國(guó)內(nèi)外天然奶酪加工研究進(jìn)展

周 雨

（西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與食品研究所，西藏 拉薩 850000）

天然奶酪是哺乳動(dòng)物的乳汁經(jīng)發(fā)酵、凝乳后制得的乳制品。區(qū)別于再制奶酪，天然奶酪在制作過(guò)程中未使用乳化鹽等添加劑，未經(jīng)高溫熔融、乳化等工序，其產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)成分、活性乳酸菌得到了很好地保護(hù)，具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及生理功效［1］。國(guó)外消費(fèi)者普遍認(rèn)為天然奶酪是更好的益生菌載體［2］。天然奶酪的制作史已有7500 多年［3］。史料表明，早期制作天然奶酪所使用的凝乳劑為有機(jī)酸，其品質(zhì)較差。公元3世紀(jì)到4世紀(jì)，歐洲古羅馬人開(kāi)始使用凝乳酶制作天然奶酪，這是奶酪發(fā)展史上的一次歷史性飛躍。自中世紀(jì)開(kāi)始至19 世紀(jì)中葉，奶酪加工業(yè)在歐洲各地得到迅速發(fā)展，但該時(shí)期天然奶酪制作所使用的原料乳未經(jīng)殺菌處理。直至19 世紀(jì)50年代，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德發(fā)明了巴氏殺菌法生產(chǎn)天然奶酪，促使天然奶酪的生產(chǎn)模式由手工作坊式轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)化生產(chǎn)［4］。目前，雖然國(guó)際食品法典委員會(huì)已制定并發(fā)布了全球20 多種天然奶酪的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，但仍無(wú)法對(duì)所有天然奶酪的制作方法進(jìn)行統(tǒng)一［5］。目前我國(guó)天然奶酪面臨產(chǎn)量低、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題［6］。原料乳季節(jié)性短缺也是國(guó)內(nèi)外天然奶酪生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸［7］。文章綜述了天然奶酪的種類(lèi)及特點(diǎn)、發(fā)酵劑與凝乳酶在天然奶酪加工中的應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外天然奶酪加工研究進(jìn)展，為優(yōu)化天然奶酪的加工工藝，提高天然奶酪的產(chǎn)量與附加值，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供參考。

1 天然奶酪的種類(lèi)及特點(diǎn)

目前，世界知名天然奶酪有切達(dá)奶酪（Cheddar Cheese）、白奶酪（Cottage cheese）、帕斯塔菲拉塔奶酪（Pastafilata cheese）和藍(lán)紋奶酪（Blue cheese）等［8］。其中切達(dá)奶酪原產(chǎn)地為英國(guó)西南部薩莫塞特州，切達(dá)奶酪的特點(diǎn)為質(zhì)地較硬（水分含量約為37%）、組織細(xì)膩，在成熟過(guò)程會(huì)有特殊風(fēng)味產(chǎn)生（果仁味、奶油味等），顏色為白色或淺黃［9］。白奶酪（Cottage cheese）是無(wú)成熟期的新鮮奶酪代表，目前，英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞、新西蘭等國(guó)家大量生產(chǎn)和消費(fèi)此種奶酪，其產(chǎn)品特征為口感較為溫和、水分含量較高、質(zhì)地較軟、保質(zhì)期較短［10］。帕斯塔菲拉塔奶酪（Pastafilata cheese）是意大利語(yǔ)拉絲糊狀奶酪的總稱(chēng)，包括馬蘇里拉奶酪（Mozzarella cheese）、凱西卡伐洛奶酪（Caciocavallo cheese）、波羅伏洛奶酪（Provolone cheese）、日本纖維奶酪（String cheese），此類(lèi)型奶酪主要分布在意大利、日本、希臘、俄羅斯、土耳其、敘利亞以及地中海沿岸等地，其制作工序基本相同。馬蘇里拉奶酪制作所特有的工序包括拉伸以及鹽水浸泡［11］。藍(lán)紋奶酪又被稱(chēng)作青紋奶酪，此類(lèi)型奶酪包括英國(guó)的斯提耳頓奶酪（Stilton cheese）、法國(guó)的羅奎福特奶酪（Roquefort cheese）和意大利的古岡佐拉奶酪（Gorgonzola cheese）。婁地青霉是用于藍(lán)紋奶酪生產(chǎn)的發(fā)酵劑，區(qū)別于其他奶酪的生產(chǎn)工藝，藍(lán)紋奶酪在生產(chǎn)過(guò)程中不經(jīng)過(guò)機(jī)械壓榨，但需要穿孔［12］。

2 發(fā)酵劑在天然奶酪加工中的應(yīng)用

采用巴氏殺菌法處理原料乳是奶酪加工史上的第二次變革，降低了微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)，促使天然奶酪生產(chǎn)所需的發(fā)酵劑、凝乳酶得到進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)。發(fā)酵與凝乳是天然奶酪制作過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)，也是大多數(shù)歐洲傳統(tǒng)奶酪制作過(guò)程中必不可少的工序，特別是受產(chǎn)源命名保護(hù)制的奶酪［13］。

在天然奶酪加工過(guò)程中添加發(fā)酵劑可提高其感官品質(zhì)及益生菌的數(shù)量［14］。天然奶酪的種類(lèi)繁多，不同種類(lèi)的天然奶酪所使用的的發(fā)酵劑也不盡相同。商業(yè)發(fā)酵劑在天然奶酪加工中的應(yīng)用可起到促進(jìn)天然奶酪發(fā)酵及成熟的作用，使天然奶酪在成熟期形成特有的風(fēng)味。在某些天然奶酪制作過(guò)程中添加商業(yè)發(fā)酵劑，可省去排乳清的工序，在很大程度上減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。商業(yè)發(fā)酵劑性能的乳酸菌篩選及復(fù)配是未來(lái)研究的熱點(diǎn)［15］。使用商業(yè)發(fā)酵劑雖然提高了天然奶酪的安全性，但存在抑制當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)乳酸菌開(kāi)發(fā)與利用的風(fēng)險(xiǎn)，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重［16］。利用從天然奶酪中分離出的優(yōu)勢(shì)乳酸菌生產(chǎn)當(dāng)?shù)鼐哂忻褡宓赜蛱厣膫鹘y(tǒng)奶酪，可提高其產(chǎn)量，保持其產(chǎn)品的特殊性。根據(jù)消費(fèi)者的風(fēng)味喜好，篩選出某種特定風(fēng)味的菌株用于附屬發(fā)酵劑的生產(chǎn)是目前研究的熱點(diǎn)。附屬發(fā)酵劑的使用可增強(qiáng)不同種類(lèi)天然奶酪所特有的風(fēng)味［17-18］。

3 凝乳酶在天然奶酪加工中的應(yīng)用

天然奶酪制作過(guò)程中添加凝乳酶，能起到促進(jìn)原料乳凝結(jié)的作用。隨著奶酪生產(chǎn)量的增加，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，凝乳酶將勢(shì)必成為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的酶制劑之一。其中具備較高κ-酪蛋白水解活力、較低非特異性蛋白水解活力、較高熱敏性以及較低熱失活性的凝乳酶是未來(lái)酶制劑研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。目前DNA 重組（rDNA）、基因非定向誘變、定向進(jìn)化等技術(shù)的應(yīng)用，可優(yōu)化凝乳酶的催化性能。利用蛋白質(zhì)工程對(duì)凝乳酶進(jìn)行定向改造，合理修飾改進(jìn)凝乳酶的相關(guān)結(jié)構(gòu)，得到具有高凝乳活性、高熱穩(wěn)定性等酶學(xué)特性的凝乳酶，具有廣闊的發(fā)展前景［19］。凝乳酶的使用對(duì)奶酪的質(zhì)構(gòu)及成熟期風(fēng)味物質(zhì)的形成具有重要的作用。使用不同凝乳酶所制得的奶酪，其成熟期的感官品質(zhì)及理化性質(zhì)均存在差異［20-21］。

凝乳酶按來(lái)源不同可分為動(dòng)物性凝乳酶、植物性凝乳酶、微生物凝乳酶、基因工程凝乳酶、蛋白工程凝乳酶等。動(dòng)物性凝乳酶存在于哺乳動(dòng)物的胃液中，例如小牛皺胃酶、駱駝凝乳酶等。與小牛皺胃酶相比，駱駝凝乳酶具有更高的凝乳活性和較低的水解能力［22］。普燕等［23］研究發(fā)現(xiàn)利用駱駝凝乳酶制備的奶酪在成熟期PH4.6SN 含量較少，苦味程度較低。Roberto J 等［24］研究發(fā)現(xiàn)，利用駱駝凝乳酶生產(chǎn)的阿根廷雷吉安尼托奶酪（Reggianito cheese）具有廣泛的消費(fèi)市場(chǎng)。駱駝凝乳酶與改良發(fā)酵劑聯(lián)合使用制備新型低脂、低鹽奶酪是其產(chǎn)品研發(fā)的一個(gè)方向。動(dòng)物凝乳酶雖在奶酪生產(chǎn)中應(yīng)用最廣，但價(jià)格昂貴，用于奶酪生產(chǎn)的成本較高。植物凝乳酶由于水解能力強(qiáng)，利用植物凝乳酶所生產(chǎn)出的奶酪，在成熟期因蛋白質(zhì)較易降解而產(chǎn)生苦味，因此其使用很受限制［25］。微生物凝乳酶主要來(lái)源于細(xì)菌、真菌和少數(shù)放線菌。其中，大部分微生物凝乳酶表現(xiàn)出比動(dòng)物性凝乳酶更高的催化能力及穩(wěn)定性。因此產(chǎn)凝乳酶微生物的研究已成為凝乳酶研究的熱點(diǎn)［26］。微生物凝乳酶的多樣性，可使其滿(mǎn)足不同種類(lèi)奶酪加工所需凝乳條件的要求［27］。

4 國(guó)內(nèi)外天然奶酪加工研究進(jìn)展

4.1 飼養(yǎng)方式及原料乳質(zhì)量對(duì)天然奶酪加工的影響

原料乳的質(zhì)量對(duì)天然奶酪的品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。為保障原料乳的質(zhì)量，應(yīng)選用體格健壯、無(wú)病害、食用有機(jī)牧草的牲畜作為乳源，其原料乳中無(wú)抗生素及有機(jī)化合物殘留。在牲畜飼養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)避免注射生長(zhǎng)激素［28］。不同原料乳由于酪蛋白與脂肪的含量不同，其凝乳特性也不同。不同原料乳因理化性質(zhì)及微生物菌群的差異，將影響其成熟期的感官品質(zhì)［29］。水牛奶因具有較高的干物質(zhì)及酪蛋白含量，而被廣泛用于發(fā)酵乳制品（酸奶、奶酪）、干燥劑以及冰淇淋的生產(chǎn)［30］。水牛奶的色澤為天然白色，利用其生產(chǎn)奶酪，可避免漂白劑的使用，防止奶酪中胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞［31］。已知印度是世界上牛奶產(chǎn)量最高的國(guó)家，其中水牛奶的產(chǎn)量占牛奶總產(chǎn)量的57%，巴基斯坦是世界第二大水牛奶生產(chǎn)國(guó)，但以上兩國(guó)的奶酪產(chǎn)量很低，并且缺乏提高奶酪產(chǎn)量的技術(shù)［32］。因此，優(yōu)化水牛乳奶酪的生產(chǎn)工藝，提高其產(chǎn)量勢(shì)在必行。不同飼養(yǎng)方式將影響原料乳的乳脂濃度、凝乳特性以及干物質(zhì)含量，從而影響奶酪的產(chǎn)量［33-34］。Zendri 等［35］的研究結(jié)果表明，夏季移牧可改善牛乳的品質(zhì)，提高奶酪的產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。

4.2 加工技術(shù)對(duì)天然奶酪產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

奶酪的感官品質(zhì)、理化特性和微生物菌群受原料乳特性以及加工工藝等因素的影響［36］。奶酪獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)通常由揮發(fā)性有機(jī)化合物、非揮發(fā)性有機(jī)化合物以及無(wú)機(jī)化合物構(gòu)成［37］。食品（包括乳制品）中揮發(fā)性有機(jī)化合物的含量也是目前食品質(zhì)量檢測(cè)的重要指標(biāo)［38］。Boltar 等［39］利用斯洛文尼亞維帕瓦地區(qū)的奶牛乳，首次研究報(bào)道了不同發(fā)酵劑添加量、成熟溫度、成熟模式對(duì)納諾斯奶酪（產(chǎn)自斯洛文尼亞的一種傳統(tǒng)硬質(zhì)奶酪）風(fēng)味的影響，結(jié)果表明，增加發(fā)酵劑的用量、提高成熟溫度，能促使奶酪在成熟過(guò)程中某些揮發(fā)性有機(jī)化合物的產(chǎn)生，并對(duì)奶酪的感官品質(zhì)產(chǎn)生積極的影響。在奶酪加工過(guò)程中，原料乳的凝乳pH值是影響凝乳酶活性、奶酪產(chǎn)量及質(zhì)構(gòu)形成的重要因素。Ong 等［40］的研究結(jié)果表明不同凝乳pH值將影響切達(dá)奶酪的質(zhì)構(gòu)特征，影響其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。Najera 等［41］的研究結(jié)果表明，凝乳pH 值、凝乳溫度、氯化鈣添加量對(duì)原料乳的凝乳特性（RCT 和CDF 值）影響極顯著。奶酪成熟期蛋白質(zhì)的降解受殘余凝乳酶活性的影響，其中凝乳酶種類(lèi)、奶酪的加工工藝（熱處理、熱燙溫度等）將顯著影響殘余凝乳酶的活性。Garnot驗(yàn)證了瑞士奶酪制作過(guò)程中大部分凝乳酶在（53 ℃，60 min）的熱處理?xiàng)l件下失活［42］。Costabel等［43］研究了凝乳酶類(lèi)型（牛凝乳酶與駱駝凝乳酶）和熱燙溫度對(duì)阿根廷雷吉阿尼托硬質(zhì)干酪（Reggianito cheese）成熟期蛋白質(zhì)降解的影響，結(jié)果表明，熱燙溫度將影響殘余凝乳酶的活性。Ismail 等［44］的研究結(jié)果表明，不同種類(lèi)的奶酪在加工過(guò)程中殘余凝乳酶的活性因熱燙溫度的不同而有所差異。Moynihan等［45］的研究發(fā)現(xiàn)，使用駱駝凝乳酶制成的馬蘇里拉奶酪，其成熟期蛋白質(zhì)的降解率低于使用牛乳凝乳酶制成的馬蘇里拉奶酪，該研究結(jié)果證實(shí)了使用駱駝凝乳酶可延長(zhǎng)馬蘇里拉奶酪的保質(zhì)期。

使用脫脂奶粉、新鮮奶酪或者冷凍凝乳替代原料乳用于天然奶酪的生產(chǎn)，可在一定程度上解決原料乳短缺的問(wèn)題［46］。最成功的嘗試是以冷凍后的羊奶凝乳、新鮮奶酪或完全成熟的奶酪作為原料乳，代替羊奶酪的生產(chǎn)［47-48］。Campos 等［49］為了克服西班牙伊斯帕尼科奶酪生產(chǎn)過(guò)程中羊奶短缺的問(wèn)題，嘗試以經(jīng)冷凍處理后的羊奶凝乳制成奶酪，結(jié)果顯示使用經(jīng)冷凍處理后的羊奶凝乳所制得的奶酪，在成熟期的乳酸菌含量更為豐富且呈多樣性，而乳酸菌中的肽酶有助于揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成，因此使用經(jīng)冷凍處理后的羊奶凝乳生產(chǎn)天然奶酪，其成熟期的感官品質(zhì)更佳。原料乳的巴氏殺菌處理會(huì)對(duì)原料乳中天然凝乳酶的活性以及成品奶酪的感官品質(zhì)造成不良影響。在不影響奶酪風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的前提下，在奶酪制作過(guò)程中對(duì)生乳凝塊進(jìn)行低溫加壓處理可以替代巴氏殺菌環(huán)節(jié)，并可顯著減少成品奶酪中的菌落總數(shù)［50］。目前，作為奶酪的副產(chǎn)物——乳清，利用率較低［51］。利用膜分離技術(shù)，將乳清轉(zhuǎn)化為乳清干酪是提高乳清利用率的一種切實(shí)可行方法，既可以降低奶酪生產(chǎn)成本，提高奶酪產(chǎn)量，又可以提高乳清的利用率［52］。乳清奶酪在制作過(guò)程中，乳清pH值、加熱溫度以及乳清中固形物含量將影響乳清蛋白的變性，從而影響其產(chǎn)量［53］。意大利里科塔奶酪是由綿羊奶、山羊奶和牛奶的乳清混合制作而成的一種傳統(tǒng)乳清奶酪，具有水分含量高、質(zhì)地柔軟等特點(diǎn)［54］。Kumar等［55］利用巴基斯坦珀?duì)柾郀柺信瑺柶諣柲膛?chǎng)的水牛奶乳清加工成里科塔奶酪，提高了該傳統(tǒng)奶酪的產(chǎn)量。超濾技術(shù)提供了一種在凝乳形成之前，濃縮牛奶的方法。與采用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)出的奶酪相比，采用超濾技術(shù)所生產(chǎn)出的奶酪具有脂肪、蛋白質(zhì)及水分含量較高的特點(diǎn)。采用超濾技術(shù)生產(chǎn)奶酪可提高其產(chǎn)量、減少其生產(chǎn)成本。食鹽的使用，能使超濾技術(shù)在奶酪的生產(chǎn)中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)［56］。Soltani等［57］以經(jīng)過(guò)超濾技術(shù)處理的奶牛乳為原料，研究了鹽濃度對(duì)伊朗白奶酪成熟期（90 d）感官品質(zhì)以及乳酸菌含量的影響，結(jié)果表明，不同鹽濃度對(duì)奶酪成熟期的乳酸菌含量及感官品質(zhì)均有顯著的影響。

5 結(jié)論

原料乳的質(zhì)量對(duì)天然奶酪品質(zhì)的影響比加工技術(shù)更為重要，而原料乳的質(zhì)量受地理環(huán)境、牲畜的健康狀況、飼養(yǎng)方式、運(yùn)輸貯藏方式等方面的影響。建立嚴(yán)格的乳品衛(wèi)生制度以及健全的冷鏈系統(tǒng)是控制原料乳質(zhì)量的首要問(wèn)題。采用健康的養(yǎng)殖方式，提高牲畜所產(chǎn)原料乳的品質(zhì)，從而提高天然奶酪的產(chǎn)量及品質(zhì)，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)天然奶酪的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)天然奶酪面臨產(chǎn)量低和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，挖掘并優(yōu)化國(guó)內(nèi)具有代表性的天然奶酪的傳統(tǒng)加工工藝，提高其產(chǎn)量及附加值，可增強(qiáng)天然奶酪的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，逐漸擺脫我國(guó)天然奶酪依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口的現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)外天然奶酪生產(chǎn)均面臨原料乳季節(jié)性短缺的瓶頸，利用奶酪生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物乳清，結(jié)合超濾技術(shù)生產(chǎn)乳清干酪有望突破這一瓶頸。以脫脂奶粉、冷凍后的凝乳、新鮮奶酪或完全成熟的奶酪生產(chǎn)天然有機(jī)奶酪也可作為緩解原料乳季節(jié)性短缺的新舉措。