented milk

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著發(fā)酵溫度在40～42 ℃范圍內(nèi)增加時(shí)，感官評(píng)分隨之增高；發(fā)酵溫度為42 ℃時(shí)感官評(píng)分最高，為86分，產(chǎn)品風(fēng)味最佳；發(fā)酵溫度＞42 ℃之后，感官評(píng)分隨之下降。隨著發(fā)酵溫度的升高，產(chǎn)品酸度也越來越高，最終也會(huì)影響產(chǎn)品感官評(píng)分。因此，最佳發(fā)酵溫度為42 ℃。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳品質(zhì)的影響結(jié)果Fig.3 Effect of fermentation temperature on the quality of cheese flavor set fermented milk

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖4可知，發(fā)酵時(shí)間在4.0～5.5 h范圍內(nèi)增加時(shí)，感官評(píng)分隨之增高；發(fā)酵時(shí)間在5.5 h時(shí)感官評(píng)分最高，為87分，產(chǎn)品風(fēng)味最佳，酸甜可口；發(fā)酵時(shí)間＞5.5 h之后，感官評(píng)分隨之下降。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在4.0～5.5 h范圍內(nèi)增加時(shí)，酸度隨之增高，而當(dāng)發(fā)酵時(shí)間＞5.5 h以后，酸度幾乎無變化。因此，最佳發(fā)酵時(shí)間為5.5 h。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳品質(zhì)的影響結(jié)果Fig.4 Effect of fermentation time on the quality of cheese flavor set fermented milk

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以感官評(píng)價(jià)為考察指標(biāo)，白砂糖的添加量（A）、芝士醬的添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）和發(fā)酵時(shí)間（D）為影響因素，設(shè)計(jì)4因素3水平L9（34）的正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表3，方差分析見表4。

由表3可知，4個(gè)因素對(duì)凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)分的影響順序?yàn)橹ナ酷u添加量（B）＞白砂糖添加量（A）＞發(fā)酵時(shí)間（D）＞發(fā)酵溫度（C），最佳工藝條件組合為A2B2C3D2，即白砂糖添加量為7.5%，芝士醬添加量0.9%，發(fā)酵溫度43 ℃，發(fā)酵時(shí)間5.5 h。在此最佳條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評(píng)分為91分。

由表4可知，白糖的添加量和芝士醬添加量對(duì)感官評(píng)分的結(jié)果影響顯著（P＜0.05），而發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)結(jié)果的影響均不顯著（P＞0.05）。

表3 凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for process conditions optimization of cheese flavor set fermented milk

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)的分析

產(chǎn)品在最佳組合下制得的凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳，色澤柔和均勻，表面光滑?？诟屑?xì)膩嫩滑、酸甜適中、芝士風(fēng)味突出。組織狀態(tài)良好，無乳清水析出，質(zhì)地細(xì)膩均勻，且軟硬適中。成品感官評(píng)分為91分。

產(chǎn)品在最佳組合下制得的凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳，其蛋白質(zhì)含量為2.83%，脂肪含量為3.13%，酸度78.9°T。

在最佳組合下制得的凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳，其乳酸菌總數(shù)為4.2×107CFU/g，大腸菌群、霉菌、酵母菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌均未檢出。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定凝固型芝士風(fēng)味發(fā)酵乳的最佳配方工藝為白糖添加量7.5%，芝士醬添加量0.9%，發(fā)酵溫度為43 ℃，發(fā)酵時(shí)間為5.5 h。在此條件下，產(chǎn)品組織細(xì)膩均勻，無乳清水析出，酸甜適中，口感嫩滑，芝士風(fēng)味突出，感官評(píng)分為91分，酸度為78.9°T。