脂肪含量对Halloumi干酪品质的影响研究

王清刚，郑远荣，刘振民，万嗣宝，王吉栋，徐杏敏

（1.上海大学生命科学学院，上海 200444；2.乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436）

0 引言

Halloumi是源自于塞浦路斯的传统半硬质干酪，质地紧密有弹性，在欧洲地中海地区非常受欢迎，近年来其出口量也在逐渐增大。最初Halloumi干酪是由羊乳制作而成，后来随着生产规模扩大，人们开始利用牛奶或牛羊乳混合来制作[1]。Halloumi干酪最大的特点是其“煎不化”的特性，可以将干酪切成片，煎至两面金黄，煎炸时干酪不会融化，质地较为柔软，风味独特，十分受年轻人喜爱，另外还可作为烧烤材料食用[2]。

脂肪不仅是干酪中风味的主要来源，还充当“增塑剂”，填充在酪蛋白基质中，降低其机械强度，软化质地。研究发现脂肪对干酪的理化性质，质构、融化性和微观结构有显著性影响[3]。Sánchez-Macías等人[4]研究发现脂肪含量的减少，导致新鲜羊奶干酪的蛋白含量、水分和pH升高，并降低了酪蛋白的降解效率。Sun等人[5]研究发现半脂切达干酪的融化性显著低于全脂切达干酪，在加热过程中，半脂切达干酪的蛋白质-脂肪比和蛋白质-水分比都高于全脂干酪，这也导致低脂切达干酪表面极易出现“干皮”现象。Dian等人[6]通过共聚焦显微镜观察到，低脂和中脂奶油干酪的脂肪以均匀分散的离散小球形式出现，与全脂干酪相比几乎没有结块迹象。

临床研究表明，高脂饮食可能会诱发炎症、肥胖以及2型糖尿病等疾病[7]，减少脂肪摄入，建立良好饮食习惯尤为重要。在美国饮食指南（2010）中，推荐的成人脂肪摄入量应低于总热量摄入量的35%[8]。在最新《中国居民膳食指南科学研究报告（2021）》中显示，我国超重肥胖的现象日益严重，这与长期膳食不平衡和脂肪摄入过多密切相关，所以未来低脂干酪有很大的市场空间。目前国内的干酪行业还在起步阶段，大多研究集中在全脂干酪中，对减脂、低脂干酪鲜有研究。本文通过设定不同脂肪含量，研究脂肪含量对Halloumi干酪理化性质，质构，色度，微观结构等方面的影响，为减脂及低脂半硬质干酪的品质研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜牛乳、脱脂牛乳，光明乳业股份有限公司；凝乳酶，北京多爱特生物科技有限公司；无水氯化钙（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；固绿溶液、尼罗红，生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 器材

干酪槽，英国Armfiled公司；TA-XT plus质地分析仪，英国Stable Micro System公司；Color Flex EZ色差仪，美国Hunter Lab公司；SM-523电烤炉，新麦机械有限公司；精密天平，德国Santorius公司；模具为自制。

1.3 制作工艺

生牛乳→标准化→巴氏杀菌（73℃15 s）→降温至32℃→加入0.01%氯化钙→加入0.004%凝乳酶→凝乳30～45 min→凝块切割，静置5 min→加热排乳清→放入模具压榨1 h→95℃乳清热烫1 h→取出、晾干，盐渍→真空包装，放入4℃冷藏。

1.4 指标测定

1.4.1 得率测定

Halloumi干酪的得率按以下公式计算：

注：m干酪为成品干酪质量；m总为所有原料的总质量，包括原料乳、凝乳酶、氯化钙和盐。

1.4.2 基本理化指标测定

Halloumi干酪水分测定参照GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》；蛋白质含量测定参照GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定：凯氏定氮法》；脂肪含量测定参照GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》。

1.4.3 质构参数测定

测量前用取样器将干酪切成直径30 mm，高20 mm圆柱状，然后放入4℃冷藏，6 h后取出，每组样品在5 min内测量完毕。采用TPA模式，探头类型：P25；测量前探头下降速率5.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测试后探头回程速率5.0 mm/s，触发力0.2 g，测试距离2 mm。测量干酪的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。

1.4.4 融化值测定

参考姜姝等人[9]方法并根据Halloumi干酪特性做一定修改，用取样器将干酪切成直径30 mm，高20 mm圆柱状，纤维方向与干酪直径相垂直。将样品置于铺有化学分析滤纸的铝制培养皿中央，室温静置30 min后放入电烤炉内，106℃、1 h后取出，室温回复30 min，随机从6个方向量取干酪的融化直径，取融化直径与30 mm的差值的平均值为干酪的融化值。

1.4.5 色度测定

这个题需要这样理解的，这两种病毒差别很大。虽然流行性腹泻病毒（其原料感染剂量为10）在饲料中更具传染性，但其感染性更易丧失。而非洲猪瘟病毒有很强的耐受性，可在很广的温度和pH值范围内存活。病毒可在粪便中存活11天、带骨肉中存活150天。因其耐受性在各种环境条件下的广泛传染性和稳定性使得非洲猪瘟病毒特别容易发生饲料源传播。

采用Color Flex EZ色差仪，操作步骤：打开色差仪，将镜头和样品杯擦拭干净，根据屏幕指示，首先依次放入黑玻璃板和白玻璃板进行校准，校准完毕后放入样品进行测量。用取样器将干酪切成直径55 mm，高20 mm柱状，取于干酪边缘和内部，测量完毕后记录L*、a*、b*值，每组样品测量3次取平均值。

1.4.6 微观结构

采用激光共聚焦显微镜进行微观结构的观测。将干酪切成5 mm×5 mm×2 mm薄片。然后将干酪片放入1.0 g/L的固绿溶液中浸泡10 min，然后取出放入0.1 g/L的尼罗红-乙醇溶液中浸泡10 min。染色完毕后用蒸馏水冲洗3次洗净染料，洗净后放至0.17 mm盖玻片中，置于10倍镜下观察。尼罗红与固绿激发波长分别为488 nm与625 nm，调整至视野清晰后采集图片。

1.4.7 感官评定

采用赵赛楠等人[10]方法并结合Halloumi干酪特性进行一定修改，评分细则如下，优选10名评测员（其中食品行业8名），并在品尝前进行有关Halloumi干酪及感官评价的培训。品尝干酪前后，用纯净水漱口，品尝完毕后根据评分细则进行打分。

1.4.8 数据分析

每组样品均设置3个平行样，用SPSS 23.0软件对数据进行显著性分析，P＜0.05时在统计学上差异显著，用Origin 2021软件作图。

2 结果与讨论

2.1 基本理化指标

将全脂牛乳和脱脂牛乳按1∶0、4∶1、3∶2、2∶3、1∶4比例制作Halloumi干酪，5组不同脂肪含量的Halloumi干酪分别称为全脂、减脂1、减脂2、减脂3和低脂，测定其得率、脂肪含量、蛋白含量和水分。结果如表2所示，5组干酪的脂肪含量分别为30.03%、25.09%、20.08%、14.12%和9.11%。与全脂干酪相比，减脂1、减脂2、减脂3和低脂干酪的脂肪含量分别减少了16.7%、33.3%、53.3%和70%。每组干酪的得率、蛋白质含量和水分均有统计学差异（P＜0.05）。全脂干酪的得率最高，为11.62%，随着脂肪含量的减少，得率逐渐下降，低脂干酪的得率最低，为7.31%，下降了近37%，说明脂肪含量对干酪的得率有着重要影响。随着脂肪含量的减少，干酪的蛋白含量明显升高，这是由于缺少脂肪的填充，蛋白质基质变得紧密，密度增大，导致蛋白含量增加[11]。

表2 不同脂肪含量Halloumi干酪的理化指标

2.2 Halloumi的质构分析

硬度（Hardness）是干酪质构中一项重要指标，Halloumi作为一种半硬质干酪，硬度对其品质有重要影响。TPA硬度定义为第一次压缩循环期间的峰值力。如图1所示，5组干酪的硬度存在统计学差异（P＜0.05）。全脂干酪的硬度最低，随着脂肪含量的降低，硬度逐渐增大，低脂干酪硬度最大，数值上约为全脂干酪的2.26倍。在干酪中，脂肪像填充物一样，镶嵌在酪蛋白基质的网络结构中，同时脂肪具有的润滑特性可以软化质地。脂肪含量越多，干酪越柔软。当脂肪含量减少时会增加蛋白胶束之间的机械强度，硬度变大。

图1 不同脂肪含量Halloumi干酪的硬度

弹性（Springiness）是评价干酪质地重要指标之一，TPA弹性定义为干酪在变形力消除后恢复到未变形状态的速度和程度。结果如图2所示，5组干酪的弹性存在统计学差异（P＜0.05）。脂肪含量越低，弹性越大，呈负相关。全脂干酪弹性最小，低脂干酪弹性最大，这是因为脂肪的减少导致蛋白质网络变得更加灵活，低脂干酪中更多的蛋白质含量提供了每单位体积内更多的基质，干酪在受到挤压后可以迅速恢复到初始形态[12]。减脂1和减脂2干酪的弹性变化较小，这可能是少量脂肪的减少，使蛋白质网络机械结构变化不明显，在受到外力挤压时，由于脂肪球的黏附作用，干酪较难恢复到初始形态。减脂3和低脂干酪的弹性上升幅度较大，数值上约为全脂干酪的2.26倍和3.13倍。脂肪的大量缺失，蛋白胶束之间作用力增强，使干酪抵抗外力能力增强，弹性增加[13]。

图2 不同脂肪含量Halloumi干酪的弹性

内聚性（Cohesiveness）反映的是咀嚼干酪时，干酪抵抗受损并紧密连接，使干酪保持完整的性质[14]。TPA内聚性定义为第二次压缩期间的正力面积与第一次压缩的面积之比。结果如图3所示，5组干酪的内聚性存在统计学差异（P＜0.05），脂肪含量越低，干酪的内聚性越大，呈负相关，这与Ayse Demet Karaman等人[15]的研究结果是一致的。低脂干酪的内聚性最大，全脂干酪内聚性最小。研究发现干酪的内聚性与脂肪/蛋白质的比值有关，比值越大，内聚性越大[16]。从表1可以看出，脂肪含量越低，干酪的蛋白质含量就越高，其比值也越大，内聚性也在逐渐增大。同时，蛋白质密度的增加，使干酪在受外力压迫时，更容易保持自身的完整性。

表1 评分细则

图3 不同脂肪含量Halloumi干酪的内聚性

咀嚼性（Chewiness）表示食物从咀嚼到准备吞咽状态时所需的能量[14]。TPA咀嚼性在数值上表示为硬度、弹性和内聚性的乘积。结果如图4所示，5组干酪样品的咀嚼性存在统计学差异（P＜0.05），脂肪含量越低，咀嚼性越高，呈负相关。全脂干酪咀嚼性最低，低脂干酪咀嚼性最高，其中，减脂3和低脂干酪的咀嚼性呈现断崖式增长，在数值上分别是全脂干酪的4.9倍和8.0倍。脂肪的减少，使蛋白质网络结构变得紧密，蛋白质之间作用力增强，使干酪更加耐嚼，而且从图4中可以看出，脂肪含量降低到一定程度时，干酪的咀嚼性已经远高于全脂干酪，推测若完全除去脂肪，干酪的质地缺陷会更加明显。

图4 不同脂肪含量Halloumi干酪的TPA咀嚼性

2.3 Halloumi的融化性

融化性是指“干酪在加热时融化的难易程度和广度”，在一定程度上可以反映出干酪的热传导和流变属性，是衡量干酪品质的重要指标之一[17]。研究发现融化性由脂肪，水分含量以及奶酪的酸碱度决定，高脂奶酪比低脂奶酪具有更高的融化性[18]。Halloumi干酪最重要的特性是其独特的抗融性，即低融化性，加热时，干酪会变软不会融化，但具有一定的流动性，这也是Halloumi干酪融化性的体现。

将5组Halloumi干酪样品加热后，测定其融化值，融化值越大，融化性越高，抗融性越低。结果如图5所示，脂肪含量越低，干酪的融化性越差，即抗融性越高。干酪的融化性与加热时蛋白质基质的破坏有关，加热时，脂肪的融化会使蛋白质-蛋白质之间相互作用减弱，使蛋白质基质发生运动来促进干酪的融化[19]。全脂干酪的抗融性最差，低脂干酪抗融性最好，这是因为低脂干酪内部脂肪球小而稀疏，加热时脂肪的融化不足以破坏蛋白质基质，导致融化性降低。并且从图5中可以看出，减脂3和低脂干酪的融化值无统计学差异，当脂肪降低到14%以下时，Halloumi干酪的抗融性极高，加热后干酪几乎不具有流动性，其融化值测量大小可能与与受热膨胀有关。

图5 不同脂肪含量Halloumi干酪的融化值

2.4 色度分析

颜色是干酪外观品质的重要因素，直接影响消费者的接受度。关于色差仪的三个参数：L*(0～100)代表颜色的明亮度；a*介于红色(+)与绿色(-)之间；b*介于黄色(+)与蓝色(-)之间。结果如表3所示，在L*值上，脂肪含量越少，L*值越低，即干酪的亮度随脂肪的减少而降低，全脂干酪的亮度最高，低脂干酪的亮度最低。干酪的亮度与乳脂肪球干扰光的散射有关，脂肪球数量越少，散射越低，导致亮度越低[20]。减脂3和低脂干酪没有统计学差异，两者在数值上仅相差0.41%；在a*值上，5组干酪存在统计学差异（P＜0.05），脂肪含量越低，a*值越低，呈正相关，干酪趋向于绿色调。这与较小的脂肪球更容易将干酪中β-胡萝卜素转化为维生素A有关[21]；在b*值上，5组干酪在数值上整体偏黄色调，全脂与减脂1干酪没有统计学差异，但两者与减脂2、减脂3和低脂干酪存在统计学差异（P＜0.05），推测脂肪含量越低，b*值有降低的趋势。整体上全脂干酪呈现出淡黄色，脂肪含量降低，干酪颜色逐渐偏向暗黄色。

表3 不同脂肪含量Halloumi干酪的L*值、a*值和b*值

2.5 微观结构

采用激光共聚焦显微镜进行微观结构的观测，蛋白质被固绿溶液染成绿色，脂肪被尼罗红溶液染成红色。结果如图6所示，从图中可以清晰地看到蛋白质和脂肪在干酪中的分布情况，脂肪作为填充物镶嵌在蛋白质基质的网络结构中。从图6（a）中可以看出，全脂干酪中蛋白质结构紧密，脂肪球均匀的分布在蛋白质基质中，脂肪球之间容易聚集形成明显的“脂肪带”。Khanal[22]等人也报道过这种现象，随着干酪中脂肪含量的增加，脂肪颗粒会出现明显的结块和聚结现象。从（b）～（e）图中可以看出，脂肪在蛋白质基质中的分布形态发生了较大变化，“脂肪带”现象逐渐减少，图6（b）中脂肪汇聚在一起，形成了较大尺寸的脂肪球。在图6（c）中，随着脂肪含量进一步降低，脂肪球之间的聚集现象变弱，脂肪以小尺寸的球状分布在蛋白质基质中。在图（d）和图（e）中，脂肪球尺寸已经变得非常微小，零星的分布在酪蛋白基质中。

图6 不同脂肪含量Halloumi干酪的微观结构

2.6 感官评定

从图7中可以看出，5组干酪在外观、质地、风味和煎烤特性方面存在不同程度的差异。其中，全脂干酪总体得分最高，减脂1其次，两者仅相差1分，低脂干酪得分最低。风味方面，全脂干酪散发出浓郁的奶香味，随着脂肪的减少，奶香味逐渐变淡；在质地和外观上，全脂干酪呈现淡黄色，内部紧密，质地均一，易切块，随着脂肪含量减少，干酪从淡黄色变为暗黄色，且内部不均一，孔隙变大；减脂1在煎烤特性方面得分最高，根据评定人员的描述，相比全脂干酪，减脂1的出油量适中，降低了食用时的油腻感，并且加热后的硬度和咀嚼性更符合感官评定人员的口感，但奶香味略低于全脂干酪。减脂2、减脂3和低脂干酪在煎炸过后，硬度较大，不易咀嚼，特别是减脂3和低脂干酪，出油量少，表面易糊。综合来看，全脂干酪的感官品质最好，若脂肪含量降低到20%左右，Halloumi干酪的品质也在接受范围之内。

图7 脂肪含量对Halloumi干酪感官品质的影响

3 结论

本文主要研究了脂肪含量对Halloumi干酪理化指标、质构、融化性、色度和微观结构的影响。研究发现：脂肪含量的降低，使干酪的得率降低，蛋白质含量和水分增加；质构上，硬度、弹性、内聚性和咀嚼性增大；融化性方面，脂肪含量越低，干酪融化性越低，抗融性越强，当脂肪含量降低到14%及以下时，干酪的融化性不再发生变化；色度方面，脂肪含量与L*值b*值呈正相关，与a*值呈负相关，脂肪含量越低，干酪亮度越低，越偏向暗黄色；采用激光共聚焦显微镜对Halloumi干酪进行微观结构的分析，发现随着脂肪含量的减少，干酪内部脂肪的分布从聚集的条带状变为尺寸较大的脂肪球，当脂肪含量进一步减少时，脂肪球尺寸降低，数量减少，零星的分布在蛋白质基质内；在感官方面，全脂干酪得分最高，低脂干酪得分最低，与全脂干酪差异较大，而减脂1和减脂2与全脂干酪的差异在可接受范围内，故在生产减脂Halloumi干酪时，可将脂肪含量控制在20%左右。综上，将通过分析脂肪含量对Halloumi干酪各项指标的影响，为减脂和低脂Halloumi干酪的品质研究及工业化生产提供参考。