應(yīng)用超濾膜技術(shù)生產(chǎn)預(yù)制奶酪的生產(chǎn)制作方法

何睿

1. 乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（上海 200436）；2. 上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心（上海 200436）；3. 光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院（上海 200436）

奶酪是牛奶經(jīng)過(guò)發(fā)酵制成的營(yíng)養(yǎng)和功能最好的乳制品，營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味鮮美。一般情況下，10 kg牛奶才能制成1 kg的奶酪。奶酪不僅濃縮了牛奶中營(yíng)養(yǎng)的精華，還排除了乳酸和乳糖，乳糖不耐癥患者也適合食用，而且蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)水解更容易被人體吸收。因此，奶酪被贊譽(yù)為“奶黃金”。其作為一種新興的營(yíng)養(yǎng)食品開(kāi)始逐步受到越來(lái)越多消費(fèi)者的喜愛(ài)。

奶酪制作是一個(gè)通過(guò)調(diào)控酸和溫度從而可控地去除牛乳中水分的過(guò)程。最終，大多數(shù)的酪蛋白、脂肪、不溶性礦物質(zhì)以及部分水分留存在奶酪成品中，而如何高效保留這些成分一直是奶酪制造商非常感興趣的話題，因?yàn)檫@將會(huì)影響奶酪的產(chǎn)量，從而影響產(chǎn)品的成本。

傳統(tǒng)的奶酪制作是在經(jīng)滅菌的原料奶中添加乳酸發(fā)酵劑和凝乳酶形成凝乳后排除乳清，濃縮形成凝塊。但由于在傳統(tǒng)工藝中排出的乳清中仍殘存有25%牛乳原有蛋白質(zhì)和10%原有脂肪，所以使用傳統(tǒng)奶酪生產(chǎn)方法只能利用乳中75%的乳蛋白質(zhì)和90%的乳脂肪，原料利用率低，營(yíng)養(yǎng)含量損失大。因此提高奶酪產(chǎn)量、節(jié)省原料和經(jīng)濟(jì)成本一直是奶酪生產(chǎn)商所不斷追求和熱議的話題。若先對(duì)牛乳進(jìn)行濃縮，再添加發(fā)酵劑和凝乳酶使其凝固，則預(yù)計(jì)100%的乳蛋白質(zhì)和95%的乳脂肪都能得以利用和保留。

高濃度預(yù)制奶酪是超濾技術(shù)在奶酪中最早提出的概念。乳液先進(jìn)行超濾濃縮，使生產(chǎn)出的奶酪成分具有均勻性。而后添加凝乳酶和乳酸發(fā)酵劑，使其在凝乳的同時(shí)產(chǎn)酸，再進(jìn)行其他操作來(lái)制成某些特定的奶酪品種。該技術(shù)可不借助任何傳統(tǒng)奶酪的生產(chǎn)設(shè)備，且此工藝在應(yīng)用中極少發(fā)生乳清分離，從而使奶酪中的乳清蛋白得以最大化保留。

預(yù)制奶酪是生產(chǎn)其他各種奶酪的前身，具有非常高的研究及改良價(jià)值。試驗(yàn)通過(guò)改良奶酪工藝操作來(lái)對(duì)超濾技術(shù)在奶酪生產(chǎn)中的應(yīng)用前景進(jìn)行探索。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳（十八里牧場(chǎng)）；10% CaCl2溶液（實(shí)驗(yàn)室配置）；乳酸菌[丹尼斯克（中國(guó)）有限公司]；凝乳酵素粉[丹尼斯克（中國(guó)）有限公司]。

1.2 儀器與設(shè)備

儲(chǔ)奶罐、攪拌棒、紗布、溫度計(jì)、洗滌劑、食品級(jí)塑料模具；HJPQ-02型全自動(dòng)菌種培養(yǎng)箱（哈爾濱黑馬電子科技有限公司）；50965牛奶分離機(jī)（ELECREM公司）；SCP6-165-22AA超濾機(jī)（NINGBO NISSIN FLOW EQUIPMENT CO.，LTD）；HPG-9245電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司）；教育系列實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)（METTLER TOLEDO國(guó)際有限公司）。

2 生產(chǎn)工藝流程

原料乳接收及預(yù)處理→乳脂分離→脫脂乳滅菌→超濾→乳脂混合→滅菌→加入10% CaCl2和乳酸發(fā)酵劑→冷卻發(fā)酵→加入凝乳酶→凝乳→灌裝

3 生產(chǎn)制作方法

3.1 原料乳接收及預(yù)處理

生產(chǎn)奶酪前，人員、環(huán)境和用具均需經(jīng)過(guò)徹底消毒。接收20 kg生鮮牛乳，用紗布過(guò)濾，隨后在65 ℃水浴鍋中殺菌10 min。加熱時(shí)使用攪拌棒進(jìn)行持續(xù)攪拌，并用溫度計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證牛乳受熱均勻。

3.2 乳脂分離及滅菌

將水浴滅菌后的牛乳中速送入牛奶分離機(jī)中。將分離后的脫脂乳在65 ℃水浴中進(jìn)行滅菌處理，將脂肪加熱至培養(yǎng)箱中的水沸騰，隨后停止加熱。

3.3 超濾濃縮

將殺菌后的脫脂乳注入超濾機(jī)中進(jìn)行一倍濃縮，稱(chēng)量乳清排放量，保證排出的乳清量為總奶量的1/2。測(cè)得乳清排量為10 kg時(shí)停止超濾。超濾時(shí)各指標(biāo)參數(shù)見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 超濾溫度隨時(shí)間的變化曲線

圖2 超濾中膜內(nèi)外壓、回流壓力及流速變化曲線

3.4 冷卻發(fā)酵

將超濾后的脫脂乳在65 ℃水浴鍋中滅菌10 min后與滅菌后乳脂進(jìn)行混合，并冷卻至30～40 ℃。加入10 mL的10% CaCl2溶液和1 g乳酸發(fā)酵劑發(fā)酵30 min。

3.5 凝乳

將0.5 g凝乳酶溶于20 mL蒸餾水中配制成凝乳酶溶液，并將其緩慢添加入牛乳中，同時(shí)用攪拌棒攪拌均勻。

3.6 灌裝

準(zhǔn)備10盒200 mL模具，將已添加凝乳酶的牛乳灌裝入模具中。

4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

4.1 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定方法

4.1.1 酸度測(cè)定方法

使用實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，依產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)測(cè)定產(chǎn)品酸度。

4.1.2 干物質(zhì)含量測(cè)定方法

準(zhǔn)確稱(chēng)取定量預(yù)制奶酪，置于105 ℃恒溫干燥箱中，烘烤6 h至質(zhì)量恒定，計(jì)算奶酪干物質(zhì)含量。干物質(zhì)含量按式（1）計(jì)算。

式中：m為平皿的質(zhì)量，g；m1為干燥前試樣+平皿的質(zhì)量，g；m2為干燥后試樣+平皿的質(zhì)量，g。

4.1.3 感官評(píng)定方法

以整體口感、氣味、色澤和組織狀態(tài)為主要指標(biāo)按要求進(jìn)行百分制打分，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

4.2 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

4.2.1 產(chǎn)品酸度指標(biāo)

超濾法生產(chǎn)的一倍濃縮預(yù)制奶酪的pH為5.54。

4.2.2 產(chǎn)品總固形物指標(biāo)

超濾法生產(chǎn)的一倍濃縮預(yù)制奶酪干物質(zhì)含量為16.61%。

4.2.3 感官評(píng)定結(jié)果

產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)見(jiàn)表2。

表2 超濾一倍濃縮預(yù)制奶酪感官評(píng)價(jià)結(jié)果

5 結(jié)論

此次試驗(yàn)是對(duì)超濾法應(yīng)用于預(yù)制奶酪進(jìn)行了可行性試驗(yàn)。該過(guò)程包括原料乳滅菌后的離心分離、脫脂乳超濾濃縮和混合乳脂后的發(fā)酵凝乳。最終得到pH 5.54，含總固形物16.61%的預(yù)制奶酪。同時(shí)對(duì)終產(chǎn)物做了感官評(píng)定，滋氣味和組織狀態(tài)良好。

此次試驗(yàn)驗(yàn)證了超濾法在預(yù)制奶酪的制作上的可行性，產(chǎn)出的預(yù)制奶酪的總固形物含量較高。超濾工藝較傳統(tǒng)工藝操作更簡(jiǎn)便，更加安全和具有多變性（產(chǎn)品種類(lèi)和數(shù)量），不受pH影響，也無(wú)需對(duì)進(jìn)料進(jìn)行脫氣處理，只需要一臺(tái)超濾設(shè)備便可以生產(chǎn)多種多樣的產(chǎn)品。另外，超濾設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中易于觀測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，超濾膜也可及時(shí)更換。因此超濾法在奶酪工業(yè)化生產(chǎn)中擁有巨大的應(yīng)用潛能。

后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步對(duì)各工段的蛋白質(zhì)和脂肪等組分含量進(jìn)行跟蹤測(cè)定，以深入探究超濾法工藝在乳品加工中的應(yīng)用。