Mascarpone干酪工艺优化

田丽元，刘会平，邵萍，董越，刘易坤（天津科技大学，天津300457）

Mascarpone干酪工艺优化

田丽元，刘会平*，邵萍，董越，刘易坤（天津科技大学，天津300457）

以新鲜牛乳为主要原料，对Mascarpone干酪的生产工艺进行优化。通过单因素试验，以质构特性为主要评价指标，同时结合感官评价和微观结构来确定不同因素对干酪品质的影响。通过正交试验，确定4个因素对产品硬度的影响顺序为稀奶油脱脂乳比例＞乳清排出量＞柠檬酸浓度＞终点pH值。通过分析方差，确定Mascarpone干酪的最佳工艺为：稀奶油与脱脂奶比例为1∶1（质量比）、乳清排出量为40%、柠檬酸浓度为5%、终点pH值为4.4。

Mascarpone干酪；稀奶油脱脂乳比例；乳清排出量；质构

Abstract：Fresh milk was used to study the production process and optimization of Mascarpone cheese.Through the single factor experiment，the texture characteristics was used as a main evaluation indexes to determine the influence of different factors on the quality of cheese with the combination of sensory evaluation and microstructure.By means of orthogonal experiment，the order of influence of factors on hardness was：the proportion of single cream and skimmed milk＞the elimination of whey＞the concentration of citric acid＞the end point of pH value.Through analysis of variance，the optimum process of Mascarpone cheese was：the proportion of single cream and skimmed milk 1∶1（mass ratio），the elimination of whey 40%，the concentration of citric acid 5%and the end point pH value 4.4.

Key words：Mascarpone cheese；the proportion of single cream and skimmed milk；the elimination of whey；texture properties

奶酪由西方传入我国，不是我们的传统食品，因此许多消费者不了解奶酪的食用方法和营养价值，接受不了干酪特有的风味，这直接影响了奶酪在国内的发展。传统干酪生产中，利用微生物发酵或者添加凝乳酶，操作过程中温度、时间不易控制，易污染杂菌，还会因微生物分解酪蛋白或者微生物代谢产生一种特有的、国人不易接受的味道；国内干酪生产技术滞后，主要依赖进口，成本较高，制约了干酪在我国的消费[1-2]。近年来，我国奶类消费增长速度很快，我国乳制品结构发生了较大变化，对于奶酪的需求量迅速增长[3]。我们应借鉴西方国家的先进技术并结合我国实情，研发出成本较低、生产周期短、出品率高、易于保藏、风味易被国内消费者接受的奶酪品种。

本课题旨在研究一种快速生产奶油干酪的方法，将新鲜牛乳分离出稀奶油，然后添加有机酸，凝乳、排乳清后制得；使生产过程容易控制，生产周期短，出品率高，成品奶酪口感细腻，改善传统奶酪的味道，更适合国人口味，提高奶酪在我国的市场竞争力，具有广阔的市场前景。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

无抗鲜牛奶：天津市新城家园鲜奶吧（蛋白质2.95%、脂肪3.10%）；柠檬酸（市售食品级）：天津北方天医化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

乳成分分析仪（UL80BC）：优创科技（中国）有限公司；奶油分离机；数显pH计（FE20K）：梅特勤—托利多仪器（上海）公司；立式压力蒸汽灭菌锅（YXQ-LS-50S）、电热鼓风干燥箱（DGG-101-3）：上海博讯实业有限公司医疗设备厂；TA-XTPlus物性测试仪：英国Stable Micro System公司；台式离心机（TG18-W）：湘仪离心机仪器长沙有限司；扫描电子显微镜（JSM-6380）：日本电子株式会社。

1.3 试验方法

1.3.1 Mascarpone干酪工艺路线

原料乳验收→过滤→预热（40℃）→分离奶油（脂肪含量约60%）→调节稀奶油脱脂乳比例→预热（70℃）→均质（20 MPa）→杀菌（85℃，10 min）→冷却→加酸→排乳清→包装→冷藏

1.3.2 理化指标的测定

牛乳成分的测定，使用牛乳快速测定仪对试验乳的成分进行测定；干酪脂肪含量测定，采用罗兹—哥特里法测定[4]；蛋白质含量的测定，采用GB 5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中第一法[5]；水分含量的测定，参见GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中第一法[6]。

1.3.3 干酪乳清析出量测定

取干酪样品20 g～30 g于室温放置1 h，于20℃、3 000 r/min离心30 min，收集下层乳清，以每100 g样品析出的乳清质量表示（%）[7]。

1.3.4 干酪质构特性测定

干酪样品在4℃冰箱内贮藏24 h后，采用质地剖面分析法 （Texture Profile Analysis，TPA），使用 TA XTPlus物性测试仪，测试条件设定如下：

测试前速度：8.0 mm/s；测试中速度：3 mm/s；测试后速度：10 mm/s；测试距离 13 mm；测试时间：5 s；探头型号：HDP/SR。所有样品重复测试3次[8]。

1.3.5 微观结构的测定

取样→固定→清洗→脱水→脱脂→冷冻干燥→粘台→喷金→电镜观察。

取适量样品，浸入到质量分数为2.5%的戊二醛溶液中，并在4℃条件下固定3 h以上；用pH值为7.2的磷酸缓冲液冲洗3次，每次10 min，再分别用体积分数为30%、50%、70%、90%、100%的乙醇进行梯度脱水10 min，用氯仿脱脂2 h。最后冷冻干燥，粘台，喷金，观察[9-10]。

1.3.6 单因素试验

1.3.6.1 稀奶油脱脂乳比例的确定

稀奶油和脱脂乳的比例分别为 2∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5（质量比），乳清排出量为 40%，柠檬酸添加浓度为5%，干酪最终pH值为4.4，探究稀奶油脱脂乳对干酪持水性、质构、微观结构和感官评价的影响。

1.3.6.2 乳清排出量的确定

稀奶油和脱脂乳的比例1∶1（质量比），用5%的柠檬酸酸化至pH4.4，乳清排出量分别为30%、35%、40%、45%、50%，研究乳清排出量对干酪质构、水分含量的影响。

1.3.6.3 柠檬酸浓度的确定

稀奶油和脱脂乳的比例1∶1（质量比），分别用5%、10%、15%、20%、25%的柠檬酸酸化至pH4.4，乳清排出量为40%，研究柠檬酸浓度对干酪质构的影响。

1.3.6.4 酸化终点pH值的确定

稀奶油和脱脂乳的比例1∶1（质量比），用5%的柠檬酸分别调 pH 值至 4.2、4.4、4.6、4.8、5.0，乳清排出量为40%，研究酸化终点pH值对干酪质构和水分含量的影响。

1.3.7 Mascarpone干酪正交试验

以稀奶油脱脂乳比例、乳清排出量、柠檬酸浓度、终点pH值为因素，以产品的硬度为指标设计正交试验，确定Mascarpone干酪最佳工艺。正交设计表如表1所示。

表1 因素水平表Table 1 The table of factor level

2 结果与分析

2.1 原料乳检测结果

原料乳的测定结果如表2所示。

表2 原料乳指标Table 2 The table of raw milk index

由表2可知，原料乳符合奶酪生产用生乳标准GB 19301-2010《食品安全国家标准生乳》。

2.2 稀奶油和脱脂乳比例对Mascarpone干酪性质的影响

2.2.1 稀奶油脱脂乳比例对奶酪持水性的影响

稀奶油和脱脂乳比例对奶酪持水性的影响见图1。

图1 稀奶油和脱脂乳比例对奶酪持水性的影响Fig.1 The effect of the proportion of single cream and skimmed milk on the water-holding property of cheese

如图1所示，随着脱脂乳添加比例增大，奶酪的乳清析出量逐渐增加，奶酪持水性变差；这是由于脂肪可以提高产品的总固体，总固体在一定程度上有利于水分的保持，随着脱脂乳的添加比例增大，总固体含量降低，使干酪中的水分容易析出，这与莫蓓红[11]等的研究一致。

2.2.2 稀奶油脱脂乳比例对奶酪质构的影响

不同稀奶油和脱脂奶比例对奶酪质构特性的影响见图2。

图2 不同稀奶油和脱脂奶比例对奶酪质构特性的影响Fig.2 The effect of the proportion of single cream and skimmed milk on texture properties

硬度和涂抹性是新鲜奶油奶酪的关键品质，剪切功是压缩单位体积干酪所做的功，可以反映涂抹过程所做的功，剪切功小说明其涂抹性好[12]。由图2可知，随着稀奶油添加比例的减少，奶酪的硬度降低，涂抹性变好，这是由于脂肪球被酪蛋白包裹参与酪蛋白的凝聚，稀奶油添加比例减少，降低了体系的脂肪含量，从而使奶酪硬度降低。

2.2.3 稀奶油脱脂乳比例对奶酪微观结构的影响

稀奶油和脱脂乳比分别为 2∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5（质量比）的样品，其电镜图分别如图3所示。

图3 稀奶油和脱脂乳比例对奶酪微观结构的影响Fig.3 The effect of the proportion of single cream and skimmed milk on the microstructure of cheese

由图3可以看出，干酪的酪蛋白胶束网状结构呈海绵状，结构比较完整，其中的孔洞是脱脂后留下的（图c中箭头所示）。随着稀奶油添加比例减少，干酪的网状结构变得致密，孔洞减少。稀奶油脱脂乳比为1∶1（质量比）时，干酪孔洞大小较为均一，说明脂肪球的大小比较一致[13]，这种结构说明干酪的质地比较细腻，对脂肪和水分的稳定能力也较好。

2.3 乳清排出量对干酪的影响

乳清排出量对奶酪特性的影响见图4。

图4 乳清排出量对奶酪特性的影响Fig.4 The effect of the elimination of whey on the properties of cheese

乳清排出量影响着奶酪的水分含量，水分含量可以影响干酪的质构特性，由图4可知，随着乳清排出量的增大，水分含量逐渐降低，奶酪硬度变大，当乳清排出量在35%～40%之间时，其对奶酪硬度影响较大。

2.4 柠檬酸浓度对奶酪质构特性的影响

图5 柠檬酸浓度对奶酪质构特性的影响Fig.5 The effect of the concentration of citric acid on the texture properties of cheese

由图5可知，当酸浓度超过12%时，随着酸浓度增大，奶酪硬度降低，这是由于酸浓度过高，酪蛋白凝集速度增加，凝乳过快，可导致酪蛋白胶束不能形成稳定的网状结构[14]，使得奶酪硬度降低。

2.5 酸化终点pH值对奶酪的影响

酸化终点pH值对奶酪特性的影响见图6。

图6 酸化终点pH值对奶酪特性的影响Fig.6 The effect of end point of pH on the properties of cheese

由图6可知，pH值在4.7时奶酪的硬度和剪切功最大，水分含量则最低，这是由于酪蛋白的等电点为4.6～4.7；低于等电点时，酸度过高可导致酪蛋白胶束在凝乳中溶解形成细凝乳随乳清排出，使得奶酪水分含量较高，硬度降低；pH值较高，体系凝乳不完全，使奶酪水分含量较高，硬度降低[15]。

2.6 正交试验

根据单因素试验的结果，设计正交试验。其直观分析表和方差分析表分别见表3和表4。

表3 直观分析表Table 3 Intuitive analysis table

表4 方差分析表Table 4 Anova of hardness

从直观分析表中极值R可知，4个因素对Mascarpone奶酪硬度影响顺序为稀奶油脱脂乳比例＞乳清排出量＞酸化终点pH值＞柠檬酸浓度。通过分析市售样品得知，当产品硬度在1 000 g左右时，产品的硬度和涂抹性均最好，通过正交试验得到的最佳组合为A2B3C1D2，理论上的最佳组合为A2B3C2D2。

由表4方差分析结果可知，稀奶油和脱脂乳比例对干酪的硬度影响极显著（p＜0.01）；乳清排出量对其影响显著（p＜0.05）；而柠檬酸浓度和终点pH值对终产品的硬度无显著影响，为了操作方便并获得较好的口味，选择A2B3C1D2。因此，Mascarpone干酪的最佳工艺选为A2B3C1D2，即稀奶油和脱脂乳比例为1∶1（质量比）、乳清排出量为40%、柠檬酸浓度为5%、终点pH值为4.4。

2.7 成品理化指标

对由以上工艺制得的成品Mascarpone奶酪进行理化指标测定，其结果如表5所示。

表5 成品理化指标Table 5 The physic-chemical indicators of product

3 结论

本研究对Mascarpone干酪的工艺进行了优化，通过单因素正交试验确定了Mascarpone干酪的最佳工艺为稀奶油脱脂乳比例为1∶1、乳清排出量为40%、柠檬酸浓度为5%、终点pH值为4.4。所制得的奶酪的水分含量为58.89%，脂肪含量为36.03%，蛋白质含量为5.05%，pH值为6.45。

由此工艺所得的干酪质地柔软，口感细腻，风味柔和，易于被中国消费者接受；而且生产周期短，操作简单，降低了奶酪的成本，在我国具有很大的市场竞争力。

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Optimization of Mascarpone Cheese Processing

TIAN Li-yuan，LIU Hui-ping*，SHAO Ping，DONG Yue，LIU Yi-kun
（Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China）

2017-01-11

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.022

田丽元（1989—），女（汉），在读硕士，研究方向：动物资源开发与功能性食品。

*通信作者：刘会平（1964—），男，教授，博士生导师，研究方向：畜产品加工。