奶酪中水分检测方法对比分析

鲁润林

（上海妙可蓝多食品科技股份有限公司，上海 200136）

再制奶酪是选用不同成熟度的天然奶酪添加乳化盐、粉类乳制品和非乳组分经加热、连续搅拌而生产的一种延长保质期的均一化奶酪产品[1]。奶酪是凝乳排出大部分水分的浓缩物，添加盐与酸可使蛋白质与脂肪组成的营养块保存时间更久，因为这两种添加物可以抑制微生物生长，延缓乳酪腐败。微生物酵素可水解蛋白质与脂肪分子，形成小且有香味的小分子。干酪含有丰富的蛋白质、脂肪等有机成分和钙、磷等无机盐类以及多种维生素及微量元素。干酪中水分含量与干酪的形体及组织状态关系密切，直接影响干酪的发酵速度。

奶酪中的水对凝乳的一致性和细菌的新陈代谢起着重要的作用，因此在奶酪成熟过程中也会产生相应的作用[2-4]。水分含量对奶酪的质量影响较复杂，奶酪制作可以看作是牛奶的一种变化，从一种易变质的液体转变为一种半固体的产品，一定程度上延长了保质期。制作奶酪的过程中，水分多时，酶的作用迅速，发酵时间短，成品易形成有刺激性的风味；水分少时，则发酵时间长，产品产生酯的风味。因此，干酪在加工时，控制水分含量至关重要。奶酪的分类是以含水量以及促进其成熟的微生物类别区分，凝乳排出水分越多质地越密实，保存期也越长[5-8]。在奶酪加工过程中，由于受加热条件、无脂乳固体含量、凝乳状态等因素影响，奶酪成品水分含量不一致。通常农家干酪水分含量为70%～72%，软质干酪为40%～60%，半硬质干酪为38%～45%，硬质干酪为25%～36%，特硬质干酪为25%～30%。通过对奶酪中水分的检测方法进行研究，对检测结果的准确性进行对比，可为奶酪行业提供快速检测水分的方法，精准控制产品质量和为生产过程指导提供方向。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品

针对不同品类的奶酪产品收集共计41 批次样品，每个批次至少5 份样品（其中3 份用于3 种方法的检测，另外2 份留样），每份样品不少于25 g。

1.1.2 材料与试剂

扁形铝制或玻璃制称量瓶；干燥器，内附有效干燥剂；玻璃棒；药勺；盐酸（分析纯，上海润捷化学试剂有限公司）；氢氧化钠（片状，分析纯，上海润捷化学试剂有限公司）；海砂（分析纯，上海润捷化学试剂有限公司）。

1.1.3 仪器与设备

MB120 卤素水分仪；Q2 微波水分仪；MS204TS/02电子天平，感量为0.1 mg，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；DHP-9272 电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司。

1.1.4 试剂配制

盐酸溶液（6 mol/L）：量取50 mL 盐酸，加水稀释至100 mL。氢氧化钠溶液（6 mol/L）：称取24 g氢氧化钠，加水溶解并稀释至100 mL。海砂：取用水洗去泥土的海砂、河砂、石英砂或类似物，先用盐酸溶液（6 mol/L）煮沸0.5 h，用水洗至中性，再用氢氧化钠溶液（6 mol/L）煮沸0.5 h，用水洗至中性，经105 ℃干燥备用。

1.2 实验方法

1.2.1 实验原理

（1）直接干燥法（国家标准检测法）。利用食品物质中水分的物理性质，在常压下，温度103 ～105 ℃下采用挥发方法测定样品减少的质量，包括吸湿水、部分结晶水和该条件下能挥发的食品物质，通过干燥前后的称量质量计算出水分的含量[9]。

（2）微波水分测定法。微波是一种频率较高的电磁波，微波透射介质时产生的衰减、相位改变主要由介质的介电常数、介质损耗角正切值决定。水是一种极性分子，其介电常数和介质损耗角正切值远高于一般介质。通常情况下，含水介质的介电常数和损耗角正切值的大小主要由其水分含量决定。微波从位于输送皮带下方的UM ™微波水分仪C 型框架下臂的微波发射源发射出来，透过皮带及物料后被皮带上端的位于C型框架上臂的微波接收器接收。根据微波功率的衰减和相位移的改变，即可算出物质中的水分含量[10]。

（3）卤素水分法。仪器基于热重原理进行测试，即根据样品加热后的失重测定水分。仪器称量样品初始质量，内部的卤素灯快速加热样品，使水分蒸发，在干燥过程中，仪器持续测量样品质量并显示结果实时检测数据。干燥完成后，结果显示水分含量（%）、干物质含量（%）、样品质量等[11]。

1.2.2 测定方法

（1）直接干燥法。取洁净的扁形铝制称量瓶加入16 g 海砂（实验过程中可根据需要适当增加海砂的质量）及一根小玻棒，置于（104±1）℃干燥箱中，干燥1.0 h 后取出，放入干燥器内冷却0.5 h 后称量，并重复干燥至恒重。称取1.8 ～2.2 g 奶酪试样（精确至0.000 1 g），置于干燥后的盛有海砂的称量瓶中，用小玻棒搅匀，置于（104±1）℃干燥箱中干燥4 h 后盖好取出，放入干燥器内冷却0.5 h 后称量，再放入（104±1）℃干燥箱中干燥1 h 左右，取出，放入干燥器内冷却0.5 h 后称量，重复操作至前后两次质量差不超过2 mg，即为恒重。

（2）微波水分法。打开水分仪上盖，清洁样品盘，按归零键后称量样品（2±0.5）g，按开始键测试，仪器自动测量。

（3）卤素水分法。打开水分仪的上盖，清洁样品盘，将样品盘手柄置于加热腔内。确保样品盘手柄的舌片插入防风罩的凹槽内。将空的样品盘平放于样品盘手柄上，关闭水分仪的上盖，水分仪自动去皮。再次打开水分仪上盖，加入样品（1±0.5）g，关闭上盖，水分仪自动开始干燥和测量。选择方法为A60（60 s质量变化不超过1 mg），干燥温度为175 ℃。

1.2.3 数据处理

（1）直接干燥法。试样中的水分含量计算公式如下：

X1为试样中水分的含量，g/100 g；m1为称量瓶（加海砂、玻棒）和试样的质量，g；m2为称量瓶（加海砂、玻棒）和试样干燥后的质量，g；m3为称量瓶（加海砂、玻棒）的质量，g；100 为单位换算系数。

（2）微波水分法。仪器直接读数。

（3）卤素水分法。仪器直接读数。

2 结果与分析

3 种检测方法检测奶酪样品中水分含量的结果分析表见表1。通过数据差值、算术平均值分析得出A与B 差值的平均值为0.02；A 与C 差值的平均值为0.10；与国标差值的算术平均值：A 与B 为0.09，A与C 为0.25；可以得出微波水分法比卤素水分法的准确度更接近国家标准方法，同时也符合奶酪中水分含量的检测要求。

表1 奶酪样品中水分含量检测结果分析汇总表

3 结论与讨论

对3 种检测方法的测定时间进行分析。直接干燥法检测时间较长，检测单个样品至少需要7.5 h；微波水分仪和卤素水分仪检测单个样品约需10 min，相比而言比直接干燥法快捷很多，能够为精准控制产品质量提供便利。

通过实验原理对3 种检测方法进行分析，直接干燥法和卤素水分法均是样品从外向内加热使其水分挥发，通过样品减少量来计算结果，这两种方法加热温度较高存在受热不均匀和加热过度烧焦的情况；微波水分测定法使样品从内向外进行加热使其水分挥发，通过样品减少量来计算结果，加热方式不存在加热过度烧焦的情况。且微波水分测定法测试样品的水分含量范围广，在0.01%～99.99%均可，在高效、精确和安全地完成水分测定工作的同时，可更好地为化工、食品、制药等行业的在线控制和产品质量管理节约时间和成本。

本文采用直接干燥法、卤素水分法、微波水分法对41 批奶酪棒中的水分含量进行定量分析，并对检测方法的结果准确性进行综合比较分析。结果表明，微波水分法更具有前瞻性，可为奶酪行业提供快速检测水分的方法，为精准控制产品质量和生产过程指导提供方向。但本文因取样量和样本量未覆盖市售的全部品牌和批次，检测结果具有一定的局限性。