天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性和功能特性的比较

李开鑫，纪晓宇，王 芳

（北京农学院食品科学与工程学院，食品质量与安全北京实验室，农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室，北京 102206）

Mozzarella干酪是意大利南部生产的一种淡味干酪，颜色为淡黄色，属于典型的Pasta Filata干酪[1]。在Mozzarella干酪的加工过程中，凝块需要经过热烫拉伸工艺，使产品形成独特的熔化性、拉伸性及其他多种功能特性，成为比萨制作的重要辅料[2]。近几年，随着西式餐饮在我国的快速发展，Mozzarella干酪的销售量逐年增多，成为仅次于Cheddar干酪的第二大干酪品种。

利用传统方法制作得到的天然Mozzarella干酪需要在低温下经过2～4 周的成熟，获得理想的功能特性，从而满足比萨、焗饭等食品的需求[3]。但是，这种方法的缺点在于产品流通后的货架期比较短，与当代食品工业的快速发展要求不相符。再制干酪是以天然干酪为主要原料，添加乳粉、稳定剂、乳化剂等辅料，经过混合、加热、搅拌等工艺制作得到的一种干酪产品[4]。研究表明，与天然Mozzarella干酪相比，再制Mozzarella干酪的风味更加温和、口感更加柔和，货架期显著延长，生产成本大幅降低[5-6]。

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪在生产原料、加工工艺等方面存在差异，研究表明这些差异会影响干酪的结构特性，进而对干酪的功能特性产生影响[7-8]。因此，本研究选择6 种市售Mozzarella干酪（3 种天然Mozzarella干酪和3 种再制Mozzarella干酪）作为研究对象，对干酪的理化特性（蛋白质、脂肪和水分质量分数及pH值）和功能特性（质构特性、拉伸性、熔化性、油脂析出性和流变特性）进行测定，从而确定天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪之间的差异，为消费者选择适宜品种的干酪提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

3 种天然Mozzarella干酪：米格农场马苏里拉干酪（Wisconsin Premium Mozzarella）（美国）；潘帕马苏里拉芝士（Pampa Cheese Mozzarella Cheese）（阿根廷）；艾罗厨房马苏里拉芝士（Emrow Kitchen Mozzarella Cheese）（阿根廷）；3 种再制Mozzarella干酪：总统牌马苏里拉披萨专用奶酪片（President Special Pizza Mozzarella）（法国）；多美鲜马苏里拉奶酪（SUKI European Mozzarella Cheese）（奥地利）；光明马苏里拉再制干酪（中国）。实验所用干酪均购自于北京市家乐福超市，干酪的贮藏时间均为（45±3）d，于4 ℃冰箱中贮藏。

氢氧化钠、硫酸铜、乙醇、乙酸、无水乙醚、石油醚均为分析纯 北京化工厂；硼酸、硫酸钾均为分析纯西陇化工厂。

1.2 仪器与设备

Delta320酸度计 瑞士梅特勒-托利多有限公司；ALC-210分析天平 德国Acculab公司；DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；KXL-1010消化炉 北京思贝得研究所；KDY-9830全自动凯氏定氮仪 上海洪纪仪器设备有限公司；TMS-Pro食品物性分析仪 美国FTC公司；AR-1500ex流变仪 美国TA公司；求积仪 江苏测绘仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指标测定

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪中水分质量分数的测定参照国际乳业联盟（International Dairy Federation，IDF）方法[9]；蛋白质量分数测定采用凯氏定氮法[10]；脂肪质量分数测定采用Röse-Gottlieb法[10]；pH值测定参照文献[11]。每个干酪品牌取3 个平行样品，并对每个样品重复测定3 次。

1.3.2 质构特性测定

质构特性测定参照文献[4]。将干酪样品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小块，在室温（25±2）℃下平衡30 min后进行质构特性的测定。测定采用两次压缩法，具体测定参数为：探头直径50 mm，探头压缩率24 mm/min，探头返回速率24 mm/min，压缩比50%，两次压缩间隔时间5 s。每个干酪品牌取3 个平行样品，并对每个样品重复测定5 次。

1.3.3 拉伸性测定

干酪拉伸性的测定参考文献[12]并稍作改动：将样品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小块，放置在已铺上滤纸的直径9 cm的培养皿中，在室温（25±2）℃下平衡30 min，然后将其放入已预热到100 ℃的烘箱内，加热1 h后取出，立即用玻璃棒挑起并向上拉伸，直到干酪断裂为止，立刻用直尺测量干酪拉伸的长度（精确到0.1 cm），表示干酪的拉伸性。每个干酪品牌取3 个平行样品，并对每个样品重复测定3 次。

1.3.4 熔化性和油脂析出性测定

干酪的熔化性和油脂析出性的测定用改良的Schreiber法[13]，并稍作改动：将样品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小块，放置在已铺上滤纸的直径9 cm的培养皿中，在室温（25±2）℃下平衡30 min，然后将其放入已预热到100 ℃的烘箱内，加热1 h后取出，冷却至室温。取出滤纸，用笔分别勾勒出干酪样品的熔化区域（封闭曲线）和油圈区域（封闭曲线），用求积仪分别测定干酪的熔化面积和油圈面积（精确到0.01 cm2），以此表示干酪的熔化性和油脂析出性。每个干酪品牌取3 个平行样品，并对每个样品重复测定3 次。

1.3.5 流变特性测定

干酪样品在室温（25±2） ℃下平衡30 min后置于流变仪平板上，降低探头至干酪表面，进行动态温度扫描。具体测定参数为：样品厚度2 mm，直径40 mm，应变0.50%（线性黏弹区范围内），扫描频率1 Hz，升温速率3 ℃/min，升温范围为20～80 ℃。为了防止测定过程中的水分蒸发，干酪外侧涂抹一层低密度的硅油。每个干酪品牌取3 个平行样品，并对每个样品重复测定3 次。

1.4 数据分析

实验数据采用Origin 8.0和SPSS 18.0软件进行单因素方差分析，结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性的比较

表1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性的比较Table1 Comparison of physicochemical properties of natural and processed Mozzarella cheese

由表1可见，天然Mozzarella干酪中蛋白质量分数显著高于再制Mozzarella干酪（P＜0.05），水分质量分数显著低于再制Mozzarella干酪（P＜0.05），pH值显著低于再制Mozzarella干酪（P＜0.05）；天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪中脂肪质量分数因干酪品牌的不同而存在差异，其中米格农场天然Mozzarella干酪、潘帕天然Mozzarella干酪和光明再制Mozzarella干酪中脂肪质量分数显著高于其他3 种Mozzarella干酪（P＜0.05）。

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性存在差异，主要由于干酪的加工原料和加工工艺不同。天然Mozzarella干酪的加工原料通常是牛乳，经过发酵、凝乳、切割、蒸煮、堆叠、热烫拉伸、盐渍、成型等工艺生产制得[14]；再制Mozzarella干酪是以不同成熟度的天然干酪、乳化盐、含乳或不含乳的添加物、水等为原料，经过持续加热搅拌生产制得[4]，例如总统再制Mozzarella干酪中添加了黄油、乳蛋白、脱脂复原乳等，多美鲜再制Mozzarella干酪中添加了黄油、牛乳蛋白、脱脂奶粉等，光明再制Mozzarella干酪中添加了奶油、凝乳酶酪蛋白等。水分的加入造成再制Mozzarella干酪中水分质量分数显著高于天然Mozzarella干酪，同时水分质量分数增加带来的稀释效应造成再制Mozzarella干酪中蛋白质和脂肪质量分数降低，这在添加脂肪替代物改善干酪品质的研究中也有类似报道[15]。光明再制Mozzarella干酪中脂肪质量分数与米格农场天然Mozzarella干酪和潘帕天然Mozzarella干酪无显著性差异，可能是由于奶油等脂肪质量分数高的原料的加入所致。再制干酪加工过程中加入脂肪不仅能够调节成品干酪中的脂肪质量分数，还能够使产品具有良好的光泽和口感，改善产品的质地。pH值是天然Mozzarella干酪加工过程中的重要指标[14]，也是影响再制Mozzarella干酪的质构和感官特性的重要指标[16]。研究指出再制干酪的pH值在5.5～6.0，干酪的质构和感官特性最佳[16]，本研究中3 种再制Mozzarella干酪的pH值均在这个范围内。再制干酪加工过程中乳化盐的加入改变了干酪体系的pH值[17]，造成再制Mozzarella干酪的pH值显著高于天然Mozzarella干酪的pH值。

2.2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪功能特性的比较

2.2.1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪质构特性的比较

表2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪质构特性的比较Table2 Comparison of textural properties of natural and processed Mozzarella cheese

质构特性是决定消费者购买干酪的关键性指标之一[18]。由表2可见，天然Mozzarella干酪的硬度显著高于再制Mozzarella干酪的（P＜0.05）；两类干酪在弹性上无显著性差异（P＞0.05）；天然Mozzarella干酪的内聚性显著高于光明再制Mozzarella干酪的（P＜0.05），但是与其他两种再制Mozzarella干酪相比没有显著性差异（P＞0.05）；天然Mozzarella干酪的黏着性和再制Mozzarella干酪的没有明显变化规律。

干酪的硬度由干酪中的非脂干物质决定，主要由酪蛋白构建的空间网状结构体现[19]。天然Mozzarella干酪中蛋白质量分数显著高于再制Mozzarella干酪，水分质量分数显著低于再制Mozzarella干酪，造成天然Mozzarella干酪的硬度显著高于再制Mozzarella干酪。同时，天然Mozzarella干酪中较高的蛋白质量分数使酪蛋白分子间的交联程度增加，形成了更高的内聚性，光明再制Mozzarella干酪中较高的脂肪质量分数能够一定程度地打断酪蛋白之间的交联，显著降低干酪的内聚性，这在低脂干酪的研究中也有类似报道[20]。有研究指出与硬质干酪相比，软质布里干酪具有较高的黏着性归因于干酪中较高的水分质量分数[21]，但是也有研究认为与全脂干酪相比，具有较高水分质量分数、较低脂肪质量分数的减脂干酪的黏着性会显著性降低[22-23]。任何影响蛋白质与水或者与其他物质相互作用的因素都会影响干酪的黏着性[24]，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性存在显著性差异，同时加工条件的不同也会影响干酪中蛋白质与水或者与其他物质间的相互作用；因此不同的干酪黏着性存在差异，但是两类干酪的黏着性没有明显的变化规律。

2.2.2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪拉伸性的比较

图1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪拉伸性的比较Fig. 1 Comparison of stretchability of natural and processed Mozzarella cheese

由图1可见，天然Mozzarella干酪的拉伸性显著高于再制Mozzarella干酪的（P＜0.05），其中艾罗厨房天然Mozzarella干酪的拉伸性显著高于其他两种天然Mozzarella干酪的（P＜0.05）。

拉伸性表示干酪经拉伸后，酪蛋白网状结构保持不断裂的能力。拉伸性是Mozzarella干酪的重要特性之一，与干酪中酪蛋白胶束间的相互作用及水分、钙、脂肪含量等因素相关[25-26]。天然Mozzarella干酪中蛋白质量分数比再制Mozzarella干酪高，酪蛋白分子间相互作用较强，对抗拉伸的能力较强；因此天然Mozzarella干酪在拉伸过程中不容易断裂，拉伸性较高。与其他两种天然Mozzarella干酪相比，艾罗厨房天然Mozzarella干酪中脂肪质量分数较低，酪蛋白之间的相互作用进一步加强，从而增加干酪的拉伸性。

2.2.3 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪熔化性的比较

图2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪熔化性的比较Fig. 2 Comparison of meltability of natural and processed Mozzarella cheese

由图2可见，天然Mozzarella干酪、多美鲜再制Mozzarella干酪的熔化性显著高于其他两种再制Mozzarella干酪的（P＜0.05）。

75%的Mozzarella干酪被用作制作比萨的原料，因此熔化性是评价Mozzarella干酪品质的重要指标[27]。干酪的熔化性通常用一定温度条件下干酪的扩散面积表示，扩散面积越大，干酪的熔化性越好[18]。干酪的熔化性与加热过程中由于脂肪的熔化导致蛋白质体系被破坏的程度相关，加热过程中蛋白质之间的相互作用被削弱，蛋白质体系发生移动，干酪开始流动[28]。再制干酪加工过程中在乳化盐和剪切力的作用下，干酪中的脂肪球变小且更加均匀地分布在酪蛋白网状结构中[29]，加热过程中脂肪破坏酪蛋白网状结构的能力降低，因此再制Mozzarella干酪的熔化性变差。这一现象与低脂Mozzarella干酪中脂肪数量少且分布较松散，造成干酪的熔化性差的现象是类似的[30]。再制干酪的熔化性受到加工过程中多种因素的影响，例如较高的加工温度[31]、缓慢的冷却速度[32]都会使制作的干酪中酪蛋白网状结构更加紧密，降低干酪的熔化性；因此不同的生产原料和加工条件可能是多美鲜再制Mozzarella干酪与其他两种再制Mozzarella干酪熔化性存在差异的主要原因。

2.2.4 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪油脂析出性的比较

图3 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪油脂析出性的比较Fig. 3 Comparison of free oil of natural and processed Mozzarella cheese

由图3可见，天然Mozzarella干酪的油脂析出性显著高于再制Mozzarella干酪的油脂析出性（P＜0.05），其中潘帕天然Mozzarella干酪和艾罗厨房天然Mozzarella干酪的油脂析出性高于米格农场天然Mozzarella干酪的（P＜0.05），再制Mozzarella干酪中多美鲜再制Mozzarella干酪的油脂析出性最大。

对Mozzarella干酪的油脂析出性进行测定具有重要意义，因为比萨焙烤过程中干酪过度的油脂析出被认为是一个重大的质量缺陷[33]，但是也有研究认为油脂析出不足会导致干酪的熔化性变差、表面被烧焦[34]。干酪发生油脂析出，需要油从崩塌的酪蛋白网状结构中释放、合并、并且迁移到干酪的表面。因此，脂肪球的大小及密集程度、脂肪与酪蛋白网状结构的结合程度都会对Mozzarella干酪的油脂析出性产生影响。如上所述，再制Mozzarella干酪加工过程中在乳化盐、剪切力等的作用下，脂肪球变小且分布的更加均匀，加热过程中脂肪球发生合并的倾向变小；因此再制Mozzarella干酪的油脂析出性显著低于天然Mozzarella干酪的。不同的加工工艺、原料组成是天然Mozzarella干酪间、再制Mozzarella干酪间油脂析出性存在差异的主要原因。

2.2.5 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪流变性的比较

图4 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪流变性的比较Fig. 4 Comparison of rheological properties of natural and processed Mozzarella cheese

由图4可见，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的弹性模量、损耗角正切随温度的变化趋势存在显著差异。其中，天然Mozzarella干酪的弹性模量随温度的升高呈现下降趋势，损耗角正切随温度的升高呈现先增加后减少的趋势，损耗角正切在50～60 ℃时达到1。再制Mozzarella干酪的弹性模量随温度的升高呈现先降低后增加的趋势，损耗角正切呈现先增加后减少的趋势，但是在实验温度范围内损耗角正切始终低于1。

流变性对于评价干酪的品质具有重要意义。干酪是黏弹性物体，其中弹性模量表征干酪网状结构的固体特征。20 ℃下，天然Mozzarella干酪的弹性模量高于再制Mozzarella干酪的弹性模量，这与硬度的结果是一致的，说明天然Mozzarella干酪中酪蛋白网状结构更加紧密。加热过程中，脂肪球液化、变形，酪蛋白胶束收缩，蛋白质之间的键被削弱，造成干酪弹性模量降低[28,35]。再制Mozzarella干酪随着温度的继续升高，弹性模量呈现增加的趋势，可能是蛋白质之间形成额外作用力造成干酪体系增强，这在之前的研究中也有类似报道[36]。加热过程中，损耗角正切的增加说明干酪体系发生相转变，从更富有弹性的体系转变为更富有黏性的体系。当黏性模量大于弹性模量，或者损耗角正切超过1时，说明干酪开始熔化。损耗角正切越大的干酪，蛋白质之间的键越容易被破坏，结构越容易发生重新排列，表现为干酪具有较好的熔化性和流动性[4]。再制Mozzarella干酪加热过程中脂肪对蛋白质网状结构的破坏程度低，这与干酪熔化性的结果是一致的，因此再制Mozzarella干酪的熔化性比天然Mozzarella干酪的熔化性差，损耗角正切始终未达到1。

3 结 论

综上所述，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性和功能特性存在显著性差异。天然Mozzarella干酪的蛋白质量分数显著高于再制Mozzarella干酪，水分质量分数和pH值显著低于再制Mozzarella干酪，脂肪质量分数因干酪品牌的不同存在差异。天然Mozzarella干酪的功能特性优于再制Mozzarella干酪，硬度、拉伸性、熔化性和油脂析出性都显著高于再制Mozzarella干酪；动态实验显示天然Mozzarella干酪的损耗角正切在50～60 ℃时达到1，再制Mozzarella干酪的损耗角正切始终低于1。因此，天然Mozzarella干酪更适宜作为制作比萨、焗饭等需要焙烤食品的原料，再制Mozzarella干酪可以作为干酪切片应用于三明治等不需要焙烤的食品中。