牦牛乳Halloumi奶酪工藝優化及理化特性研究

羅毅皓，方婕，李延婷，孫萬成

（青海大學農牧學院動物科學系，西寧 810016）

0 引言

Halloumi是一種半硬質干酪，其具有較高的熔點，它能夠軟化但不會融化，形成這種品質特點的原因是它在乳清溶液中燙漂一定的時間，使內源性酶變性從而抑制奶酪的成熟[1]。此外，Halloumi僅利用凝乳酶進行凝乳，不需要添加發酵劑，這也是Halloumi區別于其他奶酪的一大特點。牦牛乳產量低，且牦牛乳有自己獨特的膻味，如果制作成百分百的牦牛奶酪，一方面不能及時提供大量牦牛乳，另一方面牦牛乳獨特膻味，部分人群可能不喜歡，因此制作不同比例的牦牛乳與荷斯坦牛乳的奶酪是很有必要。趙賽楠[2]通過研究牛乳與羊乳的不同比例的添加對Halloumi干酪的產率以及品質的影響，確定了牛羊乳最佳體積比為1∶1，使用部分牛乳替代羊乳作為原料，一方面降低了生產成本，另一方面改善了羊乳中的膻味，有利于改進其風味和口感。

世界上有超過1 000種乳制品，其中奶酪就有800多種。單從奶酪方面的消費占乳制品整體消費量的比例來看，我國以不足1%的比重遠遠低于乳業發達國家的51%，由此可見，我國在奶酪方面的市場還有很大的發展空間[3]。Jian Zhang等[4]對32頭荷斯坦奶牛和17頭牦牛的牛奶成分比較發現，牦牛奶中的牛奶成分含量普遍較高。牦牛乳中鈣離子濃度越高，酪蛋白膠束尺寸越大，說明牦牛乳凝塊形成速度越快，凝塊越硬[5]。光學顯微流變學分析表明，凝乳酶誘導的牦牛乳凝固對鈣離子濃度的敏感性高于荷斯坦乳[6]。用牦牛和荷斯坦牛奶制作奶酪的試驗證明，牦牛牛奶的奶酪產量更高，生產酶凝奶酪的理想原料。因此本試驗以牦牛乳與荷斯坦牛乳為試驗原料，研究牦牛乳與荷斯坦牛乳比例、氯化鈣添加量、凝乳酶添加量、凝乳溫度、熱燙溫度5種因素對Halloumi奶酪質構和品質的影響，研究Halloumi奶酪最佳生產工藝。是荷斯坦牛奶的67倍。因此，牦牛奶是生產酶凝奶酪的理想原料。因此本試驗以牦牛乳與荷斯坦牛乳為試驗原料，研究牦牛乳與荷斯坦牛乳比例、氯化鈣添加量、凝乳酶添加量、凝乳溫度、熱燙溫度5種因素對Halloumi奶酪質構和品質的影響，研究Halloumi奶酪最佳生產工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牦牛乳，采購于青海省海北藏族自治州祁連縣；荷斯坦牛乳，采自青海省大通縣后子河村農戶家。

氯化鈣（分析純），凝乳酶，氯化鈉，伊紅美蘭瓊脂，石油醚。

1.2 儀器與設備

HH-6數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；ETT-5000流變儀，廣州來美科技有限公司；CT3 10K質構儀，上海保圣實業發展有限公司；SOX406脂肪測定儀，山東海能科學儀器有限公司；Dumatec杜馬斯蛋白分析儀，福斯華（北京）科貿有限公司。

1.3 工藝流程

1.4 流變儀確定牦牛乳與牛乳的最佳比例

取不同比例的牦牛乳與荷斯坦牛乳（10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、0∶10）20 mL，殺菌（65℃，30 min），冷卻至32℃左右，加入氯化鈣0.02 g/100 mL，凝乳酶0.002 g/100 mL，在確定剪切速率，溫度和時間的前提下，測試混合牛乳在凝乳過程中凝乳效果最好比例，進而確定單因素試驗中牛乳比例的5個水平。

1.5 牦牛乳與荷斯坦牛乳不同比例對奶酪產率及質構的影響

（1）牦牛乳與荷斯坦牛乳不同比例對奶酪產率及質構的影響。將牦牛乳與荷斯坦牛乳的比例按照2，3，4，5，6進行混合，攪拌均勻，每組混合牛乳25 mL且做3個平行，65℃條件下殺菌15 min,氯化鈣含量0.02 g/100mL，凝乳酶0.002 g/100mL進行添加，在36℃下凝乳，將乳清加熱到65℃條件下進行熱燙，計算奶酪產率、質構的測定，分析牦牛乳與荷斯坦牛乳的比例對奶酪產率及質構的影響，以產率為指標確定3個最優水平。

（2）氯化鈣含量對奶酪產率及質構的影響。將混合牛乳（比例為4）殺菌，分別取25 mL混合牛乳取3個平行，并且依次加入0.01 g/100 mL，0.02 g/100 mL，0.03 g/100 mL，0.04 g/100 mL，0.05 g/100 mL氯化鈣，按照0.002 g/100 mL凝乳酶添加量進行添加，在36℃下凝乳，將乳清加熱到65℃條件下進行熱燙，計算奶酪產率、質構的測定，分析氯化鈣的添加量對奶酪產率及質構的影響，以產率為指標確定3個最優水平。

（3）凝乳酶含量對奶酪產率及質構的影響。將混合牛乳（比例為4）殺菌后，分別取25 mL混合牛乳取3個平行，添加氯化鈣0.02 g/100 mL,并且依次加入0.001、0.002、0.003、0.004、0.005 g/100 mL凝乳酶，在36℃下凝乳，將乳清加熱到65℃條件下進行熱燙，計算奶酪產率、質構的測定，分析凝乳酶的添加量對奶酪產率及質構的影響，以產率為指標確定3個最優水平。

（4）凝乳溫度對奶酪產率及質構的影響。將混合牛乳（比例為4）殺菌后，氯化鈣按照0.02 g/100 mL添加,凝乳酶添加量為0.002 g/100 mL，在32、34、36、38、40℃下凝乳，將乳清加熱到65℃對奶酪進行熱燙，計算奶酪產率、質構的測定，分析凝乳溫度對奶酪產率及質構的影響，以產率為指標確定3個最優水平。

（5）熱燙溫度對奶酪產率及質構的影響。將乳清液體分別加熱至55、60、65、70、75℃，分別對奶酪進行熱燙使得奶酪有一定的可塑性，計算奶酪產率、質構的測定，確定最佳熱燙溫度，以產率為指標確定3個最優水平。

1.6 正交試驗

通過單因素試驗，確定四因素三水平進行L9（34）正交試驗來確定最優方案。

2 結果與分析

2.1 乳成分測定

將采集的牦牛乳及荷斯坦牛乳的理化指標進行測定，結果如表1。

表1 牛乳成分表

2.2 牦牛乳與荷斯坦乳最佳乳比確定

在不同牛乳比例下（牦牛乳∶荷斯坦牛乳）取混合牛乳20 mL，在水浴鍋中滅菌，冷卻至32℃左右，加入氯化鈣0.02 g/100 mL,加入凝乳酶0.002 g/100 mL，在流變儀溫控系統處將溫度設置為36℃，保持時間為20 min，在測定系統中設定參數為：轉子（ET-27），預剪切時間10 s,預剪切速率25 s-1，檢測時間15 min，剪切速率150 s-1，數據點20。待溫控系統到預設溫度，立即點擊測試，測試結果如圖1所示，將不同比例牛乳滅菌后，用流變儀測試凝乳過程中牛乳黏度的變化，從關系曲線中可以看出，曲線8∶2在整個凝乳過程中凝乳效果較好，其他比例牛乳在整個凝乳過程中黏度的不穩定性，所以選擇4∶1的比例為最佳，Jian Zhang[4]報道了牦牛乳的凝乳特性，凝乳過程中牦牛牛乳黏度的變化結果一致。

圖1 不同比例下牛乳在凝乳過程中時間與黏度的關系曲線

2.3 牦牛乳與荷斯坦牛乳不同比例對奶酪品質的影響

氯化鈣添加量為0.02 g/100 mL，凝乳酶含量0.002 g/100 mL，凝乳溫度36℃，熱燙溫度65℃，每一水平做3個平行，對奶酪進行質構檢測及產率的計算，以產率為指標確定3個最佳水平，結果如圖2。

由圖2可知，在牦牛乳與牛乳不同比例的添加下，所測得的質構與產率都有所不同，乳比5∶1時，奶酪的硬度最小，彈性和咀嚼性比其他牛乳比例大，拉絲長度較小，產率最大。當牛乳比例為4∶1時，奶酪硬度，彈性較大，咀嚼性僅次于乳比為5∶1時的咀嚼性，拉絲長度較大。當乳比為6∶1時，奶酪硬度，彈性和咀嚼性較小，然而，拉絲長度是在所有牛乳比例中最大的，由于奶酪品質是以產率為指標，所以選取4∶1、5∶1、6∶1 3個最優水平進行正交試驗。

圖2 不同牛乳比例對Halloumi奶酪質構及產率的影響

2.4 氯化鈣添加量對奶酪品質的影響

牦牛乳與牛乳比例為4∶1，凝乳酶添加量0.002 g/100 mL，凝乳溫度為36℃，熱燙溫度65℃，在此條件下進行試驗，每組試驗做3個平行，檢測奶酪質構及產率的計算，以產率為指標確定3個最佳水平，試驗結果如圖3所示。

從圖3可以看出，氯化鈣的添加量對奶酪的質構及產率有一定的影響，隨著氯化鈣添加量的不斷增加，奶酪的質構以及產率會有不同程度的變化，當氯化鈣添加0.01 g/100 mL時，硬度，彈性和咀嚼性較小，拉絲長度在在所有氯化鈣添加量中最大，但是產率較小。當氯化鈣添加量為0.03 g/100 mL，0.05 g/100 mL時，硬度，彈性和咀嚼性都相差不大，但是后者的拉絲長度較大，相反的，前者的產率是最大。氯化鈣添加量為0.04 g/100 mL時，硬度較大，彈性僅次于添加量為0.05 g/100 mL時，咀嚼性大于其他添加量，拉絲長度較大，產率僅次于氯化鈣添加量為0.03 g/100 mL。隨著氯化鈣含量不斷增加當氯化鈣添加量為0.03 g/100 mL時產率達到最大，而后逐漸下降，這是因為隨著鈣離子濃度的增加，凝塊會加快收縮，使得大量乳清排出帶走部分蛋白質和脂肪，才使得Halloumi奶酪產率降低[5]。由于本試驗奶酪品質是以產率為評價指標，當氯化鈣添加量為0.03 g/100 mL時，奶酪產率最大，因此，取氯化鈣添加量0.02、0.03、0.04 g/100 mL為3個最佳水平來進行正交試驗。

圖3 氯化鈣的添加量對Halloumi奶酪質構及產率的影響

2.5 凝乳酶添加量對奶酪品質的影響

牦牛乳與牛乳比例4∶1，氯化鈣添加量0.005 g/25 mL，凝乳溫度36℃，熱燙溫度65℃，此條件下進行試驗，每組試驗做3個平行，檢測奶酪質構及產率的計算，以奶酪產率為指標確定3個最佳水平，試驗結果如圖4。

從圖4可以看出，凝乳酶的添加量為0.002 g/100 mL時，硬度、彈性、咀嚼性及拉絲長度都較大，產率也是在所有凝乳酶添加量中最大的。當凝乳酶添加量為0.003 g/100 mL時，硬度較大，彈性與咀嚼性僅次于添加量為0.002 g/100 mL時，拉絲長度和產率較大。凝乳酶添加量為0.004 g/100 mL和0.005 g/100 mL時，兩者硬度、彈性、咀嚼性和產率都相差不大，但是前者拉絲長度大于后者。隨著凝乳酶的增加，奶酪硬度、咀嚼性和彈性較低，產率也在逐漸下降[7-9]。由于本試驗中，奶酪品質是以產率為評價指標，所以取凝乳酶添加量0.001、0.002、0.003 g/100 mL為3個最優水平進行正交試驗。

圖4 凝乳酶添加量對Halloumi奶酪質構及產率的影響

2.6 凝乳溫度對奶酪品質的影響

牦牛乳與牛乳比例4∶1，氯化鈣含量0.02 g/100 mL,凝乳酶含量0.002 g/100 mL，凝乳溫度為36℃，熱燙溫度65℃，此條件下進行單因素試驗，每組試驗做3個平行，對成品進行質構檢測及產率的計算，試驗結果如圖5所示。

由圖5可知，在不同的凝乳溫度下質構有所不同，但是當凝乳溫度為36、38、40℃時，奶酪的彈性相差不大，數值上保持一定，硬度和咀嚼性以及拉絲長度根據凝乳溫度的不同而有所變動，由于本次試驗是以奶酪產率為評價指標，所以從表中數據可以看出凝乳溫度對奶酪產率沒有多大影響[11]，即將本單因素棄去，將奶酪凝乳溫度確定為36℃進行正交試驗。

圖5 凝乳溫度對Halloumi奶酪質構及產率的影響

2.7 熱燙溫度對奶酪品質的影響

確定牛乳比例4∶1，氯化鈣添加量0.02 g/100 mL，凝乳酶添加量為0.002 g/100 mL，凝乳溫度36℃，熱燙溫度65℃，每組做3個平行，在此基礎上對成品進行質構檢測及產率的計算，以產率為指標確定3個最佳水平，結果如圖6所示。

由圖6折線圖可以看出，隨著熱燙溫度的變化，奶酪質構以及產率也在變化，當熱燙溫度為55℃時，奶酪硬度，彈性，咀嚼性和產率比熱燙溫度為60℃時較大，拉絲長度較小。當溫度為65℃和70℃時，前者硬度和咀嚼性較小，彈性兩者相同，拉絲長度與產率前者大于后者。當熱燙溫度達到75℃時，奶酪的硬度、彈性、咀嚼性和產率都較小，唯獨拉絲長度達到最大。隨著熱燙溫度的升高，在熱燙溫度為65℃時達到最大，之后產率逐漸下降，這是由于熱燙溫度的升高可能會損失一部分奶酪表層的脂肪和蛋白質。綜上所述，以奶酪產率品質為評價指標，當熱燙溫度為65℃時，奶酪產率最佳，由此得出60、65、70℃為最佳3水平進行正交試驗。

圖6 凝乳溫度對Halloumi奶酪質構及產率的影響

2.8 牦牛乳Halloumi奶酪最佳工藝的確定

根據單因素試驗結果分析，以牛乳比例、氯化鈣添加量、凝乳酶添加量、熱燙溫度4個因素，由單因素試驗確定的3個最佳水平，其中牦牛乳與牛乳比例為4∶1，5∶1，6∶1；氯化鈣添加量為0.02、0.03、0.04 g/100 mL；凝乳酶添加量0.001、0.002、0.003 g/100 mL；熱燙溫度60、65、70℃。進行四因素三水平（L934）正交試驗，每個試驗組做3個平行，并對產品進行質構檢測及產率的計算，以產率為評價指標，對數據進行分析，確定最優方案，試驗結果如表2所示。

由表2數據可知，由于不同的指標影響產品的因素次序會有所不同，在此正交試驗中通過極差分析可以得出：RB>RC>RA>RD，即不同的因素對牦牛乳Hal loumi奶酪的影響順序為：B>C>A>D，即氯化鈣含量對奶酪產率影響最大，其次是凝乳酶含量，再次是牛乳比例影響較小，最后熱燙溫度對奶酪產率的影響最小。牛乳比例、氯化鈣和凝乳酶添加量都不顯著（P>0.05），只有熱燙溫度為極顯著(P<0.01)，在熱燙溫度為65℃時，奶酪產率最大，其質構較良好。由于本試驗奶酪的最終衡量指標是產率，所以牦牛乳Halloumi奶酪最佳工藝參數：B3C3A1D2。即氯化鈣添加量0.04 g/100 mL，凝乳酶添加量0.003 g/100 mL，牦牛乳與荷斯坦牛乳比例4∶1，熱燙溫度65℃。

由表2數據可知，由于不同的指標影響產品的因素次序會有所不同，在此正交試驗中通過極差分析可以得出：RB>RC>RA>RD，即不同的因素對牦牛乳Halloumi奶酪的影響順序為：B>C>A>D，即氯化鈣含量對奶酪產率影響最大，其次是凝乳酶含量，再次是牛乳比例影響較小，最后熱燙溫度對奶酪產率的影響最小。牛乳比例、氯化鈣和凝乳酶添加量都不顯著（P>0.05），只有熱燙溫度為極顯著(P<0.01)，在熱燙溫度為65℃時，奶酪產率最大，其質構較良好。由于本試驗奶酪的最終衡量指標是產率，所以牦牛乳Halloumi奶酪最佳工藝參數：B3C3A1D2。即氯化鈣添加量0.04 g/100 mL，凝乳酶添加量0.003 g/100 mL，牦牛乳與荷斯坦牛乳比例4∶1，熱燙溫度65℃。

表2 正交試驗結果

2.9 理化指標

從表3數據可以看出，Halloumi奶酪水分含量較小，這是因為Hallouni奶酪是一種半硬質干酪，其水分含量相對較少，脂肪含量38.81%，蛋白質含量30.16%，蛋白質含量高于趙賽楠[2,11]報道的Halloumi奶酪蛋白質含量，其余4.99%的成分，主要是礦物質、乳糖、維生素、非蛋白氮類。牦牛乳采自青海省祁連縣高海拔地區所以牦牛乳脂肪與蛋白質較高，所以奶酪的脂肪與蛋白質也相對較大。

表3 牦牛乳Halloumi奶酪理化指標

3 結論

在傳統奶酪加工工藝的基礎上牦牛乳與牛乳不同比例的添加及熱燙溫度的控制來制作Halloumi奶酪，通過正交試驗，得出牦牛乳Halloumi奶酪最佳工藝：牦牛乳與牛乳比例4∶1，氯化鈣添加量0.04 g/100 mL,凝乳酶添加量0.003 g/100 mL，熱燙溫度65℃。其終產品的水分含量26.04%，脂肪含量38.81%，pH為7.40，蛋白質含量30.16%，其理化指標比一般奶酪較高，營養豐富，值得推廣。