Mascarpone干酪工藝優化

田麗元，劉會平，邵萍，董越，劉易坤（天津科技大學，天津300457）

Mascarpone干酪工藝優化

田麗元，劉會平*，邵萍，董越，劉易坤（天津科技大學，天津300457）

以新鮮牛乳為主要原料，對Mascarpone干酪的生產工藝進行優化。通過單因素試驗，以質構特性為主要評價指標，同時結合感官評價和微觀結構來確定不同因素對干酪品質的影響。通過正交試驗，確定4個因素對產品硬度的影響順序為稀奶油脫脂乳比例＞乳清排出量＞檸檬酸濃度＞終點pH值。通過分析方差，確定Mascarpone干酪的最佳工藝為：稀奶油與脫脂奶比例為1∶1（質量比）、乳清排出量為40%、檸檬酸濃度為5%、終點pH值為4.4。

Mascarpone干酪；稀奶油脫脂乳比例；乳清排出量；質構

Abstract：Fresh milk was used to study the production process and optimization of Mascarpone cheese.Through the single factor experiment，the texture characteristics was used as a main evaluation indexes to determine the influence of different factors on the quality of cheese with the combination of sensory evaluation and microstructure.By means of orthogonal experiment，the order of influence of factors on hardness was：the proportion of single cream and skimmed milk＞the elimination of whey＞the concentration of citric acid＞the end point of pH value.Through analysis of variance，the optimum process of Mascarpone cheese was：the proportion of single cream and skimmed milk 1∶1（mass ratio），the elimination of whey 40%，the concentration of citric acid 5%and the end point pH value 4.4.

Key words：Mascarpone cheese；the proportion of single cream and skimmed milk；the elimination of whey；texture properties

奶酪由西方傳入我國，不是我們的傳統食品，因此許多消費者不了解奶酪的食用方法和營養價值，接受不了干酪特有的風味，這直接影響了奶酪在國內的發展。傳統干酪生產中，利用微生物發酵或者添加凝乳酶，操作過程中溫度、時間不易控制，易污染雜菌，還會因微生物分解酪蛋白或者微生物代謝產生一種特有的、國人不易接受的味道；國內干酪生產技術滯后，主要依賴進口，成本較高，制約了干酪在我國的消費[1-2]。近年來，我國奶類消費增長速度很快，我國乳制品結構發生了較大變化，對于奶酪的需求量迅速增長[3]。我們應借鑒西方國家的先進技術并結合我國實情，研發出成本較低、生產周期短、出品率高、易于保藏、風味易被國內消費者接受的奶酪品種。

本課題旨在研究一種快速生產奶油干酪的方法，將新鮮牛乳分離出稀奶油，然后添加有機酸，凝乳、排乳清后制得；使生產過程容易控制，生產周期短，出品率高，成品奶酪口感細膩，改善傳統奶酪的味道，更適合國人口味，提高奶酪在我國的市場競爭力，具有廣闊的市場前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無抗鮮牛奶：天津市新城家園鮮奶吧（蛋白質2.95%、脂肪3.10%）；檸檬酸（市售食品級）：天津北方天醫化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

乳成分分析儀（UL80BC）：優創科技（中國）有限公司；奶油分離機；數顯pH計（FE20K）：梅特勤—托利多儀器（上海）公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋（YXQ-LS-50S）、電熱鼓風干燥箱（DGG-101-3）：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；TA-XTPlus物性測試儀：英國Stable Micro System公司；臺式離心機（TG18-W）：湘儀離心機儀器長沙有限司；掃描電子顯微鏡（JSM-6380）：日本電子株式會社。

1.3 試驗方法

1.3.1 Mascarpone干酪工藝路線

原料乳驗收→過濾→預熱（40℃）→分離奶油（脂肪含量約60%）→調節稀奶油脫脂乳比例→預熱（70℃）→均質（20 MPa）→殺菌（85℃，10 min）→冷卻→加酸→排乳清→包裝→冷藏

1.3.2 理化指標的測定

牛乳成分的測定，使用牛乳快速測定儀對試驗乳的成分進行測定；干酪脂肪含量測定，采用羅茲—哥特里法測定[4]；蛋白質含量的測定，采用GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中第一法[5]；水分含量的測定，參見GB 5009.3-2010《食品安全國家標準食品中水分的測定》中第一法[6]。

1.3.3 干酪乳清析出量測定

取干酪樣品20 g～30 g于室溫放置1 h，于20℃、3 000 r/min離心30 min，收集下層乳清，以每100 g樣品析出的乳清質量表示（%）[7]。

1.3.4 干酪質構特性測定

干酪樣品在4℃冰箱內貯藏24 h后，采用質地剖面分析法 （Texture Profile Analysis，TPA），使用 TA XTPlus物性測試儀，測試條件設定如下：

測試前速度：8.0 mm/s；測試中速度：3 mm/s；測試后速度：10 mm/s；測試距離 13 mm；測試時間：5 s；探頭型號：HDP/SR。所有樣品重復測試3次[8]。

1.3.5 微觀結構的測定

取樣→固定→清洗→脫水→脫脂→冷凍干燥→粘臺→噴金→電鏡觀察。

取適量樣品，浸入到質量分數為2.5%的戊二醛溶液中，并在4℃條件下固定3 h以上；用pH值為7.2的磷酸緩沖液沖洗3次，每次10 min，再分別用體積分數為30%、50%、70%、90%、100%的乙醇進行梯度脫水10 min，用氯仿脫脂2 h。最后冷凍干燥，粘臺，噴金，觀察[9-10]。

1.3.6 單因素試驗

1.3.6.1 稀奶油脫脂乳比例的確定

稀奶油和脫脂乳的比例分別為 2∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5（質量比），乳清排出量為 40%，檸檬酸添加濃度為5%，干酪最終pH值為4.4，探究稀奶油脫脂乳對干酪持水性、質構、微觀結構和感官評價的影響。

1.3.6.2 乳清排出量的確定

稀奶油和脫脂乳的比例1∶1（質量比），用5%的檸檬酸酸化至pH4.4，乳清排出量分別為30%、35%、40%、45%、50%，研究乳清排出量對干酪質構、水分含量的影響。

1.3.6.3 檸檬酸濃度的確定

稀奶油和脫脂乳的比例1∶1（質量比），分別用5%、10%、15%、20%、25%的檸檬酸酸化至pH4.4，乳清排出量為40%，研究檸檬酸濃度對干酪質構的影響。

1.3.6.4 酸化終點pH值的確定

稀奶油和脫脂乳的比例1∶1（質量比），用5%的檸檬酸分別調 pH 值至 4.2、4.4、4.6、4.8、5.0，乳清排出量為40%，研究酸化終點pH值對干酪質構和水分含量的影響。

1.3.7 Mascarpone干酪正交試驗

以稀奶油脫脂乳比例、乳清排出量、檸檬酸濃度、終點pH值為因素，以產品的硬度為指標設計正交試驗，確定Mascarpone干酪最佳工藝。正交設計表如表1所示。

表1 因素水平表Table 1 The table of factor level

2 結果與分析

2.1 原料乳檢測結果

原料乳的測定結果如表2所示。

表2 原料乳指標Table 2 The table of raw milk index

由表2可知，原料乳符合奶酪生產用生乳標準GB 19301-2010《食品安全國家標準生乳》。

2.2 稀奶油和脫脂乳比例對Mascarpone干酪性質的影響

2.2.1 稀奶油脫脂乳比例對奶酪持水性的影響

稀奶油和脫脂乳比例對奶酪持水性的影響見圖1。

圖1 稀奶油和脫脂乳比例對奶酪持水性的影響Fig.1 The effect of the proportion of single cream and skimmed milk on the water-holding property of cheese

如圖1所示，隨著脫脂乳添加比例增大，奶酪的乳清析出量逐漸增加，奶酪持水性變差；這是由于脂肪可以提高產品的總固體，總固體在一定程度上有利于水分的保持，隨著脫脂乳的添加比例增大，總固體含量降低，使干酪中的水分容易析出，這與莫蓓紅[11]等的研究一致。

2.2.2 稀奶油脫脂乳比例對奶酪質構的影響

不同稀奶油和脫脂奶比例對奶酪質構特性的影響見圖2。

圖2 不同稀奶油和脫脂奶比例對奶酪質構特性的影響Fig.2 The effect of the proportion of single cream and skimmed milk on texture properties

硬度和涂抹性是新鮮奶油奶酪的關鍵品質，剪切功是壓縮單位體積干酪所做的功，可以反映涂抹過程所做的功，剪切功小說明其涂抹性好[12]。由圖2可知，隨著稀奶油添加比例的減少，奶酪的硬度降低，涂抹性變好，這是由于脂肪球被酪蛋白包裹參與酪蛋白的凝聚，稀奶油添加比例減少，降低了體系的脂肪含量，從而使奶酪硬度降低。

2.2.3 稀奶油脫脂乳比例對奶酪微觀結構的影響

稀奶油和脫脂乳比分別為 2∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5（質量比）的樣品，其電鏡圖分別如圖3所示。

圖3 稀奶油和脫脂乳比例對奶酪微觀結構的影響Fig.3 The effect of the proportion of single cream and skimmed milk on the microstructure of cheese

由圖3可以看出，干酪的酪蛋白膠束網狀結構呈海綿狀，結構比較完整，其中的孔洞是脫脂后留下的（圖c中箭頭所示）。隨著稀奶油添加比例減少，干酪的網狀結構變得致密，孔洞減少。稀奶油脫脂乳比為1∶1（質量比）時，干酪孔洞大小較為均一，說明脂肪球的大小比較一致[13]，這種結構說明干酪的質地比較細膩，對脂肪和水分的穩定能力也較好。

2.3 乳清排出量對干酪的影響

乳清排出量對奶酪特性的影響見圖4。

圖4 乳清排出量對奶酪特性的影響Fig.4 The effect of the elimination of whey on the properties of cheese

乳清排出量影響著奶酪的水分含量，水分含量可以影響干酪的質構特性，由圖4可知，隨著乳清排出量的增大，水分含量逐漸降低，奶酪硬度變大，當乳清排出量在35%～40%之間時，其對奶酪硬度影響較大。

2.4 檸檬酸濃度對奶酪質構特性的影響

圖5 檸檬酸濃度對奶酪質構特性的影響Fig.5 The effect of the concentration of citric acid on the texture properties of cheese

由圖5可知，當酸濃度超過12%時，隨著酸濃度增大，奶酪硬度降低，這是由于酸濃度過高，酪蛋白凝集速度增加，凝乳過快，可導致酪蛋白膠束不能形成穩定的網狀結構[14]，使得奶酪硬度降低。

2.5 酸化終點pH值對奶酪的影響

酸化終點pH值對奶酪特性的影響見圖6。

圖6 酸化終點pH值對奶酪特性的影響Fig.6 The effect of end point of pH on the properties of cheese

由圖6可知，pH值在4.7時奶酪的硬度和剪切功最大，水分含量則最低，這是由于酪蛋白的等電點為4.6～4.7；低于等電點時，酸度過高可導致酪蛋白膠束在凝乳中溶解形成細凝乳隨乳清排出，使得奶酪水分含量較高，硬度降低；pH值較高，體系凝乳不完全，使奶酪水分含量較高，硬度降低[15]。

2.6 正交試驗

根據單因素試驗的結果，設計正交試驗。其直觀分析表和方差分析表分別見表3和表4。

表3 直觀分析表Table 3 Intuitive analysis table

表4 方差分析表Table 4 Anova of hardness

從直觀分析表中極值R可知，4個因素對Mascarpone奶酪硬度影響順序為稀奶油脫脂乳比例＞乳清排出量＞酸化終點pH值＞檸檬酸濃度。通過分析市售樣品得知，當產品硬度在1 000 g左右時，產品的硬度和涂抹性均最好，通過正交試驗得到的最佳組合為A2B3C1D2，理論上的最佳組合為A2B3C2D2。

由表4方差分析結果可知，稀奶油和脫脂乳比例對干酪的硬度影響極顯著（p＜0.01）；乳清排出量對其影響顯著（p＜0.05）；而檸檬酸濃度和終點pH值對終產品的硬度無顯著影響，為了操作方便并獲得較好的口味，選擇A2B3C1D2。因此，Mascarpone干酪的最佳工藝選為A2B3C1D2，即稀奶油和脫脂乳比例為1∶1（質量比）、乳清排出量為40%、檸檬酸濃度為5%、終點pH值為4.4。

2.7 成品理化指標

對由以上工藝制得的成品Mascarpone奶酪進行理化指標測定，其結果如表5所示。

表5 成品理化指標Table 5 The physic-chemical indicators of product

3 結論

本研究對Mascarpone干酪的工藝進行了優化，通過單因素正交試驗確定了Mascarpone干酪的最佳工藝為稀奶油脫脂乳比例為1∶1、乳清排出量為40%、檸檬酸濃度為5%、終點pH值為4.4。所制得的奶酪的水分含量為58.89%，脂肪含量為36.03%，蛋白質含量為5.05%，pH值為6.45。

由此工藝所得的干酪質地柔軟，口感細膩，風味柔和，易于被中國消費者接受；而且生產周期短，操作簡單，降低了奶酪的成本，在我國具有很大的市場競爭力。

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Optimization of Mascarpone Cheese Processing

TIAN Li-yuan，LIU Hui-ping*，SHAO Ping，DONG Yue，LIU Yi-kun
（Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China）

2017-01-11

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.022

田麗元（1989—），女（漢），在讀碩士，研究方向：動物資源開發與功能性食品。

*通信作者：劉會平（1964—），男，教授，博士生導師，研究方向：畜產品加工。