黃 麗,李 玲,曾慶坤
1 中國農業科學院廣西水牛研究所,廣西南寧 530001
2 廣西壯族自治區水牛乳質量與安全控制技術工程研究中心,廣西南寧 530001
3 廣西水牛乳工程技術研究中心,廣西南寧 530001
乳餅是一種云南傳統乳制品,也被譽為中國式干酪,其營養價值和口味可比肩國外著名的馬蘇里拉干酪。目前國內市場上的干酪多為國外進口,價格昂貴且口感不被國人接受,乳餅如能進行工業化大批量生產,則有望打破國內對進口干酪的依賴。目前乳餅的生產以手工作坊式居多,可實現小批量生產,但存在諸多問題。首先,多項生產步驟依賴人為經驗進行判斷,屬于非標準化生產,工藝可控性差,成品在營養成分、外觀、質構等品質指標上不穩定,無法形成產業化,制約了乳餅的推廣。其次,傳統工藝中乳餅制作最關鍵的凝乳劑為乳清下腳料自然發酵而成或植物浸泡液蛋白酶,前者菌相復雜存在衛生質量安全問題,后者浸泡液制作復雜且酶活力差異大,易使成品質量參差不齊。第三,傳統乳餅以單一牛乳或羊乳為原料,口味單調,無法滿足消費者多樣化需求。因此,工藝可控、質量穩定、品種多樣是乳餅推向市場亟需解決的技術難題。目前,云南政府部門和科研機構也重視對乳餅的開發推廣,在工藝改進、凝乳劑開發、設備研發、新型產品研制等科研領域均有成效;在產業化方面,當地企業開始進行乳餅標準化生產。本文對公開科研文獻及專利中對乳餅加工工藝和影響產品品質的因素進行總結,以為其在產業化生產中提供參考。
乳餅是路南撒尼族地區的一種傳統名特乳制品,為加熱酸凝鮮干酪,常為方塊狀,口感細膩,松軟光滑,乳香濃厚[1];富含乳酪蛋白、乳清蛋白、必需氨基酸、脂溶性維生素、礦物質、脂肪等多種營養成分,且酪蛋白膠粒較小,利于人體消化吸收[2]。乳餅加工是一個微生物自然發酵過程,鮮乳加熱微沸后添加前次生產留下的酸乳清,待出現絮凝后過濾除去酸乳清,壓制成餅狀或塊狀即成[3]。
為了標準化生產傳統乳餅,并豐富其產品種類和風味,科研工作者一直致力于對傳統工藝進行改進,研發出多種有別于傳統的新工藝及新產品,現將公開文獻及專利中乳餅加工工藝技術流程進行整合,展示如下(圖1),并對其中工藝的關鍵參數匯總如下,因數據來源于多個研究,因此多個參數為區間值而非具體數值。

圖1 乳餅加工工藝匯總流程圖
①鮮乳:優質鮮牛(羊)乳,酸度在12 °T[4,5],水牛乳在21 °T左右[6]。
③80~95 ℃加熱:直接煮到微沸(80~95 ℃),利于凝乳[6~9]。
④巴氏殺菌(62~65 ℃,30 min):此殺菌條件能保留鮮乳營養成分[1,10,11]。
⑥均質:因水牛乳脂肪球粒徑較大,以水牛乳為原料時需在6~8 MPa條件下進行均質處理,使大分子脂肪顆粒變小[11]。
⑦加防褐劑:用食品添加劑焦硫酸鹽或亞硫酸氫鈉與檸檬酸按質量比3:1~5:1混合均勻,配成1%~3%水溶液防褐劑,稀釋1~3 倍,按鮮乳質量的9%~15%添加[8]。
⑩加凝乳劑:冷卻至30~32 ℃后添加凝乳劑并攪拌均勻。包括傳統乳清酸水[12,13],檸檬酸液體[14],新型復合發酵劑如50%乳酸+1.5%浸泡液+1.5%青羊參凝乳劑[10],貫筋藤凝乳酶[11],直投式發酵劑[15]。
?升溫70~80 ℃排乳清:用刀將達到適當硬度的凝塊切割成長寬為2 cm×2 cm的小塊,升溫5 ℃/min左右,使酪蛋白凝塊受熱收縮,有利于增加乳餅的質地和排出乳清,增加凝塊彈性[5]。
?降溫:冷卻至40~50 ℃,添加酶制劑或普洱茶粉[11,14]。
?加氯化鈣:添加量0.02%~0.05%氯化鈣,增加鈣離子含量[16]。
?加發酵劑、中藥、果汁:發酵劑一般為乳酸菌,添加量為0.1%~0.5 %[16];中藥包括山海螺、黨參、屬地和黃芪等,添加量3%~15%[16];果汁包括蔓越莓果醋汁、枸杞汁、烏梅汁、刺梨果醋汁、木瓜汁,添加量8%~10 %[17,18]。
?模具或紗布成型:棄去乳清后,凝塊要趁熱包裹、壓榨,否則溫度過低,切開后乳餅內有氣孔,易破碎,影響感官品質。包裹過程中用手輕輕擠壓,再用紗布包好[19]。
?高溫高壓殺菌:制備常溫保藏的乳餅需進行此步驟,置于高壓滅菌鍋中,加壓加熱至0.1 MPa 121 ℃下保持20~30 min,保質期可達6 個月[8]。
在乳餅生產過程中,鮮乳的加熱溫度高于80 ℃,極易出現“糊鍋”現象,尤以蛋白質含量高的水牛乳或羊乳為甚,需進行稀釋處理。李昌盛等[7]研究表明,增大羊乳稀釋比例則降低乳餅校正出品率,但對其感官品質無顯著影響(P<0.05)。在實際生產中,當鮮乳稀釋比例過大時,鮮乳的體積增大,不利于凝乳且對飲用水造成浪費,因此,建議以羊乳或水牛乳為原料稀釋2 倍為宜。
凝乳是最重要的工藝,可顯著影響乳餅成品品質。根據酪蛋白膠束穩定性破壞的原理,可分為酸凝、酶凝和酸酶共促3 種凝乳方法。其中應用最多是酸酶共促的方法,其利用外源酸性物質使得酪蛋白膠束隨著體系pH值的下降而解離以及乳表面κ-酪蛋白被蛋白酶水解釋放酪蛋白巨肽,使蛋白重新形成凝膠[10]。趙瓊等[11]利用貫筋藤凝乳酶輔助醋酸凝結法進行水牛乳乳餅的制備,較傳統法其感官質量和成品率均獲得改善,且實驗證實乳餅中含有抗氧化活性較好的2,2′-聯氮-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)、2,2-聯苯基-1-苦基肼基(DPPH)自由基清除和還原能力的乳蛋白肽。因此,研發符合標準化生產的凝乳方式和凝乳劑方式是實現乳餅產業化生產和獲得高品質產品的重要手段。
適宜的凝乳溫度對乳餅加工和品質均有重要影響,包括乳蛋白的變性程度和保水性能、凝乳劑活力、產品成品率和感官風味等。在乳餅的傳統制作工藝中,鮮乳凝乳時保持微沸,即溫度高于95 ℃,屬于高溫凝乳。由于傳統工藝中的酸乳清經過長期自然發酵,含有非常復雜的微生物及利于凝乳的代謝產物(如酶類),在酸度不變時,凝乳溫度越高和加酸量越大,產品出品率越高,但高溫迫使產品易出現質地粗糙、褐變、營養成分流失等傳統乳餅常見的質量問題[9]。
研究發現,不同種類鮮乳因其組分含量不同,所需的凝乳溫度也不同。李昌盛等[7]對以羊乳為原料采用傳統工藝制備乳餅時發現,提高凝乳溫度能充分加熱氧化乳中脂肪,從而產生乳餅特有的香味,加熱溫度為85 ℃時,乳餅感官質量好且校正出品率最高;同時在傳統羊乳餅工藝中添加白砂糖制作新型加糖乳餅,發現高溫更易發生美拉德反應和蛋白變性從而產生異味,宜采用80 ℃凝乳[20],與新型果蔬羊乳餅的凝乳溫度相似[21]。而以荷斯坦牛乳為原料制備乳餅,凝乳溫度以85 ℃為宜,此時感官和成品率最理想,溫度過低則凝乳過小難排乳清致使酪蛋白未能完全凝結,造成成品率低且乳餅質地和彈性差;溫度過高則酪蛋白變性過劇,絡合水分過少很難形成大凝塊,易褐變,產品整體品質不佳[19]。以水牛乳為原料制備乳餅,最適凝乳溫度為80 ℃,此時乳餅的成品率和感官最好,溫度75 ℃時乳清蛋白變性后與酪蛋白同時凝固,可提高出品率和獲得優異的烹飪性能,超過85 ℃則使得乳糖和蛋白質發生褐變,降低產品風味[5]。
綜上,傳統羊乳、荷斯坦牛乳和水牛乳乳餅的最佳凝乳溫度為85 ℃,新型加糖和果蔬羊乳乳餅的最佳凝乳溫度為80 ℃,所產出乳餅感官質量優,營養價值高。
云南傳統手工式作坊中制備的乳餅屬加熱酸酶凝干酪,其中酸凝的作用更顯著,即利用外源添加酸水將鮮乳pH降至乳蛋白等電點4.6時形成凝塊,適宜的pH顯著影響乳餅的出品率和品質。pH高于4.6時,凝乳不充分,所產乳餅的組織狀態較松散。pH過低時凝乳速度過快,可引起諸多質量問題,如鮮乳中的脂肪和蛋白質未被酪蛋白形成的網狀結構所包裹,降低乳餅的出品率;酸水中部分酸味物質和微生物殘留在乳餅中,使乳餅口感偏酸且保質期短;乳餅質構緊實偏硬等。而利用傳統工藝制作新型加糖羊乳乳餅,由于外源加入白砂糖,改變了乳餅的糖酸比,李昌盛等[7]研究表明,糖乳餅的最佳pH宜為4.5。陶亮等[19]對乳餅傳統加工工藝進行優化,摸索乳餅標準化生產工藝參數,采用新型凝乳劑貫筋藤蛋白酶進行酶凝,同時通過外源添加檸檬酸優化凝乳pH,發現乳餅的成品率和感官評分曲線隨檬酸的不斷增加呈先上升后下降的的趨勢。因此,凝乳pH對乳餅傳統加工工藝和具有產業化前景的優化改進工藝均有重要影響。
傳統乳餅是一種典型的酸熱輔助酶凝干酪,即將自然發酵的酸乳清或食用醋添加到煮沸鮮乳中,并輔助添加植物性蛋白酶劑凝結成塊再壓榨成型。其中酸乳清中微生物和酶系組成復雜,極易導致產品污染和質量不穩定等問題,而植物凝乳劑(當地特色植物青羊參和貫筋藤等)浸泡配制工藝依靠經驗,活力差異較大,均難以達到工業化標準生產的要求,因此,制備符合標準化生產的新型乳餅凝乳劑具有重要的應用前景。
有學者以貫筋藤蛋白酶為基礎開發一種新型凝乳劑,優化工藝后提高了乳餅中游離氨基酸、游離脂肪酸、脂溶性維生素含量,對乳餅良好風味形成具有積極的促進作用[5]。穆碩等[10]從青羊參提取溫度、液料比及提取液種類入手優化提取條件,與傳統加工方法制得的乳餅相比,蛋白質回收率、脂肪回收率和乳餅出品率均顯著提升。李衛娟[22]以食品添加劑復配而成新型凝乳劑、天然植物經溫水浸泡提取的植物凝乳劑以及傳統酸水標準化工藝制得酸凝劑分別加工羊乳乳餅,3 種乳餅品相和質構佳且含有豐富的必需氨基酸、風味氨基酸、不飽和脂肪酸。虎硯穎等[9]研發商業型直投式益生元和乳酸菌(保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌)組成人工發酵劑,結合外源添加氯化鈣和酸水,與白醋凝乳劑及傳統自然發酵酸乳清制備的乳餅相比,凝乳效果及組織狀態均更優,提高了工藝的可操作性和穩定性。云南農業大學黃艾祥等[15]從酸乳清中分離得到嗜酸乳桿菌和羅伊氏乳桿菌,與保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌復配形成具有良好發酵特性的直投式發酵劑,不需要加入凝乳酶直接加熱促使乳凝塊,代替現有工藝在高溫條件下的自然發酵酸乳清凝乳劑,提升了乳餅的風味和生物學價值,利于標準化生產。云南皇氏來思爾乳業有限公司從乳扇中篩選鼠李糖乳桿菌,作為發酵劑,結合凝乳酶進行凝乳,獲得的乳餅口感細膩、香味醇厚,質量穩定、保質期長且適合工業化生產[23]。
新型凝乳劑的研發,為乳餅的標準化生產提供理論依據,為傳統工藝技術的改進以及提高產品質量提供參考,也為實現乳餅的產業化生產和云南特色生物資源的開發提供科學依據。
在排乳清和壓榨成型工藝中,擠壓強度影響乳清排出量,進而影響乳餅的出品率和口感。較低壓強時,乳清殘留多,使得乳餅彈性差且切割表面粗糙有孔;壓強過高,加工的乳餅水分少質地太硬且出品率低。在相同擠壓強度下,壓制時間越長出品率越低,但乳餅感官評分為先升后降。乳餅壓制時間短則成品率高,但產品質地軟彈性低易碎;壓制時間長則易質地過硬口感粗糙,且滋生微生物,影響乳餅的衛生指標[5]。
為了豐富乳餅的口味和提高品質,在傳統工藝的基礎上,外源添加氯化鈣、白砂糖、果蔬汁等物質。氯化鈣是影響乳餅品質的一個重要因素,會增強乳中酪蛋白膠束的穩定性,使其在鈣橋作用下形成較大的膠粒,提高蛋白凝結率,利于排乳清。但過多添加會導致大量鈣離子和磷酸根離子游離出來,不利于凝乳,并且會使產品質地變硬,產生澀味[9,21]。在傳統的羊乳乳餅中加入白砂糖,可以提高乳餅的口感和可接受度,白砂糖主要對乳餅的滋氣味產生影響,對其組織狀態和色澤影響不大,白砂糖含量過多時,過重的甜味會覆蓋乳餅的微酸味和其他香氣物質,使乳餅失去特有的滋味[20]。
具有600 多年歷史的乳餅,其制作簡單,鮮香可口,有很好的市場發展優勢,而手工作坊式生產制約了其推廣。隨著現代工業技術的發展,世界上多種名優特色乳制品均實現了機械化、標準化生產加工,因此對現有傳統工藝和設備進行改造升級是乳餅市場化的首要內容,尤其是凝乳劑的標準化,而國外干酪生產中已有專用凝乳酶,其是保證干酪品質穩定的重要因素。另外,乳餅只在云南本地居民消費,還屬于小眾食品,歸因為產品類型單一,口感獨特,需要研發多口味多品種的新型乳餅,以豐富乳餅的口感和可接受度,使得乳餅作為具有民族特色的干酪品種得以推向市場。