超硬質干酪加工控制水分質量分數的研究

程建華，趙文博，孟德勇，尹長林，趙征

（天津科技大學 食品工程與生物技術學院，天津 300457）

超硬質干酪加工控制水分質量分數的研究

程建華，趙文博，孟德勇，尹長林，趙征

（天津科技大學 食品工程與生物技術學院，天津 300457）

以Parmesan干酪加工工藝為基礎，采用單因素實驗和正交實驗，研究超硬質干酪加工工藝各因素對水分質量分數的影響。最佳加工條件：發酵終點pH值為6.4，凝乳酶添加量為0.004%，CaCl2的添加量為0.015%（均為質量分數），熱燙時間40～50 min，最終熱燙溫度在53～55℃ ，最終排乳清pH值6.0左右，干酪水分質量分數可以達到32%～35%。

超硬質干酪；Parmesan干酪；水分

0 引 言

超硬質干酪和硬質干酪并沒有嚴格的定義，一般習慣于把水分含量≤35%的干酪稱為超硬質干酪，其成熟期比較長，熱燙溫度較高，大部分超硬質干酪生產于意大利，Parmesan干酪是其典型代表。水分決定了超硬質干酪的許多物化性質，如硬度、彈性、黏度、脆性等，對脂肪和蛋白質的降解也有重要影響。因此，控制水分含量是超硬質干酪加工的關鍵因素[1,2]。國外關于超硬質干酪加工工藝方面的研究報道非常少，而國內目前還沒有相關的報道。因此，有必要對超硬質干酪的加工工藝進行研究，以期推動我國硬質干酪加工技術的研究與開發。本研究以Parmesan干酪加工工藝[3]為基礎，研究干酪加工工藝中各因素對超硬質干酪水分含量的影響。

1 實 驗

1.1 材料

原料乳為新鮮無抗牛乳，發酵劑為TCC-3（嗜熱性鏈球菌和保加利亞乳桿菌），凝乳酶（粉末狀復合凝乳酶）。

1.2 試劑

無水氯化鈣，石油醚，無水乙醚，無水乙醇，氯化鈉，濃硫酸，硫酸銅，硫酸鉀，氫氧化鈉等，以上試劑均為分析純。

1.3 設備

分析天平，干酪槽，干酪刀，稀奶油分離機，KDN-08A微量凱氏定氮儀，DZ400-JO真空包裝機，pH計。

1.4 方法

1.4.1 實驗設計

采用單因素實驗和正交實驗，分別研究不同發酵終點pH值、不同用量的凝乳酶、不同用量的CaCl2對干酪凝塊硬度、切割性、彈性等功能性質的影響，以及對乳清顏色、濁度、熱燙時間和凝乳時間的影響，通過對干酪凝塊的感官評定確定最佳工藝條件。測定水分與熱燙溫度的關系、水分與熱燙時間的關系、水分與最終排乳清的pH值關系[4，5]。

1.4.2 超硬質干酪加工工藝流程[6]

原料乳部分脫脂→巴氏殺菌→冷卻→添加發酵劑→發酵→添加氯化鈣→添加凝乳酶→靜止凝乳→凝塊切割→保溫攪拌→熱燙→排乳清→凝塊入模→壓榨→鹽漬→真空包裝→成熟

1.4.3 評定及測定方法

邀請10名食品研究生組成評定小組，采用100分制，對干酪凝塊質地、切割性、彈性、乳清顏色、濁度等進行感官評分[7]。

水分質量分數和pH值的測定參照參考文獻[8]中方法進行。

2 結果與討論

2.1 發酵終點pH值對干酪加工的影響

本研究對TCC-3菌種不同的發酵終點pH值下的凝乳情況和熱燙時間作了對比，結果如表1所示。由表1可以看出，發酵終點pH值越低，后期升溫中pH值下降地越快，熱燙時間越短，凝塊水分質量分數越高，不滿足加工要求；發酵終點pH值太高，凝塊酸化時間不夠，凝塊易破碎，乳清渾濁，所以發酵終點pH值為6.6不宜作為發酵終點pH值。

表1 發酵終點pH值對凝乳質地和熱燙時間的影響

2.2 凝乳酶的添加量對干酪加工的影響

凝乳酶的添加可以使酸化后的牛乳凝結成塊，并在后期成熟過程中降解蛋白質，添加過多的凝乳酶反而會產生苦味，添加量太少，凝塊易碎，不易切割和后期的熱燙，凝乳酶的添加量對干酪凝塊的影響如表2所示。考慮到凝乳時間不宜太短，凝乳酶的添加量不宜過多，所以凝乳酶的添加量不宜采用0.012%。

表2 凝乳酶的添加量對凝乳的影響

表3 CaCl2的添加量對凝乳的影響

2.3 CaCl2的添加量對干酪加工的影響

牛乳加熱后，一部分可溶性鈣變成不溶性鈣，延緩了凝乳酶的凝乳作用，所以需要添加CaCl2使之復原，隨著Ca2+濃度的增加，凝乳酶活力逐漸增加，凝乳質地也逐漸變硬，但過多的添加CaCl2會使凝乳硬度過高，為切割帶來了困難，還會使干酪產生苦味。CaCl2的添加量對凝乳的影響如表3所示。由表3可以看出，CaCl2的添加量過多使凝塊太硬，不易切割，凝乳時間太短，所以CaCl2的添加量不采用0.02%。

2.4 超硬質干酪加工工藝的優化

根據單因素實驗結果，選擇A為發酵終點pH值，B為凝乳酶的添加量，C為CaCl2添加量作為實驗因子，進行正交實驗設計，結果如表4所示；對干酪加工工藝進行優化，實驗結果如表5所示；表6為正交實驗方差分析結果。

由表6可以看出，影響因子B＞C＞A，最佳配比為A3B1C3即發酵終點pH值為6.4，凝乳酶添加量為0.004%，CaCl2的添加量為0.015%為最佳加工工藝；凝乳酶的添加量（B）對實驗結果影響具有顯著性。在最佳加工工藝條件下，干酪凝塊的感官評分為95分，經測定在此工藝條件下的干酪水分質量分數為33%。

表4 正交因素水平

表5 干酪工藝參數正交實驗結果

表6 正交實驗方差分析

2.5 熱燙時間和溫度對干酪水分質量分數的影響

熱燙的目的是促進凝乳粒收縮脫水，排除游離乳清，降低干酪凝塊的水分含量。熱燙溫度是控制干酪水分含量的重要因素之一，提高熱燙溫度，一方面會抑制乳酸菌的生長，從而在停止攪拌時使pH值升高；另一方面，會促使乳清排出，使乳糖流失，阻礙酸化過程。熱燙時間按乳清的酸度而定，熱燙時間越長酸度越低，酸度越低干酪結構越松散。熱燙時間要把握好，一般按產酸量來控制，高速熱燙使凝乳顆粒外表層收縮，表膜較硬，將水分包埋在凝乳中，結果使干酪產品酸度高，質構太硬；低速熱燙時，凝乳中微生物緩慢產酸，凝乳收縮主要源于酸而不是熱燙本身。所以在降低干酪凝塊水分含量的同時，適當的熱燙時間是非常重要的。熱燙時間、熱燙溫度與水分質量分數的關系如圖1所示。由圖1可以看出，隨著熱燙時間的延長，熱燙的溫度的提高，干酪水分含量逐漸降低。考慮到凝塊酸度不宜過低，熱燙時間為40～50 min，最終熱燙溫度在53～55℃較為合適。

圖1 熱燙時間、熱燙溫度與水分質量分數的關系

2.6 pH值對干酪水分質量分數的影響

圖2 水分與最終排乳清的pH值關系

最終排乳清的pH值越低，說明熱燙時間比較長，熱燙溫度比較高，水分含量也越低，但是過低的pH值會使干酪的質構太松散，干酪容易變硬，變干且易碎，外表皮易開裂，在成熟早期乳清易從干酪中滲出，所以在保證足夠的熱燙時間和熱燙溫度的同時，盡量不要使最終排乳清的pH值過低。水分與最終排乳清的pH值關系如圖2所示。由圖2可以看出，隨著最終排乳清的pH值的降低，干酪水分質量分數逐漸降低，為避免干酪的質構較松散，最終排乳清的pH值為6.0較為合適。

3 結 論

（1）超硬質干酪加工最佳工藝條件是：發酵終點pH值為6.4，凝乳酶添加量為0.004%，CaCl2的添加量為0.015%。

（2）隨著熱燙時間的延長，熱燙的溫度的提高，干酪水分含量逐漸降低。考慮到凝塊酸度不宜過低，熱燙時間為40～50 min，最終熱燙溫度在53～55℃較為合適。隨著最終排乳清的pH值的降低，干酪水分質量分數逐漸降低，為避免干酪的質構太松散，最終排乳清的pH值為6.0較為合適。

（3）在以上加工工藝條件下，通過對干酪成品的檢測，干酪水分質量分數可以達到32%～35%，符合超硬質干酪水分質量分數≤35%的加工要求。

[1]FENSTER K M,RANKIN S A，STEELE J L.Accumulation of Short n-Chain Ethyl Esters by Esterases of Lactic Acid Bacteria under Conditions Simulating Ripening Parmesan Cheese'[J].J Dairy Sci,2003，86：2818-2825.

[2]COPPOLA R,NANNI M,IORIZZO M,et al.Microbiological Characteristics of Parmigiano-Reggiano Cheese during the Cheesemaking and the First Months of the Ripening'[J].Lait,2000，80：479±490.

[3]LEE J H,DIONO R,KIM G Y，et al.Optimization of Solid Phase Micro-extraction Analysis for the Headspace Volatile Compounds of Parmesan Cheese'[J].J Agric Food Chem,2003，51：1136-1140.

[4]常志勇,申四化,趙征.基于多元線性回歸對Tilsit型干酪成熟期的研究[J].中國乳品工業,2007,35（5）：23-25.

[5]鄭志強,趙征.不同成熟期干酪揮發性風味物質的分析[J].食品科技,2008,38（1）：88-91.

[6]PHILLIPS K.Grana Padano&Parmigiano Reggiano：How Old is that Wedge You're Buying[J/OL].[2005-03].http：//italianfood.about.com/library/snip/blsip115.htm.

[7]閆美麗,劉會平.提高成熟溫度加快Mozzarella干酪成熟的研究[J].中國乳品工業,2005,33（5）：24-26.

[8]王潔.硬質干酪加工工藝及生物活性膚的研究[D].天津科技大學,2006：7-9.

Control of moisture in processing extra-hard cheese

CHENG Jian-hua,ZHAO Wen-bo,MENG De-yong,YIN Chang-lin，ZHAO Zheng
（College of Food Engineering and Biotechnology,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457，China）

To study the effect of different factors in the cheese processing on moisture contents of extra-hard cheese,cheese was processed following the processing technology of Parmesan cheese.And the investigation was conducted via single factor and orthogonal experiments.The optimum processing conditions are as follows：the termination pH of fermentation is 6.4,the addition of rennet is 0.004%,the addition of CaCl2is 0.015%,the scalding time is 40～50 min,the scalding temperature is 53～55℃,the final pH when you drain the whey is 6.0,then the moisture of the cheese could be 32%～35%.

extra-hard cheese;Parmesan cheese;moisture

TS252.53

A

1001-2230（2010）01-0023-03

2009-08-24

國家科技支撐計劃子課題：硬制原干酪加工共性關鍵技術與產品開發 （2006BAD04A06）。

程建華（1983-），男，碩士研究生，研究方向為乳品科學與技術。

趙征