張園園劉振民 鄭遠(yuǎn)榮 肖 揚(yáng)

(1. 光明乳業(yè)股份有限公司研究院乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200436；2. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

超高壓處理對(duì)干酪質(zhì)構(gòu)的影響

張園園1,2劉振民1鄭遠(yuǎn)榮1肖 揚(yáng)1

(1. 光明乳業(yè)股份有限公司研究院乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200436；2. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

研究超高壓(Ultra High Hydrostatic Pressure，HHP；200，600 MPa/10 min)處理對(duì)5種市售干酪的硬度、黏著性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性6個(gè)功能特性的影響。結(jié)果顯示，5種干酪在200 MPa處理時(shí)，其黏著性、彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性差異不顯著(P>0.05)，即較低壓力處理對(duì)干酪的質(zhì)構(gòu)影響不大；超高壓處理后，干酪的硬度和耐咀性分別降低31%，39%，且壓力越大降低越顯著(P<0.05)；高壓處理后藍(lán)紋、稀奶油干酪的內(nèi)聚性分別增加了21%，15%；帕馬森、切達(dá)干酪經(jīng)超高壓處理其各個(gè)性質(zhì)基本無顯著變化，而馬索里拉、藍(lán)紋、稀奶油干酪的各個(gè)功能性均有顯著差異，說明超高壓處理對(duì)干酪質(zhì)構(gòu)的影響與水分含量有關(guān)，即水分含量越高的干酪其質(zhì)構(gòu)受超高壓處理變化越顯著。

超高壓；市售干酪；質(zhì)構(gòu)剖面分析(TPA)；功能特性

傳統(tǒng)的加工方式會(huì)對(duì)干酪的品質(zhì)和風(fēng)味造成不利影響[1]。HHP作為新型技術(shù)指在室溫或溫和加熱條件下利用100～1 000 MPa 的壓力處理食品，以達(dá)到殺菌、鈍酶和加工食品的目的。這項(xiàng)技術(shù)處理過程簡(jiǎn)單，且處理后無殘留，是被美國農(nóng)業(yè)部食品安全與檢查局認(rèn)證的，被消費(fèi)者接受的加工技術(shù)[2]。HHP在食品工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用從1990年的1種增長為2009年的130種產(chǎn)品，截至2014年全球大概已有56個(gè)公司使用超高壓技術(shù)加工食品[3]。HHP技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用有超高壓設(shè)備投資成本高、設(shè)備耗材壽命短等局限性。但隨著超高壓技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題正逐漸得到解決和改善。對(duì)于HHP處理在干酪加工中的應(yīng)用，起初應(yīng)用于原料奶的處理和干酪的生產(chǎn)發(fā)展到HHP直接處理壓緊的凝乳塊和成熟的干酪。Serrano等[4]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)未成熟切達(dá)干酪(Cheddar cheese)顆粒施加中壓處理(345 MPa或483 MPa) 7 min能夠改變其微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)特征，并使其具有良好的拉絲性能。HHP作為一個(gè)純物理過程，在保持干酪原有的營養(yǎng)成分前提下，可殺死微生物、提高干酪產(chǎn)量、縮短成熟期。其在改善干酪品質(zhì)，延遲干酪保藏期方面有非常好的應(yīng)用前景。目前，已有一些HHP處理的干酪及相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)在歐洲市場(chǎng)，包括三明治餡、切達(dá)干酪點(diǎn)心、奶油干酪和干酪牛肉干等，此類產(chǎn)品貨架期較長、不含病原菌并具有清潔標(biāo)簽[5]。中國還沒有出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的超高壓干酪，HHP的應(yīng)用將填補(bǔ)中國市場(chǎng)上該類產(chǎn)品的空白。

質(zhì)構(gòu)是評(píng)價(jià)奶酪質(zhì)量和功能特性以及判別消費(fèi)者對(duì)奶酪總體評(píng)價(jià)和喜好選擇的重要依據(jù)。它與干酪的成分、組成、微觀結(jié)構(gòu)等狀態(tài)有關(guān)[6]。奶酪的質(zhì)構(gòu)分析主要有 3 種類型：經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)[7]、儀器測(cè)試[8]和仿生測(cè)試[9]，儀器測(cè)試因快速、客觀、重復(fù)性強(qiáng)、連續(xù)化和量化等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。質(zhì)構(gòu)儀圍繞作用力、距離、時(shí)間3個(gè)因素進(jìn)行測(cè)試，測(cè)定原理是模擬人的觸覺，其主要反映的是與力學(xué)特性密切相關(guān)的食品質(zhì)地特性。Shama等[10]利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)奶酪進(jìn)行分析。HHP在干酪中的應(yīng)用中一般以200 MPa為較低壓力，而600 MPa為較高壓力[11]，本研究以這兩個(gè)壓力值作為基準(zhǔn)點(diǎn)擬考察HHP(200，600 MPa/10 min)處理對(duì)5種市售干酪硬度、黏著性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性6個(gè)功能特性的影響，適宜的HHP條件能夠有效地改善干酪的質(zhì)地，不適宜則反之，本研究旨在為超高壓技術(shù)在干酪加工中的應(yīng)用提供一定的理論參考。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

帕馬森干酪：特硬質(zhì)干酪，產(chǎn)地意大利；

切達(dá)干酪：硬質(zhì)干酪，產(chǎn)地美國；

馬索里拉干酪：半硬質(zhì)干酪，產(chǎn)地美國；

藍(lán)紋干酪：半硬質(zhì)，產(chǎn)地丹麥；

稀奶油干酪：軟質(zhì)干酪，產(chǎn)地美國；

質(zhì)構(gòu)分析儀：TA-Hdi型，TA.XTplus超技儀器有限公司；

超高壓設(shè)備：FPG7100型，德國IKA公司；

水分測(cè)定儀：MB45型，瑞士Ohaus公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 每組干酪用取樣袋取3 g，每組3份，樣品迅速切碎，立即用取樣袋密封，避免水分散失，用于干酪的水分測(cè)量。

每組干酪用取樣器切割為規(guī)則長方體(2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm)，取樣后，立即用聚乙烯袋子真空包裝樣品干酪。未經(jīng)處理的真空包裝干酪被用來作為對(duì)照樣品。處理?xiàng)l件200 MPa/10 min/25 ℃、600 MPa/10 min/25 ℃。加壓后再進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)量。

1.2.2 測(cè)定參數(shù)

德公公招集義子及得力部下，分派護(hù)衛(wèi)任務(wù)。德公公雖說一向陰險(xiǎn)，但終究是個(gè)俗人，私心難除。鑒于老四死得不明不白，他讓老五、老六、老八擔(dān)任燈節(jié)禁區(qū)護(hù)衛(wèi)頭領(lǐng)，其他爪牙則在內(nèi)城巡視。

(1) 水分測(cè)定：用水分測(cè)定儀測(cè)定干酪的水分含量，每組干酪平行測(cè)定3次。

(2) 質(zhì)構(gòu)測(cè)定：采用TPA二次下壓法；測(cè)量前探頭下降速率1 mm/s；測(cè)試速率1 mm/s；測(cè)試后探頭回程速率5 mm/s；下壓距離5 mm；觸發(fā)力值1 g；探頭類型P/0.5R、p/5。每組干酪平行測(cè)定 6 次。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 利用 TA-Hdi型質(zhì)構(gòu)分析儀自帶軟件 Exponent 5.0 進(jìn)行處理獲得奶酪的硬度、黏性、彈性、內(nèi)聚性、耐嚼性和回復(fù)性等功能特性數(shù)據(jù)。質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)果利用統(tǒng)計(jì)分析軟件 SAS 9.0 進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 5種干酪的水分測(cè)定

5種干酪水分含量測(cè)定的結(jié)果見表1，其中水分含量從低到高依次為：帕馬森干酪、切達(dá)干酪、藍(lán)紋干酪、馬索里拉干酪、稀奶油干酪。其中馬索里拉干酪、藍(lán)紋干酪、稀奶油干酪的水分含量較高。水分含量較低的干酪質(zhì)地較硬，水分含量較高的干酪質(zhì)地較軟。

2.2 對(duì)干酪硬度的影響

硬度表示達(dá)到預(yù)定形變時(shí)需要的力，感官上表現(xiàn)為臼齒壓縮奶酪所需的力[12]。干酪的水分含量越高其硬度越低。超高壓處理對(duì)干酪硬度的影響見表2，帕馬森干酪的硬度加壓前后變化不顯著(P>0.05)；馬索里拉、藍(lán)紋、稀奶油干酪加壓后硬度變化顯著(P<0.05)，平均下降了35%，39%，31%。并且與對(duì)照組相比施加200 MPa壓力時(shí)5種干酪的硬度平均下降了25.5%，600 MPa時(shí)平均下降了37%。

2.3 對(duì)干酪黏著性的影響

黏著性表示樣品在口中咀嚼的黏性，食用干酪時(shí)將干酪從上腭分離所需要的力[12]。超高壓處理對(duì)干酪的黏著性的影響見表3，數(shù)據(jù)顯示，5種干酪的黏著性與對(duì)照組相比施加較低壓力(200 MPa)時(shí)均無差異顯著性，施加較高壓力(600 MPa)時(shí)藍(lán)紋和稀奶油干酪變化顯著，分別降低了21.1%，54.0%，其它干酪無差異顯著性。

? 數(shù)字后面不同的字母表示差異顯著(P<0.05)。

? 數(shù)字后面不同的字母表示差異顯著(P<0.05)。

黏著性是消費(fèi)者評(píng)價(jià)干酪質(zhì)量重要依據(jù)之一，食用干酪時(shí)，適當(dāng)?shù)酿ぶ詫?duì)風(fēng)味的釋放和口感是有益的，但是過高的黏著性會(huì)引起粘連包裝、食用時(shí)黏附上顎等問題，應(yīng)用超高壓控制干酪的黏著性是很有意義的。Charles O.R. Okpala等[16]發(fā)現(xiàn)增大HHP壓力時(shí)(100～300 MPa)新鮮奶酪的黏著性顯著降低。本試驗(yàn)結(jié)果顯示5種干酪加壓前后其黏性有不同程度的下降，這些變化可能源于超高壓造成的疏水作用的減弱。超高壓處理?xiàng)l件為低壓時(shí)，對(duì)干酪的黏著性影響較小。相對(duì)藍(lán)紋和稀奶油干酪，水分含量不高的干酪如帕馬森、切達(dá)、馬索里拉干酪的黏著性受超高壓的影響較小。

2.4 對(duì)干酪彈性的影響

彈性表示用舌頭和上腭壓縮食品后恢復(fù)到初始形狀，連續(xù)幾次咬樣品后的回彈屬性[12]。超高壓處理對(duì)干酪彈性的影響見表4，施加200 MPa的壓力時(shí)，與對(duì)照組相比5種干酪的彈性無顯著性差異，600 MPa壓力時(shí)馬索里拉干酪下降16%，稀奶油干酪下降26%。

N. Koca等[17]研究發(fā)現(xiàn)白色鹽漬干酪(White-Brined Cheese)經(jīng)HHP處理(200，400 MPa/15 min)后其彈性顯著(P<0.05)降低。結(jié)果顯示5種干酪加壓后彈性整體都呈下降趨勢(shì)，與對(duì)照組相比施加較低壓力(200 MPa)時(shí)5種干酪的彈性無顯著性差異，施加600 MPa壓力時(shí)稀奶油干酪彈性的變化在5種干酪中最顯著。HHP處理過的奶酪相比與未經(jīng)處理的奶酪彈性較弱。壓力引起的彈性變化歸因于蛋白分子內(nèi)破裂的非共價(jià)相互作用[13]和酪蛋白與鈣平衡的復(fù)雜變化[18]。而超高壓處理?xiàng)l件為較低壓時(shí)，干酪可以很好地保持彈性功能。

2.5 對(duì)干酪內(nèi)聚性的影響

內(nèi)聚性表示用磨牙咬穿樣品前的最大形變樣品破碎的難易程度[12]。超高壓處理對(duì)干酪內(nèi)聚性的影響見表5，數(shù)據(jù)顯示，與對(duì)照組相比，帕馬森和切達(dá)干酪加壓前后內(nèi)聚性變化不顯著，藍(lán)紋和稀奶油干酪變化顯著，呈增加趨勢(shì)，與對(duì)照組相比分別增加了21%，15%。馬索里拉干酪在施加200 MPa時(shí)變化不顯著，600 MPa時(shí)顯著降低13%。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，超高壓處理后5種干酪的內(nèi)聚性基本呈增加趨勢(shì)，馬索里拉干酪降低，藍(lán)紋和稀奶油干酪變化顯著，與壓力大小無線性關(guān)系。水分含量較高的干酪其內(nèi)聚性更易受超高壓的影響，此外也可以通過適宜的超壓條件改善干酪的內(nèi)聚性。

2.6 對(duì)干酪耐咀性的影響

咀嚼性為二次特性表示把樣品咀嚼到吞食狀態(tài)的咀嚼次數(shù)、做功及所需時(shí)間[12]。超高壓處理對(duì)干酪內(nèi)聚性的影響見表6，數(shù)據(jù)顯示，與對(duì)照組相比，加壓后切達(dá)干酪的耐咀性變化不顯著，帕馬森、馬索里拉、藍(lán)紋、稀奶油干酪平均降低61.5%，38.5%，13.8%，40.5%。加壓200 MPa和600 MPa時(shí)5種干酪的耐咀性分別平均下降了35%，43%。

隨著奶酪成熟度的增加，奶酪變得更難咀嚼。適當(dāng)?shù)木捉佬允故秤媚汤視r(shí)口感豐滿。本試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)超高壓處理后，5種干酪的耐咀性整體呈下降趨勢(shì)，且隨著壓力的增加耐咀性下降越顯著，說明超高壓處理對(duì)干酪的耐咀性影響較大，施加壓力的大小是影響耐咀性的一個(gè)關(guān)鍵因素。耐咀性與硬度呈正相關(guān)關(guān)系，HHP作用使得硬度顯著降低，耐咀性也降低。

? 數(shù)字后面不同的字母表示差異顯著(P<0.05)。

? 數(shù)字后面不同的字母表示差異顯著(P<0.05)。

? 數(shù)字后面不同的字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.7 對(duì)干酪回復(fù)性的影響

回復(fù)性是衡量奶酪被咬第一口后恢復(fù)至初始位置的能力[12]。超高壓處理對(duì)干酪回復(fù)性的影響見表7，數(shù)據(jù)顯示，帕馬森、切達(dá)、藍(lán)紋干酪加壓前后，其回復(fù)性均無顯著性差異。與對(duì)照組相比，施加200 MPa壓力時(shí)5種干酪的回復(fù)性均無顯著性差異。600 MPa壓力時(shí)馬索里拉和稀奶油干酪回復(fù)性變化顯著，前者降低了27%和后者增加了33%。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示5種干酪加壓前后其回復(fù)性有不同程度的下降，且施加壓力越高，對(duì)干酪的回復(fù)性影響越大。水分含量相對(duì)較高的馬索里拉、稀奶油干酪加壓后其回復(fù)性變化更顯著。干酪回復(fù)性的降低，可能是在壓力作用下，酪蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)塌陷交融，而且水分含量越高，塌陷程度越明顯。

? 數(shù)字后面不同的字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了超高壓(200，600 MPa/10 min)處理對(duì)5種干酪的硬度、黏著性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和回復(fù)性6個(gè)功能特性的影響。結(jié)果顯示，5種干酪在低壓處理(200 MPa)時(shí)，其黏著性、彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性差異不顯著，即超高壓的處理壓力低時(shí)對(duì)干酪的質(zhì)構(gòu)影響并不大；與其它功能性相比，經(jīng)超高壓處理對(duì)干酪的硬度和耐咀性的影響最顯著，平均顯著降低31%，39%，200 MPa時(shí)平均降低31%，600 MPa時(shí)平均降低40%，即壓力越大干酪的硬度和耐咀性降低越顯著；高壓處理后藍(lán)紋、稀奶油干酪的內(nèi)聚性分別增加了21%，15%；帕馬森干酪(特硬質(zhì)干酪)，切達(dá)干酪(硬質(zhì)干酪)經(jīng)超高壓處理其各個(gè)性質(zhì)基本無顯著變化，而馬索里拉干酪(半硬質(zhì)干酪)、藍(lán)紋干酪(半軟質(zhì)干酪)稀奶油干酪(軟質(zhì)干酪)的各個(gè)功能性均有顯著差異，即水分含量越高的干酪其質(zhì)構(gòu)受超高壓處理變化越顯著。將適宜條件的HHP技術(shù)應(yīng)用于干酪加工中對(duì)于干酪的產(chǎn)業(yè)化具有研究意義。同時(shí)其在干酪保藏期等其它方面的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。

[1] 盧陽, 孫鑫貴, 董翠霞, 等. ESL乳加工技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2007, 33(10): 135-138.

[2] 周林燕, 廖紅梅, 張文佳, 等. 食品高壓技術(shù)研究進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2009, 9(4): 165-169.

[3] 王薇. “超高壓+”讓全球果蔬汁加工業(yè)步入“鮮”時(shí)代[N]. 中國食品報(bào),2016-08-23(006).

[4] SERRANO J, VELAZQUEZ G, LOPETCHARAT K, et al. Moderately high hydrostatic pressure processing to reduce production costs of shredded cheese: microstructure, texture, and sensory properties of shredded milled curd cheddar[J]. Journal of Food Science, 2005, 70(4): S286-S293.

[5] BAJOVIC B, BOLUMAR T, HEINZ V. Quality considerations with high pressure processing of fresh and value added meat products[J]. Meat Science, 2012, 92(3): 280-289.

[6] GUINEE T P. Effects of Natural Cheese Characteristics and Processing Conditions on Rheology and Texture: The Functionality of Cheese Components in the Manufacture of Processed Cheese[M]. [S. l.]: Processed Cheese And Analogues, 2011: 81-109.

[7] FOEGEDING E A, DRAKE M A. Invited review: Sensory and mechanical properties of cheese texture[J]. Journal of Dairy Science, 2007, 90(4): 1 611-1 624.

[8] LUCEY J A, JOHNSON M E, HORNE D S. Invited Review: Perspectives on the Basis of the Rheology and Texture Properties of Cheese[J]. Journal of Dairy Science, 2003, 86(9): 2 725-2 743.

[10] SHAMA F, SHERMAN P. Evaluation of some textural properties of foods with the instron universal testing machine[J]. Journal of Texture Studies, 1973, 4(3): 344-352.

[11] DEVI A F, LIU L H, HEMAR Y, et al. Effect of high pressure processing on rheological and structural properties of milk-gelatin mixtures[J]. Food Chemistry, 2013, 141(2): 1 328-1 334.

[12] MEULLENET J F C, CARPENTER J A, LYON B G, et al. Bi-cyclical instrument for assessing texture profile parameters and its relationship to sensory evaluation of texture[J]. Journal of Texture Studies, 1997, 28(1): 101-118.

[13] MESSENS W, WALLE D V D, AREVALO J, et al. Rheological properties of high-pressure-treated Gouda cheese[J]. International Dairy Journal, 2000, 10(5): 359-367.

[14] JOHNSTON D E, DARCY P C. The effects of high pressure treatment on immature Mozzarella cheese[J]. Milchwissen-schaft-milk Science International, 2000, 55(11): 617-620.

[15] JUAN B, FERRAGUT V, GUAMIS B, et al. The effect of high-pressure treatment at 300 MPa on ripening of ewes’ milk cheese[J]. International Dairy Journal, 2008, 18(2): 129-138.

[16] CHARLESOR O, JOHNR P, CARLJ S. Influence of high-pressure processing (HPP) on physico-chemical properties of fresh cheese[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2010, 11(1): 61-67.

[17] KOCA N, BALASUBRAMANIAM V M, HARPER W J. High-pressure effects on the microstructure, texture, and color of white-brined cheese[J]. Journal of Food Science, 2011, 76(5): E399-E404.

[18] SERRANO J, VELAZQUEZ G, LOPETCHARAT K, et al. Effect of moderate pressure treatments on microstructure, texture, and sensory properties of stirred-curd cheddar shreds[J]. Journal of Dairy Science, 2004, 87(10): 3 172-3 182.

Effect of ultra high pressure on the texture of commercial cheese

ZHANG Yuan-yuan1,2LIUZhen-min1ZHENGYuan-rong1XIAOYang1

(1.StateKeyLaboratoryofDairyBiotechnology,TechnicalCenter,BrightDairyandFoodCo.Ltd,Shanghai200436,China; 2.CollegeofFoodScienceandTechnology,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)

The effect of the ultrahigh Pressure (200, 600 MPa/10 min) treatment on the texture of 7 kinds of functional characteristics of 5 kinds of market cheese was studied, including hardness, adhesiveness, springiness, cohesiveness, chewiness, and resilience. According to the results of 5 different kinds of cheese at 200 MPa pressure processing, the adhesiveness and cohesiveness resilience were not significant difference (P>0.05), which means the effect of low ultrahigh pressure processing pressure on cheese texture is not much. Under the ultra-high pressure treatment, the hardness and chewiness of cheese significantly reduced 31% and 39%, respectively. which were reducing significantly with the higher of pressure (P<0.05). After high pressure treatment, the cohesiveness of the blue cheese and cream cheese increased significantly by 21% and 15%, respectively. Under the ultra-high pressure treatment, the parmesan cheese and cheddar cheese mainly had no significant change in the functional characteristics, but mozzarella cheese, blue cheese, cream cheese were significantly differences, mean that the cheese which has higher moisture content its texture effected more significantly by ultrahigh pressure processing.

ultra-high pressure; commercial cheese; texture profile analysis (TPA); functional characteristics

上海市優(yōu)秀技術(shù)帶頭人計(jì)劃(編號(hào)：14XD1420300)

張園園，女，上海海洋大學(xué)在讀碩士研究生。

劉振民(1974—)，男，光明乳業(yè)股份有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師，博士。E-mail: liuzhenmin@brightdairy.com

2017—01—02

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.03.010