利用3种凝固剂制作新鲜软质大豆干酪的工艺研究

李莹莹，笪久香，栾广忠,2,*，崔亚丽，胡亚云，李志成,2

(1.西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西 杨凌 712100；2.陕西省农产品加工工程技术研究中心，陕西 杨凌 712100)

利用3种凝固剂制作新鲜软质大豆干酪的工艺研究

李莹莹1，笪久香1，栾广忠1,2,*，崔亚丽1，胡亚云1，李志成1,2

(1.西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西 杨凌 712100；2.陕西省农产品加工工程技术研究中心，陕西 杨凌 712100)

以豆乳为原料，分别以葡萄糖酸内酯、氯化镁和木瓜蛋白酶为凝固剂制作新鲜软质大豆干酪。用正交试验法对发酵剂、凝固剂及食盐的添加量等参数进行优化，并将3种大豆干酪的主要理化指标及感官与牛奶新鲜软质干酪进行比较。结果表明，以葡萄糖酸内酯为凝固剂制备新鲜软质大豆干酪的最适工艺参数为发酵剂添加量0.020%、葡萄糖酸内酯添加量0.20%、食盐添加量1.0%；氯化镁为凝固剂的最适工艺参数为发酵剂添加量0.020%、氯化镁添加量0.20%、食盐添加量1.0%；木瓜蛋白酶为凝固剂的最适工艺参数为发酵剂添加量0.010%、CaCl2添加量0.02%、木瓜蛋白酶添加量0.05%、食盐添加量1.0%。3种大豆干酪的水分含量相近，木瓜蛋白酶大豆干酪感官得分最高，氯化镁大豆干酪的蛋白含量最高，而葡萄糖酸内酯大豆干酪的产率最高。与相同工艺下制作出的牛乳新鲜软质干酪相比，新鲜软质大豆干酪蛋白质含量与之相近，脂肪含量只有牛乳干酪的1/3，水分含量和出品率高于牛乳干酪，而感官评分上大豆干酪略低。新鲜软质大豆干酪可作为一种牛乳新鲜软质干酪的低脂保健型替代品。

大豆干酪；豆乳；凝固；质构；加工工艺

大豆是我国主要的生产农作物之一，作为植物油和蛋白来源，是世界上最重要的油料作物[1]。根据美国农业部3月份报告，2010～2011年度世界大豆产量2亿5840万t，消费量2亿5661万t；2010年国内大豆播种面积880万hm2，产量1520万t，同比增加22万t，增幅1.47%[2]。大豆及其制品是高营养的植物性食品，含有丰富的优质蛋白质[3]，大豆蛋白整体必须氨基酸组成较为平衡，可完全满足2岁以上人体对必须氨基酸的需求，FAO/WHO利用蛋白质消化率校正氨基酸分[4]方法评价大豆蛋白的营养价值表明，其营养价值与乳蛋白、鸡蛋卵清蛋白等同。从医学保健观点看，大豆能预防和治疗很多疾病，如冠状病变、动脉硬化病、糖尿病、肠胃病、营养不良以及动脉硬化所引起的许多病症，都可以用大豆及其制品来预防和治疗[5]。

干酪是在牛乳、奶油、部分脱脂乳、酪乳或其混合物中加入乳酸菌发酵剂和凝乳酶，使乳蛋白质凝固后，排出乳清得到的新鲜或成熟的乳制品[6]。新鲜软质干酪是在排乳清后不经过压榨即可直接食用的干酪[7]，它介于天然硬质干酪和酸奶之间，在欧洲的消费量比酸奶还高，具有较高商业价值[8]。若将豆乳代替牛乳，采用牛乳干酪的生产工艺，可得到一种新型豆制品——大豆干酪，其含盐量低、安全性好、营养丰富、功能性强[9]。本实验以豆乳为原料，采用奶酪生产工艺，分别将葡萄糖酸-δ-内酯、氯化镁和木瓜蛋白酶作为凝固剂制作新鲜软质大豆干酪，以感官评价和校正产率为指标优化工艺条件，并在理化、营养和感官方面对3种凝固剂制作的新鲜软质大豆干酪与牛乳新鲜软质干酪进行比较。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆(蛋白质含量32.7%，水分含量10.2%) 江门市力信豆制品有限公司。

菌种：乳酸乳球菌乳亚种(Lactococcus lactissubsp.lactis)、乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactissubsp.cremoris) 丹麦Danisco公司。酶：FROMASE 2200TL美国DSMFood Specialties公司；木瓜蛋白酶(3500U/mg，papain) 美国Sigma公司。氯化钙(无水CaCl2)、氯化镁(MgCl2·6H2O)均为分析纯；葡萄糖酸内酯(GDL)市售。

1.2 仪器与设备

DK-98-I电热恒温水浴锅 天津市泰斯特仪器有限公司；TA.XT plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司；UVmini-1240紫外-可见分光光度计 岛津国际贸易(上海)有限公司；DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱、DNP-9082型电热恒温培养箱 上海精宏实验设备有限公司；LWY84B型控温式远红外消煮炉 四平电子技术研究所；半微量凯式定氮仪；KDL-2303多功能榨汁豆浆机 天津市达康电器公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

新鲜软质大豆干酪工艺按照邓艳等[10]的方法略做修改如下：

大豆→浸泡→磨浆→煮沸→冷却→添加发酵剂→添加不同凝固剂→静置凝乳→凝乳切割 →吊袋排乳清(过夜) →加食盐→成品

为了进行对比，按照邓艳等[10]的方法，以牛乳为原料制备新鲜软质牛乳干酪。

1.3.2 工艺要点

豆乳的制备：大豆经挑选除去杂质和破裂豆粒，称取一定质量清洗后加入3倍蒸馏水室温下浸泡过夜，然后用干豆总量的8倍水平均分成两次进行磨浆(磨浆所用的水量应扣除干豆所吸收的水分)，得到的生浆经200目尼龙布过滤后，加热煮沸，保持10min，冷却备用[11]。

添加发酵剂：将杀菌煮沸后的豆乳冷却至36℃，添加发酵剂，并于36℃培养箱中保温发酵1h。

添加凝固剂：一定范围内，温度升高可缩短豆乳凝固时间并增强豆乳凝胶强度[12-13]，而本研究使用的发酵剂为嗜温型菌种，其最适生长温度在36℃左右，最高温度为40～45℃[14-15]，因此凝乳温度也不宜过高，定为40℃，否则不利于乳酸菌的继续作用。分别以GDL、MgCl2和papain为凝固剂，称取一定量于豆乳中，混合均匀后用铝箔纸将烧杯密封，置于40℃水浴中使其凝固。本研究中将以GDL、MgCl2、papain为凝固剂制备的大豆干酪分别记为G大豆干酪、M大豆干酪和P大豆干酪。

切割、排乳清：用干酪刀将凝乳切成1cm×1cm×1cm方块，转入干酪布中将其吊起排乳清，室温过夜，直至无乳清析出。

加盐：将一定量的食盐加入排乳清后的凝块中，搅拌均匀。

1.3.3 凝固剂添加量的确定

称取50.0g豆乳于烧杯中，分别以豆乳质量为基准添加不同量的凝固剂，用磁力搅拌器搅拌1min，用铝箔将烧杯口密封，置于40℃水浴中，记录凝乳时间并在凝固后继续保温1h，然后分别进行：1)切割排乳清(方法同1.3.2节)，按1.3.4节方法测定乳清OD值；2)按1.3.5节方法进行质构测定。其中GDL添加量为豆乳质量的0.20%、0.30%、0.40%、0.50%、0.60%；MgCl2添加量为豆乳质量的0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%；papain添加量为豆乳质量的0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%。

1.3.4 乳清OD值的测定

将收集到的乳清用紫外-可见分光光度计在波长500nm处测定乳清OD值。OD值越高，说明固形物流失越多，豆乳凝乳质地较差，因而得率也较低[16]。

1.3.5 豆乳凝乳质构特性的测定

将1.3.3节中所述制备好的豆乳凝乳放入冰水混合物中冷却30min后转到冰箱中4℃保存过夜。第2天取出室温条件下回温30min，按质构仪预置的反向挤压程序进行质构测定。测定条件为：探头PA/BE-d35，测试前速度1mm/s，测试速度1mm/s，测试后速度10mm/s，测试距离20mm，接触力1g。每个样品重复4次[17]。

1.3.6 新鲜软质大豆干酪工艺优化

在前期试验的基础上，以发酵剂添加量、凝固剂添加量和食盐添加量为试验因素，以校正出品率和感官得分为指标，采用L9(34)正交试验进行工艺优化[18]。

1.3.7 感官评价

在皮钰珍等[19]的方法上改进。挑选10名经过培训的品评员，分别从滋味、气味、组织状态和质地4个方面对新鲜软质大豆干酪进行感官评定。具体评分标准如表1所示。

表1 新鲜软质大豆干酪感官评分表Table 1 Criteria for sensory evaluation of fresh soft soymilk cheese

1.3.8 出品率测定[20]

考虑到批次间、处理间水分含量的差异，需将实际出品率校正到水分含量为80%，得到校正出品率。

1.3.9 理化指标测定

水分测定：GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》[21]；总氮测定：GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》[22]；脂肪测定：GB 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》[23]。

2 结果与分析

2.1 3种不同凝固剂添加量对豆乳凝乳效果的影响

不同GDL、MgCl2和papain添加量对豆乳凝固时间、凝乳状态、乳清OD值、凝乳硬度和黏度的影响分别见表2～4。可知，各种凝固剂用量增加都会缩短豆乳凝乳时间。

由表2可知，40℃条件下GDL凝固豆乳的时间较长，这是因为低温下GDL水解速率小，其释放葡萄糖酸速度缓慢，使得豆乳的酸化也更久[24]，从而其凝固时间也较长。随着GDL添加量增加，凝乳切割后的乳清OD值先增加后减小，这可能与凝乳状态有关。GDL添加量为0.40%～0.60%时，凝块偏硬且带有明显的酸味；添加量为0.20%～0.30%时，凝乳状态佳。豆乳凝乳的硬度随GDL用量的增加而增大，当GDL添加量到0.40%时，凝块硬度已达456g，此时质地偏硬，不适合加工软质大豆干酪；当GDL从0.20%增至0.40%时，凝块黏度从141g·s增至247g·s，而当GDL添加量继续增至0.60%时，凝块黏度变化差异不显著(P＞0.05)，适当的黏度有利于凝块切割及乳清的排出。考虑到实际生产，0.20%～0.30%左右的GDL添加量为宜。

由表3可看出，当MgCl2添加量为0.10%时，豆乳90min内未凝固；添加量为0.20%时，豆乳凝固较快，组织状态好；当添加0.30%的MgCl2时，豆乳凝固很快，质地较为疏松；而当MgCl2添加量达到0.40%～0.50%时，豆乳迅速凝固，凝乳状态很差，质地松散，乳清OD值也较大。另外，MgCl2添加量从0.20%增加到0.30%时，凝块硬度和黏度都随之增大；而当添加量继续增至0.40%时，凝块硬度和黏度都显著减小(P＜0.5)，在后期切割过程中，会有一部分蛋白、脂肪随乳清排出，难以切割；当MgCl2用量增至0.50%时，凝块硬度和黏度进一步减小。综合考虑，0.20%～0.30%的MgCl2为凝固豆乳的适宜添加量。

表2 不同GDL添加量对豆乳凝乳性能的影响Table 2 Effect of GDL level on coagulation properties of soymilk

表3 不同MgCl2添加量对豆乳凝乳性能的影响Table 3 Effect of MgCl2 level on coagulation properties of soymilk

表4 不同papain添加量对豆乳凝固时间的影响Table 4 Effect of papain level on coagulation properties of soymilk

由表4可知，不同的papain添加量所形成豆乳凝乳的状态基本一致(故未列出)，洁白有弹性，表面平整光滑，但质地都较软，内部结构疏松。凝块硬度普遍较小，为77～86g左右，且当papain添加量从0.04%增加到0.10%时，凝块硬度减小；相对于硬度来说，凝块黏度较大，很难切割，排出乳清浑浊，并且倾倒时挂杯严重，不同papain添加量下凝块的黏度变化差异不显著(P＞0.05)。

由于添加papain所形成的凝乳过软，排出的乳清接近乳白色，蛋白流失比较多，难以切割，因此，借鉴牛奶干酪的生产工艺，在papain添加量0.04%的条件下，分别添加0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的CaCl2，测定其凝乳效果，结果见表5。可知，添加CaCl2可明显加速豆乳凝固；CaCl2添加量在0.02%～0.04%时，乳清OD值随其用量增加而降低，但当CaCl2添加量大于0.04%后，乳清OD值反而上升，此时凝乳质地较为粗糙，苦涩味较重。由表5还可看出，随CaCl2的增加，papain凝乳的硬度和黏度也有所增大，这是因为二价Ca2+能够置换掉两性蛋白质粒子中的H+或蛋白质钠盐中的Na+，将肽链连接，这种钙桥的形成可加快蛋白质的胶凝速度，增加大豆蛋白网络组织结构的稳定性，从而增强凝胶体的强度和硬度[25]。可见，添加少量CaCl2与papain混合凝固豆乳，更有利于凝乳的切割及乳清的排出。

表5 不同CaCl2添加量对豆乳凝乳性能的影响Table 5 Effect of CaCl2 level on papain-induced coagulation properties of soymilk

2.2 新鲜软质大豆干酪加工工艺的优化

2.2.1 GDL凝固豆乳制作新鲜软质大豆干酪加工工艺的优化

表6 G大豆干酪正交试验设计及结果Table 6 Orthogonal array design and experimental results for optimization of GDL-coagulated soymilk cheese preparation

以G大豆干酪成品的校正产率和感官分值为评价指标进行正交试验，结果如表6所示。通过对G大豆干酪校正产率的极差分析得出，各因素影响程度的顺序为B＞A＞C，即GDL添加量＞发酵剂添加量＞食盐添加量，G大豆干酪校正产率的最适工艺参数为A3B1C3，即发酵剂添加量0.020%、GDL添加量0.20%、食盐添加量1.5%；影响G大豆干酪感官分值的顺序GDL添加量＞食盐添加量＞发酵剂添加量，G大豆干酪感官评分的最适工艺参数为A3B1C2，即发酵剂、GDL、食盐添加量分别为0.020%、0.20%、1.0%。这2个指标单独分析出来的最优条件并不完全一致，干酪的出品率是衡量其生产的主要经济指标[26]，考虑到食盐添加量对G大豆干酪校正产率的影响较小，因此确定G大豆干酪加工工艺的最适参数为发酵剂添加量0.020%、GDL添加量0.20%、食盐添加量1.0%。通过验证实验，效果良好，G大豆干酪的校正产率48.20%，感官得分91.2。

2.2.2 MgCl2凝固豆乳制作新鲜软质大豆干酪加工工艺的优化

无机盐凝固豆乳制作新鲜软质大豆干酪正交试验结果见表7，可知，影响M大豆干酪校正产率的因素主次顺序为：MgCl2添加量＞食盐添加量＞发酵剂添加量，最佳工艺组合为B1C2A2，即MgCl2、食盐、发酵剂添加量分别为0.20%、1.0%、0.015%；而影响M大豆干酪感官评分的因素主次顺序为发酵剂添加量＞食盐添加量＞MgCl2添加量，最适工艺参数为A3C2B3，即发酵剂、食盐、MgCl2添加量分别为0.020%、1.0%、0.30%。综合3种因素对产品感官分值和校正产率的影响结果以及实际生产的需要，MgCl2添加量对大豆干酪校正产率的影响很大，对感官分值的影响较小；而发酵剂添加量对其校正产率和感官分值的影响相反，因此，确定M大豆干酪加工工艺的最适参数为发酵剂添加量0.020%、MgCl2添加量0.20%、食盐添加量1.0%。验证实验结果：M大豆干酪的校正产率39.20%，感官评价得分89.8。

表7 MgCl2正交试验设计及结果Table 7 Orthogonal array design and experimental results for optimization of MgCl2-coagulated soymilk cheese preparation

2.2.3 papain凝固豆乳制作新鲜软质大豆干酪加工工艺的优化

由P大豆干酪正交试验结果(表8)可知，发酵剂、CaCl2、papain和食盐添加量对P大豆干酪的校正产率和感官指标均有影响。其中CaCl2和papain添加量的影响较大，而发酵剂和食盐添加量的影响较小。由校正产率得到P大豆干酪的最适工艺参数为CaCl2添加量0.02%、papain添加量0.03%、食盐添加量1.0%、发酵剂添加量0.015%～0.020%；由感官分值得到其最适工艺参数为papain添加量0.05%、CaCl2添加量0.02%、食盐添加量1.0%、发酵剂添加量0.010%。通过因素对每个指标影响的主次顺序及实际生产综合考虑，得P大豆干酪最适工艺参数为CaCl2添加量0.02%、papain添加量0.05%、食盐添加量1.0%、发酵剂添加量0.010%。通过验证实验，得到P大豆干酪的校正产率36.06%，感官得分93.1。

表8 papain正交试验设计及结果Table 8 Orthogonal array design and experimental results for optimization of papain-coagulated soymilk cheese preparation

2.3 新鲜软质大豆干酪理化指标测定结果

根据正交试验得到的优化工艺组合分别制作3种新鲜软质大豆干酪，主要理化指标及其与牛乳新鲜软质干酪的对比见表9。3种大豆干酪的蛋白质含量有所差别，其中P大豆干酪的蛋白含量较低，说明在排乳清过程中其蛋白损失较大，出品率也相对较低；而M大豆干酪的蛋白含量最高。3种大豆干酪的水分含量均在80%左右，由于其水分含量高，且在工艺过程中未进行成型压榨，可将其作为一种涂抹型软质干酪直接食用，或用于涂抹面包，也可作为配料添加到其他食品中，其口感细腻，风味良好。感官上还可看出，P大豆干酪的得分最高，其风味良好，组织状态最为细腻，表面光滑，具有良好的流动性，口感柔软、润滑，涂抹性好；而G和M大豆干酪的质地相近，涂抹性较好，但组织略为粗糙，带有少许颗粒。

图1 3种新鲜软质大豆干酪Fig.1 Soymilk cheeses prepared in this study using different coagulants

本研究采用同样的工艺制作牛奶新鲜软质干酪发现，牛乳比豆乳更易排出乳清，因此奶酪的水分含量相对于大豆干酪较低；出品率也远低于大豆干酪；蛋白质含量与大豆干酪接近；脂肪含量高于大豆干酪。对大豆干酪和奶酪进行感官比较发现，奶酪的感官得分略高，与大豆干酪所呈现的淡黄色不同，奶酪呈洁白的颜色；在滋味上4种产品的得分差异不大，大豆干酪具备大豆特有的豆香味，而奶酪具有其浓郁的乳香滋味；在气味、组织状态和质地上，奶酪的得分均稍高于大豆干酪，大豆干酪的气味并不十分突出，奶酪赋有的奶香气味浓郁，而且由于奶酪的水分含量较低，因此具有一定的可塑性，且涂抹型更好。通过以上分析可以看出，新鲜软质大豆干酪作可以为一种牛乳新鲜软质干酪的低脂保健型替代品。

表9 豆乳与牛乳软质新鲜干酪的主要理化指标Table 9 Major physical and chemical parameters of soymilk cheeses prepared in this study using different coagulants

3 结 论

3.1 用GDL凝固豆乳制作新鲜软质大豆干酪的最适工艺参数为发酵剂添加量0.020%、GDL添加量0.20%、食盐添加量1.0%；用MgCl2凝固豆乳制作新鲜软质大豆干酪的最适工艺参数为发酵剂添加量0.020%、MgCl2添加量0.20%、食盐添加量1.0%；以papain为凝固剂制作新鲜软质大豆干酪的最适工艺参数为发酵剂添加量0.010%、CaCl2添加量0.02%、papain添加量0.05%、食盐添加量1.0%，可得到较高的大豆干酪产率及较好的产品品质。3.2 3种凝固剂凝固豆乳所制作的新鲜软质大豆干酪中，以木瓜蛋白酶制作的大豆软质干酪感官得分最高，氯化镁制作的大豆软质干酪蛋白含量最高，而GDL大豆软质干酪的产率最高。与奶酪相比，蛋白质含量接近，而感官评分稍低。

3.3 理化指标及感官评分的比较结果说明，新鲜软质大豆干酪可作为新鲜软质牛乳干酪的低脂保健型替代品。

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Optimization of Preparation Process for Fresh Soft Soymilk Cheese Using Three Different Coagulants

LI Ying-ying1，DA Jiu-xiang1，LUAN Guang-zhong1,2,*，CUI Ya-li1，HU Ya-yun1，LI Zhi-cheng1,2
(1. College of Food Science and Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China；2. Shaanxi Engineering Center of Agro-product Processing, Yangling 712100, China)

Three different coagulants,δ-gluconolactone, magnesium chloride and papain were individually used to prepare fresh soft soymilk cheese from cooked soymilk. Key process parameters such as inoculum amount of starter culture, coagulant level and NaCl level were optimized by means of orthogonal array design. Soymilk cheeses obtained from these three coagulants were comparatively tested for the major physical and chemical properties and sensory characteristics. The results showed that the optimal levels of starter culture, coagulant and NaCl were the same for the preparation of soymilk cheeses usingδ-gluconolactone or magnesium chloride, which were 0.020%, 0.20% and 1.0%, respectively; the optimal levels of starter culture, CaCl2, coagulant and NaCl for the preparation of papain-coagulated soymilk cheese were 0.010%, 0.02%, 0.05% and 1.0%, respectively. The soymilk cheeses obtained with the different coagulants had similar water contents. The papain-coagulated soymilk cheese

the highest sensory evaluation score, the magnesium chloride-coagulated one had the highest protein content, and the highest cheese productivity was achieved through coagulation withδ-gluconolactone. Although the cow,s milk cheese and the soymilk cheese prepared under the same technological parameters had similar protein contents, the fat content of the latter represented only one-third of that of the former and the latter showed higher water content and productivity and a slightly lower sensory evaluation score. Fresh soft soymilk cheese may be considered as a low-fat healthy substitute for fresh soft cow,s milk cheese.

soymilk cheese；soymilk；coagulation；texture；technology

TS214.2

A

1002-6630(2012)16-0001-06

2011-06-17

联合国大学-麒麟继续研究基金项目(Follow-up Research of UNU-Kirin Grant)

李莹莹(1987—)，女，硕士研究生，研究方向为大豆蛋白深加工。E-mail：yingyingli9685@126.com

*通信作者：栾广忠(1968—)，男，副教授，博士，研究方向为植物蛋白深加工技术。E-mail：qlgz@nwsuaf.edu.cn