超高壓處理對奶油干酪功能特性及其應用的影響

張園園 鄭遠榮 劉振民

摘要：以奶油干酪為研究對象，探究超高壓（high hydrostatic pressure，HHP）室溫（25 ℃）下，不同壓力（200，300，400，500 MPa）保壓10 min對奶油干酪功能特性（涂抹性、出油性、融化性）的影響，根據(jù)探究結果將最適壓力處理過的奶油干酪制成芝士蛋糕，探究超高壓處理對其感官品質(zhì)的影響。結果顯示：當HHP壓力為300 MPa時，其涂抹性和出油性發(fā)生顯著性變化（P<0.05），分別提高了33.8%和12.8%。當HHP壓力≥300 MPa時，干酪表現(xiàn)出更優(yōu)的融化性，確定HHP處理的最適壓力為300 MPa。將經(jīng)300 MPa/10 min處理的奶油干酪用于制作芝士蛋糕，結果表明，經(jīng)HHP處理的干酪有較高的感官評分，其制作出的芝士蛋糕的感官喜好度也較高。

關鍵詞：超高壓；奶油干酪；功能特性；芝士蛋糕

中圖分類號：TS252.53????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2024）02-0079-05

Effect of High Hydrostatic Pressure Treatment on Functional Characteristics of Cream Cheese and Its Application

Abstract： Taking cream cheese as the research object， the effect of high hydrostatic pressure （HHP） at room temperature （25 ℃） for 10 min under different pressures （200， 300， 400， 500 MPa） on the functional characteristics （spreadability， oiliness， meltability） of cream cheese are investigated. According to the research results， the cream cheese treated with the optimal pressure is made into cheesecake， and the effect of HHP treatment on the sensory quality of cheesecake is explored. The results show that when the HHP pressure is 300 MPa， the spreadability and oiliness change significantly （P<0.05）， increasing by 33.8% and 12.8% respectively. When the HHP pressure is ≥300 MPa， the cheese shows better meltability， the optimal pressure of HHP treatment is determined to be 300 MPa. The cream cheese treated with 300 MPa for 10 min is used to make cheesecake. The results show that the cheese treated with HHP has higher sensory score， and the cheesecake made from the cheese has higher sensory preference.

Key words： high hydrostatic pressure （HHP）; cream cheese; functional characteristics; cheesecake

近年來，奶酪因其較高的營養(yǎng)價值備受人們關注，隨著中國奶酪消費量的不斷增長，消費者對奶酪風味的需求也隨之提高[1]。目前已有的研究主要集中于在干酪中添加果醬或茶來改善干酪的風味和品質(zhì)[2-3]，以滿足消費者對干酪風味的喜好，相關研究結論可作為后續(xù)干酪應用研究的參考。奶油干酪屬于軟質(zhì)的新鮮干酪，它具有溫和的酸味、濃郁的乳香味和光滑柔軟的口感[4]。它獨有的質(zhì)地和應用特性使其成為蘸醬、調(diào)味品、甜點和烘焙產(chǎn)品的原料，這使得它在食品工業(yè)中有著廣泛的應用[5]。Song[6]研究發(fā)現(xiàn)奶油干酪在食品行業(yè)中具有越來越重要的經(jīng)濟作用，預計到2026年全球干酪市場規(guī)模為83億美元。奶油干酪是國內(nèi)進口量最多的干酪之一[7]，它是制作芝士蛋糕的主要原材料[8]。在奶油干酪中添加果醬或咸辣調(diào)味品可制成調(diào)味蘸料，它在調(diào)味品中的應用比較常見，通常用作涂抹蘸料或面包餡料等。因此，改善奶油干酪的功能特性及探究其應用對相關產(chǎn)業(yè)有重大意義。

超高壓技術是指在液體介質(zhì)中對密封的食品進行100～800 MPa的加壓處理，以達到殺菌、鈍酶和加工食品的目的[9-10]。HHP在干酪加工中的應用主要集中在滅活或減少致病性和腐敗微生物、加速成熟和增加產(chǎn)量等方面。近幾年，超高壓在干酪中的應用越來越廣泛。Kapoor等[11]發(fā)現(xiàn)經(jīng)500 MPa/15 min處理的印度干酪，在未添加任何添加劑和熱處理的情況下延長了干酪的保質(zhì)期。張園園等[12]研究了超高壓200，600 MPa/10 min處理對5種市售干酪質(zhì)構的影響，結果顯示：干酪的水分含量越高，質(zhì)構受超高壓處理的變化越顯著。目前鮮有研究HHP處理對干酪功能特性及應用的影響，本文旨在深入探究HHP處理壓力對奶油干酪功能特性的影響，以確定適宜的HHP處理條件并應用于芝士蛋糕的制作中。該研究將為超高壓技術在奶油干酪功能特性及應用方面提供加工參數(shù)和理論指導。

1 材料與設備

奶油干酪：自制；蘇打餅干：北京市美丹食品有限公司。

FPG7100型超高壓設備 英國Stansted Fluid Power公司；BSA42025-CW型電子天平 賽多利斯（上海）貿(mào)易有限公司；TA.XT Plus TA-Hdi型質(zhì)構分析儀 英國超技儀器有限公司；電熱式烤爐：平面烤爐，上下火可調(diào)，溫控范圍為25～400 ℃；干酪取樣器：自制。

2 實驗方法

2.1 奶油干酪的制備

將稀奶油和脫脂乳配制成脂肪含量為33%的高脂肪牛乳。將標準化的牛乳在55 ℃、10 MPa下進行均質(zhì)后冷卻到30 ℃時，加入丹尼斯克公司的MM100發(fā)酵劑發(fā)酵。酸化至pH值降至4.7左右時進行切割，緩慢加熱至55 ℃并持續(xù)攪拌10 min以收縮凝乳，吊袋排除乳清，瀝干10～12 h。在干酪中加入0.5%的鹽，攪拌混合均勻，進行無菌包裝，成型備用。以上干酪制作的全部操作均在無菌干酪室完成。

2.2 超高壓處理

從耗能、滅菌效果、加工目的考慮，保壓10 min是HHP處理的適中時間，保壓10 min且壓力不超過600 MPa時對奶油干酪無過度加工的現(xiàn)象（預實驗數(shù)據(jù)未呈現(xiàn)）。將奶油干酪在無菌干酪室中切成5 cm×5 cm×5 cm左右的干酪塊進行真空包裝，然后將樣品分別依次置于超高壓腔中（高壓介質(zhì)是水和丙二醇的混合物）進行200～500 MPa/10 min的超高壓處理，以上操作均在恒溫（25 ℃）的中試車間進行。

2.3 干酪質(zhì)構測定方法

奶油干酪涂抹硬度和涂抹性的測定參考Li等[13]的質(zhì)構剖面分析法（texture profile analysis，TPA），45°錐形探頭，下壓距離23 mm，測試速度1 mm/s。檢測時將樣品放在 4 ℃冰箱中平衡30 min，并在5 min內(nèi)完成測試以確保數(shù)據(jù)的準確性，每組干酪平行測定6次。利用TA-Hdi型質(zhì)構分析儀自帶軟件Exponent 5.0進行處理獲得干酪涂抹硬度和涂抹性的數(shù)據(jù)。

2.4 干酪油脂析出性測定方法

通過傳統(tǒng)的脂肪滲漏法經(jīng)改良用于油脂析出性的測定[14]，方法為用特制打孔器取直徑8.33 mm、高度10 mm的干酪樣品，其纖維方向垂直于干酪的直徑，將樣品放置于預先鋪有濾紙的9 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，在室溫下回復30 min，然后將其放入預熱至121 ℃的烘箱中，加熱70 min，取出，在室溫下回復30 min，形成油圈，用游標卡尺測定4個平行干酪樣品在實驗條件下的油圈直徑，計算出平均值，表示干酪的油脂析出性。

2.5 干酪融化性測定方法

用改良的方法測定干酪的融化性[15]，方法為用特制打孔器取直徑11.14 mm、高度12.04 mm的干酪樣品，其纖維方向垂直于干酪的直徑，將樣品放置于預先鋪有濾紙的9 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，在室溫下回復30 min，然后將其放入預熱至121 ℃的烘箱中，加熱70 min，取出，在室溫下回復30 min，用游標卡尺測定融化干酪的坍塌高度，用所測定的高度除以取樣時的高度，得到一個數(shù)值，用a值來表示，測定4個平行干酪樣品在實驗條件下的高度值，高度精確到0.01 cm，計算出平均值，然后求出a值，表示干酪的融化性。

2.6 芝士蛋糕的制作

制作過程：軟化奶油干酪（室溫）→加糖攪拌→加入其他配料（全蛋液、稀奶油、濃縮檸檬汁）→攪拌至順滑狀態(tài)→入?！姹海?21 ℃/70 min），為避免干擾測試結果，實驗中未制作芝士蛋糕的餅干層。將HHP處理的干酪制作的芝士蛋糕作為實驗組樣品，未經(jīng)超高壓處理的干酪制作的芝士蛋糕作為對照組樣品。芝士蛋糕的配方見表1。

2.7 感官評價方法

前期探究HHP對奶油干酪功能特性的影響，篩選出最適HHP處理壓力，將HHP處理的奶油干酪制作成芝士蛋糕，并對芝士蛋糕烘焙前、后的感官品質(zhì)進行評定。感官評測方法參照莫蓓紅等[16]在研究奶油干酪時使用的評分細則和中國乳制品工業(yè)協(xié)會于2020年頒布的《芝士蛋糕用奶油奶酪感官評鑒細則》[17]，并在此基礎上進行了部分修改。首先對小組成員進行氣味和滋味描述認定和強度等級培訓，待培訓完后先對培訓員的培訓結果進行考察，淘汰未通過者。篩選20名感官評價員（男、女各10名）對奶油干酪及芝士蛋糕進行感官評價。將標有3位隨機數(shù)字的樣品隨機呈送給評價員進行感官評定，每個樣品之間用溫水和蘇打餅干漱口以消除樣品間的干擾。評分時去掉最高分、最低分后，取平均值。奶油干酪的感官評分見表2，芝士蛋糕的感官評分見表3。

3 數(shù)據(jù)處理

利用統(tǒng)計分析軟件SPSS、Excel等進行數(shù)據(jù)分析。

4 結果與分析

4.1 HHP處理壓力對奶油干酪功能特性的影響

4.1.1 HHP處理壓力對涂抹性的影響

奶油干酪是一種涂抹型干酪，涂抹性是它的一個重要特點，也是評價奶油干酪品質(zhì)好壞的重要指標[18]。奶油干酪的銷售方式一般是紙包裝或盒裝，因此要求它有足夠的硬度，既不能太脆又不能太黏[19]。HHP處理壓力大小對奶油干酪涂抹性的影響見圖1。

由圖1可知，當HHP處理壓力≤500 MPa時，干酪的涂抹硬度無顯著性變化。HHP處理后干酪的涂抹性呈先升高后降低的趨勢，300，400 MPa時涂抹性發(fā)生顯著性變化（P<0.05），其涂抹性分別提高了33.8%和22.4%。溫和的HHP處理條件可以激活干酪基質(zhì)中的酶，從而促進干酪蛋白水解，切斷了長鏈酪蛋白分子，逐漸由短鏈蛋白質(zhì)分子占據(jù)主導地位，從而呈現(xiàn)涂抹性好的質(zhì)構特性[20]。Costabel等[21]也證實在20 ℃下400 MPa處理Reggianito干酪5 min或10 min，加速了其蛋白質(zhì)水解。所以當HHP處理條件為300，400 MPa/10 min時可以提高干酪的涂抹性且具有適中的硬度。

4.1.2 HHP處理壓力對出油性的影響

干酪發(fā)生油脂析出時油脂需要從崩塌的酪蛋白網(wǎng)狀結構中釋放、合并并且遷移到干酪的表面[22]，因此，脂肪球的大小及密集程度、脂肪與酪蛋白網(wǎng)狀結構的結合程度都會對干酪的油脂析出產(chǎn)生影響[23]。HHP處理壓力大小對奶油干酪出油性的影響見圖2。

由圖2可知，加壓處理的干酪出油性整體呈升高趨勢，300 MPa處理的干酪出油性最高，較對照組顯著提高了12.8%（P<0.05）。奶油干酪是脂肪含量較高的新鮮干酪，其脂肪成分是影響干酪出油性的重要因素。天然干酪中，大多數(shù)脂肪會分解成小脂肪球嵌在蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結構中，這種結構使油脂不易從干酪中析出[24]，有研究表明，壓力處理可誘導蛋白質(zhì)和脂肪的聚集，并輕微增加原奶的粒徑[25]，可能是加壓處理使得干酪基質(zhì)中的脂肪顆粒聚集，從而提高了奶油干酪的出油性。出油性還與干酪的含水量、含鹽量有關，有待深入研究。

4.1.3 HHP處理壓力對融化性的影響

干酪的融化性是指干酪發(fā)生流動和擴散的能力[26]。HHP處理壓力大小對奶油干酪融化性的影響見圖3。

由圖3可知，HHP條件為200，300，500 MPa時干酪的融化性發(fā)生了顯著性變化（P<0.05），分別提高了8.7%、22.8%、31.2%。蛋白質(zhì)結構和脂肪顆粒是影響干酪功能特性的重要因素[27-28]。

O'Reilly等[29]認為HHP處理對Mozzarella烘焙特性的顯著積極影響歸因于HHP處理增加了干酪蛋白質(zhì)基質(zhì)的持水性和蛋白質(zhì)基質(zhì)的體積，從而增加了Mozzarella干酪的流動性。HHP處理促進蛋白質(zhì)分解、脂肪聚集，使酪蛋白基質(zhì)的水結合能力增加，在加壓過程中促進酪蛋白基質(zhì)相鄰層的熱位移，可能HHP處理賦予了干酪這種特性，因此具有較好的融化性。

結合HHP處理對奶油干酪涂抹性、出油性和融化性的影響，確定HHP處理的最適條件為300 MPa/10 min。

4.2 HHP處理對芝士蛋糕感官特性的影響

通過探究HHP處理對奶油干酪功能特性的影響，得到最適HHP處理條件為300 MPa/10 min。將HHP處理的干酪制作成芝士蛋糕，并分別在芝士蛋糕烘焙前、后進行感官評定。芝士蛋糕中奶油干酪占比60%，它作為芝士蛋糕的主要配料，對芝士蛋糕的感官起主導作用，這也更加明確了干酪特性與芝士蛋糕的相關性。

4.2.1 HHP處理對奶油干酪感官特性的影響

奶油干酪的感官評分結果見圖4。

由圖4可知，HHP處理對干酪在外形和氣味無顯著性影響（P>0.05）。經(jīng)HHP處理的奶油干酪的感官總分大于未經(jīng)處理的感官總分，其在色澤、滋味和氣味、組織狀態(tài)方面的感官得分都更優(yōu)，300 MPa處理的干酪更柔軟緊實。Evert-Arriagada等[30]在400 MPa處理的干酪中也觀察到同樣的結果。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)HHP處理的奶油干酪獲得了更光滑平整的外觀，且對其揮發(fā)性物質(zhì)無影響[31-32]。HHP處理使酪蛋白的網(wǎng)狀結構分布更均勻，使干酪有更好的光澤度、更細膩的口感和更豐富的奶油感。綜上，HHP處理的奶油干酪的感官喜好度優(yōu)于未經(jīng)HHP處理的干酪。

4.2.2 HHP處理對芝士蛋糕感官特性的影響

奶油干酪作為芝士蛋糕的主要配料（占總物料的60%），對其感官特性起主導作用。對照組芝士蛋糕是未經(jīng)HHP處理的干酪制成的，實驗組芝士蛋糕是300 MPa/10 min處理的干酪制成的。芝士蛋糕的感官評分結果見圖5。

由圖5可知，實驗組芝士蛋糕的感官總分明顯優(yōu)于對照組芝士蛋糕的感官總分。經(jīng)HHP處理制作的芝士蛋糕顏色更均一，口感潤滑，奶油感更豐富，干酪風味更濃郁，口味更優(yōu)雅協(xié)調(diào)。實驗組芝士蛋糕在感官上的優(yōu)勢與HHP處理對干酪功能特性的影響相關，HHP處理顯著提高了干酪的出油性、融化性，有利于干酪在烘焙過程中有更好的感官特性，并且得到喜好度較高的芝士蛋糕。綜合前文實驗結果表明，有較優(yōu)感官評分的干酪制作出的芝士蛋糕的感官喜好度也較高。

5 結論

本文探究了超高壓處理不同壓力200～500 MPa/10 min/25 ℃對奶油干酪功能特性的影響。結果顯示：HHP處理壓力≤400 MPa時干酪的涂抹硬度無顯著性變化（P>0.05）；300，400 MPa時干酪的涂抹性顯著提高33.8%和22.4%（P<0.05）。加壓處理時干酪的出油性整體呈升高趨勢，300 MPa時呈現(xiàn)顯著性變化（P<0.05），繼續(xù)增加壓力后干酪的出油性無顯著性變化（P>0.05）。干酪的融化性隨壓力的增高呈上升趨勢，綜上，確定HHP處理對奶油干酪功能特性影響的最適處理條件為300 MPa/10 min。

選取HHP最適條件（300 MPa/10 min）應用于以奶油干酪為主要配料的芝士蛋糕中。HHP處理的干酪感官總分大于未處理的干酪，其在色澤、滋味和氣味、組織狀態(tài)方面的感官得分都更優(yōu)，但在表面狀態(tài)和氣味方面無差異。經(jīng)HHP處理的奶油干酪制成的芝士蛋糕的感官總分優(yōu)于未處理的芝士蛋糕。經(jīng)HHP處理制作的芝士蛋糕顏色更均一，口感潤滑，奶油感更豐富，干酪風味更濃郁，口味更優(yōu)雅協(xié)調(diào)。實驗結果顯示有較高感官評分的干酪制作出的芝士蛋糕的感官喜好度也較高。綜上，將合適的超高壓處理條件應用于奶油干酪加工中為HHP處理在其應用方面提供了加工參數(shù)和數(shù)據(jù)指導，具有較有價值的研究意義。

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