天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性和功能特性的比較

李開鑫，紀曉宇，王 芳

（北京農學院食品科學與工程學院，食品質量與安全北京實驗室，農產品有害微生物及農殘安全檢測與控制北京市重點實驗室，北京 102206）

Mozzarella干酪是意大利南部生產的一種淡味干酪，顏色為淡黃色，屬于典型的Pasta Filata干酪[1]。在Mozzarella干酪的加工過程中，凝塊需要經過熱燙拉伸工藝，使產品形成獨特的熔化性、拉伸性及其他多種功能特性，成為比薩制作的重要輔料[2]。近幾年，隨著西式餐飲在我國的快速發展，Mozzarella干酪的銷售量逐年增多，成為僅次于Cheddar干酪的第二大干酪品種。

利用傳統方法制作得到的天然Mozzarella干酪需要在低溫下經過2～4 周的成熟，獲得理想的功能特性，從而滿足比薩、焗飯等食品的需求[3]。但是，這種方法的缺點在于產品流通后的貨架期比較短，與當代食品工業的快速發展要求不相符。再制干酪是以天然干酪為主要原料，添加乳粉、穩定劑、乳化劑等輔料，經過混合、加熱、攪拌等工藝制作得到的一種干酪產品[4]。研究表明，與天然Mozzarella干酪相比，再制Mozzarella干酪的風味更加溫和、口感更加柔和，貨架期顯著延長，生產成本大幅降低[5-6]。

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪在生產原料、加工工藝等方面存在差異，研究表明這些差異會影響干酪的結構特性，進而對干酪的功能特性產生影響[7-8]。因此，本研究選擇6 種市售Mozzarella干酪（3 種天然Mozzarella干酪和3 種再制Mozzarella干酪）作為研究對象，對干酪的理化特性（蛋白質、脂肪和水分質量分數及pH值）和功能特性（質構特性、拉伸性、熔化性、油脂析出性和流變特性）進行測定，從而確定天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪之間的差異，為消費者選擇適宜品種的干酪提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

3 種天然Mozzarella干酪：米格農場馬蘇里拉干酪（Wisconsin Premium Mozzarella）（美國）；潘帕馬蘇里拉芝士（Pampa Cheese Mozzarella Cheese）（阿根廷）；艾羅廚房馬蘇里拉芝士（Emrow Kitchen Mozzarella Cheese）（阿根廷）；3 種再制Mozzarella干酪：總統牌馬蘇里拉披薩專用奶酪片（President Special Pizza Mozzarella）（法國）；多美鮮馬蘇里拉奶酪（SUKI European Mozzarella Cheese）（奧地利）；光明馬蘇里拉再制干酪（中國）。實驗所用干酪均購自于北京市家樂福超市，干酪的貯藏時間均為（45±3）d，于4 ℃冰箱中貯藏。

氫氧化鈉、硫酸銅、乙醇、乙酸、無水乙醚、石油醚均為分析純 北京化工廠；硼酸、硫酸鉀均為分析純西隴化工廠。

1.2 儀器與設備

Delta320酸度計 瑞士梅特勒-托利多有限公司；ALC-210分析天平 德國Acculab公司；DHG-9076A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；KXL-1010消化爐 北京思貝得研究所；KDY-9830全自動凱氏定氮儀 上海洪紀儀器設備有限公司；TMS-Pro食品物性分析儀 美國FTC公司；AR-1500ex流變儀 美國TA公司；求積儀 江蘇測繪儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標測定

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪中水分質量分數的測定參照國際乳業聯盟（International Dairy Federation，IDF）方法[9]；蛋白質量分數測定采用凱氏定氮法[10]；脂肪質量分數測定采用R?se-Gottlieb法[10]；pH值測定參照文獻[11]。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復測定3 次。

1.3.2 質構特性測定

質構特性測定參照文獻[4]。將干酪樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小塊，在室溫（25±2）℃下平衡30 min后進行質構特性的測定。測定采用兩次壓縮法，具體測定參數為：探頭直徑50 mm，探頭壓縮率24 mm/min，探頭返回速率24 mm/min，壓縮比50%，兩次壓縮間隔時間5 s。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復測定5 次。

1.3.3 拉伸性測定

干酪拉伸性的測定參考文獻[12]并稍作改動：將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小塊，放置在已鋪上濾紙的直徑9 cm的培養皿中，在室溫（25±2）℃下平衡30 min，然后將其放入已預熱到100 ℃的烘箱內，加熱1 h后取出，立即用玻璃棒挑起并向上拉伸，直到干酪斷裂為止，立刻用直尺測量干酪拉伸的長度（精確到0.1 cm），表示干酪的拉伸性。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復測定3 次。

1.3.4 熔化性和油脂析出性測定

干酪的熔化性和油脂析出性的測定用改良的Schreiber法[13]，并稍作改動：將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小塊，放置在已鋪上濾紙的直徑9 cm的培養皿中，在室溫（25±2）℃下平衡30 min，然后將其放入已預熱到100 ℃的烘箱內，加熱1 h后取出，冷卻至室溫。取出濾紙，用筆分別勾勒出干酪樣品的熔化區域（封閉曲線）和油圈區域（封閉曲線），用求積儀分別測定干酪的熔化面積和油圈面積（精確到0.01 cm2），以此表示干酪的熔化性和油脂析出性。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復測定3 次。

1.3.5 流變特性測定

干酪樣品在室溫（25±2） ℃下平衡30 min后置于流變儀平板上，降低探頭至干酪表面，進行動態溫度掃描。具體測定參數為：樣品厚度2 mm，直徑40 mm，應變0.50%（線性黏彈區范圍內），掃描頻率1 Hz，升溫速率3 ℃/min，升溫范圍為20～80 ℃。為了防止測定過程中的水分蒸發，干酪外側涂抹一層低密度的硅油。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復測定3 次。

1.4 數據分析

實驗數據采用Origin 8.0和SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析，結果以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性的比較

表1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性的比較Table1 Comparison of physicochemical properties of natural and processed Mozzarella cheese

由表1可見，天然Mozzarella干酪中蛋白質量分數顯著高于再制Mozzarella干酪（P＜0.05），水分質量分數顯著低于再制Mozzarella干酪（P＜0.05），pH值顯著低于再制Mozzarella干酪（P＜0.05）；天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪中脂肪質量分數因干酪品牌的不同而存在差異，其中米格農場天然Mozzarella干酪、潘帕天然Mozzarella干酪和光明再制Mozzarella干酪中脂肪質量分數顯著高于其他3 種Mozzarella干酪（P＜0.05）。

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性存在差異，主要由于干酪的加工原料和加工工藝不同。天然Mozzarella干酪的加工原料通常是牛乳，經過發酵、凝乳、切割、蒸煮、堆疊、熱燙拉伸、鹽漬、成型等工藝生產制得[14]；再制Mozzarella干酪是以不同成熟度的天然干酪、乳化鹽、含乳或不含乳的添加物、水等為原料，經過持續加熱攪拌生產制得[4]，例如總統再制Mozzarella干酪中添加了黃油、乳蛋白、脫脂復原乳等，多美鮮再制Mozzarella干酪中添加了黃油、牛乳蛋白、脫脂奶粉等，光明再制Mozzarella干酪中添加了奶油、凝乳酶酪蛋白等。水分的加入造成再制Mozzarella干酪中水分質量分數顯著高于天然Mozzarella干酪，同時水分質量分數增加帶來的稀釋效應造成再制Mozzarella干酪中蛋白質和脂肪質量分數降低，這在添加脂肪替代物改善干酪品質的研究中也有類似報道[15]。光明再制Mozzarella干酪中脂肪質量分數與米格農場天然Mozzarella干酪和潘帕天然Mozzarella干酪無顯著性差異，可能是由于奶油等脂肪質量分數高的原料的加入所致。再制干酪加工過程中加入脂肪不僅能夠調節成品干酪中的脂肪質量分數，還能夠使產品具有良好的光澤和口感，改善產品的質地。pH值是天然Mozzarella干酪加工過程中的重要指標[14]，也是影響再制Mozzarella干酪的質構和感官特性的重要指標[16]。研究指出再制干酪的pH值在5.5～6.0，干酪的質構和感官特性最佳[16]，本研究中3 種再制Mozzarella干酪的pH值均在這個范圍內。再制干酪加工過程中乳化鹽的加入改變了干酪體系的pH值[17]，造成再制Mozzarella干酪的pH值顯著高于天然Mozzarella干酪的pH值。

2.2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪功能特性的比較

2.2.1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪質構特性的比較

表2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪質構特性的比較Table2 Comparison of textural properties of natural and processed Mozzarella cheese

質構特性是決定消費者購買干酪的關鍵性指標之一[18]。由表2可見，天然Mozzarella干酪的硬度顯著高于再制Mozzarella干酪的（P＜0.05）；兩類干酪在彈性上無顯著性差異（P＞0.05）；天然Mozzarella干酪的內聚性顯著高于光明再制Mozzarella干酪的（P＜0.05），但是與其他兩種再制Mozzarella干酪相比沒有顯著性差異（P＞0.05）；天然Mozzarella干酪的黏著性和再制Mozzarella干酪的沒有明顯變化規律。

干酪的硬度由干酪中的非脂干物質決定，主要由酪蛋白構建的空間網狀結構體現[19]。天然Mozzarella干酪中蛋白質量分數顯著高于再制Mozzarella干酪，水分質量分數顯著低于再制Mozzarella干酪，造成天然Mozzarella干酪的硬度顯著高于再制Mozzarella干酪。同時，天然Mozzarella干酪中較高的蛋白質量分數使酪蛋白分子間的交聯程度增加，形成了更高的內聚性，光明再制Mozzarella干酪中較高的脂肪質量分數能夠一定程度地打斷酪蛋白之間的交聯，顯著降低干酪的內聚性，這在低脂干酪的研究中也有類似報道[20]。有研究指出與硬質干酪相比，軟質布里干酪具有較高的黏著性歸因于干酪中較高的水分質量分數[21]，但是也有研究認為與全脂干酪相比，具有較高水分質量分數、較低脂肪質量分數的減脂干酪的黏著性會顯著性降低[22-23]。任何影響蛋白質與水或者與其他物質相互作用的因素都會影響干酪的黏著性[24]，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性存在顯著性差異，同時加工條件的不同也會影響干酪中蛋白質與水或者與其他物質間的相互作用；因此不同的干酪黏著性存在差異，但是兩類干酪的黏著性沒有明顯的變化規律。

2.2.2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪拉伸性的比較

圖1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪拉伸性的比較Fig. 1 Comparison of stretchability of natural and processed Mozzarella cheese

由圖1可見，天然Mozzarella干酪的拉伸性顯著高于再制Mozzarella干酪的（P＜0.05），其中艾羅廚房天然Mozzarella干酪的拉伸性顯著高于其他兩種天然Mozzarella干酪的（P＜0.05）。

拉伸性表示干酪經拉伸后，酪蛋白網狀結構保持不斷裂的能力。拉伸性是Mozzarella干酪的重要特性之一，與干酪中酪蛋白膠束間的相互作用及水分、鈣、脂肪含量等因素相關[25-26]。天然Mozzarella干酪中蛋白質量分數比再制Mozzarella干酪高，酪蛋白分子間相互作用較強，對抗拉伸的能力較強；因此天然Mozzarella干酪在拉伸過程中不容易斷裂，拉伸性較高。與其他兩種天然Mozzarella干酪相比，艾羅廚房天然Mozzarella干酪中脂肪質量分數較低，酪蛋白之間的相互作用進一步加強，從而增加干酪的拉伸性。

2.2.3 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪熔化性的比較

圖2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪熔化性的比較Fig. 2 Comparison of meltability of natural and processed Mozzarella cheese

由圖2可見，天然Mozzarella干酪、多美鮮再制Mozzarella干酪的熔化性顯著高于其他兩種再制Mozzarella干酪的（P＜0.05）。

75%的Mozzarella干酪被用作制作比薩的原料，因此熔化性是評價Mozzarella干酪品質的重要指標[27]。干酪的熔化性通常用一定溫度條件下干酪的擴散面積表示，擴散面積越大，干酪的熔化性越好[18]。干酪的熔化性與加熱過程中由于脂肪的熔化導致蛋白質體系被破壞的程度相關，加熱過程中蛋白質之間的相互作用被削弱，蛋白質體系發生移動，干酪開始流動[28]。再制干酪加工過程中在乳化鹽和剪切力的作用下，干酪中的脂肪球變小且更加均勻地分布在酪蛋白網狀結構中[29]，加熱過程中脂肪破壞酪蛋白網狀結構的能力降低，因此再制Mozzarella干酪的熔化性變差。這一現象與低脂Mozzarella干酪中脂肪數量少且分布較松散，造成干酪的熔化性差的現象是類似的[30]。再制干酪的熔化性受到加工過程中多種因素的影響，例如較高的加工溫度[31]、緩慢的冷卻速度[32]都會使制作的干酪中酪蛋白網狀結構更加緊密，降低干酪的熔化性；因此不同的生產原料和加工條件可能是多美鮮再制Mozzarella干酪與其他兩種再制Mozzarella干酪熔化性存在差異的主要原因。

2.2.4 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪油脂析出性的比較

圖3 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪油脂析出性的比較Fig. 3 Comparison of free oil of natural and processed Mozzarella cheese

由圖3可見，天然Mozzarella干酪的油脂析出性顯著高于再制Mozzarella干酪的油脂析出性（P＜0.05），其中潘帕天然Mozzarella干酪和艾羅廚房天然Mozzarella干酪的油脂析出性高于米格農場天然Mozzarella干酪的（P＜0.05），再制Mozzarella干酪中多美鮮再制Mozzarella干酪的油脂析出性最大。

對Mozzarella干酪的油脂析出性進行測定具有重要意義，因為比薩焙烤過程中干酪過度的油脂析出被認為是一個重大的質量缺陷[33]，但是也有研究認為油脂析出不足會導致干酪的熔化性變差、表面被燒焦[34]。干酪發生油脂析出，需要油從崩塌的酪蛋白網狀結構中釋放、合并、并且遷移到干酪的表面。因此，脂肪球的大小及密集程度、脂肪與酪蛋白網狀結構的結合程度都會對Mozzarella干酪的油脂析出性產生影響。如上所述，再制Mozzarella干酪加工過程中在乳化鹽、剪切力等的作用下，脂肪球變小且分布的更加均勻，加熱過程中脂肪球發生合并的傾向變小；因此再制Mozzarella干酪的油脂析出性顯著低于天然Mozzarella干酪的。不同的加工工藝、原料組成是天然Mozzarella干酪間、再制Mozzarella干酪間油脂析出性存在差異的主要原因。

2.2.5 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪流變性的比較

圖4 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪流變性的比較Fig. 4 Comparison of rheological properties of natural and processed Mozzarella cheese

由圖4可見，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的彈性模量、損耗角正切隨溫度的變化趨勢存在顯著差異。其中，天然Mozzarella干酪的彈性模量隨溫度的升高呈現下降趨勢，損耗角正切隨溫度的升高呈現先增加后減少的趨勢，損耗角正切在50～60 ℃時達到1。再制Mozzarella干酪的彈性模量隨溫度的升高呈現先降低后增加的趨勢，損耗角正切呈現先增加后減少的趨勢，但是在實驗溫度范圍內損耗角正切始終低于1。

流變性對于評價干酪的品質具有重要意義。干酪是黏彈性物體，其中彈性模量表征干酪網狀結構的固體特征。20 ℃下，天然Mozzarella干酪的彈性模量高于再制Mozzarella干酪的彈性模量，這與硬度的結果是一致的，說明天然Mozzarella干酪中酪蛋白網狀結構更加緊密。加熱過程中，脂肪球液化、變形，酪蛋白膠束收縮，蛋白質之間的鍵被削弱，造成干酪彈性模量降低[28,35]。再制Mozzarella干酪隨著溫度的繼續升高，彈性模量呈現增加的趨勢，可能是蛋白質之間形成額外作用力造成干酪體系增強，這在之前的研究中也有類似報道[36]。加熱過程中，損耗角正切的增加說明干酪體系發生相轉變，從更富有彈性的體系轉變為更富有黏性的體系。當黏性模量大于彈性模量，或者損耗角正切超過1時，說明干酪開始熔化。損耗角正切越大的干酪，蛋白質之間的鍵越容易被破壞，結構越容易發生重新排列，表現為干酪具有較好的熔化性和流動性[4]。再制Mozzarella干酪加熱過程中脂肪對蛋白質網狀結構的破壞程度低，這與干酪熔化性的結果是一致的，因此再制Mozzarella干酪的熔化性比天然Mozzarella干酪的熔化性差，損耗角正切始終未達到1。

3 結 論

綜上所述，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性和功能特性存在顯著性差異。天然Mozzarella干酪的蛋白質量分數顯著高于再制Mozzarella干酪，水分質量分數和pH值顯著低于再制Mozzarella干酪，脂肪質量分數因干酪品牌的不同存在差異。天然Mozzarella干酪的功能特性優于再制Mozzarella干酪，硬度、拉伸性、熔化性和油脂析出性都顯著高于再制Mozzarella干酪；動態實驗顯示天然Mozzarella干酪的損耗角正切在50～60 ℃時達到1，再制Mozzarella干酪的損耗角正切始終低于1。因此，天然Mozzarella干酪更適宜作為制作比薩、焗飯等需要焙烤食品的原料，再制Mozzarella干酪可以作為干酪切片應用于三明治等不需要焙烤的食品中。