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        凝乳條件對干酪凝乳質(zhì)構(gòu)及成品的影響分析

        2018-10-17 06:24:46高曉峰于上富劉曉雪
        中國乳業(yè) 2018年9期
        關(guān)鍵詞:凝乳酶凝乳氯化鈣

        文/高曉峰 于上富 劉曉雪 黃 銳

        (中墾華山牧乳業(yè)有限公司)

        干酪是原料奶、奶油、脫脂乳、乳清或其混合物經(jīng)發(fā)酵劑發(fā)酵、凝乳酶或其它凝乳劑凝乳,并排出乳清而形成的新鮮或經(jīng)發(fā)酵成熟的產(chǎn)品[1]。干酪具有很高的營養(yǎng)價(jià)值,蛋白質(zhì)經(jīng)過一些酶類的作用后形成氨基酸、肽等小分子物質(zhì),大大促進(jìn)了其消化率,同時(shí)富含鈣、磷等無機(jī)成分以及多種維生素等物質(zhì)[2]。

        在干酪的加工過程中,凝乳是非常重要的環(huán)節(jié),凝乳效果的好壞直接影響干酪的品質(zhì)和產(chǎn)率。氯化鈣添加量、凝乳酶種類和添加量、凝乳溫度以及熱處理?xiàng)l件對凝乳效果具有顯著影響[3~5]。本文通過質(zhì)構(gòu)儀分析不同條件下的凝乳質(zhì)構(gòu),為凝乳終點(diǎn)判斷及干酪的生產(chǎn)提供理論數(shù)據(jù)支持。

        表1 感官評定各項(xiàng)評分標(biāo)準(zhǔn)

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        生牛乳;巴氏殺菌乳(7 2℃/15 s、80 ℃/15 s,中墾華山牧乳業(yè)有限公司);凝乳酶、干酪發(fā)酵劑[丹尼斯克(DANISCO)中國有限公司];氯化鈣(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

        1.2 儀器與設(shè)備

        HWS-28型電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀(英國Stable Micro Systems公司);SQP型分析天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司];自制干酪槽、干酪刀。

        1.3 方法

        1.3.1 工藝流程

        生牛乳→凈乳→熱處理→冷卻→添加發(fā)酵劑→靜置發(fā)酵30 min→添加氯化鈣→添加凝乳酶→靜置凝乳→切割→靜置5 min→攪拌升溫至42 ℃→排乳清→放入模具成型→包裝冷藏。

        1.3.2 質(zhì)構(gòu)儀測試條件

        質(zhì)構(gòu)儀采用TPA模式。具體參數(shù)如下:預(yù)壓速度1.0 mm/s,測試速度1.0 mm/s,返回速度1.0 mm/s,下壓距離25 mm,時(shí)間5.00 s;數(shù)據(jù)采集速率為200 pps;探頭為AB/E;圓盤直徑40 mm。

        1.3.3 凝乳時(shí)間的判斷

        根據(jù)鄭小平[6]的研究結(jié)果,凝乳硬度處于劇增前期,彈性、黏性、膠黏性和咀嚼性趨于最小值時(shí)即為凝乳終點(diǎn)。

        1.3.4 不同殺菌條件對凝乳性能的影響

        分別取生牛乳及72 ℃/15 s、80 ℃/15 s分別處理后的殺菌乳,直接加熱至35 ℃,隨后加入發(fā)酵劑0.08 DCU/L,靜置發(fā)酵30 min,再加入凝乳酶0.07 g/L,待凝乳時(shí)間結(jié)束后,用質(zhì)構(gòu)儀測定不同殺菌條件的凝乳情況。

        1.3.5 不同凝乳酶添加量對凝乳性能的影響

        將72 ℃/15 s處理后的殺菌乳加熱至35 ℃,加入發(fā)酵劑0.08 DCU/L,靜置發(fā)酵30 min,分別加入凝乳酶0.09、0.07、0.05、0.03 g/L,待凝乳時(shí)間結(jié)束后,用質(zhì)構(gòu)儀測定不同凝乳酶添加量的凝乳情況。

        1.3.6 不同凝乳溫度對凝乳性能的影響

        將72 ℃/15 s處理后的殺菌乳加熱至35 ℃,加入發(fā)酵劑0.08 DCU/L,靜置發(fā)酵30 min,分別加熱至40、35、30、25 ℃后,加入凝乳酶0.07 g/L,待凝乳時(shí)間結(jié)束后,用質(zhì)構(gòu)儀測定不同凝乳溫度的凝乳情況。

        表2 不同熱處理?xiàng)l件對凝乳質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響

        表3 不同熱處理?xiàng)l件對凝乳時(shí)間和干酪成品的影響

        表4 不同凝乳酶添加量對凝乳質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響

        表5 不同凝乳酶添加量對凝乳時(shí)間和干酪成品的影響

        1.3.7 不同氯化鈣添加量對凝乳性能的影響

        將72 ℃/15 s處理后的殺菌乳加熱至35 ℃,加入發(fā)酵劑0.08 DCU/L,靜置發(fā)酵30 min,分別加入氯化鈣0.4、0.3、0.2、0.1 g/L,再加入凝乳酶0.07 g/L,待凝乳時(shí)間結(jié)束后,用質(zhì)構(gòu)儀測定不同氯化鈣添加量的凝乳情況。

        1.4 感官評價(jià)

        根據(jù)《中國乳制品工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)家干酪感官質(zhì)量評鑒細(xì)則》(RHB 506-2004)并略有改動(dòng),按照表1進(jìn)行感官評定。

        1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

        數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行D u n c a n's檢驗(yàn)分析顯著性,p<0.05表示差異顯著,用Microsoft Excel 2016軟件繪圖,每個(gè)樣品重復(fù)3 次。

        表6 不同凝乳溫度對凝乳質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響

        表7 不同凝乳溫度對凝乳時(shí)間和干酪成品的影響

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同熱處理?xiàng)l件對凝乳時(shí)間和凝乳質(zhì)構(gòu)的影響

        從表2和表3可知,隨著熱處理強(qiáng)度的增大,相應(yīng)的凝乳時(shí)間延長,硬度和膠著性都減小,最大負(fù)力和黏性先增大后減小,黏聚性先減小后增大,72 ℃/15 s條件下的黏性最大,生乳的黏性最低。成品在72 ℃/15 s條件下的感官評分最好。生乳和72 ℃/15 s條件下的凝乳時(shí)間差異不顯著,其它指標(biāo)差異顯著;72 ℃/15 s與80 ℃/15 s條件下的各項(xiàng)指標(biāo)均差異顯著。

        成品放置1 周后,熱處理強(qiáng)度較低時(shí)容易出現(xiàn)乳清析出現(xiàn)象,而熱處理強(qiáng)度較高時(shí)乳清析出較少,生乳的乳清析出現(xiàn)象最嚴(yán)重。干酪成品的析水性與乳清蛋白的變性程度有直接關(guān)系,溫度越高,乳清變性強(qiáng)度越高,乳清蛋白與酪蛋白結(jié)合度越高,乳清析出越少,進(jìn)而提高成品的產(chǎn)率[7]。這可能是由于熱處理程度增加對酶凝乳的第一階段影響不大,主要作用于酶凝乳第二階段,導(dǎo)致乳清蛋白變性和鈣離子減少,進(jìn)而形成熱誘乳清蛋白聚合物(Serum protein aggregates,SPA)和膠束基蛋白聚合物(Micelle-bound protein aggregates,MPA),使酪蛋白的凝乳聚合能力減弱,導(dǎo)致凝乳時(shí)間延長[8]和凝乳硬度的減小[9,10]。

        2.2 不同凝乳酶添加量對凝乳時(shí)間和凝乳質(zhì)構(gòu)的影響

        由表4和表5可知,隨著凝乳酶添加量的增加,凝乳時(shí)間逐漸縮短,凝乳硬度先增大后減小,最大負(fù)力逐漸變小后增大,黏性、黏聚性以及膠著性逐漸增大后減小。在凝乳酶添加量為0.07 g/L時(shí),成品感官評分最高;凝乳酶添加量為0.09 g/L時(shí);成品的硬度和質(zhì)地較密實(shí);凝乳酶添加量為0.03 g/L時(shí),凝乳時(shí)間較長,成品的硬度較低;凝乳酶添加量為0.05 g/L時(shí),凝乳時(shí)間較長。0.03 g/L與0.05 g/L相比,除黏聚性差異不顯著外,其它指標(biāo)均差異顯著;0.05 g/L與0.07 g/L相比,各項(xiàng)指標(biāo)均差異顯著;0.07 g/L與0.09 g/L相比,各項(xiàng)指標(biāo)均差異顯著。

        凝乳酶添加量較低時(shí),κ-酪蛋白水解緩慢,副酪蛋白膠束聚合形成的二硫鍵少,強(qiáng)度差,凝乳硬度低;凝乳酶添加量增加時(shí),κ-酪蛋白水解迅速,凝乳加快,凝乳硬度增加;凝乳酶添加量較大時(shí),可能由于凝乳酶的水解作用,造成了凝乳結(jié)構(gòu)粗糙、彈性下降等質(zhì)構(gòu)參數(shù)的改變[11,12],成品也容易出現(xiàn)苦味,本文研究沒有出現(xiàn)該情況,可能是凝乳酶添加量范圍小的緣故。

        表8 不同氯化鈣添加量對凝乳質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響

        表9 不同凝乳溫度對凝乳時(shí)間和干酪成品的影響

        2.3 不同凝乳溫度對凝乳時(shí)間和凝乳質(zhì)構(gòu)的影響

        由表6和表7可知,凝乳溫度從25 ℃升至35 ℃時(shí),凝乳時(shí)間逐漸縮短,凝乳硬度增加;凝乳溫度從35 ℃升至40 ℃時(shí),凝乳時(shí)間逐漸延長,凝乳硬度減小。凝乳溫度從25 ℃升至40 ℃時(shí),最大負(fù)力、黏性、膠著性均先增加后減小,黏聚性則先減小后增加。凝乳溫度為35℃時(shí),成品的感官評分最高,不同凝乳溫度的各項(xiàng)指標(biāo)均差異顯著。

        在25~40 ℃范圍內(nèi),凝乳溫度每提高10 ℃,反應(yīng)速度增加2 倍[13]。當(dāng)凝乳溫度為25 ℃時(shí),可能是凝乳酶的活力沒有充分發(fā)揮,凝乳效果不好,同時(shí)不利于切割和乳清排出,容易造成蛋白質(zhì)和脂肪流失;凝乳溫度為40 ℃時(shí),可能超過了凝乳酶的最適溫度,限制了凝乳酶的活力,從而使凝乳時(shí)間延長,這與劉春雨[13]和趙笑[14]的研究結(jié)果一致,并且凝乳溫度超過40 ℃不利于發(fā)酵劑的生長。

        2.4 不同氯化鈣添加量對凝乳時(shí)間和凝乳質(zhì)構(gòu)的影響

        由表8和表9可知,隨著氯化鈣添加量逐步增加,凝乳時(shí)間隨之縮短,凝乳硬度和黏性逐漸增加后減小,最大負(fù)力呈現(xiàn)先增加后減小又增加的趨勢,黏聚性先減小后增大,膠著性則一直增大。在氯化鈣添加量為0.2 g/L時(shí),成品的感官評分最高;當(dāng)氯化鈣添加量為0.4 g/L時(shí),凝乳較快,添加凝乳酶后還沒有充分?jǐn)嚢?,部分就開始出現(xiàn)凝乳現(xiàn)象。氯化鈣添加量增多,凝乳時(shí)間縮短,但凝乳的組織狀態(tài)也越來越粗糙。0.1 g/L與0.2 g/L相比,凝乳時(shí)間差異不顯著,其它指標(biāo)均差異顯著;0.2 g/L與0.3 g/L相比,凝乳時(shí)間差異不顯著,其它指標(biāo)均差異顯著;0.3 g/L與0.4 g/L相比,凝乳時(shí)間和膠著性差異不顯著,其它指標(biāo)均差異顯著。

        鈣離子濃度增加,破壞了酪蛋白分子表面的水膜和雙電層,使其分子間斥力減小而相互聚集,促進(jìn)凝乳第一階段酪蛋白糖聚肽的釋放[15,16],凝乳膠束聚集速率加快,使凝乳時(shí)間縮短,凝乳硬度增加,這與李偉[17]和張燚[18]的研究成果一致;也有研究表明,鈣離子濃度過高時(shí),會(huì)打斷αs-酪蛋白與κ-酪蛋白之間的絡(luò)合鍵,導(dǎo)致酪蛋白沉淀過快,乳脂肪不能及時(shí)被酪蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹而易隨乳清排出,凝乳酶活性降低,凝乳時(shí)間延長,干酪的出品率下降,成品也容易產(chǎn)生苦味,影響產(chǎn)品質(zhì)量[19]。

        3 討論

        在制作干酪過程中,凝乳過程是非常重要的環(huán)節(jié),受許多因素影響,如熱處理強(qiáng)度、凝乳酶添加量、凝乳溫度及氯化鈣添加量等,這些因素會(huì)導(dǎo)致凝乳質(zhì)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化。原料乳的質(zhì)量對干酪質(zhì)量安全和品質(zhì)有重要影響。熱處理強(qiáng)度越大,有利于保證加工過程的安全性,但生乳不經(jīng)過熱處理直接制作干酪,在法國、德國、南歐等一些地區(qū)仍然在采用,據(jù)統(tǒng)計(jì),1998~2011年發(fā)生的90 起干酪安全事件中,38 起是由生乳直接制作的,42 起是由巴氏殺菌乳制作的[20],生乳制作干酪的安全事件占比反而低,可能與生乳中的活性物質(zhì)有關(guān)。熱處理強(qiáng)度越大,乳清蛋白的變性程度越大,乳清蛋白與酪蛋白結(jié)合形成MPA和SPA,乳清不易分離,成品的產(chǎn)率提高,酪蛋白聚合能力減弱,凝乳時(shí)間延長[21]。熱處理?xiàng)l件為72 ℃/15 s時(shí),凝乳硬度適宜,凝乳時(shí)間較短,對原料乳的營養(yǎng)損失較少,可以采用此溫度進(jìn)行干酪制作的殺菌處理。凝乳酶添加量為0.07 g/L時(shí),凝乳時(shí)間較短,凝乳硬度適宜,成品的感官評分最高;凝乳酶添加量低于0.07 g/L時(shí),凝乳時(shí)間延長。凝乳溫度為35 ℃時(shí),凝乳硬度適合,同時(shí)適合發(fā)酵劑的生長,成品的感官評分高于其它凝乳溫度;凝乳溫度為25 ℃時(shí),凝乳狀態(tài)不好,易破裂,且不利于后期的切割和乳清排出;凝乳溫度為40 ℃時(shí),凝乳時(shí)間較長,限制了凝乳酶的活力,不利于發(fā)酵劑的生長;凝乳溫度為30 ℃時(shí),凝乳時(shí)間較長,凝乳酶活性沒有得到充分發(fā)揮。氯化鈣添加量增加,顯著提高凝乳硬度,縮短凝乳時(shí)間,提高成品產(chǎn)率,氯化鈣添加量為0.2 g/L時(shí),凝乳硬度適宜,成品的感官評分高于其它添加量。

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