再制干酪拉伸性的調(diào)控機制

沈建洋，盛趙越，郭夢圓，郭慧媛，王鵬杰，張 穎，張曉瑩，房習(xí)習(xí)，王逸倫，王彩云，羅 潔,

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)營養(yǎng)與健康研究院，北京 100083；3.內(nèi)蒙古伊家好奶酪有限責(zé)任公司，天津 300308；4.內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團(tuán)股份有限公司伊利母嬰營養(yǎng)研究院，北京 100160；5.內(nèi)蒙古國家乳業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

干酪是深加工乳制品，具有營養(yǎng)價值高、品類多樣以及便于運輸保存等優(yōu)點[1]，2018年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)奶業(yè)振興保障乳品質(zhì)量安全的意見》，明確提出優(yōu)化乳制品產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，支持發(fā)展干酪、乳清粉、黃油等干乳制品[2]。2021年，我國的干酪市場規(guī)模已增長至122.7億 元，同比增長33.70%[3-4]。其中，再制干酪在干酪市場的份額占比高達(dá)80%以上[2]。

再制干酪是在加熱、機械剪切以及乳化等作用下將一種或者多種類型的天然干酪與其他的乳或非乳成分混合而制得的干酪制品[5]，被廣泛應(yīng)用于烘焙、燒烤、油炸或者微波等熱處理場景之中，因此再制干酪產(chǎn)品在受熱時所表現(xiàn)出的功能特性對其品質(zhì)影響重大。其中，良好的拉伸性可以很好地提升消費者的體驗感和滿意程度，是再制干酪產(chǎn)品重要的功能特性。然而，目前國內(nèi)市場上再制干酪的拉伸穩(wěn)定性較差，調(diào)控機制不夠清晰。

拉伸性是指熔融干酪在被持續(xù)施加拉伸應(yīng)力時能夠形成纖維束并保持其不斷裂的能力[6]，干酪在高溫下表現(xiàn)出的拉伸特性主要取決于酪蛋白分子之間相互作用的強度與數(shù)量，包括鈣交聯(lián)作用、靜電相互作用、氫鍵和疏水作用等[7-8]。由于再制干酪在制作時需經(jīng)歷二次熔融乳化等工藝，使天然干酪中的酪蛋白分子解構(gòu)重排，干酪的凝膠結(jié)構(gòu)也相應(yīng)變化，從而影響再制干酪的功能特性。此外，不同于天然干酪的簡單構(gòu)成，國內(nèi)的再制干酪產(chǎn)品除了天然干酪和乳化鹽之外，通常還會加入其他乳蛋白、各類食物來源的油脂以及多糖類的穩(wěn)定劑等成分，使再制干酪體系構(gòu)成復(fù)雜。因此，國際上關(guān)于再制干酪的生產(chǎn)經(jīng)驗和研究基礎(chǔ)并不適用于我國產(chǎn)品，亟需針對我國再制干酪體系開展相關(guān)研究。

文獻(xiàn)報道及前期研究發(fā)現(xiàn)，乳化鹽、再制干酪pH值及變性淀粉添加量是影響再制干酪拉伸性的關(guān)鍵因素[9-10]。不同添加量乳化鹽制得的再制干酪的拉伸性差異顯著[11]。在pH 5.4～5.8范圍內(nèi)，pH值越低，干酪的拉伸性越差[12-13]。此外，變性淀粉因其良好的加工適用性被廣泛用于再制干酪的加工[14]，Mehfooz等[15]研究發(fā)現(xiàn)添加羥丙基大麥淀粉制得的再制干酪與不加淀粉的對照組相比，再制干酪的拉伸性得到了顯著提升，然而上述這些因素調(diào)控再制干酪拉伸性的機理尚未明確。

本研究通過調(diào)控再制干酪體系乳化鹽添加量（0.6%～3.0%）、pH值（5.4～5.8）和馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量（0.125%～2%），研究再制干酪拉伸性的調(diào)控機制，旨在為改善再制干酪產(chǎn)品的拉伸性及調(diào)控品質(zhì)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬蘇里拉干酪（蛋白25.3%、脂肪22.6%，pH 5.3）、切達(dá)干酪（蛋白24.2%、脂肪34.7%，pH 5.3）、黃油（脂肪82.9%）、凝乳酶酪蛋白（蛋白82%）恒天然商貿(mào)有限公司；商用乳化鹽JOHA C Neu（六偏磷酸鈉，焦磷酸鈉）以色列化工集團(tuán)；馬鈴薯醋酸酯淀粉宜瑞安食品配料有限公司；乙二胺四乙酸、聚氧乙烯山梨糖醇單月桂酸酯（吐溫-20）上海源葉生物科技有限公司；尼羅紅、固綠（Fast Green FCF）、盧戈氏碘液美國Sigma-Aldrich公司；無水乙醇、氫氧化鉀、鹽酸、硝酸、高氯酸（均為分析純）國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UM/SK5融化鍋 德國Stephan公司；Testo-205手持pH計 德國Testo集團(tuán)；M1-L213微波爐 美的集團(tuán)；TMS-Pro食品物性分析儀 美國FTC公司；Master sizer 3000激光粒度儀 英國Malvern儀器有限公司；INVENIO傅里葉變換紅外光譜儀 德國Bruker公司；VTMR20-010V-1低場核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；ICP-OSE730等離子體光譜儀美國Agilent科技公司；LSM 900激光共聚焦掃描顯微鏡德國蔡司公司。

1.3 方法

1.3.1 再制干酪樣品的制備

再制干酪的制備工藝流程圖如圖1所示。

圖1 再制干酪制備工藝流程圖Fig.1 Flow diagram for the preparation of processed cheese

再制干酪制備的具體操作步驟：1）首先將粉料（凝乳酶酪蛋白和淀粉）和水加入到熔融鍋中，升溫至45 ℃左右后，設(shè)置刮刀轉(zhuǎn)速150 r/min運行3 min，使粉料進(jìn)行充分水合；2）水合完成之后，將切分成小塊的天然干酪和黃油以及乳化鹽和檸檬酸依次加入到熔化鍋中，同時升溫至75 ℃左右后，設(shè)置刮刀轉(zhuǎn)速150 r/min運行8 min，使物料熔融；3）待物料基本熔融之后，設(shè)置軸刀轉(zhuǎn)速為300 r/min運行5 min，使物料充分?jǐn)嚢枞榛?，期間保持溫度在75 ℃左右；4）開鍋檢查干酪是否形成光滑均勻的流體狀態(tài)，將狀態(tài)良好的干酪灌裝密封并置于冷水中進(jìn)行冷卻降溫處理；5）待樣品降溫至室溫左右轉(zhuǎn)移至4 ℃冰箱進(jìn)行冷藏保存。

1.3.2 樣品制備

1.3.2.1 不同乳化鹽添加量再制干酪樣品的制備

固定天然干酪添加量30%（馬蘇里拉與切達(dá)干酪質(zhì)量比為1∶4）、凝乳酶酪蛋白添加量13.4%、黃油添加量11.5%、馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量0.25%，利用檸檬酸調(diào)節(jié)干酪pH值為5.6，分別制備乳化鹽添加量為0.6%、1.2%、1.8%、2.4%和3.0%的再制干酪樣品。

1.3.2.2 不同pH值再制干酪樣品的制備

固定天然干酪添加量30%（馬蘇里拉干酪與切達(dá)干酪質(zhì)量比為1∶4）、凝乳酶酪蛋白添加量13.4%、黃油添加量11.5%、乳化鹽添加量1.4%、馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量0.25%，利用檸檬酸調(diào)節(jié)干酪pH值，分別制備pH值為5.4、5.5、5.6、5.7和5.8的再制干酪樣品。

1.3.2.3 不同變性淀粉添加量再制干酪樣品的制備

固定天然干酪添加量30%（馬蘇里拉與切達(dá)干酪質(zhì)量比為1∶4）、凝乳酶酪蛋白添加量13.4%、黃油添加量11.5%、乳化鹽添加量1.4%，利用檸檬酸調(diào)節(jié)干酪pH值為5.6，分別制備馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量為0.125%、0.25%、0.5%、1%和2%的再制干酪樣品。

1.3.3 指標(biāo)測定

1.3.3.1 拉伸性

參照Fife等[16]測定干酪拉伸性的方法，首先稱取40 g的干酪樣品放入100 mL燒杯中，然后將放有樣品的燒杯置于微波爐中采用中火功率加熱60 s，干酪加熱熔化后，采用食品物性儀搭配特制的三叉鉤探頭按照預(yù)設(shè)的拉伸性測定程序?qū)θ廴诘母衫覙悠愤M(jìn)行拉伸性測試，測試時以熔融干酪向上拉伸直至斷裂時的高度（拉伸長度）評價干酪的拉伸性。拉伸性測定具體參數(shù)設(shè)置為：測試前探頭下降速率100 mm/min，接觸到杯底的感應(yīng)力2 N，探頭向上拉伸速率300 mm/min，探頭向上總高度270 mm。

1.3.3.2 鈣離子分布

采用等離子光譜儀測定并計算干酪樣品中游離鈣和結(jié)合鈣的含量從而確定干酪樣品中的鈣分布狀況。

干酪總鈣含量的測定：首先對干酪樣品進(jìn)行消解處理，樣品消解的方法參考GB 5009.268—2016《食品中多元素的測定》中的濕式消解法，樣品消解完成后加純水定容至50 mL，使用等離子光譜儀對稀釋液進(jìn)行鈣離子含量檢測，具體的參數(shù)設(shè)置為：發(fā)射功率為1.0 kW，載氣為氬氣，等離子氣體流量15 L/min，輔助氣流量1.5 L/min，霧化器流量0.75 L/min，檢測模式為軸向觀測。

干酪中可溶鈣含量的測定：首先稱取2.0 g左右的干酪樣品切碎置于50 mL離心管中，用超純水定容至40 mL，使用機械攪拌器以12000 r/min均質(zhì)3 min，待干酪樣品全部溶解后以4200×g離心20 min，采用定量濾紙對上清液進(jìn)行過濾，然后用0.45 μm濾器再次過濾。過濾完的液體樣品同干酪總鈣含量測定步驟進(jìn)行消解處理，最后測定可溶含量。

干酪中結(jié)合鈣含量測定：結(jié)合鈣含量=總鈣含量-可溶鈣含量。

1.3.3.3 脂肪球粒徑

參照Trivedi等[17]測定干酪中脂肪球粒徑的方法，首先稱取0.5 g左右的干酪樣品與50 mL溶液A混合，于4 ℃環(huán)境中放置過夜后，采用激光粒度儀測定干酪中脂肪球粒徑，脂肪球粒徑測定結(jié)果以D（4,3）和D（3,2）表示。溶液A的配制方法是將3.94 g乙二胺四乙酸與800 mL超純水混合，然后加入1.27 g吐溫-20，使用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液將所配溶液pH值調(diào)節(jié)至10，最后用超純水將溶液定容至1000 mL。

1.3.3.4 傅里葉變換紅外光譜

參照Pax等[18]的方法測定干酪的傅里葉紅外吸收光譜。首先在室溫條件對儀器進(jìn)行水汽校正和背景掃描，然后將干酪樣品放在傅里葉變換紅外光譜儀的金剛石物鏡上，收集700～4000 cm-1之間的紅外吸收光譜，設(shè)置分辨率為4 cm-1，樣品掃描次數(shù)為16，對羰基、酰胺和羥基官能團(tuán)進(jìn)行分析以確定蛋白質(zhì)分子間鍵的變化。

1.3.3.5 水分分布

采用低場核磁共振技術(shù)測定干酪樣品的自旋-自旋弛豫時間（T2）從而計算干酪樣品中不同狀態(tài)的水分含量。測試時，先稱取3.0 g左右的干酪樣品，將干酪樣品用保鮮膜進(jìn)行均勻包裹，之后將待測樣品放入檢測管之中進(jìn)行GPMG序列測定。序列的具體參數(shù)設(shè)置為：采樣頻率為200 kHz，主頻為20 MHz，等待時間為1200 ms，累加次數(shù)為8，回波時間為0.1 ms，總回波個數(shù)為8000。測試結(jié)束后利用反演軟件調(diào)用CPMG序列進(jìn)行反演得到各樣品的T2分布圖譜。

1.3.3.6 微觀結(jié)構(gòu)

采用共聚焦激光掃描顯微鏡對干酪樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀察，首先將干酪樣品切分為0.1 mm左右厚的薄片并置于玻璃顯微鏡載玻片上，依次用盧戈氏碘液、0.2%的固綠染液和0.2%的尼羅紅染液對干酪樣品中的淀粉、蛋白和脂肪進(jìn)行染色。染色結(jié)束后蓋上蓋玻片并轉(zhuǎn)移至共聚焦激光掃描顯微鏡的載物臺上，選取合適的通道和放大倍數(shù)進(jìn)行視野觀察。其中染色蛋白和脂肪在熒光通道下觀察，固綠和尼羅紅染料分別使用640 nm和488 nm的激光通道進(jìn)行熒光激發(fā)[19]，染色淀粉在明場通道下進(jìn)行觀察。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel和SPSS統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，實驗數(shù)據(jù)均采用表示（n=3）。采用單因素方差分析和Tukey’s test統(tǒng)計均值和顯著性分析。P＜0.05為組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 再制干酪拉伸性

乳化鹽在再制干酪中的添加量一般不超過3%[20]，不同乳化鹽添加量對再制干酪拉伸性的影響如圖2A所示，可以發(fā)現(xiàn)隨著乳化鹽添加量的逐漸增加，再制干酪的拉伸性先升高后降低，其中添加量1.2%時，干酪的拉伸性達(dá)到最佳，而繼續(xù)升高乳化鹽添加量，干酪的拉伸性顯著降低。

圖2 乳化鹽添加量（A）、pH值（B）和馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量（C）對再制干酪拉伸性的影響Fig.2 Effects of different levels of emulsifying salt (A),pH (B) and potato acetate starch (C) on the stretchability of processed cheese

不同pH值可以改變干酪凝膠中酪蛋白分子的帶電量，如圖2B所示，隨著pH值的逐漸升高，再制干酪的拉伸性同樣呈先升高后降低的趨勢，其中在pH 5.7時，干酪的拉伸性最好，而當(dāng)再制干酪pH值較低時，拉伸性普遍較差。

淀粉高溫糊化冷卻之后可以形成凝膠，因此當(dāng)再制干酪體系中加入淀粉之后，淀粉便可以和酪蛋白形成復(fù)合凝膠體系，如圖2C所示，馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量逐漸增加，干酪的拉伸性逐漸提升，但當(dāng)?shù)矸厶砑恿繌?%增加至2%時，干酪的拉伸性開始下降。

2.2 再制干酪鈣離子分布

再制干酪中的鈣主要以結(jié)合鈣和可溶性鈣2 種形式存在，凝乳酶酪蛋白中大部分的酪蛋白分子通過膠態(tài)結(jié)合鈣相互連接，結(jié)合鈣所提供的鈣交聯(lián)作用是干酪能夠被拉伸的主要作用之一。乳化鹽可以螯合完整酪蛋白中的膠束結(jié)合鈣并將其轉(zhuǎn)化為游離的可溶鈣，同時也恢復(fù)了一部分酪蛋白分子的乳化性[21]，具有乳化性的酪蛋白分子可以將再制干酪體系中的蛋白和脂肪重新整合為一體，這是生產(chǎn)再制干酪的基本原理。

由圖3A可知，隨著乳化鹽添加量逐漸增加，干酪中的可溶鈣含量逐漸增加，當(dāng)乳化鹽添加量從1.2%增加至1.8%時，干酪中的可溶鈣含量超過了游離鈣含量，此時對應(yīng)的拉伸性發(fā)生了顯著降低，表明較高的乳化鹽添加量會降低再制干酪中的結(jié)合鈣，鈣交聯(lián)作用隨之降低，不利于干酪的拉伸。乳化鹽添加量為0.6%時干酪中的結(jié)合鈣含量最高，但是鈣交聯(lián)作用過強也不利于干酪的拉伸，可能是因為當(dāng)酪蛋白分子間的相互作用太強時，拉伸過程中干酪中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就很難釋放，此時纖維結(jié)構(gòu)更容易斷裂而不是拉伸[22]。

圖3 乳化鹽添加量（A）和pH值（B）對再制干酪鈣分布的影響Fig.3 Effects of different levels of emulsifying salt (A) and pH (B) on the calcium content of processed cheese

pH值也會影響干酪中的鈣分布狀態(tài)，當(dāng)pH值較低時，干酪中的結(jié)合鈣便會因為體系內(nèi)更多的H+而轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇茆}[23]。從圖3B可以發(fā)現(xiàn)，隨著pH值逐漸升高，干酪中的結(jié)合鈣含量逐漸增加，當(dāng)pH值增加至5.7時，干酪中的結(jié)合鈣含量超過了可溶鈣含量，對應(yīng)的拉伸性顯著增加，同樣印證了結(jié)合鈣含量對再制干酪拉伸的重要性。

2.3 再制干酪脂肪球粒徑分布

再制干酪凝膠中的脂肪在高溫作用下由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，液化的脂肪可以作為一種低黏度的潤滑劑幫助酪蛋白網(wǎng)絡(luò)在受力方向發(fā)生相對位移，從而促進(jìn)干酪的拉伸[12]。

不同乳化鹽添加量制得再制干酪凝膠中的脂肪球粒徑如表1所示，隨著乳化鹽添加量的逐漸增加，脂肪球粒徑逐漸降低，這可能是由于乳化效果增加導(dǎo)致；而小體積脂滴所提供的潤滑作用也會隨之降低，拉伸過程中不利于相鄰酪蛋白分子的移動，對干酪的拉伸性產(chǎn)生不利的影響[24-25]。

表1 乳化鹽添加量對再制干酪脂肪球粒徑的影響Table 1 Effects of different amounts of added emulsifying salt on particle size of fat globules in processed cheese

pH值也會影響再制干酪的乳化效果進(jìn)而影響干酪凝膠中的脂肪球粒徑，由表2可知，脂肪球粒徑隨pH值升高而呈現(xiàn)降低的趨勢，這是因為隨著pH值升高，乳化鹽的離子交換效率提高[26]，乳化效果增強，脂肪球粒徑因此不斷降低，而脂肪球粒徑的持續(xù)降低會對再制干酪的拉伸性產(chǎn)生不利影響。

表2 pH值對再制干酪脂肪球粒徑的影響Table 2 Effect of pH on particle size of fat globules in processed cheese

同樣，淀粉的加入也提升再制干酪的乳化效果，這與Fu Wei等[27]研究結(jié)果一致，由表3可知，隨著馬鈴薯醋酸酯淀粉不斷增加，脂肪球粒徑不斷降低，而馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量到2%時拉伸性降低，可能與較低的脂肪球粒徑有關(guān)。

表3 馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量對再制干酪脂肪球粒徑的影響Table 3 Effect of different amounts of added potato acetate starch on particle size of fat globules in processed cheese

綜上，脂肪球粒徑隨著乳化鹽、pH值和馬鈴薯醋酸酯淀粉的增加均呈現(xiàn)出降低的趨勢，表明干酪凝膠中的脂肪球粒徑分布得更加分散，其所提供的潤滑效果也會減小，最終不利于干酪的拉伸。

2.4 再制干酪傅里葉變換紅外光譜

不同的pH值會改變再制干酪中蛋白分子的帶電量，蛋白的二級結(jié)構(gòu)也會因為靜電作用的改變而發(fā)生變化，最終產(chǎn)生不同的干酪凝膠結(jié)構(gòu)[28]。如圖4所示，其中1430 cm-1處出現(xiàn)了O—H彎曲振動的特征吸收峰，1540 cm-1處左右出現(xiàn)了N—H彎曲振動的特征吸收峰；當(dāng)pH值為5.4和5.5時的O—H彎曲振動在1440 cm-1處有較弱的吸收，而當(dāng)pH值升高至5.6及以上時，吸收峰向右移動至1437 cm-1處，且吸收峰較明顯。同樣地，1540 cm-1處的N—H彎曲振動吸收峰隨著pH值升高也出現(xiàn)了向低波數(shù)方向移動的趨勢，其中pH 5.4時在1547 cm-1處有吸收峰，pH 5.5時吸收峰右移至1543 cm-1處，當(dāng)pH值繼續(xù)升高至5.6及以上后，吸收峰繼續(xù)移動至1541 cm-1處，這與Talbot-Walsh等[29]研究結(jié)果一致。O—H彎曲振動吸收峰和N—H彎曲振動吸收峰的右移表明蛋白帶電量隨pH值升高而增加，形成了更多的氫鍵，這可以在一定程度上表明pH值升高提高了蛋白的水合能力，而當(dāng)?shù)鞍姿献饔幂^高時，就會削弱蛋白分子間的相互作用，使拉伸性也會因此降低。

圖4 不同pH值制得再制干酪的傅里葉變換紅外光譜Fig.4 FTIR spectra of processed cheese prepared at different pH

2.5 再制干酪水分分布

根據(jù)水分與干酪中的固體成分（主要指蛋白質(zhì)）之間的空間關(guān)系，水分可分為結(jié)合水和自由水，而根據(jù)自由水在干酪凝膠結(jié)構(gòu)中的流動性又可以將其進(jìn)一步劃分為截留水和游離水，其中截留水被束縛在蛋白質(zhì)基質(zhì)中，無法通過離心獲得，而游離水流動性最強，與蛋白結(jié)合最弱，可通過離心的方式獲得[30]。

由表4可知，隨著乳化鹽添加量的增加，干酪中的結(jié)合水含量逐漸增加，而游離水含量逐漸降低，這是因為隨著鈣膠束的溶解，親水性的磷酸絲氨酸基團(tuán)暴露，蛋白的水合能力增加，越來越多的游離水被蛋白吸附并緊密結(jié)合，使蛋白之間的相互作用變?nèi)酰衫业睦煨砸虼私档汀?/p>

表4 乳化鹽添加量對再制干酪水分分布的影響Table 4 Effect of emulsifying salt addition on moisture distribution of processed cheese

由表5可知，隨著pH值的逐漸升高，再制干酪在pH 5.4～5.7時，結(jié)合水含量無顯著差異，而當(dāng)pH值繼續(xù)升高到5.8時，結(jié)合水含量顯著高于其他組別，pH 5.8時酪蛋白分子可能受到增加的乳化效果和靜電斥力作用的綜合影響，蛋白的持水能力顯著提高，而結(jié)合水含量過高可能會降低蛋白之間的相互作用，從而使干酪拉伸性降低。

表5 pH值對再制干酪水分分布的影響Table 5 Effect of pH on moisture distribution of processed cheese

由表6可知，隨著馬鈴薯醋酸酯淀粉的不斷增加，干酪中的結(jié)合水含量有所提高，淀粉持續(xù)的加入提高了干酪凝膠的持水能力[14]，其中添加量在0.125%～1%時，干酪中的結(jié)合水含量未發(fā)生顯著變化，但是當(dāng)?shù)矸厶砑恿繛?%時，結(jié)合水含量顯著增加，干酪的拉伸性可能因為水合作用的增加而降低。

表6 馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量對再制干酪水分分布的影響Table 6 Effect of potato acetate starch addition on moisture distribution of processed cheese

綜上，隨著乳化鹽、pH值和馬鈴薯醋酸酯淀粉的增加，再制干酪凝膠中的持水能力均得以提升，結(jié)合水含量的增加使蛋白分子間的相互作用不斷減弱，再制干酪的拉伸性因此而降低。

2.6 再制干酪凝膠結(jié)構(gòu)

如圖5所示，隨著乳化鹽添加量的增加，脂滴的分布也變得更加分散且均勻，脂肪粒徑變小，這與干酪脂肪粒徑測定的結(jié)果一致。當(dāng)乳化鹽添加量為1.2%時，適量的膠體磷酸鈣被螯合，較低的乳化效果使得凝結(jié)結(jié)構(gòu)中存在較大的脂滴，它可以在干酪加熱時熔化從而提供潤滑作用，因此表現(xiàn)出良好的拉伸性。

圖5 不同乳化鹽添加量制得再制干酪的微觀結(jié)構(gòu)Fig.5 Microstructure of processed cheese with different amounts of added emulsifying salt

由圖6可知，不同pH值對再制干酪的凝膠結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了明顯影響，當(dāng)pH 5.4左右時，由于接近酪蛋白的等電點，再制干酪的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會因為靜電作用的減弱而緊密聚集，隨著pH值的逐漸升高，蛋白水合程度增加，蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得逐漸舒展[28,31]，脂滴的分布也變得更加分散而均勻，這與脂肪粒徑測定的結(jié)果一致。微觀結(jié)構(gòu)結(jié)果顯示，不同pH值條件并沒有改變淀粉的分布狀態(tài)，淀粉在凝膠結(jié)構(gòu)中始終以分散的顆粒狀存在。有文獻(xiàn)報道通過調(diào)節(jié)pH值可以改變淀粉在干酪凝膠結(jié)構(gòu)中的分布狀態(tài)[29]，在pH 5.4左右時淀粉會形成連續(xù)的凝膠結(jié)構(gòu)，與蛋白發(fā)生相分離，本研究沒有觀察到這種現(xiàn)象，可能是與實驗中的淀粉添加量較低有關(guān)。

圖6 不同pH值制得再制干酪的微觀結(jié)構(gòu)Fig.6 Microstructure of processed cheese prepared at different pH

淀粉等多糖類成分會與蛋白形成復(fù)合乳液凝膠，而兩種聚合物間相互作用、聚合物濃度、膠凝機制的變化都產(chǎn)生不同的相行為和凝膠結(jié)構(gòu)[32]，由圖7可知，隨著淀粉添加量的逐漸增加，淀粉在凝膠結(jié)構(gòu)中的分布狀態(tài)發(fā)生了改變，在淀粉添加量在0.125%～1%時，淀粉均以分散形式填充在蛋白網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，而當(dāng)?shù)矸厶砑恿吭黾又?%時，淀粉與蛋白因為熱力學(xué)不相容而發(fā)生了相分離，淀粉以聚集的凝膠形式存在。此外，實驗還測定了0.1%的馬鈴薯醋酸酯淀粉溶液在pH 5.6左右時的Zeta電勢，結(jié)果表明淀粉帶微量的負(fù)電荷，與相同pH值條件下帶負(fù)電荷的酪蛋白結(jié)合作用較弱，因此推測淀粉對再制干酪拉伸性的改善主要是通過以惰性填料的形式分散在蛋白網(wǎng)絡(luò)中，同時通過靜電斥力的作用使蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得舒展從而促進(jìn)其拉伸性，而當(dāng)?shù)矸厶砑恿窟M(jìn)一步增加時，淀粉會因熱力學(xué)不相容形成聚集的凝膠并進(jìn)一步提升凝膠的持水能力，對蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成一定的破壞從而不利于其拉伸。

圖7 不同馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量制得再制干酪的微觀結(jié)構(gòu)Fig.7 Microstructure of processed cheese with different amounts of added potato acetate starch

綜上，乳化鹽添加量、pH值和馬鈴薯醋酸酯淀粉添加量的改變均會影響干酪凝膠中蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉的分布進(jìn)而對其拉伸性產(chǎn)生影響。當(dāng)?shù)鞍追肿娱g相互作用較強時，酪蛋白網(wǎng)絡(luò)緊密聚集，當(dāng)?shù)鞍追肿娱g相互作用較弱時，酪蛋白網(wǎng)絡(luò)疏松膨脹，此時都不利于拉伸；干酪凝膠中的脂肪粒徑分布會隨著乳化效果的增加而變得小且分散均勻，此時也會對拉伸性產(chǎn)生不利的影響；淀粉添加量的持續(xù)增加最終會改變復(fù)合凝膠的相行為，當(dāng)與蛋白相發(fā)生相分離時，再制干酪的拉伸性會因為酪蛋白網(wǎng)絡(luò)的破壞而變差。

3 結(jié)論

從乳化效果、鈣螯合程度、蛋白分子間靜電相互作用、水分分布以及蛋白-多糖相互作用多方面分別探究乳化鹽、pH值和馬鈴薯醋酸酯淀粉對再制干酪拉伸性的具體調(diào)控機制，結(jié)果表明，干酪凝膠中酪蛋白網(wǎng)絡(luò)是干酪拉伸的基礎(chǔ)，其中酪蛋白分子間的鈣交聯(lián)作用、蛋白分子間靜電相互作用以及水合作用均顯著影響干酪的拉伸性。脂肪作為填充材料支撐酪蛋白網(wǎng)絡(luò)，脂肪的乳化狀態(tài)會通過影響復(fù)合凝膠的結(jié)構(gòu)而影響干酪的拉伸性。淀粉可以與蛋白形成復(fù)合凝膠，不同添加量的淀粉通過影響復(fù)合凝膠體系的相行為而影響干酪的拉伸性，再制干酪的拉伸性會受到鈣離子螯合程度、乳化效果、蛋白分子間靜電相互作用、水分分布狀態(tài)以及蛋白-多糖相行為等多方面的綜合調(diào)控。研究明確了再制干酪產(chǎn)品拉伸性的調(diào)控機制，為改善再制干酪拉伸穩(wěn)定性提供理論基礎(chǔ)。