超高压处理对奶油干酪功能特性及其应用的影响

张园园 郑远荣 刘振民

摘要：以奶油干酪为研究对象，探究超高压（high hydrostatic pressure，HHP）室温（25 ℃）下，不同压力（200，300，400，500 MPa）保压10 min对奶油干酪功能特性（涂抹性、出油性、融化性）的影响，根据探究结果将最适压力处理过的奶油干酪制成芝士蛋糕，探究超高压处理对其感官品质的影响。结果显示：当HHP压力为300 MPa时，其涂抹性和出油性发生显著性变化（P<0.05），分别提高了33.8%和12.8%。当HHP压力≥300 MPa时，干酪表现出更优的融化性，确定HHP处理的最适压力为300 MPa。将经300 MPa/10 min处理的奶油干酪用于制作芝士蛋糕，结果表明，经HHP处理的干酪有较高的感官评分，其制作出的芝士蛋糕的感官喜好度也较高。

关键词：超高压；奶油干酪；功能特性；芝士蛋糕

中图分类号：TS252.53      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2024）02-0079-05

Effect of High Hydrostatic Pressure Treatment on Functional Characteristics of Cream Cheese and Its Application

Abstract： Taking cream cheese as the research object， the effect of high hydrostatic pressure （HHP） at room temperature （25 ℃） for 10 min under different pressures （200， 300， 400， 500 MPa） on the functional characteristics （spreadability， oiliness， meltability） of cream cheese are investigated. According to the research results， the cream cheese treated with the optimal pressure is made into cheesecake， and the effect of HHP treatment on the sensory quality of cheesecake is explored. The results show that when the HHP pressure is 300 MPa， the spreadability and oiliness change significantly （P<0.05）， increasing by 33.8% and 12.8% respectively. When the HHP pressure is ≥300 MPa， the cheese shows better meltability， the optimal pressure of HHP treatment is determined to be 300 MPa. The cream cheese treated with 300 MPa for 10 min is used to make cheesecake. The results show that the cheese treated with HHP has higher sensory score， and the cheesecake made from the cheese has higher sensory preference.

Key words： high hydrostatic pressure （HHP）; cream cheese; functional characteristics; cheesecake

近年来，奶酪因其较高的营养价值备受人们关注，随着中国奶酪消费量的不断增长，消费者对奶酪风味的需求也随之提高[1]。目前已有的研究主要集中于在干酪中添加果酱或茶来改善干酪的风味和品质[2-3]，以满足消费者对干酪风味的喜好，相关研究结论可作为后续干酪应用研究的参考。奶油干酪属于软质的新鲜干酪，它具有温和的酸味、浓郁的乳香味和光滑柔软的口感[4]。它独有的质地和应用特性使其成为蘸酱、调味品、甜点和烘焙产品的原料，这使得它在食品工业中有着广泛的应用[5]。Song[6]研究发现奶油干酪在食品行业中具有越来越重要的经济作用，预计到2026年全球干酪市场规模为83亿美元。奶油干酪是国内进口量最多的干酪之一[7]，它是制作芝士蛋糕的主要原材料[8]。在奶油干酪中添加果酱或咸辣调味品可制成调味蘸料，它在调味品中的应用比较常见，通常用作涂抹蘸料或面包馅料等。因此，改善奶油干酪的功能特性及探究其应用对相关产业有重大意义。

超高压技术是指在液体介质中对密封的食品进行100～800 MPa的加压处理，以达到杀菌、钝酶和加工食品的目的[9-10]。HHP在干酪加工中的应用主要集中在灭活或减少致病性和腐败微生物、加速成熟和增加产量等方面。近几年，超高压在干酪中的应用越来越广泛。Kapoor等[11]发现经500 MPa/15 min处理的印度干酪，在未添加任何添加剂和热处理的情况下延长了干酪的保质期。张园园等[12]研究了超高压200，600 MPa/10 min处理对5种市售干酪质构的影响，结果显示：干酪的水分含量越高，质构受超高压处理的变化越显著。目前鲜有研究HHP处理对干酪功能特性及应用的影响，本文旨在深入探究HHP处理压力对奶油干酪功能特性的影响，以确定适宜的HHP处理条件并应用于芝士蛋糕的制作中。該研究将为超高压技术在奶油干酪功能特性及应用方面提供加工参数和理论指导。

1 材料与设备

奶油干酪：自制；苏打饼干：北京市美丹食品有限公司。

FPG7100型超高压设备 英国Stansted Fluid Power公司；BSA42025-CW型电子天平 赛多利斯（上海）贸易有限公司；TA.XT Plus TA-Hdi型质构分析仪 英国超技仪器有限公司；电热式烤炉：平面烤炉，上下火可调，温控范围为25～400 ℃；干酪取样器：自制。

2 实验方法

2.1 奶油干酪的制备

将稀奶油和脱脂乳配制成脂肪含量为33%的高脂肪牛乳。将标准化的牛乳在55 ℃、10 MPa下进行均质后冷却到30 ℃时，加入丹尼斯克公司的MM100发酵剂发酵。酸化至pH值降至4.7左右时进行切割，缓慢加热至55 ℃并持续搅拌10 min以收缩凝乳，吊袋排除乳清，沥干10～12 h。在干酪中加入0.5%的盐，搅拌混合均匀，进行无菌包装，成型备用。以上干酪制作的全部操作均在无菌干酪室完成。

2.2 超高压处理

从耗能、灭菌效果、加工目的考虑，保压10 min是HHP处理的适中时间，保压10 min且压力不超过600 MPa时对奶油干酪无过度加工的现象（预实验数据未呈现）。将奶油干酪在无菌干酪室中切成5 cm×5 cm×5 cm左右的干酪块进行真空包装，然后将样品分别依次置于超高压腔中（高压介质是水和丙二醇的混合物）进行200～500 MPa/10 min的超高压处理，以上操作均在恒温（25 ℃）的中试车间进行。

2.3 干酪质构测定方法

奶油干酪涂抹硬度和涂抹性的测定参考Li等[13]的质构剖面分析法（texture profile analysis，TPA），45°锥形探头，下压距离23 mm，测试速度1 mm/s。检测时将样品放在 4 ℃冰箱中平衡30 min，并在5 min内完成测试以确保数据的准确性，每组干酪平行测定6次。利用TA-Hdi型质构分析仪自带软件Exponent 5.0进行处理获得干酪涂抹硬度和涂抹性的数据。

2.4 干酪油脂析出性测定方法

通过传统的脂肪渗漏法经改良用于油脂析出性的测定[14]，方法为用特制打孔器取直径8.33 mm、高度10 mm的干酪样品，其纤维方向垂直于干酪的直径，将样品放置于预先铺有滤纸的9 cm培养皿内，在室温下回复30 min，然后将其放入预热至121 ℃的烘箱中，加热70 min，取出，在室温下回复30 min，形成油圈，用游标卡尺测定4个平行干酪样品在实验条件下的油圈直径，计算出平均值，表示干酪的油脂析出性。

2.5 干酪融化性测定方法

用改良的方法测定干酪的融化性[15]，方法为用特制打孔器取直径11.14 mm、高度12.04 mm的干酪样品，其纤维方向垂直于干酪的直径，将样品放置于预先铺有滤纸的9 cm培养皿内，在室温下回复30 min，然后将其放入预热至121 ℃的烘箱中，加热70 min，取出，在室温下回复30 min，用游标卡尺测定融化干酪的坍塌高度，用所测定的高度除以取样时的高度，得到一个数值，用a值来表示，测定4个平行干酪样品在实验条件下的高度值，高度精确到0.01 cm，计算出平均值，然后求出a值，表示干酪的融化性。

2.6 芝士蛋糕的制作

制作过程：软化奶油干酪（室温）→加糖搅拌→加入其他配料（全蛋液、稀奶油、浓缩柠檬汁）→搅拌至顺滑状态→入模→烘焙（121 ℃/70 min），为避免干扰测试结果，实验中未制作芝士蛋糕的饼干层。将HHP处理的干酪制作的芝士蛋糕作为实验组样品，未经超高压处理的干酪制作的芝士蛋糕作为对照組样品。芝士蛋糕的配方见表1。

2.7 感官评价方法

前期探究HHP对奶油干酪功能特性的影响，筛选出最适HHP处理压力，将HHP处理的奶油干酪制作成芝士蛋糕，并对芝士蛋糕烘焙前、后的感官品质进行评定。感官评测方法参照莫蓓红等[16]在研究奶油干酪时使用的评分细则和中国乳制品工业协会于2020年颁布的《芝士蛋糕用奶油奶酪感官评鉴细则》[17]，并在此基础上进行了部分修改。首先对小组成员进行气味和滋味描述认定和强度等级培训，待培训完后先对培训员的培训结果进行考察，淘汰未通过者。筛选20名感官评价员（男、女各10名）对奶油干酪及芝士蛋糕进行感官评价。将标有3位随机数字的样品随机呈送给评价员进行感官评定，每个样品之间用温水和苏打饼干漱口以消除样品间的干扰。评分时去掉最高分、最低分后，取平均值。奶油干酪的感官评分见表2，芝士蛋糕的感官评分见表3。

3 数据处理

利用统计分析软件SPSS、Excel等进行数据分析。

4 结果与分析

4.1 HHP处理压力对奶油干酪功能特性的影响

4.1.1 HHP处理压力对涂抹性的影响

奶油干酪是一种涂抹型干酪，涂抹性是它的一个重要特点，也是评价奶油干酪品质好坏的重要指标[18]。奶油干酪的销售方式一般是纸包装或盒装，因此要求它有足够的硬度，既不能太脆又不能太黏[19]。HHP处理压力大小对奶油干酪涂抹性的影响见图1。

由图1可知，当HHP处理压力≤500 MPa时，干酪的涂抹硬度无显著性变化。HHP处理后干酪的涂抹性呈先升高后降低的趋势，300，400 MPa时涂抹性发生显著性变化（P<0.05），其涂抹性分别提高了33.8%和22.4%。温和的HHP处理条件可以激活干酪基质中的酶，从而促进干酪蛋白水解，切断了长链酪蛋白分子，逐渐由短链蛋白质分子占据主导地位，从而呈现涂抹性好的质构特性[20]。Costabel等[21]也证实在20 ℃下400 MPa处理Reggianito干酪5 min或10 min，加速了其蛋白质水解。所以当HHP处理条件为300，400 MPa/10 min时可以提高干酪的涂抹性且具有适中的硬度。

4.1.2 HHP处理压力对出油性的影响

干酪发生油脂析出时油脂需要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[22]，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干酪的油脂析出产生影响[23]。HHP处理压力大小对奶油干酪出油性的影响见图2。

由图2可知，加压处理的干酪出油性整体呈升高趋势，300 MPa处理的干酪出油性最高，较对照组显著提高了12.8%（P<0.05）。奶油干酪是脂肪含量较高的新鲜干酪，其脂肪成分是影响干酪出油性的重要因素。天然干酪中，大多数脂肪会分解成小脂肪球嵌在蛋白质网状结构中，这种结构使油脂不易从干酪中析出[24]，有研究表明，压力处理可诱导蛋白质和脂肪的聚集，并轻微增加原奶的粒径[25]，可能是加压处理使得干酪基质中的脂肪颗粒聚集，从而提高了奶油干酪的出油性。出油性还与干酪的含水量、含盐量有关，有待深入研究。

4.1.3 HHP处理压力对融化性的影响

干酪的融化性是指干酪发生流动和扩散的能力[26]。HHP处理压力大小对奶油干酪融化性的影响见图3。

由图3可知，HHP条件为200，300，500 MPa时干酪的融化性发生了显著性变化（P<0.05），分别提高了8.7%、22.8%、31.2%。蛋白质结构和脂肪颗粒是影响干酪功能特性的重要因素[27-28]。

O'Reilly等[29]认为HHP处理对Mozzarella烘焙特性的显著积极影响归因于HHP处理增加了干酪蛋白质基质的持水性和蛋白质基质的体积，从而增加了Mozzarella干酪的流动性。HHP处理促进蛋白质分解、脂肪聚集，使酪蛋白基质的水结合能力增加，在加压过程中促进酪蛋白基质相邻层的热位移，可能HHP处理赋予了干酪这种特性，因此具有较好的融化性。

结合HHP处理对奶油干酪涂抹性、出油性和融化性的影响，确定HHP处理的最适条件为300 MPa/10 min。

4.2 HHP处理对芝士蛋糕感官特性的影响

通过探究HHP处理对奶油干酪功能特性的影响，得到最适HHP处理条件为300 MPa/10 min。将HHP处理的干酪制作成芝士蛋糕，并分别在芝士蛋糕烘焙前、后进行感官评定。芝士蛋糕中奶油干酪占比60%，它作为芝士蛋糕的主要配料，对芝士蛋糕的感官起主导作用，这也更加明确了干酪特性与芝士蛋糕的相关性。

4.2.1 HHP处理对奶油干酪感官特性的影响

奶油干酪的感官评分结果见图4。

由图4可知，HHP处理对干酪在外形和气味无显著性影响（P>0.05）。经HHP处理的奶油干酪的感官总分大于未经处理的感官总分，其在色泽、滋味和气味、组织状态方面的感官得分都更优，300 MPa处理的干酪更柔软紧实。Evert-Arriagada等[30]在400 MPa处理的干酪中也观察到同样的结果。研究发现经HHP处理的奶油干酪获得了更光滑平整的外观，且对其挥发性物质无影响[31-32]。HHP处理使酪蛋白的网状结构分布更均匀，使干酪有更好的光泽度、更细腻的口感和更丰富的奶油感。综上，HHP处理的奶油干酪的感官喜好度优于未经HHP处理的干酪。

4.2.2 HHP处理对芝士蛋糕感官特性的影响

奶油干酪作为芝士蛋糕的主要配料（占总物料的60%），对其感官特性起主导作用。对照组芝士蛋糕是未经HHP处理的干酪制成的，实验组芝士蛋糕是300 MPa/10 min处理的干酪制成的。芝士蛋糕的感官评分结果见图5。

由图5可知，实验组芝士蛋糕的感官总分明显优于对照组芝士蛋糕的感官总分。经HHP处理制作的芝士蛋糕颜色更均一，口感润滑，奶油感更丰富，干酪风味更浓郁，口味更优雅协调。实验组芝士蛋糕在感官上的优势与HHP处理对干酪功能特性的影响相关，HHP处理显著提高了干酪的出油性、融化性，有利于干酪在烘焙过程中有更好的感官特性，并且得到喜好度较高的芝士蛋糕。综合前文实验结果表明，有较优感官评分的干酪制作出的芝士蛋糕的感官喜好度也较高。

5 结论

本文探究了超高压处理不同压力200～500 MPa/10 min/25 ℃对奶油干酪功能特性的影响。结果显示：HHP处理压力≤400 MPa时干酪的涂抹硬度无显著性变化（P>0.05）；300，400 MPa时干酪的涂抹性显著提高33.8%和22.4%（P<0.05）。加压处理时干酪的出油性整体呈升高趋势，300 MPa时呈现显著性变化（P<0.05），繼续增加压力后干酪的出油性无显著性变化（P>0.05）。干酪的融化性随压力的增高呈上升趋势，综上，确定HHP处理对奶油干酪功能特性影响的最适处理条件为300 MPa/10 min。

选取HHP最适条件（300 MPa/10 min）应用于以奶油干酪为主要配料的芝士蛋糕中。HHP处理的干酪感官总分大于未处理的干酪，其在色泽、滋味和气味、组织状态方面的感官得分都更优，但在表面状态和气味方面无差异。经HHP处理的奶油干酪制成的芝士蛋糕的感官总分优于未处理的芝士蛋糕。经HHP处理制作的芝士蛋糕颜色更均一，口感润滑，奶油感更丰富，干酪风味更浓郁，口味更优雅协调。实验结果显示有较高感官评分的干酪制作出的芝士蛋糕的感官喜好度也较高。综上，将合适的超高压处理条件应用于奶油干酪加工中为HHP处理在其应用方面提供了加工参数和数据指导，具有较有价值的研究意义。

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