酸化法對農家干酪品質和乳清OD值的影響

吳檳，李偉

（1.黑龍江農墾職業學院食品工程分院，哈爾濱 150025；2.黑龍江生物科技職業學院食品生物系，哈爾濱 150025）

0 引言

由于現在市場上銷售的大多數干酪的風味都比較濃烈，不易為中國人所接受[1]。因此，我們急需研制出符合國人口味的干酪。農家干酪(octtgaecheese)是一種以脫脂牛奶為原料生產的新鮮軟質非成熟型干酪[2]。作為一種低熱量高營養的食品，受到廣大消費者尤其是減肥人士的歡迎[3，4]。傳統的干酪生產主要用凝乳酶來凝乳，不但生產成本較高，而且出品率相當低[5]。我國干酪的工業化生產尚處于起步階段，大量的需求缺口仍依靠進口來彌補[6]。因此，找到一種提高干酪出品率并降低生產成本的生產方法就顯得尤為重要。

目前檸檬酸是比較安全的可食用的有機酸之一，檸檬酸的添加可以使酪蛋白沉淀，并且替代了凝乳酶的使用，更節省了生產成本，直接酸化法生產農家干酪具有一定的理論和實際意義。為促進我國農家干酪工業化生產的發展提供一定的理論依據。

1 實驗

1.1 主要原料與試劑

新鮮無抗牛乳（市售），R-704直投發酵劑，stamix1150凝乳酶，檸檬酸、乳酸、醋酸、磷酸、鹽酸均為食品級，氯化鈣（分析純）。

1.2 儀器設備

干酪槽、干酪刀（自制），TA.XT plus型質構儀，水浴鍋，721分光光度計，pHS-25型pH計，AL104型電子分析天平。

1.3 實驗指標測定

（1）鈣質量分數測定根據GB 12398—1990 EDTA滴定法。

（2）水分質量分數測定根據GB 5418—1985烘干恒重法。

（3）含脂率的測定采用羅茲-哥特里法。

（4）凝乳時間的測定：從加酸到切割凝乳縮至乳清清澈，呈淡綠色所需要的時間[7]。

（5）凝乳硬度的測定：探頭型號A/BE ? 35 mm，測試前速度1.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，測試后速度1.0 mm/s，感應力Auto-5 g，下壓距離10 mm，每個樣品測量三次，取平均值。

（6）乳清OD值測定：721紫外可見分光光度計測定排出的乳清在λ=500 nm時的吸光值。

（7）感官評定：由10人小組對新鮮酸凝干酪進行感官評定，根據中華人民共和國國家標準軟質干酪NY478—2002中非成熟軟質干酪的感官要求，采用評分法。具體評分標準如表1所示。

表1 干酪感官評分標準

1.4 方 法

1.4.1 工藝流程

原料乳→巴氏殺菌（85℃，30 min）→冷卻（32℃）→添加發酵劑(2.5%)→發酵（30℃，30 min）→添加CaCl2凝乳（0.02%）→加酸化劑凝乳（至pH=4.6）→凝塊切割、攪拌（10 min）→分離、排除乳清→冷卻→混合稀奶油、調味劑等→包裝成品

1.4.2 操作要點

（1）原料乳：必須是健康乳牛分泌出來的無抗的新鮮牛乳，牛乳比重1.029～1.031，脂肪3.1%～4.0%，蛋白質2.8%～3.0%，正常新鮮牛乳的pH值為6.6左右，然后進行嚴格的過濾凈化。

（2）加 CaCl2：CaCl2要預先配制成5%的CaCl2溶液，加入到原料乳中，有利于在乳中能夠均勻的分散。

（3）加酸化劑凝乳：加酸是要邊加酸邊進行攪拌，讓酸充分的融入原料乳中，防止原料乳局部遇酸凝乳，防止凝乳不均勻，一般酶凝干酪的凝乳溫度是35℃左右。

（4）凝塊的切割。當凝塊達到一定硬度時開始切割,將凝乳切割成為1 cm3的小方塊，以增大凝塊的表面積,縮短乳清排出的時間。

（5)排出乳清。切割后邊攪拌邊加熱,以盡快排出乳清。

1.4.3 實驗設計

（1）最佳酸化劑的篩選。分別采用不同種類的酸化劑：檸檬酸、乳酸、鹽酸、醋酸、磷酸，應用上述工藝加工農家干酪，通過測定其Ca含量和乳清OD值并對產品進行感官評定，篩選出合適的酸化劑。

（2）殺菌溫度對凝乳性能的影響。乳清蛋白開始變性的溫度是70℃[8]，干酪原料乳的殺菌如果溫度過高，時間過長，則受熱變性的蛋白質就會增加，同時還會破壞原料乳中的鹽類離子平衡，最終影響干酪質量[9]。采用70，75，80，85，90，95 ℃的不同溫度下進行30 min殺菌后，通過凝乳時間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的測定，研究不同殺菌溫度對凝乳性能的影響，確定最佳的殺菌溫度。

（3）CaCl2添加量對凝乳性能的影響。在酸化加工過程中，酸度高時，凝乳過快，Ca2+的平衡往往被打破，所以在乳中添加鈣鹽使之恢復平衡就變得非常重要。最常見的方法是添加CaCl2溶液,因為其溶解性好,還可以提高乳的凝固性。原料乳經過過濾凈化以后，采取1.4.3（2）確定的殺菌溫度進行殺菌，殺菌后按照上述工藝進行生產，設計CaCl2添加量為0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，通過凝乳時間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的測定，研究CaCl2添加量對凝乳性能的影響，確定CaCl2添加量的最適范圍。

（4）凝乳溫度對凝乳性能的影響。原料乳經過過濾凈化以后，采取1.4.3.2.確定的殺菌溫度進行殺菌，1.4.3.3確定的CaCl2添加量，按照上述工藝進行生產，設計凝乳溫度為50，55，60，65，70 ℃，通過凝乳時間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的測定，研究凝乳溫度對凝乳性能的影響，確定凝乳溫度的最適范圍。

（5）主要工藝參數的正交實驗優化。在單因素實驗的基礎上，以新鮮酸凝農家干酪的感官評分做為評定指標，進行殺菌溫度、CaCl2添加量和凝乳溫度的三水平三因素正交實驗，根據實驗結果的極差分析確定因子的主次，確定最佳的工藝參數。

表2 正交實驗因素水平表L9（34）

（6）最終產品的質量鑒定。按照正交實驗所得的優化工藝生產農家干酪，以國家農業部軟質干酪的標準為參考依據，通過對成品最終水分質量分數和脂肪質量分數的測定，進行驗證實驗。

2 結果與討論

2.1 最佳酸化劑的篩選研究

使用檸檬酸、乳酸、醋酸、磷酸、鹽酸這幾種不同的酸化劑生產的農家干酪與酶凝農家干酪做比較，考察對農家干酪Ca質量分數、水分質量分數和感官評分的影響，結果如圖1所示。

圖1 不同酸化劑對新鮮干酪化學組分的影響及其感官評定

由圖1可以看出：使用不同的酸化劑生產所得的制品中，Ca質量分數的比較看出：鹽酸＞磷酸＞醋酸＞乳酸＞檸檬酸；水分質量分數的比較看出：乳酸＞檸檬酸＞醋酸＞磷酸＞鹽酸；所得制品的最終感官評分可以看出：檸檬酸＞乳酸＞醋酸＞磷酸＞鹽酸。由以上結果可以看出，使用磷酸和鹽酸作為酸化劑生產出的農家干酪，殘留在干酪中的鈣濃度較高，硬度大，有苦味；生產的農家干酪的水分質量分數與酶凝干酪最為接近的是使用了檸檬酸和乳酸為酸化劑；使用檸檬酸、醋酸生產的制品口感與酶凝干酪相近，乳酸生產的農家干酪乳香味淡，使用磷酸和鹽酸生產的農家干酪有刺激的酸味。因此，選擇檸檬酸做為合適的酸化劑。

2.2 殺菌溫度對凝乳性能的影響

采用70，75，80，85，90，95 ℃的不同溫度下進行30min殺菌后，按照1.4.1的加工工藝生產農家干酪，考察對加工過程中凝乳時間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的影響，結果如圖2所示。

圖2 殺菌溫度對凝乳性能的影響

由圖2可以看出：隨著殺菌溫度的升高，凝乳時間明顯縮短，凝乳硬度隨之增大，乳清OD值明顯減小。由以上結果可以看出，殺菌溫度越高凝乳時間逐漸縮短。乳清OD值越小，說明乳清中的蛋白質量分數越低。凝乳的硬度也隨著殺菌溫度的升高逐漸增大，導致干酪的水分損失過大。由此可知，殺菌溫度為85℃左右時農家干酪的凝乳性能較好。

2.3 CaCl2添加量對凝乳性能的影響

采用不同CaCl2添加量0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，按照1.4.1的加工工藝生產農家干酪，看加工過程中凝乳時間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的變化，結果如圖3所示。

圖3 CaCl2添加量對凝乳性能的影響

由圖3可以看出，隨著CaCl2添加量的增大，凝乳時間明顯縮短；但在CaCl2添加量為0.04%時，硬度反而開始減小；乳清OD值在CaCl2添加量從0.01%增加到0.03%時開始減小，從CaCl2添加量為0.04%時，又開始增大。由以上結果可以看出，隨著CaCl2添加量的增大，凝乳的時間隨之縮短，這是由于pH值降低，蛋白質凝集速度的增加，這與Gastaldi E（1994年）和Van Hooydonk A C M（1998年）[10-11]的研究結果相同，凝塊硬度增大，這與Patel R S（1986年）和Solorza F J（1998年）[12-13]的研究結果相同。CaCl2添加量低于0.03%時，凝乳質地細膩，沒有苦味；添加量大于0.04%時，凝乳的硬度開始下降，干酪有苦味。CaCl2添加量為0.03%時乳清的OD值最低，說明此時新鮮干酪的產量最高。因此，CaCl2添加量為0.03%左右時凝乳性能較好。

2.4 凝乳溫度對凝乳性能的影響

采用50，55，60，65，70 ℃的不同凝乳溫度，按照1.4.1的加工工藝生產農家干酪，考察對加工過程中凝乳時間、凝乳硬度和排除乳清的OD值的影響，結果如圖4所示。

圖4 凝乳溫度對凝乳性能的影響

由圖4可以看出，隨著凝乳溫度的升高，凝乳時間逐漸縮短，60℃以后，凝乳時間基本沒有變化；凝乳硬度和乳清OD值隨著凝乳溫度的升高逐漸增大。由以上結果可以看出，隨著凝乳溫度升高，排出乳清OD值增加，硬度增大，隨乳清排出的蛋白增加，這與雒亞洲（2008年）[14]的研究結果相同。因此，新鮮干酪在凝乳溫度為60℃左右時凝乳效果較好。

2.5 直接酸化法生產農家干酪主要工藝參數的優化研究

選擇殺菌溫度（A）、CaCl2添加量（B）、凝乳溫度（D）進行三因素三水平正交實驗，以感官評分為目標，結果（見表3）由表3可以看出，3種因素對干酪感官品質的影響大小依次為D＞B＞A，即凝乳溫度對干酪品質影響極顯著，CaCl2添加量的影響較顯著，殺菌溫度的作用不明顯。可確定新鮮酸凝干酪理論上的最佳加工條件為A3B2D2，即殺菌溫度85℃、CaCl2添加量為0.03%，凝乳溫度為60℃時新鮮酸凝農家干酪的品質最佳。

表3 正交實驗因素水平L9（34）

2.6 最終產品質量鑒定

成品最終理化指標:水分為61.15%,脂肪為15.16%(均為質量分數),符合國家農業部軟質干酪NY478-2002的標準[15]。

3 結論

本研究通過單因素對比實驗最終確定檸檬酸為生產新鮮酸凝干酪的最佳酸化劑，單因素實驗分析可表明，隨著殺菌溫度、CaCl2添加量和凝乳溫度的升高，酸凝農家干酪的凝乳時間逐漸縮短，硬度增大，最終以農家干酪的感官評分為衡量標準，在單因素實驗的基礎上，通過L9(34)正交實驗，確定了其最適工藝條件為殺菌溫度為85℃，CaCl2添加量0.03%，凝乳溫度60℃。生產所得的農家干酪符合國家農業部軟質干酪的標準，可以應用于實際生產。

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