不同加鹽工藝對(duì)切達(dá)干酪品質(zhì)的影響

任敏，李志國(guó)，閆清泉，劉豪，邊燕飛，宗學(xué)醒*

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

干酪是乳業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家主要的乳制品品種，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-2]。隨著我國(guó)人民生活水平以及對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)需求的提升，干酪的生產(chǎn)及消費(fèi)增長(zhǎng)是大勢(shì)所趨。目前我國(guó)人均干酪年消費(fèi)量為0.01 kg，具有極大的提升空間。切達(dá)干酪作為全球貿(mào)易量排名前三的干酪之一，口感比其他品類(lèi)干酪柔和，這是其成為世界上購(gòu)買(mǎi)與消費(fèi)最多的一種奶酪的主要原因[3]。切達(dá)干酪生產(chǎn)過(guò)程中，加鹽（NaCl）是重要的步驟之一[4]。鹽的主要作用是通過(guò)影響干酪水分活度進(jìn)而到防腐的作用[5]，除此之外，還具有以下幾點(diǎn)重要功能：第一，加鹽能夠直接賦予產(chǎn)品咸味[6]；第二，加鹽能夠降低發(fā)酵劑菌種的活力以及成熟期細(xì)菌的作用；第三，加鹽引起副酪蛋白上的鈉和鈣交換，使得干酪組織變得更加光滑，還能加快乳清排出[7]。如圖1所示，加鹽影響了干酪的物質(zhì)組成、蛋白水合和pH，降低了水分活度，從而控制微生物的生長(zhǎng)、酶活性以及成熟過(guò)程中發(fā)生的生物化學(xué)變化（例如糖酵解、蛋白質(zhì)水解、脂肪分解和酪蛋白水合），進(jìn)而影響干酪的品質(zhì)特性[8-10]。加鹽對(duì)切達(dá)干酪的影響取決于加鹽方式、鹽含量、干酪種類(lèi)以及干酪中微生物的耐鹽能力和成熟條件的差異[11]。切達(dá)干酪生產(chǎn)過(guò)程中主要有2種不同的加鹽方式：一是干鹽法，就是將鹽撒拌到磨碎的凝塊中；二是濕鹽法，即通過(guò)將成型干酪整體浸入鹽水溶液中進(jìn)行鹽化[6]。

圖1 加鹽對(duì)切達(dá)干酪的影響[11]

綜述以切達(dá)干酪為例，通過(guò)闡述干鹽法和濕鹽法的不同鹽攝取機(jī)制及其影響鹽吸收的因素，比較兩者對(duì)切達(dá)干酪品質(zhì)、pH以及微生物代謝等方面的差異，為準(zhǔn)確把握切達(dá)干酪的風(fēng)味、質(zhì)地以及微生物活力提供理論依據(jù)。

1 干鹽法和濕鹽法的作用機(jī)理及其影響因素

1.1 干酪加工過(guò)程中鹽的攝取機(jī)制

干鹽施加到磨碎的凝塊上，鹽在凝塊表面的水分中溶解并形成一薄層濃縮鹽溶液，凝塊表面和顆粒內(nèi)部之間的濃度梯度產(chǎn)生滲透壓為鹽擴(kuò)散提供了動(dòng)力。

濕鹽法是將成型干酪浸入鹽水中，由于鹽水和干酪水分之間的滲透壓差異，Na+和Cl-從鹽水中移動(dòng)到干酪中，干酪中的水分從干酪基質(zhì)擴(kuò)散出來(lái)，建立滲透平衡。鹽在干酪水分中的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)低于在純水當(dāng)中，這是由于干酪的結(jié)構(gòu)和乳清中溶解的溶質(zhì)存在導(dǎo)致的。

1.2 影響干鹽法干酪攝取鹽分的因素

影響干鹽法干酪攝取鹽分的因素如圖2所示，凝塊大小、酸度、可溶性鈣與不可溶性鈣比例及鈣含量都能直接或間接影響鹽的吸收，加鹽后凝塊含鹽量與水分含量呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。溫度是影響干鹽攝取的重要因素，與濕鹽法不同，切達(dá)碎凝塊的溫度從24 ℃升高至41 ℃，會(huì)導(dǎo)致壓榨期間凝塊中鹽損失的百分比略微增加。此外，酸度也是重要影響因素之一，在低酸度下干鹽法切達(dá)干酪保留了更多的鹽。這可能是由于在較高的pH下酪蛋白與水分更緊密地結(jié)合導(dǎo)致的。酪蛋白較高的水合能力有利于減少乳清排放，減少鹽損失。

1.3 影響濕鹽法干酪攝取鹽分的因素

影響濕鹽法干酪鹽攝取的因素主要有4個(gè)方面：1）鹽水濃度：干酪的鹽攝取速率隨著鹽水濃度的增加而降低。但吸收的鹽在整個(gè)干酪塊中的擴(kuò)散速率與鹽水濃度無(wú)關(guān)，這反映了干酪水分中NaCl擴(kuò)散系數(shù)的恒定性[6]。2）鹽漬時(shí)間：干酪吸收的鹽量隨著鹽漬時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但鹽吸收速率隨著鹽漬時(shí)間延長(zhǎng)而降低[14]。3）鹽水溫度：當(dāng)鹽水溫度從4 ℃升至25 ℃時(shí)，吸收的鹽量增加30%～50%，這還取決于干酪的成分和尺寸。4）干酪大小和形狀：對(duì)于在相同條件下相同成分和體積的干酪，單位表面積的鹽吸收率為矩形＞圓柱形＞球形[15]。

圖2 影響干鹽法切達(dá)干酪中鹽吸收的因素[12-13]

2 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪品質(zhì)的影響

不同的加鹽方式主要對(duì)切達(dá)干酪的水分、pH、質(zhì)地、風(fēng)味以及微生物代謝產(chǎn)生影響。其中，對(duì)切達(dá)干酪水分、pH以及質(zhì)地的影響，大多在制作過(guò)程中發(fā)生，而對(duì)切達(dá)干酪中微生物的代謝以及風(fēng)味相關(guān)的影響則表現(xiàn)在成熟期。

2.1 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪中水分含量的影響

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于任何特定的干酪，隨著鹽含量的增加，在相同條件下由相同乳制成的干酪水分含量降低[16]。對(duì)于濕鹽法來(lái)說(shuō)，這是一種暫時(shí)的情況，因?yàn)樵诔墒爝^(guò)程中，干酪中水分和鹽含量往往會(huì)在濃度梯度的驅(qū)動(dòng)下平衡。而對(duì)于干鹽法切達(dá)干酪來(lái)說(shuō)，在鹽分布不均勻的情況下，有限的驅(qū)動(dòng)力會(huì)使得整個(gè)干酪中鹽和水分出現(xiàn)不平衡，導(dǎo)致干酪在成熟時(shí)不同區(qū)域產(chǎn)生顯著不同的感官特性[6]。Hickey等[17]研究了干鹽法和濕鹽法切達(dá)干酪水分含量的差異。結(jié)果表明，干鹽法切達(dá)干酪中的水分含量顯著低于濕鹽法干酪，前者的水分含量均低于40%。Sutherland等[12]認(rèn)為干鹽法干酪由于乳清和鹽的損失使鹽攝入量降低，進(jìn)而導(dǎo)致干酪水分降低。

2.2 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪pH的影響

切達(dá)干酪的pH在很大程度上取決于乳酸與緩沖能力的比率，后者主要由酪蛋白和膠體磷酸鈣控制。乳酸的形成隨著S/M水平的增加而減慢或停止，pH達(dá)到最終水平。對(duì)于干鹽法切達(dá)干酪來(lái)說(shuō)，直接添加干鹽防止pH進(jìn)一步的變化。這是由于凝塊顆粒的尺寸較小，鹽擴(kuò)散快速完成，乳酸的產(chǎn)生也相應(yīng)停止。

與干鹽法相比，濕鹽法對(duì)切達(dá)干酪內(nèi)部區(qū)域的pH幾乎沒(méi)有影響。這是由于模制干酪相對(duì)較大，鹽在干酪塊中的擴(kuò)散很慢。因此，濕鹽法干酪中較低的鹽含量幾乎允許所有可以利用乳糖的初始微生物繼續(xù)發(fā)酵，留下很少的可發(fā)酵碳水化合物來(lái)支持非發(fā)酵劑乳酸菌（NSLAB）的生長(zhǎng)，因此產(chǎn)生了成熟過(guò)程的差異和不同的風(fēng)味特征。相比之下，鹽漬干酪的最外層區(qū)域，其高鹽含量可抑制發(fā)酵劑微生物，且具有較高的pH[11]。

2.3 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪質(zhì)地的影響

相較于加鹽方式，鹽含量水平的高低更能導(dǎo)致切達(dá)干酪質(zhì)地的不同[18]，例如：彈性、斷裂性、黏合性和堅(jiān)固性及流變學(xué)性質(zhì)[19]。研究表明，鹽含量在0.14%～12%范圍內(nèi)增加會(huì)使得S/M增加，導(dǎo)致干酪的堅(jiān)硬度、斷裂應(yīng)力和感官硬度增加[20]。Ayyash等[21]研究鹽含量對(duì)部分脫脂切達(dá)干酪質(zhì)地影響的結(jié)果表明，隨著鹽含量增加，干酪的硬度及斷裂性均增加。

2.4 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪中微生物的影響

2.4.1 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪中微生物乳糖代謝的影響

奶酪水分中的鹽濃度（S/M）對(duì)奶酪中微生物的生長(zhǎng)有重要影響[22]。在干鹽法制作的切達(dá)干酪中，NaCl的濃度在整個(gè)干酪中迅速達(dá)到抑制水平，發(fā)酵劑菌株停止生長(zhǎng)，但乳糖的代謝仍在繼續(xù)，除非S/M的水平超過(guò)約5%。若S/M水平較低，則會(huì)導(dǎo)致大量發(fā)酵劑菌株存活，可能導(dǎo)致干酪產(chǎn)生苦味。而濕鹽法切達(dá)干酪，鹽分長(zhǎng)時(shí)間緩慢滲透，在S/M水平達(dá)到抑制濃度之前，發(fā)酵劑菌種仍然有充足的時(shí)間幾乎完全發(fā)酵乳糖，直到乳糖全部消耗或低pH而使得發(fā)酵劑菌種停止生長(zhǎng)[6]。

對(duì)于大多數(shù)干酪品種，除新鮮干酪外，乳糖在成熟的早期階段完全代謝。但干酪中的鹽含量在確定乳糖代謝率和成熟干酪中生長(zhǎng)的起始細(xì)菌和非起始細(xì)菌數(shù)量之間的平衡及其對(duì)切達(dá)干酪感官特性方面的影響具有重要作用[11]。

2.4.2 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪中微生物蛋白質(zhì)代謝的影響

蛋白質(zhì)降解很大程度影響著切達(dá)干酪的質(zhì)量、組織狀態(tài)和風(fēng)味。引起蛋白降解的酶系統(tǒng)包括凝乳酶、微生物產(chǎn)生的酶及胞質(zhì)素（纖維蛋白溶酶的一種）。研究表明，細(xì)胞裂解有助于胞內(nèi)酶（例如蛋白酶、肽酶、酯酶和脂肪酶）的釋放，進(jìn)而影響干酪成熟過(guò)程中游離氨基酸的水平[23]。Hickey等[17]研究結(jié)果表明，與濕鹽法切達(dá)干酪相比，干鹽法切達(dá)干酪具有更低的瑞士乳桿菌平均活菌數(shù)及更高酶活。此外，干鹽法干酪還顯示出更高含量的氨基酸水平（p＜0.05），例如天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、甘氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、賴(lài)氨酸和精氨酸等，這意味著干鹽法干酪在風(fēng)味發(fā)展方面存在更多的可能性[24]。Sheehan等[25]認(rèn)為兩種加鹽方式產(chǎn)生的這種差異可能是由于干鹽法干酪在入模壓榨之前鹽漬凝乳碎片表面上形成過(guò)飽和鹽水，并在干酪塊內(nèi)將鹽分布均勻。而濕鹽法干酪中的鹽分從表面向內(nèi)緩慢遷移延遲達(dá)到平衡，延緩了對(duì)發(fā)酵劑菌株的抑制作用。

2.5 不同加鹽方式對(duì)切達(dá)干酪風(fēng)味的影響

一般來(lái)說(shuō)，每種干酪的含鹽量和S/M水平應(yīng)處在最佳范圍，低于此水平，通常會(huì)看到一些其他細(xì)菌的生長(zhǎng)或不受調(diào)節(jié)的酶活引起干酪缺陷，例如切達(dá)干酪中的苦味就與低S/M水平導(dǎo)致過(guò)多的初級(jí)蛋白水解有關(guān)。在鹽濃度高于最佳范圍時(shí)，主要是由于初級(jí)發(fā)酵和成熟過(guò)程受到抑制，或是由于對(duì)干酪成分的直接影響，例如，因水分流失而造成干酪質(zhì)地過(guò)硬[11]。此外，鹽通過(guò)對(duì)干酪中微生物和酶活性的控制作用進(jìn)而影響乳糖代謝，干酪的pH、脂肪和酪蛋白的降解，以及肽、游離氨基酸和游離脂肪酸等風(fēng)味化合物的形成，主要包括酸、醇、脂、內(nèi)酯、醛、酮、酚、醚等多類(lèi)有機(jī)化合物。一般引起咸味的是生產(chǎn)后期加入的NaCl，NaCl濃度的升高和pH的降低可提高干酪的咸味[26]。而在低鹽水平下，酸的產(chǎn)生會(huì)使乳酸菌大量生長(zhǎng)，進(jìn)一步激發(fā)酶活性的釋放，會(huì)使干酪產(chǎn)生苦味。

3 結(jié)語(yǔ)與討論

綜述了兩種不同加鹽方式的對(duì)切達(dá)干酪的理化性質(zhì)、質(zhì)地及風(fēng)味等方面的影響。干鹽法操作占地面積較小，鹽的攝取速度較快，產(chǎn)品快速攝入鹽分可迅速抑制微生物活力，促進(jìn)細(xì)胞裂解及胞內(nèi)酶的釋放，控制產(chǎn)品風(fēng)味方向，但干鹽法操作乳清的更多流失導(dǎo)致干酪得率降低。濕鹽法操作的鹽分緩慢均勻分布于干酪凝塊，但需要較大腌漬空間，較長(zhǎng)鹽漬時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)論采用哪種加鹽方式，科學(xué)應(yīng)用攝鹽機(jī)理，合理控制鹽化影響因素，從而設(shè)計(jì)制備出高品質(zhì)的干酪產(chǎn)品。近些年來(lái)，全球奶酪消費(fèi)量不斷升高，許多人開(kāi)始擔(dān)心食用奶酪對(duì)于鈉鹽攝入的影響。當(dāng)攝入過(guò)量的鈉時(shí)，通常認(rèn)為會(huì)增加Ⅱ型糖尿病、心血管疾病以及高血壓的發(fā)病率。目前，許多研究正圍繞著低鹽切達(dá)干酪展開(kāi)[27]。Lu等[16]通過(guò)改變加鹽方式以及氯化鉀部分替代氯化鈉的方法進(jìn)行低鹽切達(dá)干酪的研究。因此，精準(zhǔn)把握不同加鹽工藝的攝鹽機(jī)制以及對(duì)切達(dá)干酪品質(zhì)的影響，為下一步低鹽切達(dá)干酪等新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供理論支持。