不同親水膠體對再制奶油奶酪品質的影響*

莫蓓紅，吳潤博，鄭遠榮，劉振民

1(乳業生物技術國家重點實驗室，光明乳業股份有限公司乳業研究院，上海，200436)

2(上海交通大學農業與生物學院，上海，200240)

奶油奶酪是一種較為流行的軟質新鮮酸凝奶酪，含有33%左右的脂肪，不高于55%的水分，約7% ～8%的蛋白質。由于它的高水分對蛋白比(近7∶1)和接近酪蛋白等電點的低pH(約4.7)，奶油奶酪具有非常弱的持水性和高的析水可能［1］。在商業領域，常添加刺槐豆膠來增加乳清黏度以防止析水。

傳統奶油奶酪的工藝主要包括牛奶標準化的選擇，乳酸菌發酵凝乳、切割、排乳清、脂肪標準化，混合殺菌等，一般稱之為天然奶油奶酪［2］。但隨著技術的進步，國外也開始研究一些新的方法來縮短加工時間和簡化工藝流程，比如用酸性新鮮奶酪、特殊的牛奶蛋白或奶酪粉為原料設計的不排乳清的加工工藝［3－4］。而筆者通過研究，得到一種新的加工方法，即用天然切達奶酪和稀奶油為主要原料，添加乳化鹽、親水膠體，用酸化劑直接酸化制得奶油奶酪，這種工藝比較接近再制奶酪的加工方式，為了區分，稱這種方式得到的奶油奶酪為再制奶油奶酪。該加工方法已申請專利并獲得授權。

再制奶酪的生產過程中通常使用一些親水膠體作為穩定劑，這些親水膠體具有較好的黏性［5］。膠體的添加改善一些產品特性，如可分散性、水溶性、水分吸收性、黏度等。同時，還可以改善最終產品的感官性質。再制奶酪生產過程中使用親水膠體，可使奶酪的質地變得更加堅硬，口感更富有黏稠感。目前，再制奶酪，特別是涂抹型再制奶酪中最常用的親水膠體為卡拉膠、刺槐豆膠、瓜爾豆膠、海藻酸鈉和黃原膠。奶酪生產中常用的膠體添加量在最終的產品中一般不超過0.8%［6］。

由于國外研究親水膠體在奶酪中的應用不是集中在天然奶油奶酪體系上［7－8］，就是在中性再制奶酪體系上［9］，而針對酸性涂抹型再制奶酪鮮有報道。本研究選擇了5 種再制奶酪和天然奶油奶酪中常用的親水膠體為原料，研究它們對再制奶油奶酪品質(包括質構、持水性、持油性和感官)的影響，從而為再制奶油奶酪的產業化提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

稀奶油，光明乳業股份有限公司;三聚磷酸鈉、磷酸三鈉、葡萄糖酸-δ-內酯、食鹽，均為食品級。試驗所用奶酪及稀奶油均采用同一批次原料，并充分混合以保證原料的均一。剌槐豆膠LBG246，丹尼斯克公司、卡拉膠(kappa 型)CH8718，FMC 公司、海藻酸鈉，KELCOSOL FMC 公司、黃原膠200，美國嘉吉公司、瓜爾豆膠250-C，丹尼斯克公司。

切達奶酪(工業切達干酪、4 個月左右成熟期)，產地:美國;對照樣為市售卡夫菲力奶油芝士(忌廉芝士/乳脂干酪)，原產地澳大利亞。

融化鍋UM /SK5，德國Stephan ;均質機，丹麥APV ;KB115 型高精度培養箱，德國Binder;Inlab solids pro 三合一pH，瑞士METTLER ;TA-LH1 型物性測試儀，英國Stable Micro Systems;離心機，美國Sorvall ;天平CPA3202S，德國Sartorius。

1.2 實驗方法

1.2.1 奶油奶酪樣品的制備

再制奶油奶酪制作工藝:每次試驗配料量為1 kg，稀奶油(65%) 和水(10.8%) 中邊攪拌邊加入親水膠體( 分別為0.1%、0.2%、0.3%和0.4%) 、乳化鹽( 三聚磷酸鈉∶磷酸三鈉質量比1∶1，0.2%) 、食鹽(0.4%) 和葡萄糖酸-δ-內酯(1.3%) →攪拌均勻后加入切達奶酪( 提前切為約3 cm×3 cm×3 cm 的小塊)→加熱融熔(90 ℃，5 min，攪拌速度為900 r/min) →趁熱過均質機( 均質壓力2 ×105Pa) →灌裝→快速冷卻→放入冰箱繼續冷卻至24 h 制得樣品

1.2.2 奶酪質構分析［10］( 硬度與涂抹功的測定)

奶酪樣品均質地涂抹于探頭配套的倒錐面容器中，表面刮平后放入4 ℃冰箱冷藏30 min。物性測試儀參數設定——測量模式:下壓，探頭起始位置固定，測量前探頭下降速度2.0 mm /s;測試速度3.0 mm /s;測量后探頭回程速度10 mm /s;測試距離20 mm;感應力1.0 g;探頭類型P45C 45°錐度PERSPEX，每組樣品平行測定5 次，測定數據采用Texture ExPonent32 進行分析。典型曲線圖及數值分析具體見莫蓓紅等文中圖1［11］。

1.2.3 表面乳清析出量的測定

向同樣大小的圓柱形容器中(面積約為20cm2)灌裝質量相近(80 g 左右)的奶酪樣品，封合，在10℃冰箱里放置5 d，開封稱量樣品與包裝的總重量m1、空包裝的重量mp以及收集的表面析出乳清的重量m2。

表面乳清析出量/% =［m2/( m1－mp)］×100 1.2.4 內部乳清析出量的測定［12］

取20 ～30 g 奶酪，20 ℃放置1 h，在20 ℃下3 000 r/min 離心30 min，收集下層乳清，以每100 g奶酪所析出的乳清質量表示乳清析出量(%)。

1.2.5 油脂析出率的測定［13］

通過濾紙法測定干酪的油脂析出性。用特制的取樣器取直徑35 mm、高30 mm 的干酪樣品，其纖維方向垂直于干酪的直徑。將樣品置于化學分析濾紙上，然后將其放入10 ℃的冰箱中，放置2 h 后取出，此時油圈形成。每個樣品平行4 次取平均值，油脂析出性用油圈形成面積與原始油圈面積的比值表示。

1.2.6 感官評定方法［14］

采用評分檢驗法對制得的樣品進行感官評定。對25 名乳品研究人員進行感官培訓并篩選，選出其中的21 名作為感官評定員，按照莫蓓紅等［11］文中表2，表3 所列的百分制評分標準進行打分評定。

1.2.7 數據分析

所有不同處理和不同重復取3 ～5 份樣品測定，取平均值;實驗數據應用SAS 8.0 軟件和Excel 對數據進行方差分析與顯著性檢驗。

2 結果與討論

親水膠體是食品中常用來起增稠、穩定、減少乳清析出作用的添加劑。在本實驗中，選出卡拉膠、海藻酸鈉、黃原膠、刺槐豆膠和瓜爾豆膠這5 種再制奶酪中常用的膠體來試驗其在酸性、高脂的體系中對再制奶油奶酪各方面的影響。

2.1 不同親水膠體最佳添加量的確定

2.1.1 卡拉膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響

卡拉膠是涂抹型再制干酪中最常用的膠體。Bisgaard 曾報道過將卡拉膠應用于大塊加工干酪和切片加工干酪，可以起到控制干酪的黏度和融化性、改善其彈性和硬度、保護干酪質構的作用［15］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的卡拉膠，測得再制奶油奶酪質構、持水性和持油性結果見表1。

表1 卡拉膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響Table 1 Effect of carrageenan content on the properties of processed cream cheese

從表1 可以看出，卡拉膠添加量從0.1%增加到0.2%時，再制奶油奶酪的硬度和涂抹性大幅增加，超過0.2%后，隨添加量的增加，硬度和涂抹功基本保持不變?？ɡz的添加量對表面乳清的控制沒有顯著影響，但隨添加量的增加樣品內部乳清析出和油脂析出逐漸減少，當添加量達到0.4%時起到較好的阻止內部乳清析出效果，但此時油脂析出量仍然遠大于對照樣。當卡拉膠添加量達到0.2%時才開始起作用，達到0.4%后對乳清控制較佳，但對于油脂的析出控制非常差，同時產生硬的質構，難以涂抹。

2.1.2 不同海藻酸鈉添加量對再制奶油奶酪性質的影響

海藻酸鈉是乳制品中常用增稠劑。另外，許多乳制品，如再制奶酪、摜奶油、軟乳酪等利用海藻酸鈉的穩定作用來防止食品與包裝物的連黏［16］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的海藻酸鈉，測得再制奶油奶酪質構、持水性和持油性結果見表2。

表2 海藻酸鈉添加量對再制奶油奶酪性質的影響Table 2 Effect of sodium alginate content on the properties of processed cream cheese

從表2 可知，海藻酸鈉添加量為0.3%時，再制奶油奶酪的硬度和涂抹性剛剛達到對照樣的硬度和涂抹性值，當添加量過低時，質構表現出偏軟。海藻酸鈉的添加量對表面乳清的控制沒有顯著影響，但隨著添加量的增加樣品內部乳清析出和油脂析出逐漸減少，當達到0.4%時達到較好的控制內部乳清析出效果和相對較好的油脂析出量。從結果中可以得出，當海藻酸鈉添加量達到0.3%時，膠體才真正開始起作用，當用量達到0.4%時能產生較佳的效果。

2.1.3 黃原膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響

黃原膠用于天然奶酪中可加速凝乳、防脫水收縮。它用于涂抹型再制奶酪中可改善奶酪柔軟度，改良涂抹性［7］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的黃原膠，測得再制奶油奶酪質構、持水性和持油性結果見表3。

表3 黃原膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響Table 3 Effect of xanthan gum content on the properties of processed cream cheese

從表3 可知，黃原膠的添加量在0.1% ～0.4%之間，樣品的硬度和涂抹功隨添加量增加而先降低，在0.3%時達到最低值，之后，又隨著添加量的增加而增加。當添加量為0.2%時達到較佳的表面乳清控制效果，當達到0.4%時，內部乳清析出率與對照樣的內部乳清析出率沒有顯著差異(P ＜0.05)，黃原膠對于油脂析出的控制效果也是不錯的，當添加量為0.2%時，油脂析出率與對照樣間無顯著差異，隨著添加量的增加，油脂析出率基本趨于穩定。由此可見，體系中添加0.2%的黃原膠已產生較好的效果，如果要達到最佳效果，添加量最好在0.4%。

2.1.4 不同刺槐豆膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響

刺槐豆膠用于奶酪生產可加快奶酪的絮凝，增加產量并增進涂布效果(用量為0.2% ～0.6 %)［17］。天然奶油奶酪中最常用添加刺槐豆膠來防止乳清析出。由于未知這種再制奶油奶酪的結構是更偏向于天然奶油奶酪還是更接近于涂抹型再制奶酪，因此，選擇了刺槐豆膠應用于這一新體系中，來觀測其使用效果。測得結果如表4 所示。

從表4 中可以看出，刺槐豆膠的添加量在0.2% ～0.3%之間，樣品的硬度和涂抹功與對照樣間無顯著差異，低于或高于這個范圍則會偏低。樣品的內部乳清析出與刺槐豆膠的添加量無關，但當刺槐豆膠添加量達到0.3%時，表面乳清析出已得到較好的控制。另外，增加刺槐豆膠的添加量可以減少油脂的析出，當達到0.3%的添加量時，即使再增加用量，油脂析出率也沒有顯著差異。因此，刺槐豆膠的最低添加量為0.3%。

表4 刺槐豆膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響Table 4 Effect of locust bean gum content on the properties of processed cream cheese

2.1.5 不同瓜爾豆膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響

在食品工業中，瓜爾豆膠主要用作增稠劑、持水劑。在軟奶酪加工中能控制產品的稠度和擴散性質［17］。在再制奶油奶酪體系中添加0.1% ～0.4%的瓜爾豆膠，測得再制奶油奶酪質構、持水性和持油性結果見表5。

表5 瓜爾豆膠添加量對再制奶油奶酪性質的影響Table 5 Effect of guar gum content on the properties of processed cream cheese

從表5 中可以看出，添加瓜爾豆膠樣品的質構普遍偏軟，達不到對照樣的硬度，且不隨著添加量的增加而增加。但瓜爾豆膠的控水控油能力還是較強的，添加量達到0.2%時，表面乳清析出和油脂析出率都已與對照樣無顯著差異，當添加量達到0.4%時，內部乳清析出與對照樣的無顯著差異，而表面乳清析出和油脂析出率都優于對照樣，且效果顯著(P ＜0.05)。因此，瓜爾豆膠在本體系中最佳添加量為0.4%。

2.2 不同親水膠體對再制奶油奶酪品質的影響

2.2.1 不同親水膠體對再制奶油奶酪質構、持水性和持油性的影響

前面的結果表明親水膠體對樣品的乳清析出，特別是內部乳清析出的影響極其顯著。當添加的親水膠體達不到一定量時，內部乳清大量析出，極大影響了再制奶油奶酪的商品特性。通過前面的梯度試驗及結果分析，篩選出5 種膠體的相對最佳添加量，將卡拉膠(添加量0.4%)、海藻酸鈉(添加量0.4%)、黃原膠(添加量0.4%)、刺槐豆膠(添加量0.4%)和瓜爾豆膠(添加量0.4%)制作的樣品進行橫向比較，來分析本體系中適用及不適用的親水膠體。性質比較詳見表6。

表6 不同親水膠體對再制奶油奶酪性質的影響Table 6 Effect of different hydrocolloid on the properties of processed cream cheese

從表6 中可以看出，刺槐豆膠、海藻酸鈉和黃原膠組與對照組在質構(包括硬度和涂抹功)上沒有顯著差異，卡拉膠制得的樣品硬度過高，涂抹困難，而瓜爾豆膠制得的樣品硬度低，狀態過軟，都偏離了對照樣。當達到這五種膠體的最佳添加量時，對于表面乳清析出和內部乳清析出的控制都已較佳。為了考察膠體對表面乳清析出的作用在貨架期內是否持續有效，特對上述樣品進行了為期一個月的加速跟蹤試驗(15 ℃下保存)，結果如圖1 所示。

圖1 不同親水膠體制得的再制奶油奶酪在一個月內表面乳清析出的變化Figure 1 The surface syneresis change of processed cream cheese made by different hydrocolloid in 1 month

從圖1 可以看出，在一個月內，隨著時間的增加，表面乳清析出都會有不同程度地增加，這與Kindstedt 等人［18］的研究相一致，但在冷藏情況下，這種增幅并不明顯。在一個月時間內，全程控制表面乳清析出最佳的為黃原膠，其次是海藻酸鈉和刺槐豆膠。

綜上所述，在控制乳清析出方面，黃原膠的表現最為優異，比天然奶油奶酪中最常見的刺槐豆膠效果更佳。

從表6 中還可以看出，控制油脂析出最佳的膠體排列為:瓜爾豆膠＞刺槐豆膠＞黃原膠，刺槐豆膠、黃原膠組與對照樣沒有顯著差異，瓜爾豆膠組優于對照樣，海藻酸鈉組比對照組差，而卡拉膠的油脂析出量非常大，是在研究其他因素對再制奶油奶酪的影響時，所有實驗數據中最高的。

這是一個意想不到的發現，親水膠體對油脂析出的影響之大竟是其他因素(如酸化劑、pH 值、原料干酪和乳化鹽)無法企及的。實驗前，通過文獻和對普通再制奶酪的經驗來看，應該是乳化鹽和乳化效果對油脂析出影響最大［19］。但實際數據表明，乳化鹽對油脂析出性影響并不顯著，反而是膠體對其影響更加突出。為何會出現這種現象，經分析，親水膠體能夠在水相系統中起穩定作用主要通過2 種方式，一種是增稠，既膠體大分子沒有交聯在一起，它們僅僅降低了水相的移動性，增加了體系的黏度;另一種則是凝膠，當大分子物質交聯在一起，形成了一個三維的網絡結構，然后就產生了凝膠。理論上來說增稠和凝膠兩種方式都可以防止重的顆粒和輕的顆粒產生移動和分離的作用，從而起到穩定的效果。在本實驗中，卡拉膠和海藻酸鈉兩種膠體在本體系中都是能產生凝膠的［20］，而且另外3 種膠體則不產生凝膠，僅通過增加體系黏度起作用。從實驗結果可以發現產生凝膠作用的膠體組樣品持油性差，可能是因為在高脂干酪體系中脂肪含量過高，凝膠的網絡結構無法將所有脂肪包裹其中，表面脂肪能自由地移動;而只起增稠作用的膠體組體系由于乳清相黏度增加，也降低了脂肪移動的速率，起到了穩定的效果。

2.2.2 親水膠體對再制奶油奶酪感官特性的影響

通常，使用不同膠體會引起樣品質構上的變化，從而影響到風味釋放、樣品外觀等因素。本實驗以天然奶油奶酪為對照，對樣品感官進行測試和評價，得到的測試結果如下表所示。

表7 不同親水膠體對再制奶油奶酪感官特性的影響Table 7 The effect of different hydrocolloid on the sensory of processed cream cheese

從表7 中可以看到，從感官角度來說，得分較高的前3 名排序為:刺槐豆膠＞黃原膠＞海藻酸鈉。如果結合前面這3 種膠體在持水性和持油性上的優缺點，最佳的選擇應該是各項得分都較佳的黃原膠，如果使用刺槐豆膠的話，內部乳清析出會略多，而選擇海藻酸鈉的話，油脂析出會略快。如果以感官特性為第一考量，同時對于內部乳清析出要求不是太高的產品，則可以考慮使用刺槐豆膠。

3 結論

通過對不同親水膠體最佳添加量的篩選，對不同膠體制得的再制奶油奶酪樣品的質構、持水性、持油性分析，再結合感官評定結果可以得出，親水膠體對樣品各方面的性質影響顯著，對持水性和持油性的影響尤為明顯。不凝膠的親水膠體比凝膠型的親水膠體在本體系中更為適用。黃原膠是高脂再制奶酪中最佳的選擇，其次是刺槐豆膠，由于黃原膠與刺槐豆膠協同時能凝膠［7］，考慮到凝膠作用對控制油脂析出和乳清析出不利，因此，不建議兩者同時使用。

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