奶酪中水分檢測方法對比分析

魯潤林

（上海妙可藍多食品科技股份有限公司，上海 200136）

再制奶酪是選用不同成熟度的天然奶酪添加乳化鹽、粉類乳制品和非乳組分經加熱、連續攪拌而生產的一種延長保質期的均一化奶酪產品[1]。奶酪是凝乳排出大部分水分的濃縮物，添加鹽與酸可使蛋白質與脂肪組成的營養塊保存時間更久，因為這兩種添加物可以抑制微生物生長，延緩乳酪腐敗。微生物酵素可水解蛋白質與脂肪分子，形成小且有香味的小分子。干酪含有豐富的蛋白質、脂肪等有機成分和鈣、磷等無機鹽類以及多種維生素及微量元素。干酪中水分含量與干酪的形體及組織狀態關系密切，直接影響干酪的發酵速度。

奶酪中的水對凝乳的一致性和細菌的新陳代謝起著重要的作用，因此在奶酪成熟過程中也會產生相應的作用[2-4]。水分含量對奶酪的質量影響較復雜，奶酪制作可以看作是牛奶的一種變化，從一種易變質的液體轉變為一種半固體的產品，一定程度上延長了保質期。制作奶酪的過程中，水分多時，酶的作用迅速，發酵時間短，成品易形成有刺激性的風味；水分少時，則發酵時間長，產品產生酯的風味。因此，干酪在加工時，控制水分含量至關重要。奶酪的分類是以含水量以及促進其成熟的微生物類別區分，凝乳排出水分越多質地越密實，保存期也越長[5-8]。在奶酪加工過程中，由于受加熱條件、無脂乳固體含量、凝乳狀態等因素影響，奶酪成品水分含量不一致。通常農家干酪水分含量為70%～72%，軟質干酪為40%～60%，半硬質干酪為38%～45%，硬質干酪為25%～36%，特硬質干酪為25%～30%。通過對奶酪中水分的檢測方法進行研究，對檢測結果的準確性進行對比，可為奶酪行業提供快速檢測水分的方法，精準控制產品質量和為生產過程指導提供方向。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品

針對不同品類的奶酪產品收集共計41 批次樣品，每個批次至少5 份樣品（其中3 份用于3 種方法的檢測，另外2 份留樣），每份樣品不少于25 g。

1.1.2 材料與試劑

扁形鋁制或玻璃制稱量瓶；干燥器，內附有效干燥劑；玻璃棒；藥勺；鹽酸（分析純，上海潤捷化學試劑有限公司）；氫氧化鈉（片狀，分析純，上海潤捷化學試劑有限公司）；海砂（分析純，上海潤捷化學試劑有限公司）。

1.1.3 儀器與設備

MB120 鹵素水分儀；Q2 微波水分儀；MS204TS/02電子天平，感量為0.1 mg，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DHP-9272 電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司。

1.1.4 試劑配制

鹽酸溶液（6 mol/L）：量取50 mL 鹽酸，加水稀釋至100 mL。氫氧化鈉溶液（6 mol/L）：稱取24 g氫氧化鈉，加水溶解并稀釋至100 mL。海砂：取用水洗去泥土的海砂、河砂、石英砂或類似物，先用鹽酸溶液（6 mol/L）煮沸0.5 h，用水洗至中性，再用氫氧化鈉溶液（6 mol/L）煮沸0.5 h，用水洗至中性，經105 ℃干燥備用。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗原理

（1）直接干燥法（國家標準檢測法）。利用食品物質中水分的物理性質，在常壓下，溫度103 ～105 ℃下采用揮發方法測定樣品減少的質量，包括吸濕水、部分結晶水和該條件下能揮發的食品物質，通過干燥前后的稱量質量計算出水分的含量[9]。

（2）微波水分測定法。微波是一種頻率較高的電磁波，微波透射介質時產生的衰減、相位改變主要由介質的介電常數、介質損耗角正切值決定。水是一種極性分子，其介電常數和介質損耗角正切值遠高于一般介質。通常情況下，含水介質的介電常數和損耗角正切值的大小主要由其水分含量決定。微波從位于輸送皮帶下方的UM ?微波水分儀C 型框架下臂的微波發射源發射出來，透過皮帶及物料后被皮帶上端的位于C型框架上臂的微波接收器接收。根據微波功率的衰減和相位移的改變，即可算出物質中的水分含量[10]。

（3）鹵素水分法。儀器基于熱重原理進行測試，即根據樣品加熱后的失重測定水分。儀器稱量樣品初始質量，內部的鹵素燈快速加熱樣品，使水分蒸發，在干燥過程中，儀器持續測量樣品質量并顯示結果實時檢測數據。干燥完成后，結果顯示水分含量（%）、干物質含量（%）、樣品質量等[11]。

1.2.2 測定方法

（1）直接干燥法。取潔凈的扁形鋁制稱量瓶加入16 g 海砂（實驗過程中可根據需要適當增加海砂的質量）及一根小玻棒，置于（104±1）℃干燥箱中，干燥1.0 h 后取出，放入干燥器內冷卻0.5 h 后稱量，并重復干燥至恒重。稱取1.8 ～2.2 g 奶酪試樣（精確至0.000 1 g），置于干燥后的盛有海砂的稱量瓶中，用小玻棒攪勻，置于（104±1）℃干燥箱中干燥4 h 后蓋好取出，放入干燥器內冷卻0.5 h 后稱量，再放入（104±1）℃干燥箱中干燥1 h 左右，取出，放入干燥器內冷卻0.5 h 后稱量，重復操作至前后兩次質量差不超過2 mg，即為恒重。

（2）微波水分法。打開水分儀上蓋，清潔樣品盤，按歸零鍵后稱量樣品（2±0.5）g，按開始鍵測試，儀器自動測量。

（3）鹵素水分法。打開水分儀的上蓋，清潔樣品盤，將樣品盤手柄置于加熱腔內。確保樣品盤手柄的舌片插入防風罩的凹槽內。將空的樣品盤平放于樣品盤手柄上，關閉水分儀的上蓋，水分儀自動去皮。再次打開水分儀上蓋，加入樣品（1±0.5）g，關閉上蓋，水分儀自動開始干燥和測量。選擇方法為A60（60 s質量變化不超過1 mg），干燥溫度為175 ℃。

1.2.3 數據處理

（1）直接干燥法。試樣中的水分含量計算公式如下：

X1為試樣中水分的含量，g/100 g；m1為稱量瓶（加海砂、玻棒）和試樣的質量，g；m2為稱量瓶（加海砂、玻棒）和試樣干燥后的質量，g；m3為稱量瓶（加海砂、玻棒）的質量，g；100 為單位換算系數。

（2）微波水分法。儀器直接讀數。

（3）鹵素水分法。儀器直接讀數。

2 結果與分析

3 種檢測方法檢測奶酪樣品中水分含量的結果分析表見表1。通過數據差值、算術平均值分析得出A與B 差值的平均值為0.02；A 與C 差值的平均值為0.10；與國標差值的算術平均值：A 與B 為0.09，A與C 為0.25；可以得出微波水分法比鹵素水分法的準確度更接近國家標準方法，同時也符合奶酪中水分含量的檢測要求。

表1 奶酪樣品中水分含量檢測結果分析匯總表

3 結論與討論

對3 種檢測方法的測定時間進行分析。直接干燥法檢測時間較長，檢測單個樣品至少需要7.5 h；微波水分儀和鹵素水分儀檢測單個樣品約需10 min，相比而言比直接干燥法快捷很多，能夠為精準控制產品質量提供便利。

通過實驗原理對3 種檢測方法進行分析，直接干燥法和鹵素水分法均是樣品從外向內加熱使其水分揮發，通過樣品減少量來計算結果，這兩種方法加熱溫度較高存在受熱不均勻和加熱過度燒焦的情況；微波水分測定法使樣品從內向外進行加熱使其水分揮發，通過樣品減少量來計算結果，加熱方式不存在加熱過度燒焦的情況。且微波水分測定法測試樣品的水分含量范圍廣，在0.01%～99.99%均可，在高效、精確和安全地完成水分測定工作的同時，可更好地為化工、食品、制藥等行業的在線控制和產品質量管理節約時間和成本。

本文采用直接干燥法、鹵素水分法、微波水分法對41 批奶酪棒中的水分含量進行定量分析，并對檢測方法的結果準確性進行綜合比較分析。結果表明，微波水分法更具有前瞻性，可為奶酪行業提供快速檢測水分的方法，為精準控制產品質量和生產過程指導提供方向。但本文因取樣量和樣本量未覆蓋市售的全部品牌和批次，檢測結果具有一定的局限性。