乳化盐对再制干酪的影响及减盐方法研究进展

吴怡霏，刘宗尚，刘维娜，李丹，于景华，李红娟

（1.天津科技大学，天津 300457；2.上海芝然乳品科技有限公司，上海 201404；3.妙可蓝多（天津）食品科技有限公司，天津 300462）

0 引言

干酪营养价值丰富，被称为“奶黄金”，由制作原料的差异可分为原制干酪和再制干酪[1]。再制干酪是通过混合一种或两种原制干酪、水、乳化盐及其他乳制品或非乳制品，在真空条件下，将原料进行加热和剪切加工制成的产品[2]。乳化盐及原制干酪中的食盐是再制干酪中钠的主要来源，再制干酪中添加乳化盐，以期形成均匀的乳化体系[3]。再制干酪种类繁多，保质期长，可以添加各种配料加工制作不同口味来减轻原制干酪的发酵味道，从而比原制干酪接受度更高[4]。目前国内市场上的干酪主要是再制干酪，如近几年市场上兴起的儿童奶酪棒就是一款以再制干酪为原辅料的产品。再制干酪钠含量高达1 500 mg/100 g，然而大量研究表明，钠摄入量过高可能会导致血压升高，从而引起心脏病、高血压、中风等疾病[5]。世界卫生组织建议成人每日钠摄入量小于2 000 mg，相当于5 g食盐[6]。2008年美国食品药物管理局的文件指出，钠含量小于280 mg/100 g的食品才能标注为低钠食品[7]。

目前在再制干酪中，常用的降低钠含量的方法主要包括：（1）在保证干酪品质的前提下，直接减少含钠乳化盐添加量[8]；（2）用钾盐、钙盐等非钠盐替代含钠乳化盐；（3）用与乳化盐具有相似功能特性的物质如蛋白质、多糖等替代含钠乳化盐[39]；（4）基于超高压等新型腌制技术腌制低盐干酪。但不同的降低乳化盐的方法在减钠的同时也会对再制干酪风味、质地、功能特性等产生负面影响，因此要生产出低钠再制干酪面临着巨大的挑战。本文在介绍再制干酪乳化盐的种类及特点基础上，分析乳化盐对再制干酪品质的影响，总结近年来降低再制干酪钠基乳化盐的方法，并提出展望，以期为再制干酪产品减盐策略提供理论参考。

1 再制干酪乳化盐主要种类及特点

乳化盐是再制干酪制作过程中的重要成分，具有螯合钙、pH调节、脂肪乳化等功能[9]。乳化盐主要通过取代不溶性磷酸钙-副酪蛋白酸盐网络中的磷酸钙络合物来提高酪蛋白的乳化性能，从而使得再制干酪形成均匀的乳化体系[10]，因此，乳化盐对于再制干酪的加工是必不可少的。

图1 再制干酪微观结构图[11]

1.1 再制干酪乳化盐特点

目前常用的乳化盐大多是钠盐，且以磷酸盐和聚磷酸盐为主[12]。磷酸钠盐可以帮助控制腐败菌和致病菌的生长，在乳制品中用作pH控制剂、营养补充剂、螯合剂、乳化剂和稳定剂等[13]。有研究发现，乳化盐中磷离子的含量对置换钙离子的能力有显著影响，磷酸盐可以促进酪蛋白胶溶，有助于在冷却阶段形成稳定的三维网络结构[14]。磷酸盐没有乳化作用，因此制得的干酪质地较稀薄，不适合用于生产脂肪含量较高的干酪，并且磷酸盐呈现出肥皂味，从而会引起不好的风味[15]。柠檬酸盐具有良好的水溶性和软化蛋白的能力，但是通常局限于块状和硬质再制干酪的生产，并且其抑菌效果和乳化效果不佳[16]。因此，在实际生产过程中，除了特殊情况一般很少使用单一乳化盐，最好选择两种及以上乳化盐进行复配，以均衡各种乳化盐的作用特性。复配乳化盐制作的再制干酪具有更好的功能特性，并且增加复配乳化盐含量可以提高再制干酪的稳定性、咀嚼性和弹性[17]。

1.2 再制干酪乳化盐种类

由于乳化盐种类、添加量和配方的差异，形成了种类丰富的再制干酪[18]。乳化盐类型和浓度的差异会影响干酪的脂肪分布情况和pH等[19]。由于不同乳化盐乳化脂肪以及促进酪蛋白水合作用的能力不同，从而对再制干酪的质地风味等功能特性的影响并不完全一致[14]，因此要根据再制干酪产品特性及需求来选择乳化盐种类和添加量。目前常用的乳化盐有柠檬酸钠、焦磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、多聚磷酸钠等[20]，表1汇总了部分常用乳化盐的重要性质以及它们对再制干酪功能特性的影响。霍建新等人[21]通过对再制干酪工艺优化研究了不同乳化盐对再制干酪质构的影响，结果显示添加1.5%多聚磷酸钠，干酪结构紧密，切片性差，硬度、黏度大；添加磷酸氢二钠时，干酪具有较强的熔化性，但乳化性差导致产品硬度很大；添加1.5%柠檬酸钠，干酪乳化状态良好，组织结构柔软细腻；添加焦磷酸钠，干酪具有较强的苦味。对乳化盐复配得到添加1.5%柠檬酸钠和0.5%焦磷酸钠时干酪的组织状态最佳。Gupta等人[22]研究发现，与添加柠檬酸盐生产的干酪相比，添加磷酸盐生产的干酪熔化性更低。这是因为在蛋白质基质内部结构的形成过程中，磷酸盐阴离子比柠檬酸盐阴离子具有更强的Ca2+螯合能力。

表1 部分乳化盐的理化性质及其对再制干酪特性的影响

2 乳化盐对再制干酪品质影响

再制干酪生产过程中，由于乳化盐螯合钙离子[23]、脂肪乳化、调节酸度[24]和pH、抑制病菌生长[25]能力的差异，进而对再制干酪风味、质地和功能特性产生不同的影响。

2.1 乳化盐对再制干酪风味的影响

乳脂肪分解是形成干酪独特风味的主要原因，乳化盐种类和添加量会影响再制干酪脂肪分布情况从而影响干酪风味[26]。通常情况下乳化盐的添加量为1.5%～3%，乳化盐添加量过低时，再制干酪乳化不完全，导致干酪稳定性差，添加量过高时，乳化盐自身的肥皂味、金属味等异味会引起干酪产生不良的风味[27]。霍建新等人[21]对再制干酪工艺进行优化发现，当乳化盐添加量大于4%时，干酪具有较浓的苦涩的乳化盐味道，乳化盐添加量达到最大值时，再制干酪具有浓郁的药味。并且干酪结构粗糙。Ehsannia等人[28]用钾基乳化盐部分替代钠基乳化盐，研究发现，随着贮藏期的延长，低盐再制干酪的苦味越来越明显，与全钠干酪相比，低盐干酪的风味显著降低。

2.2 乳化盐对再制干酪质地、功能特性的影响

再制干酪的质地与微观结构有关，是影响干酪品质的重要因素。再制干酪的涂抹性、拉丝性、融化性等功能特性可以通过乳化盐来调节[26]。再制干酪生产过程中，搅拌和熔化时可能会掺入部分空气导致干酪表面形成大小不一的孔洞，从而使干酪结构相对松散。增加乳化盐添加量后，排出空气，大孔逐渐消失或形成了较小的孔洞，干酪结构变得连续而致密[29]。蛋白质网络结构为干酪提供弹性质地，并且脂肪悬浮在蛋白质水相中，使得干酪柔软顺滑。据研究报道[30]，减少乳化盐添加量可能会降低酪蛋白的水合作用，使得再制干酪硬度增加、流动性降低以及脂肪球直径减小。因此需要增加混合时间来充分乳化脂肪，从而导致干酪加工时间延长。李委红等人[31]研究了乳化盐种类及添加量对再制奶油干酪的影响，发现当乳化盐添加量低至0.1%时干酪分布不均，有裂开、砂砾结块感，并且有乳清析出现象，干酪乳化不足硬度低；当添加量过高达到0.4%时，干酪不成型，有糊状感，可能是乳化过度导致。此外，增加乳化盐添加量会使干酪亮度轻微增加。在Award等人[32]的研究中报道，亮度的增加可能是由于乳化盐添加量增加会产生更多的可溶性蛋白，从而使再制干酪更有光泽，颜色更浅。

3 再制干酪中的减盐方法

再制干酪中直接减少乳化盐添加量会导致乳化不完全从而引起不好的风味和质地，因此通常选择乳化盐替代物来降低干酪中钠含量。干酪中常用的乳化盐替代物有钾基乳化盐、蛋白质、亲水胶体、淀粉等。

3.1 直接降低乳化盐浓度

制作低钠再制干酪首先要考虑减少乳化盐的添加量[7]，但是需要严格控制乳化盐添加比例。El-bakry等人[8]研究了减少乳化盐添加量对马苏里拉干酪功能特性及制作工艺的影响，结果显示，随着乳化盐的降低，干酪硬度增加，乳化盐最大可减少40%，但是会导致加工时间过长从而影响产品的功能特性。因此与传统再制干酪的乳化盐含量相比，最多减少20%乳化盐浓度能在合理时间生产出功能特性相似的干酪。王慧霞等人[33]研究了不同乳化盐添加量及种类对再制干酪质构的影响，结果表明，直接降低乳化盐添加量会导致干酪组织状态疏松,质地缺陷,此外，不同含钠乳化盐的乳化能力也不同，焦磷酸钠的乳化能力最好,而磷酸氢二钠最差。因此，添加焦磷酸钠时，乳化盐最多可以减少33%。

3.2 钾盐部分替代钠盐

钠离子和钾离子都是单价碱金属阳离子，都能够置换出原制干酪中的钙离子，从而使酪蛋白恢复较好的水合、乳化能力，但钠离子生产出的再制干酪通常比钾离子生产出的再制奶酪具有更好的功能和感官特性[34]。因此，不能完全用钾盐代替钠盐作为乳化剂，只能选择部分替代。Nogueira等人[9]用磷酸二氢钾（KH2PO4）分别替代25%、50%、75%钠基乳化盐制作可涂抹再制干酪，每组干酪的水分和总脂肪没有显著差异。干酪pH值受乳化盐的种类和比例影响，KH2PO4含量越高干酪的pH值越低。KH2PO4取代钠基乳化盐改变了蛋白水解活性，从而增加了干酪的水解度和酸度，降低了硬度，导致干酪感官特性发生变化。感官评价得到，25%KH2PO4、50%KH2PO4和对照组总体喜爱度得分最高，表明消费者可以接受用KH2PO4替代50%的钠基乳化盐。Mozuraityte等人[20]研究发现，用磷酸钾或柠檬酸钾替代15%磷酸钠乳化盐时，对干酪黏度、pH和流动性没有影响，并且添加柠檬酸盐可以改善干酪的结构特性。但钠盐替代量达到30%时，干酪黏度和pH降低，若适当延长乳化时间（从1.5 min延长至4.5 min）可以略微增加干酪黏度。

3.3 乳清分离蛋白（WPI）替代乳化盐

乳清蛋白的功能特性与乳化盐相似，由于具有乳化脂肪的能力和高吸水性[35]，乳清蛋白能够使配料结合在一起，从而使再制干酪形成均匀的乳化体系[36]。Bartosz等人[30]用聚合分离乳清蛋白（0.2%～0.4%WPI）部分替代乳化盐制作再制干酪，结果显示所有测试样品都具有良好的可熔性，并且在0.4%的WPI浓度下，再制干酪的硬度和黏附性低，内聚性较好。此外，乳清蛋白具有良好的凝胶特性，可以用乳清蛋白凝胶来改善奶酪等产品的质地[37]。李红娟等人[38]研究发现将预乳化的乳清分离蛋白-黄油乳液凝胶（WPI-EG）用于再制干酪的制作，能够促进干酪脂肪均匀分布，显著改善干酪的质地。用WPI-EG替代30%乳化盐制作的再制干酪与未预乳化干酪相比，钠含量降低了52.9 mg/100 g，硬度明显增大，并且显著改善了再制干酪的脂肪和蛋白质分布，形成更均匀的质地。

3.4 多糖替代乳化盐

在乳制品中，多糖能够发挥多种功能作用，如增稠、胶凝、水合、乳化、稳定等[39]。一些多糖在同一分子链中同时含有疏水和亲水基团，称为表面活性多糖。表面活性多糖具有可量化的吸附在油水界面上的趋势以稳定水包油或油包水乳液，可作为优良的乳化剂。多糖的乳化能力主要来源于两个方面如图2所示。（1）固定在油水界面的能力；（2）在乳化油滴周围形成致密保护层[40]。

低聚木糖可以增加黏度、形成凝胶、提供口感和改善质地以及增加乳制品的保水能力[41]。Ferro等人[42]在requeijo cremoso低钠再制干酪中添加低聚木糖和添加风味增强剂（精氨酸或酵母提取物），研究发现，添加低聚木糖使低钠再制干酪结构更加紧密，并且增加了表观黏度、弹性和硬度。低聚木糖和酵母提取物的加入改善了流变和物化性质以及增强了低钠干酪的咸味和均一性，降低了苦味。此外，精氨酸对低钠再制干酪的感官特性有积极作用，但在物理化学和流变特性中没有改善。最终得到，添加3.3%低聚木糖和1%酵母提取物可以制得与普通干酪物理化学、流变和感官特性相似的钠含量减少50%的低钠再制干酪。

图2 存在于油水界面的多糖示意图

魔芋胶是一种中性多糖，由于其具有高吸水能力而被用作食品的胶凝剂和固化剂。魔芋胶与黄原胶结合时，会形成高弹性和热可逆凝胶。Ghods等人[43]研究了添加魔芋胶（0～0.4%）和黄原胶（0～0.4%）对可涂抹再制干酪的影响，结果表明，黄原胶和魔芋胶的加入降低了再制干酪pH，其协同作用改善了干酪的口感并增强了硬度，但降低了干酪延展性。此外，增加魔芋胶和黄原胶添加量可以提高干酪的硬度、内聚性、黏性和咀嚼性等质构特性。

淀粉具有增稠、增加延展性、稳定性、组织化、黏聚性等功能[44]。将淀粉溶液加热到一定温度，淀粉颗粒会突然膨胀至破裂，溶液将变为黏稠的胶体状态从而使再制干酪中所有成分更好地结合[45]。Fu等人[46]研究了添加天然马铃薯淀粉和天然木薯淀粉对再制干酪的乳脂化效果和微观结构的影响，结果表明，随着再制干酪水分含量的增加，酪蛋白网络结构变成细链状，从而产生乳化效应。在低水分含量的再制干酪中，马铃薯淀粉可以影响任意类型的酪蛋白网络，使其成为细链并提高黏度，从而赋予再制干酪更多的硬度。在高水分含量时，添加木薯淀粉会引起奶油化效果和酪蛋白网络的变化。因此，天然马铃薯淀粉比木薯淀粉更适合作为低盐再制干酪的乳化盐替代物。胡惠敏等人[47]对不同淀粉替代乳化盐制成的再制干酪进行感官和质地研究发现，与玉米淀粉、马铃薯淀粉和木薯淀粉相比，添加交联马铃薯淀粉的干酪质地均匀、软硬适宜、可塑性好，并且应力松弛性能与传统再制干酪接近，因此，交联马铃薯淀粉可以作为再制干酪中乳化盐的替代物。交联马铃薯淀粉是通过交联剂作用于淀粉，使两个或两个以上的淀粉分子间交联在一起而形成淀粉衍生物，具有很好的糊化特性和高稳定性，因此，它可能由于分子结构的改变而更适合在再制干酪中的应用。

3.5 超高压技术

低盐再制干酪在生产或贮存期间，干酪自身的菌株代谢了部分营养物质导致干酪出现裂痕、腐败变质等现象[48]。常规的保鲜技术适用于普通干酪的保存[49]，对于低盐再制干酪需要更先进的保鲜技术来提高其风味质地。超高压处理（HHP）技术可以在一定程度上抑制致病菌和腐败菌的生长，从而延长低盐再制干酪的保质期，保持干酪的品质[50]。姜姝等人[29]探究了不同超高压处理条件对再制奶油干酪的影响，乳化盐添加量降低，干酪脂肪和蛋白质乳化不足，通过质构分析仪测定干酪质构得到处理压力增加时，干酪蛋白质和脂肪之间的相互作用也随之增强，压力与干酪pH、硬度、涂抹性、黏聚性呈正相关，因而超高压处理改善了再制干酪的质构。通过对HHP处理后的再制干酪微观结构的观察发现，处理压力越大，干酪组织结构更加致密，表明更平滑均匀。

表2 降低再制干酪乳化盐含量方法

4 结论

随着生活水平的提高和健康理念的普及，低盐产品越来越受到消费者的青睐。再制干酪中乳化盐种类和添加量都会对产品风味、质地、功能特性产生影响，降低乳化盐添加量会导致消费者接受度降低，因此，如何在减盐的同时保持干酪品质是当前的一个重要挑战。选择适宜的钠基乳化盐替代物是目前再制干酪减盐的最优方法，因此，减盐应该在阐明乳化盐对再制干酪的影响基础下进行。尽管在乳化盐替代物方面已经取得了一定进展，但是仍然存在一些不足：现有的再制干酪中乳化盐替代物大多集中在质地、风味、融化性涂抹性等方面的影响研究，今后的研究应该更多关注低盐再制干酪本身的营养价值方面的变化等。此外，目前一些新兴技术如超高压处理、脉冲电场[52]、超声波技术[53]等在低盐食品方面的应用陆续兴起，但应用到低盐干酪中有一定局限性且理论研究不够深入。依靠单一的减盐技术还不足以保证低盐干酪的品质，因此建议采用多技术协同生产低盐再制干酪，从而在降低钠含量的同时保持干酪的品质且降低生产成本。