块状仿真干酪制备工艺优化

张宁宁，霍贵成

（东北农业大学乳品科学教育部重点实验室，哈尔滨 150030）

天然干酪因具有营养价值高、易吸收、食用方便等特点，逐渐被我国消费者所接受。但其生产过程费时且成本较高。为解决这一问题，目前已生产出与天然干酪具有相似质地和营养价值的再制干酪及干酪样（Cheese－like）产品[1]。仿真干酪（Cheese analogues）即属于这类干酪替代品，它是将各种成分，如食用油/脂肪、蛋白质（包括非乳脂肪和蛋白质）、水等，经过加热和剪切作用后形成的干酪样产品。与天然干酪相比，仿真干酪具有多种优势：①成本较低。生产仿真干酪，可用廉价的植物源材料替代乳成分；生产过程简单，生产周期短；与生产天然干酪的工厂相比，建厂成本也低；②产品具有多种功能性质，如流动性、融化性、可切片性，且贮藏期间功能性质相对稳定；③用途广泛。既可作为快餐和即食食品食用，又可作为食品配料使用；④通过改良配方，可满足特殊的饮食需要，并可作为食品增补剂的载体[2－5]。本文以酶凝干酪素作为蛋白质来源，探讨影响仿真干酪品质的主要因素，并优化其生产配方。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

牛乳购于东北农业大学周边市场，比重1.030，脂肪含量3.1%，蛋白质含量2.9%；福临门非转基因压榨花生油（压榨一级）食品级，中粮食品压榨有限公司；食盐，食品级，哈尔滨市盐业公司；乳酸，食品级，阳东化工工业公司；其他试剂均为分析纯。

质构仪，TA.XT Plus（英国Stable Micro System公司）；全自动凯氏定氮仪（FOSS2300丹麦瑞典FOSS公司）；扫描电镜S－3400N（日立公司）。

1.2 方法

1.2.1 酶凝干酪素的制备

采用郭本恒[6]和孔保华[7]描述的工艺制备酶凝干酪素。

1.2.2 块状仿真干酪制备工艺流程

根据Guinee[8]描述的加工工艺，首先用配方中67%的水溶解磷酸氢二钠和柠檬酸钠，剩余水分溶解NaCl、乳酸的混合物。

后续工艺如下：

1.2.3 配方优化

在对花生油、乳酸、食盐添加量分别进行单因素试验的基础上，采用三因素二次回归正交组合试验，综合分析确定块状仿真干酪的最佳加工工艺。

1.2.4 分析测定方法

1.2.4.1 水分含量的测定

采用恒温干燥法。

1.2.4.2 蛋白质含量的测定

采用凯氏自动定氮仪法[9]。

1.2.4.3 脂肪含量的测定

采用乳脂计法。

1.2.4.4 融化性

采用J.S.Mounsey和E.D.O′Rlordan[10]描述的方法。

1.2.4.5 质构分析

取样时将干酪上下及边缘处约5 mm的部分去掉，在同一水平线上取圆柱形样品，样品直径10 mm，高10 mm。测试前将样品在室温下放置30 min以上。测试过程中，物性测试仪的参数设定如下：探头型号：P/0.5测前速度：5.0 mm·s－1测试速度：0.3 mm·s－1测试后速度：5.0 mm·s－1测试距离：5 mm（压缩比 50%）。

1.2.4.6 干酪微观结构

将仿真干酪样品用双面刀片切割成约4～5 mm3的小块，使用扫描电镜研究其微观结构。

1.2.5 数据统计分析

试验结果用SAS 8.0进行处理。

2 结果与分析

2.1 酶凝干酪素成分测定

自制的酶凝干酪素外观呈现均匀一致的白色，粉碎后为粉末状，不含杂质。对酶凝干酪素的主要成分进行测定，其蛋白质含量为81.0%，脂肪2.4%，水分10.0%。

2.2 花生油添加量对仿真干酪品质的影响

以酶凝干酪素25.5%，乳化盐1.5%（磷酸氢二钠∶柠檬酸钠=1∶2），乳酸0.4%，食盐1.4%为配方。花生油的添加量分别为17%、19.6%、21.25%、23.2%、25.5%，其对干酪品质的影响如表1所示。

由表1可以看出，随着花生油添加量的增加，仿真干酪硬度显著降低、粘聚性显著增加，而对pH及融化性则无显著影响（P＜0.05）。

图1是仿真干酪不同花生油添加量的扫描电镜图。从图1可以看出，脂肪球的直径及分布状态随添加量的增加而有所变化，即脂肪球直径逐渐变小、数量逐渐增加。

2.3 乳酸添加量对仿真干酪品质的影响

以酶凝干酪素25.5%，乳化盐1.5%（磷酸氢二钠∶柠檬酸钠=1∶2），花生油19.2%，食盐1.4%为配方，分别添加0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的乳酸制备仿真干酪，结果如表2所示。由表2可知，随乳酸添加量的增加，仿真干酪的pH、粘聚性显著降低，硬度显著增加，而对融化性没有显著影响（P＜0.05）

表1 花生油添加量对仿真干酪pH值、融化性及主要质构指标的影响Table 1 Effect of the content of fat on pH,melting ability and texture

图1 不同花生油添加量的仿真干酪扫描电镜Fig.1 Scanning electron microscopic image of cheese analogue with different content of fat

表2 乳酸添加量对仿真干酪pH、融化性及主要质构指标的影响Table 2 Effect of the content of lactic acid on pH,melting ability and texture

2.4 食盐添加量对仿真干酪品质的影响

以酶凝干酪素25.5%，乳化盐1.5%（磷酸氢二钠∶柠檬酸钠=1∶2），花生油19.2%，乳酸0.4%为配方，食盐添加量0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%制备仿真干酪，所得结果如表3所示。随着盐添加量的增加，仿真干酪的硬度和融化性显著增加，pH值降低，粘聚性显著降低（P＜0.05）。

2.5 配方优化试验

为进一步确定脂肪、乳酸、食盐添加量对仿真干酪品质的影响，从而获得最佳的仿真干酪配方，采用了三因素二次回归正交组合试验。试验结果见表 4～6。

表3 食盐添加量对仿真干酪pH、融化性及主要质构指标的影响Table 3 Effect of the content of sodium chloride on pH,melting ability and texture

表4 三因素二次回归正交组合设计试验结果Table 4 Results of three factors quadratic design

表5 仿真干酪硬度回归关系的方差分析Table 5 Analysis of variable F values of regression relation for cheese analogue hardness

表6 仿真干酪粘聚性回归关系的方差分析Table 6 Analysis of variable F values of regression relation for cheese analogue cohesiveness

通过比较回归系数的F值大小，可得出各因素对仿真干酪硬度影响的重要程度。从表5可知，3个一次项回归系数的F值大小依次为X3＞X2＞X1，说明乳酸添加量对仿真干酪硬度的影响最大，其次是食盐添加量，脂肪添加量的影响最小。从表5还可看出，X2、X3回归系数的F值检验达到了极显著水平（P＜0.01），即食盐添加量和乳酸添加量对仿真干酪硬度存在极显著影响。从交互项的回归系数可知，三因素对仿真干酪的硬度不存在交互影响。

从表6可知，3个一次项回归系数的F值大小依次为X3＞X2＞X1，说明乳酸添加量对仿真干酪粘聚性的影响最大，其次是食盐添加量，脂肪添加量的影响最小。X3回归系数的F值检验达到了极显著水平（P＜0.01），即乳酸添加量对仿真干酪粘聚性存在极显著影响。从交互项的回归系数可知，三因素对仿真干酪的粘聚性不存在交互影响。

3 讨论

3.1 原料添加量对仿真干酪品质的影响

仿真干酪的硬度由许多因素决定。其中，酪蛋白网状结构的紧密程度显著影响仿真干酪的硬度。本试验中，随脂肪添加量的增加，脂肪球体积越来越小、数量越来越多，从一定程度上破坏了蛋白质基质的结构[16]，从而导致干酪硬度降低。近年来，随着公众对动物脂肪中胆固醇危害意识的增加，低脂或无脂产品越来越受到关注和欢迎。仿真干酪生产中，常用植物油或植物脂肪替代乳脂肪，最常使用的是各种氢化植物油产品，这些替代品降低了患心血管疾病和肥胖的风险。本试验中，脂肪添加量超过21.25%时，仿真干酪的质地过软。因此，脂肪添加范围17%～21.25%较为适宜。

产品生产过程中，通过添加食品级酸调节终产品的pH。为确保仿真干酪具有良好的风味，pH最好在5.1～5.7的范围内[17]。生产仿真干酪，一般在生产将近结束时才加酸，此操作可确保整个生产过程中，原料混合物具有较高的pH，从而确保乳化盐发挥正常功能。为防止产品出现局部过酸现象，加酸前，一般要将酸液进行稀释[18]。本试验中，随乳酸添加量的增加，仿真干酪的pH逐渐降低，从pH 6.07降低至pH 5.83，逐渐接近酪蛋白的等电点（pH 4.6），酪蛋白聚集程度增加，网状结构逐渐紧密，从而导致仿真干酪硬度增加。

本试验中，随食盐添加量的增加，融化性增加了35%，而扫描电镜结果则显示脂肪球体积并无明显变化。因此说明食盐并非通过改变脂肪乳化程度影响仿真干酪的融化性。食盐对融化性的影响主要归因于干酪基质离子强度的增加，从而增加了蛋白质间的斥力。向乳中加入NaCl可以使部分胶体钙溶解，从而通过降低磷酸钙浓度增加酪蛋白的溶解度，影响融化性。从膳食中摄入大量的盐也会引发健康问题，如增加高血压、中风等疫病的患病机率。尽管干酪对膳食中盐的摄入量影响较小[19]，但消费者越来越关注低盐干酪或低盐仿真干酪等低盐产品。因此，在不影响仿真干酪质地及风味的前提条件下，考虑健康因素，应尽量减少食盐的使用量。本试验中选定的盐添加量范围为1.0%～1.6%。

3.2 最佳配方的确定

脂肪、食盐和乳酸添加量三个因素中，乳酸添加量对仿真干酪硬度和粘聚性影响极显著（P＜0.01），盐添加量的影响次之，脂肪添加量影响相对较小。结合单因素试验结果，选择17%作为配方中脂肪的添加量。为确保干酪具有较大的硬度，同时具有一定的粘聚性，选择乳酸添加量为0.6%，食盐添加量为1.55%为试验点内较优组合。

4 结论

a.本文证实配方差异对仿真干酪质地和功能性具有显著影响。脂肪、乳酸、食盐三种原料中，以乳酸对仿真干酪品质的影响最为显著。

b.获得用花生油生产仿真干酪的最优配方：酶凝干酪素25.5%；乳化盐1.5%，其中磷酸氢二钠∶柠檬酸钠=1∶2；花生油17%；乳酸0.6%；食盐1.55%。

c.生产仿真干酪过程中，如不外源添加风味物质，仿真干酪就不能在风味上与天然干酪相媲美。

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