不同加鹽工藝對切達干酪品質的影響

任敏，李志國，閆清泉，劉豪，邊燕飛，宗學醒*

內蒙古蒙牛乳業（集團）股份有限公司（呼和浩特 011500）

干酪是乳業發達的國家主要的乳制品品種，具有極高的營養價值[1-2]。隨著我國人民生活水平以及對優質蛋白質需求的提升，干酪的生產及消費增長是大勢所趨。目前我國人均干酪年消費量為0.01 kg，具有極大的提升空間。切達干酪作為全球貿易量排名前三的干酪之一，口感比其他品類干酪柔和，這是其成為世界上購買與消費最多的一種奶酪的主要原因[3]。切達干酪生產過程中，加鹽（NaCl）是重要的步驟之一[4]。鹽的主要作用是通過影響干酪水分活度進而到防腐的作用[5]，除此之外，還具有以下幾點重要功能：第一，加鹽能夠直接賦予產品咸味[6]；第二，加鹽能夠降低發酵劑菌種的活力以及成熟期細菌的作用；第三，加鹽引起副酪蛋白上的鈉和鈣交換，使得干酪組織變得更加光滑，還能加快乳清排出[7]。如圖1所示，加鹽影響了干酪的物質組成、蛋白水合和pH，降低了水分活度，從而控制微生物的生長、酶活性以及成熟過程中發生的生物化學變化（例如糖酵解、蛋白質水解、脂肪分解和酪蛋白水合），進而影響干酪的品質特性[8-10]。加鹽對切達干酪的影響取決于加鹽方式、鹽含量、干酪種類以及干酪中微生物的耐鹽能力和成熟條件的差異[11]。切達干酪生產過程中主要有2種不同的加鹽方式：一是干鹽法，就是將鹽撒拌到磨碎的凝塊中；二是濕鹽法，即通過將成型干酪整體浸入鹽水溶液中進行鹽化[6]。

圖1 加鹽對切達干酪的影響[11]

綜述以切達干酪為例，通過闡述干鹽法和濕鹽法的不同鹽攝取機制及其影響鹽吸收的因素，比較兩者對切達干酪品質、pH以及微生物代謝等方面的差異，為準確把握切達干酪的風味、質地以及微生物活力提供理論依據。

1 干鹽法和濕鹽法的作用機理及其影響因素

1.1 干酪加工過程中鹽的攝取機制

干鹽施加到磨碎的凝塊上，鹽在凝塊表面的水分中溶解并形成一薄層濃縮鹽溶液，凝塊表面和顆粒內部之間的濃度梯度產生滲透壓為鹽擴散提供了動力。

濕鹽法是將成型干酪浸入鹽水中，由于鹽水和干酪水分之間的滲透壓差異，Na+和Cl-從鹽水中移動到干酪中，干酪中的水分從干酪基質擴散出來，建立滲透平衡。鹽在干酪水分中的擴散速度遠低于在純水當中，這是由于干酪的結構和乳清中溶解的溶質存在導致的。

1.2 影響干鹽法干酪攝取鹽分的因素

影響干鹽法干酪攝取鹽分的因素如圖2所示，凝塊大小、酸度、可溶性鈣與不可溶性鈣比例及鈣含量都能直接或間接影響鹽的吸收，加鹽后凝塊含鹽量與水分含量呈現動態平衡。溫度是影響干鹽攝取的重要因素，與濕鹽法不同，切達碎凝塊的溫度從24 ℃升高至41 ℃，會導致壓榨期間凝塊中鹽損失的百分比略微增加。此外，酸度也是重要影響因素之一，在低酸度下干鹽法切達干酪保留了更多的鹽。這可能是由于在較高的pH下酪蛋白與水分更緊密地結合導致的。酪蛋白較高的水合能力有利于減少乳清排放，減少鹽損失。

1.3 影響濕鹽法干酪攝取鹽分的因素

影響濕鹽法干酪鹽攝取的因素主要有4個方面：1）鹽水濃度：干酪的鹽攝取速率隨著鹽水濃度的增加而降低。但吸收的鹽在整個干酪塊中的擴散速率與鹽水濃度無關，這反映了干酪水分中NaCl擴散系數的恒定性[6]。2）鹽漬時間：干酪吸收的鹽量隨著鹽漬時間的延長而增加，但鹽吸收速率隨著鹽漬時間延長而降低[14]。3）鹽水溫度：當鹽水溫度從4 ℃升至25 ℃時，吸收的鹽量增加30%～50%，這還取決于干酪的成分和尺寸。4）干酪大小和形狀：對于在相同條件下相同成分和體積的干酪，單位表面積的鹽吸收率為矩形＞圓柱形＞球形[15]。

圖2 影響干鹽法切達干酪中鹽吸收的因素[12-13]

2 不同加鹽方式對切達干酪品質的影響

不同的加鹽方式主要對切達干酪的水分、pH、質地、風味以及微生物代謝產生影響。其中，對切達干酪水分、pH以及質地的影響，大多在制作過程中發生，而對切達干酪中微生物的代謝以及風味相關的影響則表現在成熟期。

2.1 不同加鹽方式對切達干酪中水分含量的影響

一般來說，對于任何特定的干酪，隨著鹽含量的增加，在相同條件下由相同乳制成的干酪水分含量降低[16]。對于濕鹽法來說，這是一種暫時的情況，因為在成熟過程中，干酪中水分和鹽含量往往會在濃度梯度的驅動下平衡。而對于干鹽法切達干酪來說，在鹽分布不均勻的情況下，有限的驅動力會使得整個干酪中鹽和水分出現不平衡，導致干酪在成熟時不同區域產生顯著不同的感官特性[6]。Hickey等[17]研究了干鹽法和濕鹽法切達干酪水分含量的差異。結果表明，干鹽法切達干酪中的水分含量顯著低于濕鹽法干酪，前者的水分含量均低于40%。Sutherland等[12]認為干鹽法干酪由于乳清和鹽的損失使鹽攝入量降低，進而導致干酪水分降低。

2.2 不同加鹽方式對切達干酪pH的影響

切達干酪的pH在很大程度上取決于乳酸與緩沖能力的比率，后者主要由酪蛋白和膠體磷酸鈣控制。乳酸的形成隨著S/M水平的增加而減慢或停止，pH達到最終水平。對于干鹽法切達干酪來說，直接添加干鹽防止pH進一步的變化。這是由于凝塊顆粒的尺寸較小，鹽擴散快速完成，乳酸的產生也相應停止。

與干鹽法相比，濕鹽法對切達干酪內部區域的pH幾乎沒有影響。這是由于模制干酪相對較大，鹽在干酪塊中的擴散很慢。因此，濕鹽法干酪中較低的鹽含量幾乎允許所有可以利用乳糖的初始微生物繼續發酵，留下很少的可發酵碳水化合物來支持非發酵劑乳酸菌（NSLAB）的生長，因此產生了成熟過程的差異和不同的風味特征。相比之下，鹽漬干酪的最外層區域，其高鹽含量可抑制發酵劑微生物，且具有較高的pH[11]。

2.3 不同加鹽方式對切達干酪質地的影響

相較于加鹽方式，鹽含量水平的高低更能導致切達干酪質地的不同[18]，例如：彈性、斷裂性、黏合性和堅固性及流變學性質[19]。研究表明，鹽含量在0.14%～12%范圍內增加會使得S/M增加，導致干酪的堅硬度、斷裂應力和感官硬度增加[20]。Ayyash等[21]研究鹽含量對部分脫脂切達干酪質地影響的結果表明，隨著鹽含量增加，干酪的硬度及斷裂性均增加。

2.4 不同加鹽方式對切達干酪中微生物的影響

2.4.1 不同加鹽方式對切達干酪中微生物乳糖代謝的影響

奶酪水分中的鹽濃度（S/M）對奶酪中微生物的生長有重要影響[22]。在干鹽法制作的切達干酪中，NaCl的濃度在整個干酪中迅速達到抑制水平，發酵劑菌株停止生長，但乳糖的代謝仍在繼續，除非S/M的水平超過約5%。若S/M水平較低，則會導致大量發酵劑菌株存活，可能導致干酪產生苦味。而濕鹽法切達干酪，鹽分長時間緩慢滲透，在S/M水平達到抑制濃度之前，發酵劑菌種仍然有充足的時間幾乎完全發酵乳糖，直到乳糖全部消耗或低pH而使得發酵劑菌種停止生長[6]。

對于大多數干酪品種，除新鮮干酪外，乳糖在成熟的早期階段完全代謝。但干酪中的鹽含量在確定乳糖代謝率和成熟干酪中生長的起始細菌和非起始細菌數量之間的平衡及其對切達干酪感官特性方面的影響具有重要作用[11]。

2.4.2 不同加鹽方式對切達干酪中微生物蛋白質代謝的影響

蛋白質降解很大程度影響著切達干酪的質量、組織狀態和風味。引起蛋白降解的酶系統包括凝乳酶、微生物產生的酶及胞質素（纖維蛋白溶酶的一種）。研究表明，細胞裂解有助于胞內酶（例如蛋白酶、肽酶、酯酶和脂肪酶）的釋放，進而影響干酪成熟過程中游離氨基酸的水平[23]。Hickey等[17]研究結果表明，與濕鹽法切達干酪相比，干鹽法切達干酪具有更低的瑞士乳桿菌平均活菌數及更高酶活。此外，干鹽法干酪還顯示出更高含量的氨基酸水平（p＜0.05），例如天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、甘氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、賴氨酸和精氨酸等，這意味著干鹽法干酪在風味發展方面存在更多的可能性[24]。Sheehan等[25]認為兩種加鹽方式產生的這種差異可能是由于干鹽法干酪在入模壓榨之前鹽漬凝乳碎片表面上形成過飽和鹽水，并在干酪塊內將鹽分布均勻。而濕鹽法干酪中的鹽分從表面向內緩慢遷移延遲達到平衡，延緩了對發酵劑菌株的抑制作用。

2.5 不同加鹽方式對切達干酪風味的影響

一般來說，每種干酪的含鹽量和S/M水平應處在最佳范圍，低于此水平，通常會看到一些其他細菌的生長或不受調節的酶活引起干酪缺陷，例如切達干酪中的苦味就與低S/M水平導致過多的初級蛋白水解有關。在鹽濃度高于最佳范圍時，主要是由于初級發酵和成熟過程受到抑制，或是由于對干酪成分的直接影響，例如，因水分流失而造成干酪質地過硬[11]。此外，鹽通過對干酪中微生物和酶活性的控制作用進而影響乳糖代謝，干酪的pH、脂肪和酪蛋白的降解，以及肽、游離氨基酸和游離脂肪酸等風味化合物的形成，主要包括酸、醇、脂、內酯、醛、酮、酚、醚等多類有機化合物。一般引起咸味的是生產后期加入的NaCl，NaCl濃度的升高和pH的降低可提高干酪的咸味[26]。而在低鹽水平下，酸的產生會使乳酸菌大量生長，進一步激發酶活性的釋放，會使干酪產生苦味。

3 結語與討論

綜述了兩種不同加鹽方式的對切達干酪的理化性質、質地及風味等方面的影響。干鹽法操作占地面積較小，鹽的攝取速度較快，產品快速攝入鹽分可迅速抑制微生物活力，促進細胞裂解及胞內酶的釋放，控制產品風味方向，但干鹽法操作乳清的更多流失導致干酪得率降低。濕鹽法操作的鹽分緩慢均勻分布于干酪凝塊，但需要較大腌漬空間，較長鹽漬時間。在實際生產中，無論采用哪種加鹽方式，科學應用攝鹽機理，合理控制鹽化影響因素，從而設計制備出高品質的干酪產品。近些年來，全球奶酪消費量不斷升高，許多人開始擔心食用奶酪對于鈉鹽攝入的影響。當攝入過量的鈉時，通常認為會增加Ⅱ型糖尿病、心血管疾病以及高血壓的發病率。目前，許多研究正圍繞著低鹽切達干酪展開[27]。Lu等[16]通過改變加鹽方式以及氯化鉀部分替代氯化鈉的方法進行低鹽切達干酪的研究。因此，精準把握不同加鹽工藝的攝鹽機制以及對切達干酪品質的影響，為下一步低鹽切達干酪等新產品的開發提供理論支持。