■張建斌 馬儷珍 秦順義 楊曉云

（1.天津農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)系，天津300384；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津 300384）

隨著寵物行業(yè)的快速發(fā)展，寵物食品業(yè)是其增長最快的一個分支[1]。中國的寵物食品市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿2]?，F(xiàn)在的寵物食品中添加配料是提高食品本身營養(yǎng)價(jià)值的主要方法。奶酪是牛奶經(jīng)濃縮，發(fā)酵而成的奶制品,其營養(yǎng)價(jià)值比牛奶高出3～5倍之多[3]。寵物喜歡特殊風(fēng)味，若直接買奶酪加入會增加成本，而直接用牛奶又受溫度和時間的限制。因此可以利用乳粉經(jīng)加工將其制成奶酪粒加入寵物食品中作為配料。因此本試驗(yàn)以乳粉為原料，研究奶酪的加工工藝以及產(chǎn)品中各項(xiàng)理化指標(biāo)，從而為寵物食品的研制提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料

乳粉（雀巢乳粉），嗜熱乳酸鏈球菌、保加利亞乳桿菌和丁二酮乳酸鏈球菌，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品微生物教研室提供。

1.1.2 試驗(yàn)試劑

10%氯化鈣溶液、1%氯化鈉溶液、1 mol/l鹽酸溶液、pH值4.6醋酸鹽緩沖液、12%TCA溶液、40%NaOH溶液、4%硼酸溶液、0.1 mol/l氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液；試劑均為分析純，北方天醫(yī)化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

FA1104A電子天平(上海精天電子儀器有限公司)；恒溫恒濕培養(yǎng)箱（廣東省醫(yī)療器械廠）；9SW-CJ-1FD型單人單面凈化工作臺（蘇州凈化設(shè)備有限公司）；DZF-6210真空干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司）；立式壓力蒸汽滅菌器（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)廠）；HH數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵菌種的制備

制備過程：儀器滅菌→培養(yǎng)基滅菌→接入菌種→培養(yǎng)→擴(kuò)大培養(yǎng)。

1.3.2 將乳粉按比例，即乳粉∶水=1∶5溶于70～80℃的水中。

1.3.2.1方案一：直接加入不同量的CaCl2（10%）加熱

1.3.2.2 方案二：先接菌發(fā)酵，再加入CaCl2后加熱

1.3.2.3 方案三：直接加HCl調(diào)pH值為4.6后加熱

1.3.2.4 方案四：同時加CaCl2和HCl，調(diào) pH值為4.6后加熱。

1.3.2.5 方案五：加入不同濃度的CaCl2后，用HCl調(diào)pH值為4.6，加熱。

1.3.2.6 方案六：不同發(fā)酵時間，加入同濃度的CaCl2，再用HCl調(diào)pH值為4.6，加熱。

1.3.2.7 方案七：發(fā)酵后加凝乳酶

1.3.3 將乳粉按比例，即乳粉∶水=1∶7溶于70～80℃的水中。

1.3.3.1 方案八：發(fā)酵后加風(fēng)味酶

1.3.3.2 方案九：發(fā)酵后加風(fēng)味酶和凝乳酶

1.3.4 選出優(yōu)選方案，進(jìn)行單因素試驗(yàn)

取6個分別裝有30 g奶的錐形瓶。按3%接種量接入菌種，40℃下發(fā)酵，1 h后每間隔15 min測定一次，找出酸度為20°T、22°T、24°T、26°T的時間點(diǎn)。并設(shè)定其余單因素。結(jié)果如表1所示。

表1 設(shè)定的單因素

1.3.5 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果設(shè)定正交試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

表2 正交試驗(yàn)

1.3.6 評分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)奶酪的性狀，制定評分標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果如表3所示。

1.3.7 確定工藝流程

取12 000 g奶，利用以上試驗(yàn)選出的條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，確定工藝流程并批量生產(chǎn)。將奶酪分為4組，進(jìn)行不同處理，觀察其性狀及保質(zhì)期。

1.3.8 奶酪樣品的感官評定

將制出的奶酪樣品放置在室溫下，觀察其性狀、氣味、表征狀態(tài)等。

表3 評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.9 奶酪樣品的成分分析

水分含量[4]、總灰分[4]、鈣含量[4]、12%TCA SN（三氯乙酸可溶性氮）[5]、乳酸菌計(jì)數(shù)[6]、滴定酸度、奶酪得率計(jì)算公式：

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1.1 將乳粉按比例，即乳粉∶水=1∶5溶于70～80℃的水中。

2.1.1.1 方案一：直接加入不同濃度的CaCl2加熱。

取100 ml樣品奶3份，分別加入1.1、1.3 ml和1.5 ml的CaCl2，3個錐形瓶的凝固時間為20、20 min和5 min，冷卻后發(fā)現(xiàn)，最后的產(chǎn)品排乳清最好，且凝固效果最佳。因此加入1.5 ml CaCl2最佳。

2.1.1.2 方案二：先接菌發(fā)酵，再加入CaCl2后加熱。

取100 ml樣品奶2份，在無菌條件下接種發(fā)酵。取出加入1.5 ml CaCl2加熱。結(jié)果樣品只絮凝而未凝固。

2.1.1.3 方案三：直接加HCl將pH值調(diào)為4.6加熱。

取100 ml奶直接加入1 mol/l HCl將pH值調(diào)為4.6，直接放入水浴鍋中加熱。30℃時開始絮凝，45℃時絮凝完全，排乳清較好，有較濃的奶香味但酸味刺鼻。得率達(dá)到15%以上。

2.1.1.4 方案四：同時加CaCl2和HCl，調(diào)pH值為4.6加熱后發(fā)酵。

取100 ml樣品奶加入1.5 ml CaCl2和1 mol/l HCl，將pH值調(diào)為4.6，加熱絮凝，冷卻后加入發(fā)酵劑，放入恒溫箱中，一段時間后恢復(fù)乳狀。且產(chǎn)品因Ca-Cl2量大而帶苦味。

2.1.1.5 方案五：加入不同濃度的CaCl2，用HCl調(diào)pH值為4.6加熱。

取100 ml樣品奶3份，用1 mol/l HCl將pH值調(diào)為4.6，加入0.2、0.3 ml和0.4 ml CaCl2后加熱，凝固時間為10、12 min和13 min。冷卻后過濾，結(jié)果0.4 ml CaCl2的凝固效果最好，且無苦味。但排乳清效果不如方案四。

另取2個100 ml奶分別加入1 mol/l HCl和1 mol/l HCl+0.4 ml CaCl2，緩慢加入后加熱至凝固。加入1 mol/l HCl+0.4 ml CaCl2的效果較好。

2.1.1.6 方案六：發(fā)酵不同時間，加入同濃度的CaCl2，再用HCl調(diào)pH值為4.6。

取200 ml奶3份，接入菌種，分別培養(yǎng)1、2、3 h。取出后加入0.8 ml CaCl2，用1 mol/l HCl調(diào)pH值為4.6。結(jié)果見表4。

表4 奶酪的感官特征

此方案凝固和排乳清效果最好，且得率在20%以上。

2.1.1.7 方案七：發(fā)酵后加凝乳酶

取3份25 g牛奶接入3%和6%的發(fā)酵菌種，發(fā)酵2 h，加入0.25 ml CaCl2和凝乳酶。水浴溫度32℃。結(jié)果見表5。

從最后狀態(tài)看效果不如方案六。

2.1.2 將乳粉按比例，即乳粉∶水=1∶7溶于70～80℃的水中。

2.1.2.1 方案八：發(fā)酵后加風(fēng)味酶

取100 ml奶2份，發(fā)酵1 h，pH值為6.0，加HCl。分別加入5 ml和10 ml的風(fēng)味酶（0.5%）后加熱。結(jié)果見表6。

表5 不同因素對于奶酪凝固的影響

表6 加入風(fēng)味酶后感官變化

感官效果不好。

2.1.2.2 方案九：發(fā)酵后加風(fēng)味酶再加凝乳酶

取100 g奶4份，接入發(fā)酵菌種，發(fā)酵1 h。測酸度為21 °T、pH值為5.5～6.0。加入風(fēng)味酶，保持32℃恒溫。結(jié)果見表7。

表7 加入風(fēng)味酶的感官變化

加入0.2 ml CaCl2，溶解后加入0.4 ml凝乳酶，32℃下，靜置30 min之后邊緩慢加熱邊切割。結(jié)果乳清在加熱半小時后雖排出一點(diǎn)，但又恢復(fù)成乳狀。

綜上方案，根據(jù)感官和得率的比較，方案六為最優(yōu)方案。

2.2 在單因素基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)設(shè)為4水平4因素，選定出酸度為20°T、22 °T、24 °T、26 °T的點(diǎn)。

將16組正交試驗(yàn)做出來后稱重并評分，結(jié)果見表8。

從表8中的R分析結(jié)果表明：酸度、CaCl2用量、時間、溫度四個因素對產(chǎn)品質(zhì)量影響的主次順序?yàn)镈＞B＞A＞C，即溫度＞CaCl2用量＞酸度＞時間。

從表8中的K值分析得出最佳的工藝條件為D4B3A3C3，即溫度為65 ℃，CaCl2用量為5 ml，酸度為24°T，時間為25 min。而根據(jù)感官評分得出的最佳工藝條件為D4B3A1C1，即溫度為65 ℃，CaCl2用量為5 ml，酸度為20°T，時間為20 min。（即表8試驗(yàn)第五號樣品）

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析

2.3 進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)確定工藝流程

取12 000 g奶批量生產(chǎn)奶酪。最后得率在20%左右。將奶酪分成20 g/個的小包裝，進(jìn)行真空包裝后分為空白組、青霉組、風(fēng)味酶組和乳酸菌組。將其每組分成3個溫度：37℃、常溫（25℃）和4℃下保存，每周觀察一次其感官狀態(tài)，觀察樣品保質(zhì)期。

2.4 奶酪樣品的感官評定

2.5 測定奶酪樣品的成分含量

測定奶酪中成分含量，測定結(jié)果見表10。

由上述結(jié)果可知：快速加工的奶酪成分含量為：水分含量為59.67%，鈣含量為107.58 mg/100 g，總灰分為4.78%，總酸度為0.84%，乳酸菌含量為2.5×107個/g。

之后每周以空白組的樣品進(jìn)行一次指標(biāo)的測定，其余進(jìn)行感官評定。指標(biāo)測定為期一個月，感官評定直至變質(zhì)。37℃下，樣品保質(zhì)13 d左右；常溫(25℃)下，樣品保質(zhì)49 d左右；而4℃下樣品2個月內(nèi)沒有變質(zhì)。

表9 不同溫度下奶酪的感官評定結(jié)果

表10 奶酪成分含量

2.6 奶酪樣品保存過程中的理化指標(biāo)分析

①12%TCA SN的變化

圖1 奶酪中可溶性氮的含量變化

由圖1可知：奶酪在不同溫度下貯藏期間的可溶性氮的含量變化趨勢都為上升狀態(tài)。25℃的變化在后期呈明顯上升趨勢，4℃條件下變化很小。

②乳酸菌計(jì)數(shù)

由圖2可知：奶酪在不同溫度下貯藏期間的乳酸菌含量總體呈下降狀態(tài)。且25℃的菌落總數(shù)變化不大，而4℃呈顯著下降趨勢。

③滴定酸度的測定

由圖3可知：奶酪在不同溫度下貯藏期間的總酸度的變化趨勢都為上升狀態(tài)。且4℃的變化在后期較明顯。

圖2 奶酪中乳酸菌含量變化

圖3 奶酪中總酸度含量變化

3 討論

3.1 快速加工奶酪粒的意義

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用方案六制備奶酪粒，奶酪得率高達(dá)20%（含水量較高），較一般凝乳酶奶酪的10%得率要高。這種方法工藝簡便，適合一般小型工廠。因?yàn)檫@種工廠一般沒有凝乳酶生產(chǎn)奶酪的生產(chǎn)線，并且凝乳酶本身需要的條件過多，牛奶保留時間短。而在本試驗(yàn)中利用乳粉，可以不受時間和空間的限制，節(jié)約成本。同時樣品作為寵物零食的添加料可以提高風(fēng)味。

3.2 奶酪的凝乳

奶酪的制作需要三個基本階段:凝乳凝塊濃縮和干酪成熟，其中凝乳最為關(guān)鍵[7-8]。奶酪凝固有三種方法，即加酸、加凝乳酶和加入CaCl2。本試驗(yàn)設(shè)定了九種方案，目的是使奶酪制作達(dá)到快速加工，因此選定加入CaCl2的方法。然后通過正交試驗(yàn)確定最佳生產(chǎn)工藝流程，從而為生產(chǎn)實(shí)踐提供了理論依據(jù)。

3.3 Ca含量低的原因

奶酪是牛奶濃縮的精華，10 kg牛奶能制作成1 kg奶酪。并且每100 g奶酪中含有799 mg鈣，大約是牛奶的7倍[9]。本試驗(yàn)中是利用CaCl2和HCl使牛奶凝固制作奶酪的。但鈣含量卻遠(yuǎn)低于一般奶酪，即為107.58 mg/100 g。究其原因，本試驗(yàn)是快速加工奶酪粒，因此不如用凝乳酶的效果。奶中Ca離子會在凝固切割時隨著乳清一起排出。并且這種方法制作的奶酪含水量較一般奶酪要高。因此奶酪粒中Ca含量較少。

3.4 奶酪的保存

在貯藏過程中，奶酪在不同溫度下貯藏期間的可溶性氮的含量變化趨勢都為上升狀態(tài)。蛋干酪成熟中，蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物分析是干酪成熟的指標(biāo)。一般認(rèn)為12%TCA SN表示蛋白水解的深度。在奶酪制作過程中，12%TCA SN隨著時間的延長逐漸增高，而且25℃的增長速度比4℃快，說明溫度的高低會影響蛋白水解的深度。奶酪在不同溫度下貯藏期間的乳酸菌含量總體呈下降狀態(tài)。且25℃的菌落總數(shù)變化不大，而4℃呈顯著下降趨勢?？偹岫茸兓噬仙厔?。這與其他人的研究相一致[10]。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)得到了快速加工奶酪粒的工藝流程，將乳粉溶成鮮奶（乳粉∶水=1∶7），接入菌后發(fā)酵到酸度為24°T，加入5 ml 10%CaCl2溶液，再用1 mol/l HCl將調(diào)pH值為4.6，達(dá)到酪蛋白等電點(diǎn)。之后65℃下加熱25 min，凝固排乳清。得到的奶酪成分含量為：水分含量為59.67%，鈣含量為107.58 mg/100 g，總灰分為4.78%，總酸度為0.84%，乳酸菌含量為2.5×107個/g。