乳化鹽對再制干酪的影響及減鹽方法研究進展

吳怡霏，劉宗尚，劉維娜，李丹，于景華，李紅娟

（1.天津科技大學，天津 300457；2.上海芝然乳品科技有限公司，上海 201404；3.妙可藍多（天津）食品科技有限公司，天津 300462）

0 引言

干酪營養價值豐富，被稱為“奶黃金”，由制作原料的差異可分為原制干酪和再制干酪[1]。再制干酪是通過混合一種或兩種原制干酪、水、乳化鹽及其他乳制品或非乳制品，在真空條件下，將原料進行加熱和剪切加工制成的產品[2]。乳化鹽及原制干酪中的食鹽是再制干酪中鈉的主要來源，再制干酪中添加乳化鹽，以期形成均勻的乳化體系[3]。再制干酪種類繁多，保質期長，可以添加各種配料加工制作不同口味來減輕原制干酪的發酵味道，從而比原制干酪接受度更高[4]。目前國內市場上的干酪主要是再制干酪，如近幾年市場上興起的兒童奶酪棒就是一款以再制干酪為原輔料的產品。再制干酪鈉含量高達1 500 mg/100 g，然而大量研究表明，鈉攝入量過高可能會導致血壓升高，從而引起心臟病、高血壓、中風等疾病[5]。世界衛生組織建議成人每日鈉攝入量小于2 000 mg，相當于5 g食鹽[6]。2008年美國食品藥物管理局的文件指出，鈉含量小于280 mg/100 g的食品才能標注為低鈉食品[7]。

目前在再制干酪中，常用的降低鈉含量的方法主要包括：（1）在保證干酪品質的前提下，直接減少含鈉乳化鹽添加量[8]；（2）用鉀鹽、鈣鹽等非鈉鹽替代含鈉乳化鹽；（3）用與乳化鹽具有相似功能特性的物質如蛋白質、多糖等替代含鈉乳化鹽[39]；（4）基于超高壓等新型腌制技術腌制低鹽干酪。但不同的降低乳化鹽的方法在減鈉的同時也會對再制干酪風味、質地、功能特性等產生負面影響，因此要生產出低鈉再制干酪面臨著巨大的挑戰。本文在介紹再制干酪乳化鹽的種類及特點基礎上，分析乳化鹽對再制干酪品質的影響，總結近年來降低再制干酪鈉基乳化鹽的方法，并提出展望，以期為再制干酪產品減鹽策略提供理論參考。

1 再制干酪乳化鹽主要種類及特點

乳化鹽是再制干酪制作過程中的重要成分，具有螯合鈣、pH調節、脂肪乳化等功能[9]。乳化鹽主要通過取代不溶性磷酸鈣-副酪蛋白酸鹽網絡中的磷酸鈣絡合物來提高酪蛋白的乳化性能，從而使得再制干酪形成均勻的乳化體系[10]，因此，乳化鹽對于再制干酪的加工是必不可少的。

圖1 再制干酪微觀結構圖[11]

1.1 再制干酪乳化鹽特點

目前常用的乳化鹽大多是鈉鹽，且以磷酸鹽和聚磷酸鹽為主[12]。磷酸鈉鹽可以幫助控制腐敗菌和致病菌的生長，在乳制品中用作pH控制劑、營養補充劑、螯合劑、乳化劑和穩定劑等[13]。有研究發現，乳化鹽中磷離子的含量對置換鈣離子的能力有顯著影響，磷酸鹽可以促進酪蛋白膠溶，有助于在冷卻階段形成穩定的三維網絡結構[14]。磷酸鹽沒有乳化作用，因此制得的干酪質地較稀薄，不適合用于生產脂肪含量較高的干酪，并且磷酸鹽呈現出肥皂味，從而會引起不好的風味[15]。檸檬酸鹽具有良好的水溶性和軟化蛋白的能力，但是通常局限于塊狀和硬質再制干酪的生產，并且其抑菌效果和乳化效果不佳[16]。因此，在實際生產過程中，除了特殊情況一般很少使用單一乳化鹽，最好選擇兩種及以上乳化鹽進行復配，以均衡各種乳化鹽的作用特性。復配乳化鹽制作的再制干酪具有更好的功能特性，并且增加復配乳化鹽含量可以提高再制干酪的穩定性、咀嚼性和彈性[17]。

1.2 再制干酪乳化鹽種類

由于乳化鹽種類、添加量和配方的差異，形成了種類豐富的再制干酪[18]。乳化鹽類型和濃度的差異會影響干酪的脂肪分布情況和pH等[19]。由于不同乳化鹽乳化脂肪以及促進酪蛋白水合作用的能力不同，從而對再制干酪的質地風味等功能特性的影響并不完全一致[14]，因此要根據再制干酪產品特性及需求來選擇乳化鹽種類和添加量。目前常用的乳化鹽有檸檬酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉等[20]，表1匯總了部分常用乳化鹽的重要性質以及它們對再制干酪功能特性的影響。霍建新等人[21]通過對再制干酪工藝優化研究了不同乳化鹽對再制干酪質構的影響，結果顯示添加1.5%多聚磷酸鈉，干酪結構緊密，切片性差，硬度、黏度大；添加磷酸氫二鈉時，干酪具有較強的熔化性，但乳化性差導致產品硬度很大；添加1.5%檸檬酸鈉，干酪乳化狀態良好，組織結構柔軟細膩；添加焦磷酸鈉，干酪具有較強的苦味。對乳化鹽復配得到添加1.5%檸檬酸鈉和0.5%焦磷酸鈉時干酪的組織狀態最佳。Gupta等人[22]研究發現，與添加檸檬酸鹽生產的干酪相比，添加磷酸鹽生產的干酪熔化性更低。這是因為在蛋白質基質內部結構的形成過程中，磷酸鹽陰離子比檸檬酸鹽陰離子具有更強的Ca2+螯合能力。

表1 部分乳化鹽的理化性質及其對再制干酪特性的影響

2 乳化鹽對再制干酪品質影響

再制干酪生產過程中，由于乳化鹽螯合鈣離子[23]、脂肪乳化、調節酸度[24]和pH、抑制病菌生長[25]能力的差異，進而對再制干酪風味、質地和功能特性產生不同的影響。

2.1 乳化鹽對再制干酪風味的影響

乳脂肪分解是形成干酪獨特風味的主要原因，乳化鹽種類和添加量會影響再制干酪脂肪分布情況從而影響干酪風味[26]。通常情況下乳化鹽的添加量為1.5%～3%，乳化鹽添加量過低時，再制干酪乳化不完全，導致干酪穩定性差，添加量過高時，乳化鹽自身的肥皂味、金屬味等異味會引起干酪產生不良的風味[27]。霍建新等人[21]對再制干酪工藝進行優化發現，當乳化鹽添加量大于4%時，干酪具有較濃的苦澀的乳化鹽味道，乳化鹽添加量達到最大值時，再制干酪具有濃郁的藥味。并且干酪結構粗糙。Ehsannia等人[28]用鉀基乳化鹽部分替代鈉基乳化鹽，研究發現，隨著貯藏期的延長，低鹽再制干酪的苦味越來越明顯，與全鈉干酪相比，低鹽干酪的風味顯著降低。

2.2 乳化鹽對再制干酪質地、功能特性的影響

再制干酪的質地與微觀結構有關，是影響干酪品質的重要因素。再制干酪的涂抹性、拉絲性、融化性等功能特性可以通過乳化鹽來調節[26]。再制干酪生產過程中，攪拌和熔化時可能會摻入部分空氣導致干酪表面形成大小不一的孔洞，從而使干酪結構相對松散。增加乳化鹽添加量后，排出空氣，大孔逐漸消失或形成了較小的孔洞，干酪結構變得連續而致密[29]。蛋白質網絡結構為干酪提供彈性質地，并且脂肪懸浮在蛋白質水相中，使得干酪柔軟順滑。據研究報道[30]，減少乳化鹽添加量可能會降低酪蛋白的水合作用，使得再制干酪硬度增加、流動性降低以及脂肪球直徑減小。因此需要增加混合時間來充分乳化脂肪，從而導致干酪加工時間延長。李委紅等人[31]研究了乳化鹽種類及添加量對再制奶油干酪的影響，發現當乳化鹽添加量低至0.1%時干酪分布不均，有裂開、砂礫結塊感，并且有乳清析出現象，干酪乳化不足硬度低；當添加量過高達到0.4%時，干酪不成型，有糊狀感，可能是乳化過度導致。此外，增加乳化鹽添加量會使干酪亮度輕微增加。在Award等人[32]的研究中報道，亮度的增加可能是由于乳化鹽添加量增加會產生更多的可溶性蛋白，從而使再制干酪更有光澤，顏色更淺。

3 再制干酪中的減鹽方法

再制干酪中直接減少乳化鹽添加量會導致乳化不完全從而引起不好的風味和質地，因此通常選擇乳化鹽替代物來降低干酪中鈉含量。干酪中常用的乳化鹽替代物有鉀基乳化鹽、蛋白質、親水膠體、淀粉等。

3.1 直接降低乳化鹽濃度

制作低鈉再制干酪首先要考慮減少乳化鹽的添加量[7]，但是需要嚴格控制乳化鹽添加比例。El-bakry等人[8]研究了減少乳化鹽添加量對馬蘇里拉干酪功能特性及制作工藝的影響，結果顯示，隨著乳化鹽的降低，干酪硬度增加，乳化鹽最大可減少40%，但是會導致加工時間過長從而影響產品的功能特性。因此與傳統再制干酪的乳化鹽含量相比，最多減少20%乳化鹽濃度能在合理時間生產出功能特性相似的干酪。王慧霞等人[33]研究了不同乳化鹽添加量及種類對再制干酪質構的影響，結果表明，直接降低乳化鹽添加量會導致干酪組織狀態疏松,質地缺陷,此外，不同含鈉乳化鹽的乳化能力也不同，焦磷酸鈉的乳化能力最好,而磷酸氫二鈉最差。因此，添加焦磷酸鈉時，乳化鹽最多可以減少33%。

3.2 鉀鹽部分替代鈉鹽

鈉離子和鉀離子都是單價堿金屬陽離子，都能夠置換出原制干酪中的鈣離子，從而使酪蛋白恢復較好的水合、乳化能力，但鈉離子生產出的再制干酪通常比鉀離子生產出的再制奶酪具有更好的功能和感官特性[34]。因此，不能完全用鉀鹽代替鈉鹽作為乳化劑，只能選擇部分替代。Nogueira等人[9]用磷酸二氫鉀（KH2PO4）分別替代25%、50%、75%鈉基乳化鹽制作可涂抹再制干酪，每組干酪的水分和總脂肪沒有顯著差異。干酪pH值受乳化鹽的種類和比例影響，KH2PO4含量越高干酪的pH值越低。KH2PO4取代鈉基乳化鹽改變了蛋白水解活性，從而增加了干酪的水解度和酸度，降低了硬度，導致干酪感官特性發生變化。感官評價得到，25%KH2PO4、50%KH2PO4和對照組總體喜愛度得分最高，表明消費者可以接受用KH2PO4替代50%的鈉基乳化鹽。Mozuraityte等人[20]研究發現，用磷酸鉀或檸檬酸鉀替代15%磷酸鈉乳化鹽時，對干酪黏度、pH和流動性沒有影響，并且添加檸檬酸鹽可以改善干酪的結構特性。但鈉鹽替代量達到30%時，干酪黏度和pH降低，若適當延長乳化時間（從1.5 min延長至4.5 min）可以略微增加干酪黏度。

3.3 乳清分離蛋白（WPI）替代乳化鹽

乳清蛋白的功能特性與乳化鹽相似，由于具有乳化脂肪的能力和高吸水性[35]，乳清蛋白能夠使配料結合在一起，從而使再制干酪形成均勻的乳化體系[36]。Bartosz等人[30]用聚合分離乳清蛋白（0.2%～0.4%WPI）部分替代乳化鹽制作再制干酪，結果顯示所有測試樣品都具有良好的可熔性，并且在0.4%的WPI濃度下，再制干酪的硬度和黏附性低，內聚性較好。此外，乳清蛋白具有良好的凝膠特性，可以用乳清蛋白凝膠來改善奶酪等產品的質地[37]。李紅娟等人[38]研究發現將預乳化的乳清分離蛋白-黃油乳液凝膠（WPI-EG）用于再制干酪的制作，能夠促進干酪脂肪均勻分布，顯著改善干酪的質地。用WPI-EG替代30%乳化鹽制作的再制干酪與未預乳化干酪相比，鈉含量降低了52.9 mg/100 g，硬度明顯增大，并且顯著改善了再制干酪的脂肪和蛋白質分布，形成更均勻的質地。

3.4 多糖替代乳化鹽

在乳制品中，多糖能夠發揮多種功能作用，如增稠、膠凝、水合、乳化、穩定等[39]。一些多糖在同一分子鏈中同時含有疏水和親水基團，稱為表面活性多糖。表面活性多糖具有可量化的吸附在油水界面上的趨勢以穩定水包油或油包水乳液，可作為優良的乳化劑。多糖的乳化能力主要來源于兩個方面如圖2所示。（1）固定在油水界面的能力；（2）在乳化油滴周圍形成致密保護層[40]。

低聚木糖可以增加黏度、形成凝膠、提供口感和改善質地以及增加乳制品的保水能力[41]。Ferro等人[42]在requeijo cremoso低鈉再制干酪中添加低聚木糖和添加風味增強劑（精氨酸或酵母提取物），研究發現，添加低聚木糖使低鈉再制干酪結構更加緊密，并且增加了表觀黏度、彈性和硬度。低聚木糖和酵母提取物的加入改善了流變和物化性質以及增強了低鈉干酪的咸味和均一性，降低了苦味。此外，精氨酸對低鈉再制干酪的感官特性有積極作用，但在物理化學和流變特性中沒有改善。最終得到，添加3.3%低聚木糖和1%酵母提取物可以制得與普通干酪物理化學、流變和感官特性相似的鈉含量減少50%的低鈉再制干酪。

圖2 存在于油水界面的多糖示意圖

魔芋膠是一種中性多糖，由于其具有高吸水能力而被用作食品的膠凝劑和固化劑。魔芋膠與黃原膠結合時，會形成高彈性和熱可逆凝膠。Ghods等人[43]研究了添加魔芋膠（0～0.4%）和黃原膠（0～0.4%）對可涂抹再制干酪的影響，結果表明，黃原膠和魔芋膠的加入降低了再制干酪pH，其協同作用改善了干酪的口感并增強了硬度，但降低了干酪延展性。此外，增加魔芋膠和黃原膠添加量可以提高干酪的硬度、內聚性、黏性和咀嚼性等質構特性。

淀粉具有增稠、增加延展性、穩定性、組織化、黏聚性等功能[44]。將淀粉溶液加熱到一定溫度，淀粉顆粒會突然膨脹至破裂，溶液將變為黏稠的膠體狀態從而使再制干酪中所有成分更好地結合[45]。Fu等人[46]研究了添加天然馬鈴薯淀粉和天然木薯淀粉對再制干酪的乳脂化效果和微觀結構的影響，結果表明，隨著再制干酪水分含量的增加，酪蛋白網絡結構變成細鏈狀，從而產生乳化效應。在低水分含量的再制干酪中，馬鈴薯淀粉可以影響任意類型的酪蛋白網絡，使其成為細鏈并提高黏度，從而賦予再制干酪更多的硬度。在高水分含量時，添加木薯淀粉會引起奶油化效果和酪蛋白網絡的變化。因此，天然馬鈴薯淀粉比木薯淀粉更適合作為低鹽再制干酪的乳化鹽替代物。胡惠敏等人[47]對不同淀粉替代乳化鹽制成的再制干酪進行感官和質地研究發現，與玉米淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉相比，添加交聯馬鈴薯淀粉的干酪質地均勻、軟硬適宜、可塑性好，并且應力松弛性能與傳統再制干酪接近，因此，交聯馬鈴薯淀粉可以作為再制干酪中乳化鹽的替代物。交聯馬鈴薯淀粉是通過交聯劑作用于淀粉，使兩個或兩個以上的淀粉分子間交聯在一起而形成淀粉衍生物，具有很好的糊化特性和高穩定性，因此，它可能由于分子結構的改變而更適合在再制干酪中的應用。

3.5 超高壓技術

低鹽再制干酪在生產或貯存期間，干酪自身的菌株代謝了部分營養物質導致干酪出現裂痕、腐敗變質等現象[48]。常規的保鮮技術適用于普通干酪的保存[49]，對于低鹽再制干酪需要更先進的保鮮技術來提高其風味質地。超高壓處理（HHP）技術可以在一定程度上抑制致病菌和腐敗菌的生長，從而延長低鹽再制干酪的保質期，保持干酪的品質[50]。姜姝等人[29]探究了不同超高壓處理條件對再制奶油干酪的影響，乳化鹽添加量降低，干酪脂肪和蛋白質乳化不足，通過質構分析儀測定干酪質構得到處理壓力增加時，干酪蛋白質和脂肪之間的相互作用也隨之增強，壓力與干酪pH、硬度、涂抹性、黏聚性呈正相關，因而超高壓處理改善了再制干酪的質構。通過對HHP處理后的再制干酪微觀結構的觀察發現，處理壓力越大，干酪組織結構更加致密，表明更平滑均勻。

表2 降低再制干酪乳化鹽含量方法

4 結論

隨著生活水平的提高和健康理念的普及，低鹽產品越來越受到消費者的青睞。再制干酪中乳化鹽種類和添加量都會對產品風味、質地、功能特性產生影響，降低乳化鹽添加量會導致消費者接受度降低，因此，如何在減鹽的同時保持干酪品質是當前的一個重要挑戰。選擇適宜的鈉基乳化鹽替代物是目前再制干酪減鹽的最優方法，因此，減鹽應該在闡明乳化鹽對再制干酪的影響基礎下進行。盡管在乳化鹽替代物方面已經取得了一定進展，但是仍然存在一些不足：現有的再制干酪中乳化鹽替代物大多集中在質地、風味、融化性涂抹性等方面的影響研究，今后的研究應該更多關注低鹽再制干酪本身的營養價值方面的變化等。此外，目前一些新興技術如超高壓處理、脈沖電場[52]、超聲波技術[53]等在低鹽食品方面的應用陸續興起，但應用到低鹽干酪中有一定局限性且理論研究不夠深入。依靠單一的減鹽技術還不足以保證低鹽干酪的品質，因此建議采用多技術協同生產低鹽再制干酪，從而在降低鈉含量的同時保持干酪的品質且降低生產成本。