超硬质干酪加工控制水分质量分数的研究

程建华，赵文博，孟德勇，尹长林，赵征

（天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457）

超硬质干酪加工控制水分质量分数的研究

程建华，赵文博，孟德勇，尹长林，赵征

（天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457）

以Parmesan干酪加工工艺为基础，采用单因素实验和正交实验，研究超硬质干酪加工工艺各因素对水分质量分数的影响。最佳加工条件：发酵终点pH值为6.4，凝乳酶添加量为0.004%，CaCl2的添加量为0.015%（均为质量分数），热烫时间40～50 min，最终热烫温度在53～55℃ ，最终排乳清pH值6.0左右，干酪水分质量分数可以达到32%～35%。

超硬质干酪；Parmesan干酪；水分

0 引 言

超硬质干酪和硬质干酪并没有严格的定义，一般习惯于把水分含量≤35%的干酪称为超硬质干酪，其成熟期比较长，热烫温度较高，大部分超硬质干酪生产于意大利，Parmesan干酪是其典型代表。水分决定了超硬质干酪的许多物化性质，如硬度、弹性、黏度、脆性等，对脂肪和蛋白质的降解也有重要影响。因此，控制水分含量是超硬质干酪加工的关键因素[1,2]。国外关于超硬质干酪加工工艺方面的研究报道非常少，而国内目前还没有相关的报道。因此，有必要对超硬质干酪的加工工艺进行研究，以期推动我国硬质干酪加工技术的研究与开发。本研究以Parmesan干酪加工工艺[3]为基础，研究干酪加工工艺中各因素对超硬质干酪水分含量的影响。

1 实 验

1.1 材料

原料乳为新鲜无抗牛乳，发酵剂为TCC-3（嗜热性链球菌和保加利亚乳杆菌），凝乳酶（粉末状复合凝乳酶）。

1.2 试剂

无水氯化钙，石油醚，无水乙醚，无水乙醇，氯化钠，浓硫酸，硫酸铜，硫酸钾，氢氧化钠等，以上试剂均为分析纯。

1.3 设备

分析天平，干酪槽，干酪刀，稀奶油分离机，KDN-08A微量凯氏定氮仪，DZ400-JO真空包装机，pH计。

1.4 方法

1.4.1 实验设计

采用单因素实验和正交实验，分别研究不同发酵终点pH值、不同用量的凝乳酶、不同用量的CaCl2对干酪凝块硬度、切割性、弹性等功能性质的影响，以及对乳清颜色、浊度、热烫时间和凝乳时间的影响，通过对干酪凝块的感官评定确定最佳工艺条件。测定水分与热烫温度的关系、水分与热烫时间的关系、水分与最终排乳清的pH值关系[4，5]。

1.4.2 超硬质干酪加工工艺流程[6]

原料乳部分脱脂→巴氏杀菌→冷却→添加发酵剂→发酵→添加氯化钙→添加凝乳酶→静止凝乳→凝块切割→保温搅拌→热烫→排乳清→凝块入模→压榨→盐渍→真空包装→成熟

1.4.3 评定及测定方法

邀请10名食品研究生组成评定小组，采用100分制，对干酪凝块质地、切割性、弹性、乳清颜色、浊度等进行感官评分[7]。

水分质量分数和pH值的测定参照参考文献[8]中方法进行。

2 结果与讨论

2.1 发酵终点pH值对干酪加工的影响

本研究对TCC-3菌种不同的发酵终点pH值下的凝乳情况和热烫时间作了对比，结果如表1所示。由表1可以看出，发酵终点pH值越低，后期升温中pH值下降地越快，热烫时间越短，凝块水分质量分数越高，不满足加工要求；发酵终点pH值太高，凝块酸化时间不够，凝块易破碎，乳清浑浊，所以发酵终点pH值为6.6不宜作为发酵终点pH值。

表1 发酵终点pH值对凝乳质地和热烫时间的影响

2.2 凝乳酶的添加量对干酪加工的影响

凝乳酶的添加可以使酸化后的牛乳凝结成块，并在后期成熟过程中降解蛋白质，添加过多的凝乳酶反而会产生苦味，添加量太少，凝块易碎，不易切割和后期的热烫，凝乳酶的添加量对干酪凝块的影响如表2所示。考虑到凝乳时间不宜太短，凝乳酶的添加量不宜过多，所以凝乳酶的添加量不宜采用0.012%。

表2 凝乳酶的添加量对凝乳的影响

表3 CaCl2的添加量对凝乳的影响

2.3 CaCl2的添加量对干酪加工的影响

牛乳加热后，一部分可溶性钙变成不溶性钙，延缓了凝乳酶的凝乳作用，所以需要添加CaCl2使之复原，随着Ca2+浓度的增加，凝乳酶活力逐渐增加，凝乳质地也逐渐变硬，但过多的添加CaCl2会使凝乳硬度过高，为切割带来了困难，还会使干酪产生苦味。CaCl2的添加量对凝乳的影响如表3所示。由表3可以看出，CaCl2的添加量过多使凝块太硬，不易切割，凝乳时间太短，所以CaCl2的添加量不采用0.02%。

2.4 超硬质干酪加工工艺的优化

根据单因素实验结果，选择A为发酵终点pH值，B为凝乳酶的添加量，C为CaCl2添加量作为实验因子，进行正交实验设计，结果如表4所示；对干酪加工工艺进行优化，实验结果如表5所示；表6为正交实验方差分析结果。

由表6可以看出，影响因子B＞C＞A，最佳配比为A3B1C3即发酵终点pH值为6.4，凝乳酶添加量为0.004%，CaCl2的添加量为0.015%为最佳加工工艺；凝乳酶的添加量（B）对实验结果影响具有显著性。在最佳加工工艺条件下，干酪凝块的感官评分为95分，经测定在此工艺条件下的干酪水分质量分数为33%。

表4 正交因素水平

表5 干酪工艺参数正交实验结果

表6 正交实验方差分析

2.5 热烫时间和温度对干酪水分质量分数的影响

热烫的目的是促进凝乳粒收缩脱水，排除游离乳清，降低干酪凝块的水分含量。热烫温度是控制干酪水分含量的重要因素之一，提高热烫温度，一方面会抑制乳酸菌的生长，从而在停止搅拌时使pH值升高；另一方面，会促使乳清排出，使乳糖流失，阻碍酸化过程。热烫时间按乳清的酸度而定，热烫时间越长酸度越低，酸度越低干酪结构越松散。热烫时间要把握好，一般按产酸量来控制，高速热烫使凝乳颗粒外表层收缩，表膜较硬，将水分包埋在凝乳中，结果使干酪产品酸度高，质构太硬；低速热烫时，凝乳中微生物缓慢产酸，凝乳收缩主要源于酸而不是热烫本身。所以在降低干酪凝块水分含量的同时，适当的热烫时间是非常重要的。热烫时间、热烫温度与水分质量分数的关系如图1所示。由图1可以看出，随着热烫时间的延长，热烫的温度的提高，干酪水分含量逐渐降低。考虑到凝块酸度不宜过低，热烫时间为40～50 min，最终热烫温度在53～55℃较为合适。

图1 热烫时间、热烫温度与水分质量分数的关系

2.6 pH值对干酪水分质量分数的影响

图2 水分与最终排乳清的pH值关系

最终排乳清的pH值越低，说明热烫时间比较长，热烫温度比较高，水分含量也越低，但是过低的pH值会使干酪的质构太松散，干酪容易变硬，变干且易碎，外表皮易开裂，在成熟早期乳清易从干酪中渗出，所以在保证足够的热烫时间和热烫温度的同时，尽量不要使最终排乳清的pH值过低。水分与最终排乳清的pH值关系如图2所示。由图2可以看出，随着最终排乳清的pH值的降低，干酪水分质量分数逐渐降低，为避免干酪的质构较松散，最终排乳清的pH值为6.0较为合适。

3 结 论

（1）超硬质干酪加工最佳工艺条件是：发酵终点pH值为6.4，凝乳酶添加量为0.004%，CaCl2的添加量为0.015%。

（2）随着热烫时间的延长，热烫的温度的提高，干酪水分含量逐渐降低。考虑到凝块酸度不宜过低，热烫时间为40～50 min，最终热烫温度在53～55℃较为合适。随着最终排乳清的pH值的降低，干酪水分质量分数逐渐降低，为避免干酪的质构太松散，最终排乳清的pH值为6.0较为合适。

（3）在以上加工工艺条件下，通过对干酪成品的检测，干酪水分质量分数可以达到32%～35%，符合超硬质干酪水分质量分数≤35%的加工要求。

[1]FENSTER K M,RANKIN S A，STEELE J L.Accumulation of Short n-Chain Ethyl Esters by Esterases of Lactic Acid Bacteria under Conditions Simulating Ripening Parmesan Cheese'[J].J Dairy Sci,2003，86：2818-2825.

[2]COPPOLA R,NANNI M,IORIZZO M,et al.Microbiological Characteristics of Parmigiano-Reggiano Cheese during the Cheesemaking and the First Months of the Ripening'[J].Lait,2000，80：479±490.

[3]LEE J H,DIONO R,KIM G Y，et al.Optimization of Solid Phase Micro-extraction Analysis for the Headspace Volatile Compounds of Parmesan Cheese'[J].J Agric Food Chem,2003，51：1136-1140.

[4]常志勇,申四化,赵征.基于多元线性回归对Tilsit型干酪成熟期的研究[J].中国乳品工业,2007,35（5）：23-25.

[5]郑志强,赵征.不同成熟期干酪挥发性风味物质的分析[J].食品科技,2008,38（1）：88-91.

[6]PHILLIPS K.Grana Padano&Parmigiano Reggiano：How Old is that Wedge You're Buying[J/OL].[2005-03].http：//italianfood.about.com/library/snip/blsip115.htm.

[7]闫美丽,刘会平.提高成熟温度加快Mozzarella干酪成熟的研究[J].中国乳品工业,2005,33（5）：24-26.

[8]王洁.硬质干酪加工工艺及生物活性肤的研究[D].天津科技大学,2006：7-9.

Control of moisture in processing extra-hard cheese

CHENG Jian-hua,ZHAO Wen-bo,MENG De-yong,YIN Chang-lin，ZHAO Zheng
（College of Food Engineering and Biotechnology,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457，China）

To study the effect of different factors in the cheese processing on moisture contents of extra-hard cheese,cheese was processed following the processing technology of Parmesan cheese.And the investigation was conducted via single factor and orthogonal experiments.The optimum processing conditions are as follows：the termination pH of fermentation is 6.4,the addition of rennet is 0.004%,the addition of CaCl2is 0.015%,the scalding time is 40～50 min,the scalding temperature is 53～55℃,the final pH when you drain the whey is 6.0,then the moisture of the cheese could be 32%～35%.

extra-hard cheese;Parmesan cheese;moisture

TS252.53

A

1001-2230（2010）01-0023-03

2009-08-24

国家科技支撑计划子课题：硬制原干酪加工共性关键技术与产品开发 （2006BAD04A06）。

程建华（1983-），男，硕士研究生，研究方向为乳品科学与技术。

赵征