牦牛乳Halloumi奶酪工艺优化及理化特性研究

罗毅皓，方婕，李延婷，孙万成

（青海大学农牧学院动物科学系，西宁 810016）

0 引言

Halloumi是一种半硬质干酪，其具有较高的熔点，它能够软化但不会融化，形成这种品质特点的原因是它在乳清溶液中烫漂一定的时间，使内源性酶变性从而抑制奶酪的成熟[1]。此外，Halloumi仅利用凝乳酶进行凝乳，不需要添加发酵剂，这也是Halloumi区别于其他奶酪的一大特点。牦牛乳产量低，且牦牛乳有自己独特的膻味，如果制作成百分百的牦牛奶酪，一方面不能及时提供大量牦牛乳，另一方面牦牛乳独特膻味，部分人群可能不喜欢，因此制作不同比例的牦牛乳与荷斯坦牛乳的奶酪是很有必要。赵赛楠[2]通过研究牛乳与羊乳的不同比例的添加对Halloumi干酪的产率以及品质的影响，确定了牛羊乳最佳体积比为1∶1，使用部分牛乳替代羊乳作为原料，一方面降低了生产成本，另一方面改善了羊乳中的膻味，有利于改进其风味和口感。

世界上有超过1 000种乳制品，其中奶酪就有800多种。单从奶酪方面的消费占乳制品整体消费量的比例来看，我国以不足1%的比重远远低于乳业发达国家的51%，由此可见，我国在奶酪方面的市场还有很大的发展空间[3]。Jian Zhang等[4]对32头荷斯坦奶牛和17头牦牛的牛奶成分比较发现，牦牛奶中的牛奶成分含量普遍较高。牦牛乳中钙离子浓度越高，酪蛋白胶束尺寸越大，说明牦牛乳凝块形成速度越快，凝块越硬[5]。光学显微流变学分析表明，凝乳酶诱导的牦牛乳凝固对钙离子浓度的敏感性高于荷斯坦乳[6]。用牦牛和荷斯坦牛奶制作奶酪的试验证明，牦牛牛奶的奶酪产量更高，生产酶凝奶酪的理想原料。因此本试验以牦牛乳与荷斯坦牛乳为试验原料，研究牦牛乳与荷斯坦牛乳比例、氯化钙添加量、凝乳酶添加量、凝乳温度、热烫温度5种因素对Halloumi奶酪质构和品质的影响，研究Halloumi奶酪最佳生产工艺。是荷斯坦牛奶的67倍。因此，牦牛奶是生产酶凝奶酪的理想原料。因此本试验以牦牛乳与荷斯坦牛乳为试验原料，研究牦牛乳与荷斯坦牛乳比例、氯化钙添加量、凝乳酶添加量、凝乳温度、热烫温度5种因素对Halloumi奶酪质构和品质的影响，研究Halloumi奶酪最佳生产工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牦牛乳，采购于青海省海北藏族自治州祁连县；荷斯坦牛乳，采自青海省大通县后子河村农户家。

氯化钙（分析纯），凝乳酶，氯化钠，伊红美兰琼脂，石油醚。

1.2 仪器与设备

HH-6数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；ETT-5000流变仪，广州来美科技有限公司；CT3 10K质构仪，上海保圣实业发展有限公司；SOX406脂肪测定仪，山东海能科学仪器有限公司；Dumatec杜马斯蛋白分析仪，福斯华（北京）科贸有限公司。

1.3 工艺流程

1.4 流变仪确定牦牛乳与牛乳的最佳比例

取不同比例的牦牛乳与荷斯坦牛乳（10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、0∶10）20 mL，杀菌（65℃，30 min），冷却至32℃左右，加入氯化钙0.02 g/100 mL，凝乳酶0.002 g/100 mL，在确定剪切速率，温度和时间的前提下，测试混合牛乳在凝乳过程中凝乳效果最好比例，进而确定单因素试验中牛乳比例的5个水平。

1.5 牦牛乳与荷斯坦牛乳不同比例对奶酪产率及质构的影响

（1）牦牛乳与荷斯坦牛乳不同比例对奶酪产率及质构的影响。将牦牛乳与荷斯坦牛乳的比例按照2，3，4，5，6进行混合，搅拌均匀，每组混合牛乳25 mL且做3个平行，65℃条件下杀菌15 min,氯化钙含量0.02 g/100mL，凝乳酶0.002 g/100mL进行添加，在36℃下凝乳，将乳清加热到65℃条件下进行热烫，计算奶酪产率、质构的测定，分析牦牛乳与荷斯坦牛乳的比例对奶酪产率及质构的影响，以产率为指标确定3个最优水平。

（2）氯化钙含量对奶酪产率及质构的影响。将混合牛乳（比例为4）杀菌，分别取25 mL混合牛乳取3个平行，并且依次加入0.01 g/100 mL，0.02 g/100 mL，0.03 g/100 mL，0.04 g/100 mL，0.05 g/100 mL氯化钙，按照0.002 g/100 mL凝乳酶添加量进行添加，在36℃下凝乳，将乳清加热到65℃条件下进行热烫，计算奶酪产率、质构的测定，分析氯化钙的添加量对奶酪产率及质构的影响，以产率为指标确定3个最优水平。

（3）凝乳酶含量对奶酪产率及质构的影响。将混合牛乳（比例为4）杀菌后，分别取25 mL混合牛乳取3个平行，添加氯化钙0.02 g/100 mL,并且依次加入0.001、0.002、0.003、0.004、0.005 g/100 mL凝乳酶，在36℃下凝乳，将乳清加热到65℃条件下进行热烫，计算奶酪产率、质构的测定，分析凝乳酶的添加量对奶酪产率及质构的影响，以产率为指标确定3个最优水平。

（4）凝乳温度对奶酪产率及质构的影响。将混合牛乳（比例为4）杀菌后，氯化钙按照0.02 g/100 mL添加,凝乳酶添加量为0.002 g/100 mL，在32、34、36、38、40℃下凝乳，将乳清加热到65℃对奶酪进行热烫，计算奶酪产率、质构的测定，分析凝乳温度对奶酪产率及质构的影响，以产率为指标确定3个最优水平。

（5）热烫温度对奶酪产率及质构的影响。将乳清液体分别加热至55、60、65、70、75℃，分别对奶酪进行热烫使得奶酪有一定的可塑性，计算奶酪产率、质构的测定，确定最佳热烫温度，以产率为指标确定3个最优水平。

1.6 正交试验

通过单因素试验，确定四因素三水平进行L9（34）正交试验来确定最优方案。

2 结果与分析

2.1 乳成分测定

将采集的牦牛乳及荷斯坦牛乳的理化指标进行测定，结果如表1。

表1 牛乳成分表

2.2 牦牛乳与荷斯坦乳最佳乳比确定

在不同牛乳比例下（牦牛乳∶荷斯坦牛乳）取混合牛乳20 mL，在水浴锅中灭菌，冷却至32℃左右，加入氯化钙0.02 g/100 mL,加入凝乳酶0.002 g/100 mL，在流变仪温控系统处将温度设置为36℃，保持时间为20 min，在测定系统中设定参数为：转子（ET-27），预剪切时间10 s,预剪切速率25 s-1，检测时间15 min，剪切速率150 s-1，数据点20。待温控系统到预设温度，立即点击测试，测试结果如图1所示，将不同比例牛乳灭菌后，用流变仪测试凝乳过程中牛乳黏度的变化，从关系曲线中可以看出，曲线8∶2在整个凝乳过程中凝乳效果较好，其他比例牛乳在整个凝乳过程中黏度的不稳定性，所以选择4∶1的比例为最佳，Jian Zhang[4]报道了牦牛乳的凝乳特性，凝乳过程中牦牛牛乳黏度的变化结果一致。

图1 不同比例下牛乳在凝乳过程中时间与黏度的关系曲线

2.3 牦牛乳与荷斯坦牛乳不同比例对奶酪品质的影响

氯化钙添加量为0.02 g/100 mL，凝乳酶含量0.002 g/100 mL，凝乳温度36℃，热烫温度65℃，每一水平做3个平行，对奶酪进行质构检测及产率的计算，以产率为指标确定3个最佳水平，结果如图2。

由图2可知，在牦牛乳与牛乳不同比例的添加下，所测得的质构与产率都有所不同，乳比5∶1时，奶酪的硬度最小，弹性和咀嚼性比其他牛乳比例大，拉丝长度较小，产率最大。当牛乳比例为4∶1时，奶酪硬度，弹性较大，咀嚼性仅次于乳比为5∶1时的咀嚼性，拉丝长度较大。当乳比为6∶1时，奶酪硬度，弹性和咀嚼性较小，然而，拉丝长度是在所有牛乳比例中最大的，由于奶酪品质是以产率为指标，所以选取4∶1、5∶1、6∶1 3个最优水平进行正交试验。

图2 不同牛乳比例对Halloumi奶酪质构及产率的影响

2.4 氯化钙添加量对奶酪品质的影响

牦牛乳与牛乳比例为4∶1，凝乳酶添加量0.002 g/100 mL，凝乳温度为36℃，热烫温度65℃，在此条件下进行试验，每组试验做3个平行，检测奶酪质构及产率的计算，以产率为指标确定3个最佳水平，试验结果如图3所示。

从图3可以看出，氯化钙的添加量对奶酪的质构及产率有一定的影响，随着氯化钙添加量的不断增加，奶酪的质构以及产率会有不同程度的变化，当氯化钙添加0.01 g/100 mL时，硬度，弹性和咀嚼性较小，拉丝长度在在所有氯化钙添加量中最大，但是产率较小。当氯化钙添加量为0.03 g/100 mL，0.05 g/100 mL时，硬度，弹性和咀嚼性都相差不大，但是后者的拉丝长度较大，相反的，前者的产率是最大。氯化钙添加量为0.04 g/100 mL时，硬度较大，弹性仅次于添加量为0.05 g/100 mL时，咀嚼性大于其他添加量，拉丝长度较大，产率仅次于氯化钙添加量为0.03 g/100 mL。随着氯化钙含量不断增加当氯化钙添加量为0.03 g/100 mL时产率达到最大，而后逐渐下降，这是因为随着钙离子浓度的增加，凝块会加快收缩，使得大量乳清排出带走部分蛋白质和脂肪，才使得Halloumi奶酪产率降低[5]。由于本试验奶酪品质是以产率为评价指标，当氯化钙添加量为0.03 g/100 mL时，奶酪产率最大，因此，取氯化钙添加量0.02、0.03、0.04 g/100 mL为3个最佳水平来进行正交试验。

图3 氯化钙的添加量对Halloumi奶酪质构及产率的影响

2.5 凝乳酶添加量对奶酪品质的影响

牦牛乳与牛乳比例4∶1，氯化钙添加量0.005 g/25 mL，凝乳温度36℃，热烫温度65℃，此条件下进行试验，每组试验做3个平行，检测奶酪质构及产率的计算，以奶酪产率为指标确定3个最佳水平，试验结果如图4。

从图4可以看出，凝乳酶的添加量为0.002 g/100 mL时，硬度、弹性、咀嚼性及拉丝长度都较大，产率也是在所有凝乳酶添加量中最大的。当凝乳酶添加量为0.003 g/100 mL时，硬度较大，弹性与咀嚼性仅次于添加量为0.002 g/100 mL时，拉丝长度和产率较大。凝乳酶添加量为0.004 g/100 mL和0.005 g/100 mL时，两者硬度、弹性、咀嚼性和产率都相差不大，但是前者拉丝长度大于后者。随着凝乳酶的增加，奶酪硬度、咀嚼性和弹性较低，产率也在逐渐下降[7-9]。由于本试验中，奶酪品质是以产率为评价指标，所以取凝乳酶添加量0.001、0.002、0.003 g/100 mL为3个最优水平进行正交试验。

图4 凝乳酶添加量对Halloumi奶酪质构及产率的影响

2.6 凝乳温度对奶酪品质的影响

牦牛乳与牛乳比例4∶1，氯化钙含量0.02 g/100 mL,凝乳酶含量0.002 g/100 mL，凝乳温度为36℃，热烫温度65℃，此条件下进行单因素试验，每组试验做3个平行，对成品进行质构检测及产率的计算，试验结果如图5所示。

由图5可知，在不同的凝乳温度下质构有所不同，但是当凝乳温度为36、38、40℃时，奶酪的弹性相差不大，数值上保持一定，硬度和咀嚼性以及拉丝长度根据凝乳温度的不同而有所变动，由于本次试验是以奶酪产率为评价指标，所以从表中数据可以看出凝乳温度对奶酪产率没有多大影响[11]，即将本单因素弃去，将奶酪凝乳温度确定为36℃进行正交试验。

图5 凝乳温度对Halloumi奶酪质构及产率的影响

2.7 热烫温度对奶酪品质的影响

确定牛乳比例4∶1，氯化钙添加量0.02 g/100 mL，凝乳酶添加量为0.002 g/100 mL，凝乳温度36℃，热烫温度65℃，每组做3个平行，在此基础上对成品进行质构检测及产率的计算，以产率为指标确定3个最佳水平，结果如图6所示。

由图6折线图可以看出，随着热烫温度的变化，奶酪质构以及产率也在变化，当热烫温度为55℃时，奶酪硬度，弹性，咀嚼性和产率比热烫温度为60℃时较大，拉丝长度较小。当温度为65℃和70℃时，前者硬度和咀嚼性较小，弹性两者相同，拉丝长度与产率前者大于后者。当热烫温度达到75℃时，奶酪的硬度、弹性、咀嚼性和产率都较小，唯独拉丝长度达到最大。随着热烫温度的升高，在热烫温度为65℃时达到最大，之后产率逐渐下降，这是由于热烫温度的升高可能会损失一部分奶酪表层的脂肪和蛋白质。综上所述，以奶酪产率品质为评价指标，当热烫温度为65℃时，奶酪产率最佳，由此得出60、65、70℃为最佳3水平进行正交试验。

图6 凝乳温度对Halloumi奶酪质构及产率的影响

2.8 牦牛乳Halloumi奶酪最佳工艺的确定

根据单因素试验结果分析，以牛乳比例、氯化钙添加量、凝乳酶添加量、热烫温度4个因素，由单因素试验确定的3个最佳水平，其中牦牛乳与牛乳比例为4∶1，5∶1，6∶1；氯化钙添加量为0.02、0.03、0.04 g/100 mL；凝乳酶添加量0.001、0.002、0.003 g/100 mL；热烫温度60、65、70℃。进行四因素三水平（L934）正交试验，每个试验组做3个平行，并对产品进行质构检测及产率的计算，以产率为评价指标，对数据进行分析，确定最优方案，试验结果如表2所示。

由表2数据可知，由于不同的指标影响产品的因素次序会有所不同，在此正交试验中通过极差分析可以得出：RB>RC>RA>RD，即不同的因素对牦牛乳Hal loumi奶酪的影响顺序为：B>C>A>D，即氯化钙含量对奶酪产率影响最大，其次是凝乳酶含量，再次是牛乳比例影响较小，最后热烫温度对奶酪产率的影响最小。牛乳比例、氯化钙和凝乳酶添加量都不显著（P>0.05），只有热烫温度为极显著(P<0.01)，在热烫温度为65℃时，奶酪产率最大，其质构较良好。由于本试验奶酪的最终衡量指标是产率，所以牦牛乳Halloumi奶酪最佳工艺参数：B3C3A1D2。即氯化钙添加量0.04 g/100 mL，凝乳酶添加量0.003 g/100 mL，牦牛乳与荷斯坦牛乳比例4∶1，热烫温度65℃。

由表2数据可知，由于不同的指标影响产品的因素次序会有所不同，在此正交试验中通过极差分析可以得出：RB>RC>RA>RD，即不同的因素对牦牛乳Halloumi奶酪的影响顺序为：B>C>A>D，即氯化钙含量对奶酪产率影响最大，其次是凝乳酶含量，再次是牛乳比例影响较小，最后热烫温度对奶酪产率的影响最小。牛乳比例、氯化钙和凝乳酶添加量都不显著（P>0.05），只有热烫温度为极显著(P<0.01)，在热烫温度为65℃时，奶酪产率最大，其质构较良好。由于本试验奶酪的最终衡量指标是产率，所以牦牛乳Halloumi奶酪最佳工艺参数：B3C3A1D2。即氯化钙添加量0.04 g/100 mL，凝乳酶添加量0.003 g/100 mL，牦牛乳与荷斯坦牛乳比例4∶1，热烫温度65℃。

表2 正交试验结果

2.9 理化指标

从表3数据可以看出，Halloumi奶酪水分含量较小，这是因为Hallouni奶酪是一种半硬质干酪，其水分含量相对较少，脂肪含量38.81%，蛋白质含量30.16%，蛋白质含量高于赵赛楠[2,11]报道的Halloumi奶酪蛋白质含量，其余4.99%的成分，主要是矿物质、乳糖、维生素、非蛋白氮类。牦牛乳采自青海省祁连县高海拔地区所以牦牛乳脂肪与蛋白质较高，所以奶酪的脂肪与蛋白质也相对较大。

表3 牦牛乳Halloumi奶酪理化指标

3 结论

在传统奶酪加工工艺的基础上牦牛乳与牛乳不同比例的添加及热烫温度的控制来制作Halloumi奶酪，通过正交试验，得出牦牛乳Halloumi奶酪最佳工艺：牦牛乳与牛乳比例4∶1，氯化钙添加量0.04 g/100 mL,凝乳酶添加量0.003 g/100 mL，热烫温度65℃。其终产品的水分含量26.04%，脂肪含量38.81%，pH为7.40，蛋白质含量30.16%，其理化指标比一般奶酪较高，营养丰富，值得推广。