黃秋葵果膠低脂抹茶干酪的研制

裴淑芳，高 盼，孟榮偉，高明亮，郭 強，馬 玲

（山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801）

低脂干酪是牛奶經部分脫脂處理后發酵凝乳形成的奶制品，其脂肪含量低于全脂干酪，其他營養成分與全脂干酪完全相同，含有豐富的蛋白質、維生素和礦物質等，可以避免脂肪攝入量過高導致的肥胖癥、動脈硬化、高血壓以及某些癌癥，降低患心腦血管疾病的風險，符合現代消費者追求低脂健康飲食的趨勢[1]。

脂肪對食品的風味、口感、質地等感官特性均有著重要的影響，直接降低脂肪的含量，會導致干酪口感變差、風味降低[2]。黃秋葵果膠是一種新型、天然的脂肪替代物，能產生脂肪的潤滑感，且熱量低，具有良好的乳化穩定、增稠、凝膠等作用[3]。Romanchik-Cerpovicz等[4]研究發現，將黃秋葵膠添加至冷凍甜點中可以降低產品的融化速度，這表明黃秋葵膠可以充當脂肪替代物應用在食品中。周小敏等[5]在研究黃秋葵果膠理化性質影響的試驗中發現，黃秋葵果膠屬于高甲氧基果膠。通常將高甲氧基果膠和低甲氧基果膠復配使用。劉賀[6]以復配果膠（高甲氧基果膠∶低甲氧基果膠=1∶2）充當脂肪替代物，改善了低脂蛋黃醬的感官品質。因而以黃秋葵果膠與低甲氧基果膠以質量比1∶2的比例復配后充當脂肪替代物可以彌補低脂帶來的產品缺陷。抹茶是將茶樹鮮葉殺青、干燥后經過研磨加工而成的超微細粉狀產物，具有穩定性和表面吸附性，可應用于各類日用品和食品中[7]。由于原料奶脫去部分脂肪后會導致干酪水分增加，質構變差，風味下降[8]，因此本試驗將黃秋葵果膠復配后加入到低脂原料奶中，以彌補低脂干酪口感硬、黏度大的缺點，使低脂干酪盡可能達到全脂干酪的口感。同時加入抹茶粉以改善低脂干酪風味差的缺點，賦予產品鮮綠的色澤和清新的風味。通過研究不同抹茶添加量、果膠添加量、凝乳酶添加量和凝乳時間對凝乳品質的影響，采用正交試驗確定最佳生產工藝配方，為拓寬低脂干酪生產提供技術參數，為消費者提供一種營養健康的新型奶制休閑食品。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

生鮮牛乳，市售；新鮮黃秋葵果實，市售；凝乳酶（酶活力15 000 U/g），丹尼斯克有限公司產品；食鹽（食品級），市售；無水乙醇（分析純），天津市風船化學試劑科技有限公司產品；低甲氧基果膠（食品級），浙江匯泉生物科技有限公司產品；抹茶粉，余姚綠谷工坊食品有限公司產品。

菌種：嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（山西農業大學食品科學與工程學院畜產品加工實驗室保存）。

1.1.2 儀器與設備

Scout SE-SE602F型電子天平，奧豪斯儀器（常州）有限公司；FW200A型高速萬能粉碎機，北京科偉永興儀器有限公司；HH-S4型電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；101-2-13S型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫療器械廠；FE28型pH計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；SP-XC-ZK01型臺式真空包裝機，晉中佳通機電科技有限公司；UV-1100型可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；LD5-2B低速離心機，北京雷勃爾醫療器械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黃秋葵果膠制備方法

1.2.1.1 工藝流程

黃秋葵嫩果→清洗、去蒂剪成小節、晾干→磨粉→酸水熱提→提取液離心、取上清液→95%乙醇醇沉→離心取沉淀→67%乙醇洗滌沉淀

1.2.1.2 操作要點

參考劉生等[9]的酸水熱提法，將切成小節的嫩果于熱風干燥箱中（70℃）烘干至恒重，磨粉備用。稱取2 g干秋葵粉于40 mL pH 3的檸檬酸水溶液中攪拌，70℃水浴熱提1 h、離心（4 000 r/min，20 min）取上清液；加入等體積95%乙醇，室溫下醇沉2 h，離心（4 000 r/min，20 min）取沉淀；用67%乙醇溶液充分洗滌后，即得到濕果膠，倒入恒質量空皿，于鼓風干燥箱恒溫60℃烘干，樣品達到恒質量時即為成品[10]，將成品與低甲氧基果膠質量比1∶2復配后使用。

1.2.2 黃秋葵果膠低脂抹茶干酪（以下簡稱低脂干酪）制備方法

1.2.2.1 工藝流程

新鮮原料乳離心→50%低脂乳→升溫→均質（加入果膠和抹茶粉）→巴氏殺菌→冷卻→發酵→凝乳→切割→排乳清→堆釀→鹽水熱燙→壓榨→真空包裝→成品

1.2.2.2 操作要點

首先將牛乳離心處理（4 000 r/min，20 min），將乳清與稀奶油分離，再按照原料乳的脂肪含量比例（原料乳脂肪含量為3.84%）將稀奶油添加到乳清中均質處理，制得脂肪含量為1.92%低脂乳。將低脂乳升溫至50℃，加入果膠和抹茶粉均質處理[11]，巴氏殺菌后冷卻至40℃，再升溫至43℃，接入0.5%乳酸菌（嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌1∶1），用玻璃棒勻速攪拌均勻，保持0.5 h后加入0.3%的凝乳酶，凝乳0.5 h后，將乳塊切為約2 cm3均勻大小的方塊，待乳清析出排除乳清后，將凝塊于10%鹽水（93℃）中熱燙后捏形狀，冷卻干燥后真空包裝，放置24 h后即得黃秋葵果膠低脂抹茶干酪。

1.2.3 凝乳效果評價

1.2.3.1 凝乳得率

凝乳得率是評價干酪品質的重要指標，為凝塊壓榨后的質量與原料乳及其他添加物質量總量的比值[12]。

凝乳得率（%）=凝塊質量（/原料乳質量+添加劑質量+脂肪替代物質量）×100

1.2.3.2 乳清OD值

參考吳檳等[13]的方法，使用分光光度計于波長500 nm處測定析出乳清的OD值。

1.2.3.3 pH值

取1 g干酪加入10 mL蒸餾水，于研缽中磨成漿狀，用pH計測定。

1.2.3.4 感官評定

將干酪從冰箱取出，常溫下放置1 h后，切成1 cm3左右的小塊。邀請10名人員組成評定小組按評分規則對樣品進行評分[14]。感官評分標準見表1，滿分10分，其中組織狀態占40%，滋味及氣味、外觀色澤各占30%。

表1 黃秋葵果膠低脂抹茶干酪感官評定標準Table 1 Sensory evaluation criteria of low fat cheesewith okra pectin and matcha

1.2.4 單因素試驗設計

分別以果膠添加量、抹茶添加量、凝乳酶添加量和凝乳時間為變量進行單因素試驗，依據凝乳得率、乳清OD值、pH和感官評價對發酵初干酪的品質進行評價。

1.2.4.1 果膠添加量

基于預試驗，在抹茶添加量（相對于生牛乳，其他同）為0.8%、凝乳酶添加量為0.4%、凝乳時間為25 min條件下，考察果膠添加量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%時干酪品質。

1.2.4.2 抹茶粉添加量

基于預試驗，在果膠添加量為0.01%、凝乳酶添加量為0.4%、凝乳時間為25 min條件下，考察抹茶粉添加量分別為0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%時干酪品質。

1.2.4.3 凝乳酶添加量

基于預試驗，在果膠添加量為0.01%、抹茶添加量為0.8%、凝乳時間為25 min條件下，考察凝乳酶添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%時干酪品質。

1.2.4.4 凝乳時間

基于預試驗，在果膠添加量為0.01%、抹茶添加量為0.8%、凝乳酶添加量為0.4%條件下，考察凝乳時間分別為20、25、30、35、40 min時干酪品質。

1.2.5 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，以抹茶粉添加量（A）、果膠添加量（B）、凝乳酶添加量（C）、凝乳時間（D）4個因素各3個水平，進行L9(34)正交試驗確定最優配比。正交因素水平如表2所示。

表2 低脂干酪正交試驗因素水平表Table 2 Factor level table of orthogonal test for low fat cheese

1.2.6 數據處理

采用Microsoft Excel2010軟件進行后續數據處理。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 果膠添加量

由表3可知，隨著果膠添加量的增加，乳清OD值緩慢增大，從2.162增加到2.294，變化幅度較小。同時，pH也隨著果膠添加量的增加而增大，可能是由于果膠添加影響了乳酸菌的發酵活性。凝乳得率隨果膠添加而下降，這是由于過量的果膠阻礙了酪蛋白膠束的聚集。果膠添加量為0.04%和0.05%時，感官評分顯著降低，凝乳效果差，組織狀態粗糙，破碎，不成形。因而在正交試驗中果膠添加量設定為0.01%、0.02%、0.03%。

2.1.2 抹茶粉添加量

由表4可知，隨抹茶粉添加量增加，pH增大，可能是由于抹茶添加后對凝塊中乳酸菌的發酵有抑制作用。乳清OD值也隨著抹茶粉添加量的增加而增大，從2.148增加到2.951，可能是總固形物含量增加所致。凝乳得率隨抹茶粉添加量的增加呈先升高后降低的趨勢，這是因為隨著抹茶粉的增加，凝塊的持水力變大，從而增加了凝塊中水分含量，進而提升了凝乳得率，而添加量過大時，會導致凝乳強度過低，切割后大量蛋白流失，從而降低凝乳得率[11]。當抹茶粉添加量為1.2%和1.4%時，凝乳得率較低，且感官評分不佳，組織粗糙，破碎，可塑性差。因而在正交試驗中設定抹茶粉添加量為0.6%、0.8%、1.0%。

表4 不同抹茶粉添加量對低脂干酪品質的影響Table4 Effect of matcha addition on the quality of low fat cheese

2.1.3 凝乳酶添加量

由表5可知，隨著凝乳酶添加量的增加，乳清OD值減小，凝乳得率和pH增大。添加量為0.1%時，凝塊質地軟，強度低，易碎，后期切割中蛋白和脂肪隨乳清析出，使干酪得率降低[15]。添加量為0.5%時，過量的酶滯留在干酪中，過度水解蛋白導致干酪產生不良風味，影響感官評分。因而在正交試驗中設定凝乳酶添加量為0.2%、0.3%、0.4%。

表5 不同凝乳酶添加量對低脂干酪品質的影響Table 5 Effect of rennet addition on the quality of low fat cheese

2.1.4 凝乳時間

由表6可知，隨著凝乳時間的延長，乳清OD值變化較小，從2.258到2.280。pH下降是由于產生大量乳酸所致。乳酸又促使凝乳酶活性增加，加速了酪蛋白膠團的形成，凝乳得率先增加后下降是因為隨著時間的增長，使膠束中磷酸鈣的溶解作用增加，降低了酪蛋白膠團表面的靜電荷，使膠團間靜電斥力下降，得率下降[16]。凝乳20 min時，因時間過短，凝乳酶未充分發揮活性，凝乳不充分，質地稀軟，易碎；凝乳40 min時，時間過長，大量乳清析出，硬度變大，彈性變差。因而在正交試驗中設定凝乳時間為25、30、35min。

表6 不同凝乳時間對低脂干酪品質的影響Table6 Effect of curdling time on the quality of low fat cheese

2.2 正交試驗確定低脂干酪最佳工藝結果分析

由表7可知，通過分析極差R可知，各因素影響凝乳得率大小順序為：果膠添加量＞抹茶粉添加量＞凝乳時間＞凝乳酶添加量，從Kˉ值分析得到最佳的工藝組合為：A2B1C3D1，而9組組合中凝乳得率最高的為第4組，即A2B1C2D3，經過對比試驗（表8）得到A2B1C3D1組合的凝乳得率高于A2B1C2D3。而各因素影響感官評分的大小順序為：果膠添加量＞凝乳酶添加量＞凝乳時間＞抹茶粉添加量，從Kˉ′值分析得到最佳的工藝組合為A2B1C1D2，而9組組合中感官評分最高的為第1組，即A1B1C1D1，由表8對比試驗得到A2B1C1D2評分高于A1B1C1D1。綜合考慮得率的最優組合A2B1C3D1和感官評分的最優組合A2B1C1D2，側重考慮凝乳得率指標，且兩組感官評分較為接近，故得出黃秋葵果膠低脂茶味干酪的最佳工藝為A2B1C3D1，即抹茶粉添加量0.8%，果膠添加量0.01%，凝乳酶添加量0.4%，凝乳時間25 min。

表7 正交試驗結果Table7 Analysisof orthogonal test results

表8 對比試驗結果Table8 Comparison of test results

2.3 產品評價

在最佳工藝下發酵的黃秋葵果膠低脂抹茶干酪凝乳得率為12.64%，乳清OD值為2.253，pH為6.21，感官評價為7.89分，組織狀態柔軟，質地均勻，軟硬適中，具有干酪香味和抹茶特有風味，因降低脂肪帶來的缺陷得到明顯地改善，感官接近于全脂干酪。

3 結論

本試驗通過單因素試驗和正交試驗得到黃秋葵果膠低脂抹茶干酪的最佳工藝配方為：抹茶粉添加量0.8%，果膠添加量0.01%，凝乳酶添加量0.4%，凝乳時間25 min。生產的產品濃縮了牛奶中的蛋白、維生素等多種營養物質，且低脂不會導致脂肪的過度攝入，干酪中添加了黃秋葵果膠和抹茶粉后，不僅擁有了全脂干酪細膩潤滑的口感，而且在色澤和風味上也有了明顯的改良，可以說黃秋葵果膠低脂抹茶干酪具有一定的健康價值，是一款適合我國人民營養物質需求的新型美味食品。