不同亲水胶体对再制奶油奶酪品质的影响*

莫蓓红，吴润博，郑远荣，刘振民

1(乳业生物技术国家重点实验室，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海，200436)

2(上海交通大学农业与生物学院，上海，200240)

奶油奶酪是一种较为流行的软质新鲜酸凝奶酪，含有33%左右的脂肪，不高于55%的水分，约7% ～8%的蛋白质。由于它的高水分对蛋白比(近7∶1)和接近酪蛋白等电点的低pH(约4.7)，奶油奶酪具有非常弱的持水性和高的析水可能［1］。在商业领域，常添加刺槐豆胶来增加乳清黏度以防止析水。

传统奶油奶酪的工艺主要包括牛奶标准化的选择，乳酸菌发酵凝乳、切割、排乳清、脂肪标准化，混合杀菌等，一般称之为天然奶油奶酪［2］。但随着技术的进步，国外也开始研究一些新的方法来缩短加工时间和简化工艺流程，比如用酸性新鲜奶酪、特殊的牛奶蛋白或奶酪粉为原料设计的不排乳清的加工工艺［3－4］。而笔者通过研究，得到一种新的加工方法，即用天然切达奶酪和稀奶油为主要原料，添加乳化盐、亲水胶体，用酸化剂直接酸化制得奶油奶酪，这种工艺比较接近再制奶酪的加工方式，为了区分，称这种方式得到的奶油奶酪为再制奶油奶酪。该加工方法已申请专利并获得授权。

再制奶酪的生产过程中通常使用一些亲水胶体作为稳定剂，这些亲水胶体具有较好的黏性［5］。胶体的添加改善一些产品特性，如可分散性、水溶性、水分吸收性、黏度等。同时，还可以改善最终产品的感官性质。再制奶酪生产过程中使用亲水胶体，可使奶酪的质地变得更加坚硬，口感更富有黏稠感。目前，再制奶酪，特别是涂抹型再制奶酪中最常用的亲水胶体为卡拉胶、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠和黄原胶。奶酪生产中常用的胶体添加量在最终的产品中一般不超过0.8%［6］。

由于国外研究亲水胶体在奶酪中的应用不是集中在天然奶油奶酪体系上［7－8］，就是在中性再制奶酪体系上［9］，而针对酸性涂抹型再制奶酪鲜有报道。本研究选择了5 种再制奶酪和天然奶油奶酪中常用的亲水胶体为原料，研究它们对再制奶油奶酪品质(包括质构、持水性、持油性和感官)的影响，从而为再制奶油奶酪的产业化提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

稀奶油，光明乳业股份有限公司;三聚磷酸钠、磷酸三钠、葡萄糖酸-δ-内酯、食盐，均为食品级。试验所用奶酪及稀奶油均采用同一批次原料，并充分混合以保证原料的均一。剌槐豆胶LBG246，丹尼斯克公司、卡拉胶(kappa 型)CH8718，FMC 公司、海藻酸钠，KELCOSOL FMC 公司、黄原胶200，美国嘉吉公司、瓜尔豆胶250-C，丹尼斯克公司。

切达奶酪(工业切达干酪、4 个月左右成熟期)，产地:美国;对照样为市售卡夫菲力奶油芝士(忌廉芝士/乳脂干酪)，原产地澳大利亚。

融化锅UM /SK5，德国Stephan ;均质机，丹麦APV ;KB115 型高精度培养箱，德国Binder;Inlab solids pro 三合一pH，瑞士METTLER ;TA-LH1 型物性测试仪，英国Stable Micro Systems;离心机，美国Sorvall ;天平CPA3202S，德国Sartorius。

1.2 实验方法

1.2.1 奶油奶酪样品的制备

再制奶油奶酪制作工艺:每次试验配料量为1 kg，稀奶油(65%) 和水(10.8%) 中边搅拌边加入亲水胶体( 分别为0.1%、0.2%、0.3%和0.4%) 、乳化盐( 三聚磷酸钠∶磷酸三钠质量比1∶1，0.2%) 、食盐(0.4%) 和葡萄糖酸-δ-内酯(1.3%) →搅拌均匀后加入切达奶酪( 提前切为约3 cm×3 cm×3 cm 的小块)→加热融熔(90 ℃，5 min，搅拌速度为900 r/min) →趁热过均质机( 均质压力2 ×105Pa) →灌装→快速冷却→放入冰箱继续冷却至24 h 制得样品

1.2.2 奶酪质构分析［10］( 硬度与涂抹功的测定)

奶酪样品均质地涂抹于探头配套的倒锥面容器中，表面刮平后放入4 ℃冰箱冷藏30 min。物性测试仪参数设定——测量模式:下压，探头起始位置固定，测量前探头下降速度2.0 mm /s;测试速度3.0 mm /s;测量后探头回程速度10 mm /s;测试距离20 mm;感应力1.0 g;探头类型P45C 45°锥度PERSPEX，每组样品平行测定5 次，测定数据采用Texture ExPonent32 进行分析。典型曲线图及数值分析具体见莫蓓红等文中图1［11］。

1.2.3 表面乳清析出量的测定

向同样大小的圆柱形容器中(面积约为20cm2)灌装质量相近(80 g 左右)的奶酪样品，封合，在10℃冰箱里放置5 d，开封称量样品与包装的总重量m1、空包装的重量mp以及收集的表面析出乳清的重量m2。

表面乳清析出量/% =［m2/( m1－mp)］×100 1.2.4 内部乳清析出量的测定［12］

取20 ～30 g 奶酪，20 ℃放置1 h，在20 ℃下3 000 r/min 离心30 min，收集下层乳清，以每100 g奶酪所析出的乳清质量表示乳清析出量(%)。

1.2.5 油脂析出率的测定［13］

通过滤纸法测定干酪的油脂析出性。用特制的取样器取直径35 mm、高30 mm 的干酪样品，其纤维方向垂直于干酪的直径。将样品置于化学分析滤纸上，然后将其放入10 ℃的冰箱中，放置2 h 后取出，此时油圈形成。每个样品平行4 次取平均值，油脂析出性用油圈形成面积与原始油圈面积的比值表示。

1.2.6 感官评定方法［14］

采用评分检验法对制得的样品进行感官评定。对25 名乳品研究人员进行感官培训并筛选，选出其中的21 名作为感官评定员，按照莫蓓红等［11］文中表2，表3 所列的百分制评分标准进行打分评定。

1.2.7 数据分析

所有不同处理和不同重复取3 ～5 份样品测定，取平均值;实验数据应用SAS 8.0 软件和Excel 对数据进行方差分析与显著性检验。

2 结果与讨论

亲水胶体是食品中常用来起增稠、稳定、减少乳清析出作用的添加剂。在本实验中，选出卡拉胶、海藻酸钠、黄原胶、刺槐豆胶和瓜尔豆胶这5 种再制奶酪中常用的胶体来试验其在酸性、高脂的体系中对再制奶油奶酪各方面的影响。

2.1 不同亲水胶体最佳添加量的确定

2.1.1 卡拉胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响

卡拉胶是涂抹型再制干酪中最常用的胶体。Bisgaard 曾报道过将卡拉胶应用于大块加工干酪和切片加工干酪，可以起到控制干酪的黏度和融化性、改善其弹性和硬度、保护干酪质构的作用［15］。在再制奶油奶酪体系中添加0.1% ～0.4%的卡拉胶，测得再制奶油奶酪质构、持水性和持油性结果见表1。

表1 卡拉胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响Table 1 Effect of carrageenan content on the properties of processed cream cheese

从表1 可以看出，卡拉胶添加量从0.1%增加到0.2%时，再制奶油奶酪的硬度和涂抹性大幅增加，超过0.2%后，随添加量的增加，硬度和涂抹功基本保持不变。卡拉胶的添加量对表面乳清的控制没有显著影响，但随添加量的增加样品内部乳清析出和油脂析出逐渐减少，当添加量达到0.4%时起到较好的阻止内部乳清析出效果，但此时油脂析出量仍然远大于对照样。当卡拉胶添加量达到0.2%时才开始起作用，达到0.4%后对乳清控制较佳，但对于油脂的析出控制非常差，同时产生硬的质构，难以涂抹。

2.1.2 不同海藻酸钠添加量对再制奶油奶酪性质的影响

海藻酸钠是乳制品中常用增稠剂。另外，许多乳制品，如再制奶酪、掼奶油、软乳酪等利用海藻酸钠的稳定作用来防止食品与包装物的连黏［16］。在再制奶油奶酪体系中添加0.1% ～0.4%的海藻酸钠，测得再制奶油奶酪质构、持水性和持油性结果见表2。

表2 海藻酸钠添加量对再制奶油奶酪性质的影响Table 2 Effect of sodium alginate content on the properties of processed cream cheese

从表2 可知，海藻酸钠添加量为0.3%时，再制奶油奶酪的硬度和涂抹性刚刚达到对照样的硬度和涂抹性值，当添加量过低时，质构表现出偏软。海藻酸钠的添加量对表面乳清的控制没有显著影响，但随着添加量的增加样品内部乳清析出和油脂析出逐渐减少，当达到0.4%时达到较好的控制内部乳清析出效果和相对较好的油脂析出量。从结果中可以得出，当海藻酸钠添加量达到0.3%时，胶体才真正开始起作用，当用量达到0.4%时能产生较佳的效果。

2.1.3 黄原胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响

黄原胶用于天然奶酪中可加速凝乳、防脱水收缩。它用于涂抹型再制奶酪中可改善奶酪柔软度，改良涂抹性［7］。在再制奶油奶酪体系中添加0.1% ～0.4%的黄原胶，测得再制奶油奶酪质构、持水性和持油性结果见表3。

表3 黄原胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响Table 3 Effect of xanthan gum content on the properties of processed cream cheese

从表3 可知，黄原胶的添加量在0.1% ～0.4%之间，样品的硬度和涂抹功随添加量增加而先降低，在0.3%时达到最低值，之后，又随着添加量的增加而增加。当添加量为0.2%时达到较佳的表面乳清控制效果，当达到0.4%时，内部乳清析出率与对照样的内部乳清析出率没有显著差异(P ＜0.05)，黄原胶对于油脂析出的控制效果也是不错的，当添加量为0.2%时，油脂析出率与对照样间无显著差异，随着添加量的增加，油脂析出率基本趋于稳定。由此可见，体系中添加0.2%的黄原胶已产生较好的效果，如果要达到最佳效果，添加量最好在0.4%。

2.1.4 不同刺槐豆胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响

刺槐豆胶用于奶酪生产可加快奶酪的絮凝，增加产量并增进涂布效果(用量为0.2% ～0.6 %)［17］。天然奶油奶酪中最常用添加刺槐豆胶来防止乳清析出。由于未知这种再制奶油奶酪的结构是更偏向于天然奶油奶酪还是更接近于涂抹型再制奶酪，因此，选择了刺槐豆胶应用于这一新体系中，来观测其使用效果。测得结果如表4 所示。

从表4 中可以看出，刺槐豆胶的添加量在0.2% ～0.3%之间，样品的硬度和涂抹功与对照样间无显著差异，低于或高于这个范围则会偏低。样品的内部乳清析出与刺槐豆胶的添加量无关，但当刺槐豆胶添加量达到0.3%时，表面乳清析出已得到较好的控制。另外，增加刺槐豆胶的添加量可以减少油脂的析出，当达到0.3%的添加量时，即使再增加用量，油脂析出率也没有显著差异。因此，刺槐豆胶的最低添加量为0.3%。

表4 刺槐豆胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响Table 4 Effect of locust bean gum content on the properties of processed cream cheese

2.1.5 不同瓜尔豆胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响

在食品工业中，瓜尔豆胶主要用作增稠剂、持水剂。在软奶酪加工中能控制产品的稠度和扩散性质［17］。在再制奶油奶酪体系中添加0.1% ～0.4%的瓜尔豆胶，测得再制奶油奶酪质构、持水性和持油性结果见表5。

表5 瓜尔豆胶添加量对再制奶油奶酪性质的影响Table 5 Effect of guar gum content on the properties of processed cream cheese

从表5 中可以看出，添加瓜尔豆胶样品的质构普遍偏软，达不到对照样的硬度，且不随着添加量的增加而增加。但瓜尔豆胶的控水控油能力还是较强的，添加量达到0.2%时，表面乳清析出和油脂析出率都已与对照样无显著差异，当添加量达到0.4%时，内部乳清析出与对照样的无显著差异，而表面乳清析出和油脂析出率都优于对照样，且效果显著(P ＜0.05)。因此，瓜尔豆胶在本体系中最佳添加量为0.4%。

2.2 不同亲水胶体对再制奶油奶酪品质的影响

2.2.1 不同亲水胶体对再制奶油奶酪质构、持水性和持油性的影响

前面的结果表明亲水胶体对样品的乳清析出，特别是内部乳清析出的影响极其显著。当添加的亲水胶体达不到一定量时，内部乳清大量析出，极大影响了再制奶油奶酪的商品特性。通过前面的梯度试验及结果分析，筛选出5 种胶体的相对最佳添加量，将卡拉胶(添加量0.4%)、海藻酸钠(添加量0.4%)、黄原胶(添加量0.4%)、刺槐豆胶(添加量0.4%)和瓜尔豆胶(添加量0.4%)制作的样品进行横向比较，来分析本体系中适用及不适用的亲水胶体。性质比较详见表6。

表6 不同亲水胶体对再制奶油奶酪性质的影响Table 6 Effect of different hydrocolloid on the properties of processed cream cheese

从表6 中可以看出，刺槐豆胶、海藻酸钠和黄原胶组与对照组在质构(包括硬度和涂抹功)上没有显著差异，卡拉胶制得的样品硬度过高，涂抹困难，而瓜尔豆胶制得的样品硬度低，状态过软，都偏离了对照样。当达到这五种胶体的最佳添加量时，对于表面乳清析出和内部乳清析出的控制都已较佳。为了考察胶体对表面乳清析出的作用在货架期内是否持续有效，特对上述样品进行了为期一个月的加速跟踪试验(15 ℃下保存)，结果如图1 所示。

图1 不同亲水胶体制得的再制奶油奶酪在一个月内表面乳清析出的变化Figure 1 The surface syneresis change of processed cream cheese made by different hydrocolloid in 1 month

从图1 可以看出，在一个月内，随着时间的增加，表面乳清析出都会有不同程度地增加，这与Kindstedt 等人［18］的研究相一致，但在冷藏情况下，这种增幅并不明显。在一个月时间内，全程控制表面乳清析出最佳的为黄原胶，其次是海藻酸钠和刺槐豆胶。

综上所述，在控制乳清析出方面，黄原胶的表现最为优异，比天然奶油奶酪中最常见的刺槐豆胶效果更佳。

从表6 中还可以看出，控制油脂析出最佳的胶体排列为:瓜尔豆胶＞刺槐豆胶＞黄原胶，刺槐豆胶、黄原胶组与对照样没有显著差异，瓜尔豆胶组优于对照样，海藻酸钠组比对照组差，而卡拉胶的油脂析出量非常大，是在研究其他因素对再制奶油奶酪的影响时，所有实验数据中最高的。

这是一个意想不到的发现，亲水胶体对油脂析出的影响之大竟是其他因素(如酸化剂、pH 值、原料干酪和乳化盐)无法企及的。实验前，通过文献和对普通再制奶酪的经验来看，应该是乳化盐和乳化效果对油脂析出影响最大［19］。但实际数据表明，乳化盐对油脂析出性影响并不显著，反而是胶体对其影响更加突出。为何会出现这种现象，经分析，亲水胶体能够在水相系统中起稳定作用主要通过2 种方式，一种是增稠，既胶体大分子没有交联在一起，它们仅仅降低了水相的移动性，增加了体系的黏度;另一种则是凝胶，当大分子物质交联在一起，形成了一个三维的网络结构，然后就产生了凝胶。理论上来说增稠和凝胶两种方式都可以防止重的颗粒和轻的颗粒产生移动和分离的作用，从而起到稳定的效果。在本实验中，卡拉胶和海藻酸钠两种胶体在本体系中都是能产生凝胶的［20］，而且另外3 种胶体则不产生凝胶，仅通过增加体系黏度起作用。从实验结果可以发现产生凝胶作用的胶体组样品持油性差，可能是因为在高脂干酪体系中脂肪含量过高，凝胶的网络结构无法将所有脂肪包裹其中，表面脂肪能自由地移动;而只起增稠作用的胶体组体系由于乳清相黏度增加，也降低了脂肪移动的速率，起到了稳定的效果。

2.2.2 亲水胶体对再制奶油奶酪感官特性的影响

通常，使用不同胶体会引起样品质构上的变化，从而影响到风味释放、样品外观等因素。本实验以天然奶油奶酪为对照，对样品感官进行测试和评价，得到的测试结果如下表所示。

表7 不同亲水胶体对再制奶油奶酪感官特性的影响Table 7 The effect of different hydrocolloid on the sensory of processed cream cheese

从表7 中可以看到，从感官角度来说，得分较高的前3 名排序为:刺槐豆胶＞黄原胶＞海藻酸钠。如果结合前面这3 种胶体在持水性和持油性上的优缺点，最佳的选择应该是各项得分都较佳的黄原胶，如果使用刺槐豆胶的话，内部乳清析出会略多，而选择海藻酸钠的话，油脂析出会略快。如果以感官特性为第一考量，同时对于内部乳清析出要求不是太高的产品，则可以考虑使用刺槐豆胶。

3 结论

通过对不同亲水胶体最佳添加量的筛选，对不同胶体制得的再制奶油奶酪样品的质构、持水性、持油性分析，再结合感官评定结果可以得出，亲水胶体对样品各方面的性质影响显著，对持水性和持油性的影响尤为明显。不凝胶的亲水胶体比凝胶型的亲水胶体在本体系中更为适用。黄原胶是高脂再制奶酪中最佳的选择，其次是刺槐豆胶，由于黄原胶与刺槐豆胶协同时能凝胶［7］，考虑到凝胶作用对控制油脂析出和乳清析出不利，因此，不建议两者同时使用。

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