工艺过程对牛奶干酪出品率的影响

工艺过程对牛奶干酪出品率的影响

苗方

（妙可蓝多（天津）食品科技有限公司，天津300462）

摘要：目的确定提高牛奶干酪出品率的最优工艺条件。方法经三因素二次回归正交旋转组合设计试验，研究凝乳酶添加量、酸度和氯化钙添加量对牛奶干酪出品率的影响。结果建立了各影响因子与牛奶干酪出品率关系的数学回归模型，确定了干酪出品率达到最高值时主要的工艺参数。结论凝乳酶添加量7266SU，原料乳酸度27度T，氯化钙添加量0.03%，干酪出品率最高值可达10.04%。

关键词：干酪；出品率；工艺优化

干酪是以鲜乳为原料，经杀菌、添加发酵剂和凝乳酶使乳凝固，再经排乳清、压榨、发酵成熟而制成的一种发酵乳制品，在乳制品中产量最高[1]。干酪富含蛋白质、脂肪、多种氨基酸、维生素和矿物质等，相当于将鲜奶浓缩了约10倍。目前我国干酪生产处于起步阶段，产品仅在宾馆、饭店销售[2]。随着中西方文化交流的增加，我国干酪生产和消费有着广阔的市场前景。

干酪出品率是衡量其生产的主要经济指标[4]，因此，提高牛奶干酪出品率是目前亟待解决的问题。我们以新鲜牛奶为原料，采用三因子二次回归正交旋转组合设计，以干酪出品率为指标，优化了牛奶干酪的生产工艺，这对提高干酪产量，促进牛奶干酪的生产具有重要意义。

1材料与方法

1.1材料

原料乳（新鲜无抗牛奶，比重1.030，脂肪3.5%，蛋白质3.01%）；小牛皱胃酶（本实验室提取[5]）；发酵剂（CHRHANSEN公司）；氯化钙、氯化钠、盐酸均为分析纯。

1.2仪器

UL20AD型乳成分分析仪（杭州浙大优创科技公司）；KDY-9810型凯氏定氮仪（北京通润源机电技术公司）；FW80微型高速粉碎机（江苏盐都华康科学仪器厂）；GZX-9146MBE数显鼓风干燥箱（上海博迅实业公司医疗设备厂）；LXJ-Ⅱ型离心沉淀机（上海医用分析仪器厂）。

1.3干酪加工方法

鲜牛奶经65℃，30min巴氏杀菌后，冷却至32～35℃，添加2%发酵剂，33℃保温发酵，待原料乳达到一定酸度时，添加氯化钙搅拌均匀，添加凝乳酶（小牛皱胃酶），静置40min待乳完全凝固后，用干酪刀切割成0.5cm3的凝块，缓慢搅拌15min，防止凝块粘连，再以3℃/min的速度升温直至41～42℃，排除乳清。收集凝块称重，添加凝块重量2.5%的食盐，搅拌均匀，装入干酪模，用0.1MPa压力压榨10～12h[6]。

1.4测定指标

1.4.1凝乳酶活性测定采用Arima方法[7]。取100g/L脱脂乳10mL，35℃保温10min，加入0.5mL皱胃酶液，迅速混合均匀，准确记录从加入酶液到乳凝固的时间（s）。把40min凝固100g/L脱脂乳1mL的酶量定义为一个索氏单位（Soxhletunit，SU）。

1.4.2干酪水分含量测定用GB5421-85中的干酪水分测定法。

1.4.3乳酸度测定参照张寒冰等[9]的方法。

1.4.4干酪出品率的计算干酪压榨后称重，根据干酪水分含量与质量计算实测出品率[6]。

考虑批次间、处理间水分含量的差异，将实测出品率校正到水分含量为40%的出品率。

1.5干酪出品率的优化

在对牛奶干酪进行单因素试验的基础上，选择凝乳酶添加量、酸度和氯化钙添加量3个因素进行二次回归正交旋转组合设计试验，试验因子、水平及编码。

1.6数据处理

试验数据用DPS软件处理。

2结果与讨论

2.1干酪出品率的优化。

随着凝乳酶添加量的增加，干酪出品率逐渐增大，凝乳酶添加量为0.5水平时，干酪出品率达最大值，此后，随着凝乳酶添加量的增大，干酪出品率逐渐降低。干酪生产中，凝乳酶的作用主要是促乳凝固，而乳的凝固效果与干酪出品率密切相关，凝乳酶添加量较小，凝乳强度较差，在干酪切割过程中，蛋白质和脂肪等成分易随乳清排出，降低干酪产率[10]。凝乳酶添加量过大，凝乳较硬，切割时干酪易形成碎片，随乳清排出，同样影响干酪出品率。只有添加适量凝乳酶，才能获得较高的出品率。

干酪生产中，原料乳的酸度对干酪出品率有重要影响。随着原料乳酸度降低，干酪出品率相应降低。原料乳酸度降低时，凝乳速度加快、时间缩短，过快的凝乳使原料乳中的脂肪不易被Ca2+与蛋白质形成的网状结构包裹，降低了干酪的出品率。原料乳酸度增大，部分蛋白质被分解成小分子肽类等物质，溶于乳清致部分酪蛋白流失，也会使干酪出品率下降。

干酪出品率随着氯化钙添加量增大呈减小趋势。Ca2+是维持乳中盐类平衡的主要因素，原料乳经杀菌处理后，乳中的酪蛋白胶粒增大，水相中的Ca2+向胶体相转移，乳中可溶性Ca2+含量减少，导致凝乳速度变慢，凝块软，切割时易形成细小的碎屑，造成损失。Ca2+浓度过大时，Ca2+会打断αs-酪蛋白和κ-酪蛋白之间的络合键，导致酪蛋白过快沉淀，乳脂肪不能及时被酪蛋白形成的网状结构包裹，易随乳清排出。Ca2+过多也会导致凝块过硬，表面粗糙，切割时损失较大，导致干酪出品率下降。

2.2最大出品率模拟分析

通过DPS软件分析，采用频率分析法寻优，干酪出品率高于9.11%的57个方案中，在95%置信区间内干酪出品率大于9.11%的优化方案为：凝乳酶添加量7187～7345SU，原料乳酸度26～27度T，氯化钙添加量0.030%～0.033%。取优化后平均值方案，X1=7266SU，X2=27度T，X3=0.03%，可得理论值Y=10.04%。按照组合方案验证优化结果，其实测提取率Y=9.98%，与理论值Y=10.04%较接近，进一步验证了数学回归模型的合理性。

3结论

我们主要研究了在牛奶干酪加工过程中，凝乳酶添加量、酸度和氯化钙添加量对牛奶干酪出品率的影响，并在单因素试验基础上进行了3因子2次回归正交旋转组合试验设计，得出牛奶干酪最佳出品率的工艺条件为：凝乳酶添加量7266SU，原料乳酸度27度T，氯化钙添加量0.03％，此时干酪出品率为10.04%。这对提高牛奶干酪产量，促进牛奶干酪的生产具有重要意义。

参考文献

[1]RahimiJ,KhosrowshahiA,MadadlouA,etal.Textureoflow-fatIranianwhitecheeseasinfluencedbygumtragacanthasafatreplacer[J].JDiarySci,2007,90(9):4058-4070.

[2]刘晶，韩清波，王丽莉.工艺过程对干酪品质及产率的影响[J].食品科技，2007，32（1）：111-113.

[3]孙旭.涂抹型豆乳牛乳混合再制干酪的工艺研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2006.