不同植物油脂在再制奶油干酪中的应用
2019-03-28腾军伟
腾军伟
(乳业生物技术国家重点实验室,上海乳业生物工程技术研究中心,光明乳业股份有限公司乳业研究院,上海,200436)
再制干酪是根据产品需求选以不同成熟度的天然干酪(比例>15%)为原料,添加乳化盐,添加或不添加其他原料,经加热搅拌、融化、乳化和杀菌等工艺制得的干酪产品[1-3]。此外,因再制干酪的生产无乳清处理等后续问题,所以投入生产设备少且生产周期短,因此与原制干酪相比在生产成本上具有较大优势。
再制干酪的性质会受到多种因素的影响,具有非常复杂的结构体系[4]。奶油干酪(cream cheese)是一种软质的脂肪含量较高的干酪品种,其脂肪含量一般在33%左右,水分含量不高于55%,质地细腻,具有轻微的乳酸和发酵双乙酰风味,酸咸适宜,室温下具有涂抹性,是制作乳酪蛋糕的主要配料,在国内使用量较大[5-7]。
伴随着人们生活水平的不断提高,人均日常油脂的摄入量也随之增加,目前心血管疾病已严重威胁人类的健康[8]。研究表明,过多摄入饱和脂肪酸和胆固醇是引起人类动脉粥样硬化和冠心病等心脑血管疾病的重要诱因[9-10]。再制奶油干酪属于高乳脂类干酪,其中脂肪含量主要由黄油(牛乳脂肪)提供。黄油中含有多达56.50%的饱和脂肪酸,29.81%的单不饱和脂肪酸,而多不饱和脂肪酸含量只有2.50%[11]。植物油脂富含多种不饱和脂肪酸且价格低廉[12],若可取代乳脂肪应用于奶油干酪中,既有很高的研究意义,同时又可降低生产成本,提高企业的经济效益。所以,如何降低奶油干酪中的饱和脂肪酸含量,而又不影响其产品品质已成为研究热点之一。
目前国内外已经有针对植物脂肪替代牛奶脂肪制作干酪或干酪类似物等的相关研究。YU等[13]采用改良的葵花籽油运用于瑞士干酪类似物中,研究表明,添加葵花籽油制作的干酪在品质上最接近全脂干酪。CLARISSA等[14]用不同比例的植物脂肪替代乳脂肪,应用于涂抹性再制干酪中,针对干酪质构、颜色和感官评定方面进行了研究。结果表明,添加植物油脂的干酪黏着性和硬度会有所增加,感官评定方面,添加50%植物脂肪的干酪和传统干酪最为接近。周璐等[15]研究了植物脂肪对原制奶油干酪品质的影响,研究表明,质构方面上,添加25%葵花籽油的干酪硬度最接近于全脂奶油干酪;感官评分上,添加玉米油的奶油干酪的品质要好于添加其他植物脂肪的奶油干酪。徐杭蓉等[16]研究了不同植物油脂对涂抹再制干酪品质的影响,研究发现,在硬度和涂抹性方面,添加稻米油的再制干酪与全脂干酪接近,稻米油是替代黄油制作涂抹再制干酪的较好选择。不同类型干酪脂肪替代研究结果各有不同,针对此问题,本文对比选取不同植物油脂应用到再制奶油干酪中,了解其对干酪质构特性、析水性、析油性结合感官评定等方面的影响,以期找到再制奶油干酪中乳脂肪的最佳替代植物油脂种类,为奶油干酪健康产业化生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
4~6个月成熟期[17]的淡味低盐切达干酪、黄油:恒天然中国有限公司;玉米油(脂肪含量为100%,不饱和脂肪酸含量为85%):山东鲁花集团有限公司;葵花籽油(脂肪含量为92%,不饱和脂肪酸含量为81%):意大利奥尼股份有限公司;稻米油(脂肪含量为100%,不饱和脂肪酸含量为81.3%):益海嘉里食品工业有限公司;椰子油(脂肪含量为100%,不饱和脂肪酸含量为12.5%):阿胡斯卡尔斯油脂(上海)有限公司;乳化盐、刺槐豆胶、柠檬酸、水、盐,均为食品级;所有干酪和黄油均采用同一批次原料,且充分混合以保证原料的均一。
1.2 实验仪器与设备
再制干酪融化锅(UM/SK5),德国Stephan公司;均质机(LAB1000),丹麦APV;质构分析仪(TA-XTplus),英国Stable Micro System公司;三合一便携式pH计,瑞士METTLER公司;离心机(Stratos),美国Sorvall公司。
1.3 实验方法
1.3.1 再制奶油干酪样品的制备
再制奶油干酪的配方如表1所示。以油脂全部使用黄油的再制奶油干酪为对照组,其中再制奶油干酪样品中的油脂比例均为m(黄油脂肪)∶m(植物脂肪)为3∶1[15];(A)黄油+玉米油、(B)黄油+葵花籽油、(C)黄油+稻米油、(D)黄油+椰子油共4组实验组,每次试验配料量为1 500 g,按表1配方称取各原料质量,其中将原料切达干酪切成小块以便更好地融化,制作时依次将块状干酪、油脂、乳化盐、刺槐豆胶、食盐和水加到融化锅中,采用蒸汽夹套式间接加热,缓慢将剪切速率提高到900 r/min,50 ℃保温300 s以保证原料充分乳化和质量均一,打开融化锅盖用便携式pH计测定干酪pH值,同时缓慢搅拌并加入提前准备好的柠檬酸溶液,均匀加酸以防止局部过酸导致结构坍塌,将干酪pH值调至4.8左右停止,并加热到90 ℃,保温5 min杀菌,200 MPa压力下趁热均质,灌装后自然条件下冷却至室温,于4 ℃冷藏24 h即可。制得的终产品干酪样品理化指标如表2所示。
表1 再制奶油干酪配方表 单位:g
表2 再制奶油干酪理化成分表 单位:%
1.3.2 质构分析
将冷藏好的干酪样品均匀地涂抹于与探头配套的锥面容器中,容器中不得有气泡,表面轻轻刮平后放入4 ℃冰箱中冷藏30 min。质构测量模式:下压,参数设置:测量前探头下降速度为10.0 mm/s,测试速度为3.0 mm/s,测试距离为24.0 mm,触发模式为:Button,探头类型为HDP/SR-C。每组样品平行测定3次。采用Texture ExPoment32自带软件进行数据处理和分析。
1.3.3 干酪内部乳清析出率的测定[18]
取约35 g干酪样品,20 ℃下放置1 h,同等温度下于3 000 r/min离心处理30 min,用吸管缓慢收集下层乳清,乳清析出量(%)按每100 g干酪样品所析出的乳清质量表示,实验平行测定3次。
1.3.4 干酪表面乳清析出率的测定
用取约80 g干酪样品的圆柱形取样器取样,封装,于10 ℃条件下放置5 d,小心开封后准确称量干酪样品、含包装的总质量(m1)、空包装的质量(mp)以及所有析出乳清的质量(m2),计算乳清晰出量:
(1)
1.3.5 油脂析出率的测定
奶油干酪油脂析出率的测定参考何述栋[19]研究方法。
1.3.6 干酪感官评定方法
根据莫蓓红等[20]的奶油干酪评分细则结合CUNHA等[21]的再制干酪的感官检验法,并略做改动,进行感官评定和分析(表3)。
取30 g样品于一次性透明杯中,挑选有相关研究开发经验的10名人员作为感官评定员对样品进行感官评分,期间用温水漱口以消除样品间的干扰。同时每个样品旁放置勺子和饼干,用于评价样品的涂抹性。感官评分结束后,去掉每组样品的最高分和最低分后取平均值。
1.3.7 数据处理与分析
实验数据采用SPSS 22.0软件和Excel进行处理和方差分析,并通过单因素ANOVA对数据进行LSD和Tamhane显著性检验。
2 结果与分析
2.1 不同种类植物油脂对再制奶油干酪质构特性的影响
表3 奶油干酪感官评定标准Table 3 Sensory evaluation standard for processedcream cheese
干酪的质构特性是奶油干酪品质好坏的直观体现。对冷藏24 h干酪样品按同样的处理方法进行质构特性的测定,结果如表4所示。
表4 不同种类植物油脂对再制奶油干酪质构的影响Table 4 Effects of different vegetable oils on texture of processed cream cheese
注:平均值±标准差,在同一列中,字母不同表示差异显著(P<0.05)。
干酪的硬度是奶油干酪与涂抹型奶油干酪的主要品质区别之一。从表4可知,在硬度上与对照组干酪相比,添加玉米油的样品A硬度减小了13.29%,添加葵花籽油的样品B硬度增加了3.13%,但总体差异不显著(P>0.05),这与周璐等[15]研究的结果一致。添加稻米油的干酪样品C和添加椰子油的干酪样品D的硬度值较小,与对照组相比,差异较为明显(P<0.05)。因干酪的酪蛋白网状结构是由包裹在其中的脂肪球撑起的,当外部施加压力时脂肪球会变形,所以干酪会表现出软弹性[22]。同时油脂含有的不同甘油三酯会引起干酪产品的物理特性不同,且不同油脂中脂肪酸的链长会导致油脂中固体脂肪含量不同,干酪的硬度也会随之变化[23]。在再制干酪体系中,有研究表明脂肪球种类、分布和大小是影响其品质的主要因素[24]。
涂抹性是奶油干酪较为重要的功能特性之一。从表4可知,与全黄油制作的对照组干酪相比,样品A的涂抹性减少了21.43%,差异显著(P<0.05);样品B的涂抹性增加了1.27%,和对照组数值上最为接近;样品C的涂抹性最小,差异也最为明显(P<0.05),其质地与浓稠的酸奶较为类似;样品D的涂抹性减小也较为明显。上述测定结果与干酪的硬度结果具有相似性。不同种类油脂由于其脂肪酸和脂肪网状结构的差异,会引起干酪蛋白质体系中蛋白质-脂肪和蛋白质-蛋白质间发生不同的相互作用[25]。
黏聚力方面,和对照组干酪相比,干酪样品A和B的数值接近,差异不显著(P>0.05);样品C和D差异显著(P<0.05)。黏着性上,和对照组干酪相比,样品A减小了6.29%,数值也最为相近;出乎意料的是样品B的数值减小了42.02%,差异显著(P<0.05),这和前面的研究结果不一致,因干酪制作时添加了相同量的胶体,已排除了胶体对干酪黏着性的影响,此差异结果有待于进一步研究。样品C和D数值相差较大,差异明显(P<0.05)。
结合上述4个质构特性方面的测定和分析,添加玉米油和葵花籽油制作的干酪样品与对照组干酪质构表现最为接近,表明植物油脂玉米油和葵花籽油替代黄油具有一定的可行性。而添加稻米油和椰子油制作的干酪质构表现较差,不适合制作高乳脂类奶油干酪。因此玉米油和葵花籽油是替代黄油制作再制奶油干酪较好的油脂种类选择。
2.2 不同种类植物油脂对再制奶油干酪内部乳清析出率的影响
由于奶油干酪属于高乳脂类软质干酪,水分含量相对较高,干酪体系也较为复杂,较易出现油水分离等乳清析出现象。内部乳清析出可反应干酪切面间乳清渗出的快慢情况。
从图1可知干酪内部乳清析出率变化,样品干酪A的析出情况要好于对照组干酪,减小了19.50%,为1.94%。而样品B的析出率最大,为6.81%,与对照组干酪相比差异最为显著(P<0.05)。干酪样品C和D的内部乳清析出率都要高于对照组干酪且差异明显(P<0.05)。从干酪内部乳清析出率来看,玉米油是黄油较佳的替代油脂种类。
图1 不同种类植物油脂对再制奶油干酪内部乳清析出率的影响Fig.1 Effects of different vegetable oils on the inner syneresis of processed cream cheese
2.3 不同油脂比例对再制奶油干酪表面乳清析出率的影响
表面乳清析出是衡量干酪产品货架期稳定性和品质的一项重要衡量指标。分别对制得的干酪样品进行表面乳清析出率的测定,结果如图2所示。
图2 不同种类植物油脂对再制奶油干酪表面乳清析出率的影响Fig.2 Effects of different vegetable oils on the surface syneresis of processed cream cheese
与对照组干酪相比,实验组干酪样品A的表面乳清析出情况要明显好于对照组,析出率仅为0.26%,相比对照组干酪显著减小了62.02%,且差异明显(P<0.05)。样品B和C的表面乳清析出率大于对照组干酪,略微严重。干酪样品D的乳清析出情况要优于对照组。乳清的析出主要与干酪内部酪蛋白的极性亲水端和水的结合度以及整个酪蛋白空间结构排列方式相关[26]。可能由于玉米油的脂肪球较小,能完美地融入到酪蛋白网络结构中,使得酪蛋白亲水端能和水有充足的空间结合,导致添加玉米油制作的干酪乳清析出率较低。
2.4 不同种类植物油脂对再制奶油干酪油脂析出率的影响
奶油干酪的脂肪含量相对较高,在干物质中的含量一般大于60%[27],因此奶油干酪脂肪上浮等油脂析出情况是表征产品品质的一项重要衡量指标。分别对干酪样品的油脂析出率进行测定,结果见图3。
图3 不同油脂比例对再制奶油干酪油脂析出率的影响Fig.3 Effects of different vegetable oils on the oil separation of processed cream cheese
与对照组干酪相比,样品干酪A、B、C和D油脂析出率均有所提高,分别增加了5.43%、270.65%、68.48%和110.87%;添加玉米油制作的奶油干酪A
与对照组干酪最为接近,差异不明显(P>0.05)。而添加葵花籽油的干酪B的油脂析出率显著提高,可达6.82%,差异较为显著(P<0.05),从样品干酪B的表面也有肉眼可见的脂肪析出,这与较差的干酪持油性测定结果相一致。干酪样品C和D的油脂析出率也都偏高,差异较为显著,都属不可以接受的范围。由不同种类油脂制作的干酪样品所包含的脂肪种类不同,脂肪球大小也不同;若脂肪球过大,酪蛋白网状结构无法将其包裹在其中,使得部分脂肪球能自由地移动[28],导致干酪持油性变差。
2.5 不同种类植物油脂对再制奶油干酪感官品质的影响
干酪所用原料油脂种类不同,其所包含的饱和脂肪酸,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸种类和含量都会不同,其质地、滋味和风味都存在差异,会导致制作的干酪感官品质有所不同。因此,对干酪样品进行感官评定和分析,反馈如表5所示。
表5 不同种类植物油脂对再制奶油干酪的感官品质影响Table 5 Effects of different vegetable oils on the sensory of processed cream cheese
注:平均值±标准差,在同一列中,字母不同表示差异显著(P<0.05)。
从表5可知,在外观上,干酪A、B和D与对照组干酪相比差异不显著(P>0.05),而干酪C有一定的差异(P<0.05)。在滋味和风味评分上,添加植物油脂制作的干酪较全黄油制作的对照组干酪得分上均有所降低,其中干酪A和B的得分与对照组最为相近。表明虽然干酪原料黄油被部分替代,相应由乳脂肪带来的多种天然挥发性风味物质减少,乳香味减弱;但由玉米油和葵花籽油带来的植物清香风味和黄油带来的乳香味结合起来同样受到评分小组的喜欢。但干酪C和D的得分减少较明显(P<0.05)。质构评价上与文中前面干酪质构的测定结果相一致,干酪A和B与对照组干酪相比差异不显著(P>0.05)。涂抹性方面,添加椰子油制作的干酪样品要好于其他植物油脂制作的干酪,与对照组最为接近。因原料油脂中只有椰子油在4 ℃储藏条件下为固体形态,但其状态较松散,颗粒明显,黏度较差,导致其制作的干酪相对易涂抹。干酪A和B的涂抹性方面与对照组干酪相差不大,属于可接受范围;干酪C的涂抹性最差。感官总得分上,与对照组干酪相比,得分均有减少,且差异显著(P<0.05),其中干酪A得分与对照组最为接近,要好于其他植物油脂制作的干酪。
3 结论与讨论
通过对样品的质构、乳清析出性、油脂析出性,再结合感官评分结果来看,确定植物油脂作为原料油脂替代黄油应用于再制奶油干酪中具有一定可行性。添加玉米油的干酪样品A与全黄油对照组干酪相比,在硬度减小了13.29%,添加葵花籽油的干酪样品B与对照组相比增加了3.13%,在硬度上总体差异不大;而添加稻米油的干酪样品C和添加椰子油的干酪样品D的硬度值较小,不符合干酪产品要求。涂抹性方面,干酪样品A和B的表现与硬度上变化相一致。添加稻米油的样品C的涂抹性最差,这与徐杭蓉等[16]研究的稻米油是在涂抹型再制干酪中较佳的黄油替代油脂种类结果不一样。在黏聚力和黏着性上,添加稻米油和椰子油制作的干酪样品与对照组干酪相比,差异较为明显(P<0.05)。通过干酪质构特性的测定,可以得出植物油脂玉米油和葵花籽油替代黄油应用于再制奶油干酪中具有一定的可行性。
在干酪乳清析出率的测定上,和对照组干酪相比,样品A的表现均优于对照组干酪,尤其是表面乳清析出率最为完美,仅为0.26%。而添加了葵花籽油的样品B在持水性方面最差,且差异最为显著(P<0.05)。持油性方面,添加玉米油制作的干酪油脂析出率为1.95%,与对照组干酪最为接近,差异不显著(P>0.05),添加其他植物油脂制作的干酪持油性均不理想。感官评分上,虽然添加玉米油和葵花子油的干酪与对照组干酪相比总得分有所降低,但受到了评分小组的好评,在可接受范围内。综合各项考察指标结果,玉米油是较合适的替代黄油应用于再制奶油干酪的植物油脂种类。此外,最佳的黄油替代比例及其对奶油干酪品质的影响还需进一步研究。