天然奶酪制作技术

◎ 史 明，欧阳喜光，牛广忠，陈 强，雷志刚

（1.新疆畜牧科学院草业研究所，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆畜牧总站，新疆 乌鲁木齐 830000；3.新疆昌吉市草原站，新疆 昌吉 831100）

奶酪（Cheese）又名干酪、奶豆腐，在新疆俗称乳饼，完全干透的奶酪又叫奶疙瘩。奶酪是一种发酵的奶制品，其性质与常见的酸奶有相似之处，都是通过发酵过程制作出的，也都含有具有保健功能的乳酸菌，但是奶酪的浓度比酸奶更高，近似固体食物，营养价值也因此更加丰富。奶酪的制作工艺根据种类不同会有些许差异。但生成凝乳（被称作绿色奶酪）之前的预处理阶段的工艺大致相同[1]。

1 奶酪制作工艺流程

奶酪制作工艺流程如图1 所示。

2 凝乳的形成原理

2.1 酪蛋白

酪蛋白是用酸使脱脂乳达到pH 值4.6 的等电点时沉淀下来的蛋白质，约占牛奶中蛋白质含量的80%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白等多种酪蛋白构成。酪蛋白容易与钙离子结合，形成10 ～15 nm 直径的亚胶体粒子，亚胶体粒子进而在磷酸钙的作用下以更大的球状酪蛋白胶体存在[2]。酪蛋白胶体结构见图2。

图1 奶酪制作工艺流程图

图2 推测酪蛋白胶体的构造图

2.2 利用乳酸发酵使牛奶凝固

构成蛋白质的氨基酸带有负电荷或正电荷，酪蛋白胶体的表面有很多带着正负电荷的氨基酸，表面整体则是正电荷处于优势。因此，牛奶中的酪蛋白粒子同为正极，与正离子相斥，不会相互黏在一起。但利用乳酸发酵等生成的酸使正电荷的氢离子增加，pH 值降低，正负电荷相等，微团之间的排斥消失，进而产生沉淀。这种电势正负为零时的pH 值被称作等电点，酪蛋白的等电点pH 值为4.6。然而，pH 值为4.6 时，在各个亚胶体间相连接的磷酸钙基本上都脱离开来流入乳清中，使微团之间的结合被破坏。因此，酸奶酪会呈现出易碎的、片样状态。

2.3 利用凝乳酶凝固

2.3.1 凝乳酶的作用

凝乳酶是指犊牛皱胃酶，是从出生10 ～30 d 的小牛第4 胃中提取的，是具有酪蛋白凝固作用的蛋白水解酶的一种，也含有少量的胃蛋白酶（蛋白水解酶）[3]。利用凝乳酶使酪蛋白凝固的原理：①凝乳酶将酪蛋白胶体表面凸起的κ-酪蛋白的末端亲水性部分剥离。剥离出的酪蛋白末端部分称为糖巨肽，剥离后剩余的部分称为副κ-酪蛋白。②亲水性的部分被剥离，酪蛋白胶体就失去了与水相溶的性质，与水相斥，形成凝结，称为疏水性凝结。③在这样的结合下，pH 值升高，在磷酸钙作用下亚胶体之间的结合也得到加强。奶酪制作过程中的切割、加热、搅拌作业可以使水分排出、加速副酪蛋白胶体的疏水性凝结。酪蛋白胶体凝结原理见图3。

图3 酪蛋白胶体的凝结原理图

2.3.2 凝乳酶的种类

（1）从动物身上得到的凝乳酶（犊牛皱胃酶）。从出生10 ～30 d 的小牛第4 胃提取的凝乳酶，其中含有蛋白水解酶的凝乳酶占88%～94%，胃蛋白酶占6%～12%。小牛开始食用母乳以外的饲料后，凝乳酶就会减少，胃蛋白酶等消化酶的分泌增多。

（2）利用微生物得到的凝乳酶（微生物凝乳酶）。由霉菌培养制作的凝乳酶，价格低廉，它的蛋白分解活性强，但与小牛皱胃酶相比，具有易产生苦味的缺点。

（3）运用转基因技术制作的凝乳酶。小牛第4 胃里分泌凝乳酶的腺体基因与微生物结合制成酶。由于制出的酶是100%的凝乳酶，能够改善奶酪的质量和增加产量。

（4）从植物获取的凝乳酶（植物凝乳酶）。无花果、木瓜、菠萝等所含的蛋白质分解酶具有凝乳作用，但容易产生淡淡的苦味。

3 制作工艺

3.1 原料乳的接收和过滤

原料乳要在规定检查之后迅速地进行称量。检查项目：每一制作阶段的温度、官能检查、比重、酒精检测、总细菌数、抑菌物质、体细胞数、酸度、乳脂及非脂乳固体。其中，味道、酒精检测、pH 值的检测结果如果不符合标准，则不能被接收为原料乳。原料乳的pH 值与血液相同，约为6.8。

3.2 原料乳的输送

在向加工间的罐子等容器内输送原料乳时，通常使用奶泵进行压送，但为了防止脂肪球遭到破坏，最理想的输送方式是使其自然向下流。

3.3 标准化

主要是调整脂肪量。不同种类的奶酪对于原料乳中酪蛋白（C）与脂肪（F）的比例要求各有不同，软质奶酪中酪蛋白与脂肪的比例要求为1 ∶1.5、半硬质、硬质奶酪中酪蛋白与脂肪的比例要求为1 ∶1.2 ～1 ∶1.3，制作出的产品需要有正确的脂肪含量。

3.4 杀菌

杀菌的目的是使奶酪品质所受微生物的影响降到最低，利用蒸汽或者热水加热，杀灭有害微生物。为了防止遇热变质，最好是采用低温杀菌（63 ～65 ℃、30 min），但当处理量和处理时间等方面有所局限时，也可以进行高温杀菌（72 ～75 ℃、15 s 以上）[4]。杀菌所选择的温度一般是低于牛奶开始变质的温度65 ℃以下的低温杀菌，高温杀菌75 ℃，15 s 左右不能使乳的结构发生改变，因此也被采用。

3.5 冷却

原料乳经过杀菌后，下一个工序要将其冷却到适合添加发酵剂和凝乳酶的温度。要保持的温度根据所添加的发酵剂的菌种（中温菌、高温菌）而有所不同。如果温度低于要求的温度，凝乳酶的凝固效果就会下降，凝固所需要的时间延长，凝乳也会变得稀软。相反，如果温度过高，发酵剂的效果受到影响，有可能引起异常发酵，因此要十分注意温度的控制。

3.6 添加发酵剂并搅拌

添加发酵剂（乳酸菌）可促进乳糖生成乳酸，pH值下降，接下来添加的凝乳酶加速乳的凝固，同时也促进凝乳中乳清的排出。同时，乳酸菌的繁殖能够抑制有害菌的生长。菌体内外的酶参与蛋白质和脂质的分解，直接或间接地为奶酪赋予了特别的味道。

另外，发酵剂根据奶酪的种类有多种选择，如乳酸菌发酵剂、霉菌发酵剂、酵母发酵剂等。发酵剂的添加量也根据奶酪的种类而有些许差异，但在添加乳酸菌的新鲜发酵剂（非粉末或经过浓缩结冻的，而是新鲜的发酵剂）时，添加的比例范围是原料乳的0.2%～2.0%。添加发酵剂后慢慢地搅动，使整体充分混合，然后静置到达到所需要的酸度。添加发酵剂后30 ～60 min 添加凝乳酶。发酵剂要在配备加压灭菌器、冷却培养槽等必要器械的专用房间内，过滤空气、保持正压，采取充分的措施防止污染的条件下制作。高达奶酪主要使用的是3 ～4 种中温菌的混合菌，一般添加原料乳的1%左右。根据发酵剂的活性，添加量可以在0.5%～1.5%。

3.7 加速凝乳生成和防止异常发酵的补充措施

3.7.1 添加氯化钙

鲜奶经过低温加热杀菌，其中的游离钙离子会减少，凝乳酶的凝固效果就会减缓。为了解决这一问题，有时会添加食品添加剂氯化钙（CaCl2）。CaCl2可以代替经杀菌后变得不活跃的钙离子，起到稳定凝乳酶凝乳速度和凝乳硬度的作用。添加发酵剂约30 min 后，取原料乳0.01%～0.02%的氯化钙，在用约10 倍体积的热水溶解、过滤后添加，充分搅拌。如果添加的量多于原料乳的0.02%，反而会使乳的凝乳变得不稳定。

3.7.2 添加硝酸钾

高达等奶酪的凝乳pH 值较高，熟成2 ～3 个月，且有时在经过杀菌却仍然存活的酪酸菌的作用下，经过异常发酵，奶酪的组织会遭到破坏。为了防止这一现象，有时会添加硝酸钾。添加的量是原料乳的0.01%～0.02%。酪酸菌的污染源是劣质的青贮料，极少数的酪酸菌也能引起异常发酵，可以利用离心除菌机去除，但由于此装置价格昂贵，小规模的加工车间很难应用。

3.8 添加和搅拌凝乳酶

凝乳酶添加的时间是在添加发酵剂30 ～60 min后，pH 值变为6.5 左右时。软质奶酪是在添加后45 ～60 min、半硬质、硬质奶酪是在添加后25 ～35 min后达到便于切割的凝固状态，以此为标准，根据凝乳酶的种类（粉末、液体）不同，添加的量会有所不同，可根据实际情况加以调节。奶的温度要一直保持添加时的温度，温度过低会影响凝固。

3.9 静置（凝固）

添加凝乳酶搅拌后再产生晃动会影响乳的凝固，所以要尽可能快地将原料乳静置，防止晃动，在冬季还要注意乳温不要过低。

3.10 凝乳的切割与搅拌

用切割刀将凝固的凝乳切割开，可增加凝乳的表面积，从而促进乳清分离。半硬质、硬质奶酪的最佳切割时间是酪蛋白约有80%凝结时，用手指和刀等插入凝乳，慢慢提起，从凝乳的接口情况和乳清的分离状态、乳清的清浊等来进行判断。当凝乳已经达到预期硬度时，用凝乳专用切刀将凝乳切成四方形的方块。凝乳被切小之后，凝乳的表面积增加，加快了乳清的渗出，奶酪的水分降低。另外，为使每块凝乳的水分都一样，凝乳应切割为统一的大小，如高达奶酪切割的大小是7 ～8 mm，有如小豆粒。切割完后，为了防止切好的凝乳再次黏连在一起，要对凝乳和乳清的混合液进行轻柔的搅拌。软质奶酪要放置一段时间后再轻轻搅拌，让乳清从凝乳块中渗出。半硬质、硬质奶酪要静置几分钟，看到乳清从切开的部分充分地渗出后再进行搅拌。刚刚切割完时凝乳比较易碎，要使用木片或树脂片轻缓地搅拌10 ～15 min。如果切割的过早，可以延长静置的时间，但不应超过5 min。

3.11 去除部分乳清

有乳清渗出，且凝乳收缩达到一定的硬度时，应停止搅拌，使凝乳沉降。然后，通常要去除乳清总量的1/3 ～1/2。去除乳清的目的是为下一道工序加热提供空间，提高加热效果。为了防止凝乳粘连在一起或因搅拌而使凝乳破碎，排出乳清的工作要分几步进行，且应尽可能在还未发生粘连的时间内快速进行[5]。

3.12 加热和搅拌（蒸煮）

加热可以使凝乳中的乳清进一步排出，使凝乳收缩，达到需要的水分和酸度。添加80 ℃左右的热水，或者在奶酪槽的夹层中注入蒸汽和热水进行加热，软质奶酪通常不加热。如果过于着急地使凝乳表面硬化，会阻碍乳清排出，因此，应注意用适当的速度均匀地加热。另外，加热过程中应持续搅拌，均匀地加热水，对夹层加热时要避免凝乳堆积在奶酪槽的底部。

根据奶酪的种类、乳酸菌的种类，会有不同的加热温度。使用中温菌发酵剂的奶酪，加热温度为38 ℃，使用高温菌发酵剂的奶酪，加热温度为40 ～55 ℃。每上升1 ℃的时间以2 min 左右为宜，从37 ℃上升到40 ℃大概应用时30 min。另外，如果温度升的过高，会破坏菌的活性，所以要准确地控制温度，且在此期间要加强搅拌。

3.13 排出乳清

加热过程中，在温度和乳酸菌的共同作用下，乳酸浓度上升，经过搅拌，凝乳的硬度如达到要求时，需把剩下的大部分乳清全部排出。但高达奶酪等要求结构致密的奶酪，为避免凝乳接触空气，需保留其中的乳清。

3.14 预压榨、翻转堆积

凝乳初步制作完成后，需根据奶酪的种类，进行后续加工。新鲜奶酪后续的工序有乳化、加盐、热水搅拌、拉伸和冷却等加工、调味作业。熟成型奶酪则要进一步排出乳清使凝乳凝固，使其易于装模，要进行预压榨和使其呈现纤维状组织，同时要重复进行翻转堆积作业。

3.15 装模与压榨、定型

装模与压榨可使凝乳的结构更紧实更致密，同时使其呈现对应奶酪所要求的形状。不同的奶酪，压榨的时间不同，通常软质奶酪和部分半硬质奶酪不进行压榨。

3.16 加盐

为了使凝乳或凝乳定型后的绿色奶酪具有奶酪的风味、易于保存、防止微生物滋生及抑制酶的活性等，需要进行加盐工作。加盐的方法有浸在盐水中的湿盐法和直接往绿色奶酪上撒食盐的干盐法，多数时候采取的是湿盐法。

（1）湿盐法。在食盐浓度高于20%的盐水中，微生物几乎无法滋生，因此通常使用浓度为20 ～22%的盐水进行浸渍。盐水的温度为10 ～13 ℃，浸渍的时间根据奶酪种类和大小而不同，例如，直径30 cm、重10 kg 左右的高达奶酪的浸渍时间约为3 d。浸渍时用来稀释食盐的水必须经过灭菌处理。

（2）干盐法。通常手工作业一次性很难把盐全部撒完，所以大多数情况下要分几次进行，例如，切达奶酪等就是切开后往凝乳上撒食盐。

3.17 表面干燥

半硬质、硬质奶酪在加盐完成后，要在干燥架上放置0.5 ～1 d 时间，使其表面干燥，这样做能够提高后续工作的效率。

3.18 熟成

根据种类不同，将奶酪在一定的温度和湿度环境中放置需要的时间，可使其形成特别的风味和需要的结构。熟成是在奶酪发酵剂滋生出的微生物及其所产生的酶的作用下进行的。

3.19 整形、计量

完成熟成的奶酪需要将水分蒸发后变硬的表皮削掉进行计量，一般在分割圆形奶酪时，为了使其味道分布均匀而分割成楔形，切开后，要将有碍包装的突起等削掉稍作整形后再做计量。

3.20 包装

高达奶酪的传统包装方法通常是在每个奶酪上裹上蜡，但由于这种包装方法需要蜡溶解槽等大型设备及具有先进的裹蜡技术，因此，现在这种方法用的越来越少，取而代之的是用合成树脂的膜进行真空包装，尤其适合分割的奶酪包装。

4 结语

在奶酪加工制作过程中产品质量尤为重要，需要从原料乳的乳源来源、标准化的方法、发酵剂、凝乳酶的选择、加工工序与其准确度、加工设备以及加工环境的卫生管理等方面严格要求，按标准操作才能保证奶酪的产品质量，生产出合格的产品来。