馬蘇里拉干酪關(guān)鍵加工工藝技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化和設備的研發(fā)

文∕王雪梅 張 軼

（1甘肅蘭州理工大學機電工程學院；2甘肅蘭州理工大學生命科學與工程學院）

馬蘇里拉干酪（Mozzarella Cheese）起源于意大利南部地區(qū)，是一種采用揉捏拉伸特殊工藝加工的高檔干酪制品，是目前國外產(chǎn)量最大、應用最廣的軟質(zhì)干酪，常用于鮮食、配料和再制干酪。特別的工藝過程賦予了產(chǎn)品一定的彈性、咀嚼性和熱融性，因其特殊的口感而被用于比薩餅制作，在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用。此外，由于馬蘇里拉干酪口味淡且與酸奶的風味相似，因此容易被我國消費者接受。隨著西式快餐在我國的流行，馬蘇里拉干酪也成為我國市場目前接受性最好的品種。

1 我國干酪加工技術(shù)現(xiàn)狀

目前，中國干酪生產(chǎn)企業(yè)少，總產(chǎn)量很低，生產(chǎn)主要沿襲國外技術(shù)。在國內(nèi)市場中，國產(chǎn)干酪品牌則更少，進口干酪占據(jù)著主要市場地位。因此，發(fā)展我國干酪產(chǎn)業(yè)，扭轉(zhuǎn)大量依賴進口的局面，具有十分重要的意義。與此同時，業(yè)界人士也指出：隨著中國液態(tài)奶產(chǎn)品同質(zhì)化日趨嚴重，開發(fā)技術(shù)含量相對較高的干酪會為競爭力較強的企業(yè)打破同質(zhì)化僵局創(chuàng)造條件。2006年10月，中華人民共和國科技部設立了“奶業(yè)發(fā)展重大關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項目，其中圍繞干酪的產(chǎn)業(yè)化設立了專項課題，而馬蘇里拉干酪關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的研究則是其中的重要內(nèi)容[1，2]。同時，相關(guān)行業(yè)協(xié)會也在為干酪的發(fā)展積極努力，通過召開國際研討會，探討干酪的加工工藝和技術(shù)方面的問題，引進國外先進的干酪產(chǎn)品并對其進行研究等形式，幫助中國乳品企業(yè)開發(fā)干酪產(chǎn)品。

而以西部地區(qū)奶源為原料，對馬蘇里拉干酪生產(chǎn)的關(guān)鍵加工工藝技術(shù)參數(shù)進行優(yōu)化，研究其國產(chǎn)化生產(chǎn)技術(shù)，建立低成本、高效率的干酪機械化生產(chǎn)線具有十分重要的意義。

2 馬蘇里拉干酪加工工藝技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化

2.1 生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定[3～6]

加工工藝條件的改變會導致干酪成分、酶活力和發(fā)酵劑存活的不同，從而影響干酪的結(jié)構(gòu)和功能特性，如融化性、油脂析出性等。研究表明，在馬蘇里拉干酪生產(chǎn)過程中，熱收縮溫度，熱燙拉伸條件（pH值、溫度），CaCl2加入量等是干酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素，對成品干酪的化學成分、功能特性以及風味都有重要影響。

在單因素分析的基礎(chǔ)上，本文采用正交試驗方法，確定了4 個因素，每個因素取3 個水平。試驗選用L9（34）正交表，以感官評價值作為評價指標。因素水平表和試驗結(jié)果見表1～2。

表1 馬蘇里拉干酪最佳工藝參數(shù)正交試驗因素水平表L9（34）

表2 馬蘇里拉干酪最佳工藝參數(shù)正交試驗結(jié)果

由以上結(jié)果可知，影響馬蘇里拉干酪品質(zhì)的條件依次為CaCl2加入量、熱收縮溫度、拉伸pH值、熱燙拉伸溫度。最佳工藝條件為：CaCl2加入量0.03%，熱收縮溫度42 ℃，拉伸pH值5.25，熱燙拉伸溫度75 ℃。

2.2 生產(chǎn)工藝流程的確定

根據(jù)上述工作基礎(chǔ)，確定了馬蘇里拉干酪生產(chǎn)工藝流程，同時，也考慮到副產(chǎn)物乳清的回收與利用，將其回收后通過一系列步驟加工成乳清飲料，實現(xiàn)了減排環(huán)保、提高資源利用率的目標。

生產(chǎn)工藝流程為：原料乳驗收→預處理→標準化→殺菌→注入干酪槽→接種發(fā)酵劑→添加凝乳酶→攪拌→靜置凝乳→切割→排乳清→堆釀→擠揉拉伸→裝模預冷卻→包裝→貯藏→檢驗合格→出廠 。

3 雙螺桿揉擠機的自主研發(fā)

小型試驗或餐飲加工馬蘇里拉干酪時可以使用手工拉伸，機械化生產(chǎn)則必須使用機械設備拉伸升溫的凝乳顆粒。馬蘇里拉干酪生產(chǎn)線設備包括牛奶前處理系統(tǒng)、干酪罐、揉擠拉伸機、奶酪槽、成型槽、冷卻系統(tǒng)、真空包裝系統(tǒng)、CIP清洗系統(tǒng)等，揉擠拉伸機是生產(chǎn)馬蘇里拉干酪的關(guān)鍵設備，本文設計制造了一種生產(chǎn)馬蘇里拉干酪的“雙螺桿揉擠機”。

3.1 雙螺桿揉擠機的工作原理

“雙螺桿揉擠機”的工作原理是將凝乳顆粒放入加熱后的揉擠箱內(nèi)，凝乳顆粒在揉擠箱內(nèi)被熱水（純凈水經(jīng)加熱升溫至65 ℃后通過水泵泵入）熱燙，一側(cè)螺桿攪拌器使凝乳顆粒與水充分混合加熱，同時把經(jīng)過加熱混揉的凝乳顆粒運送至另一側(cè)螺桿攪拌器，在螺桿攪拌器的攪拌下被拉伸提升至出口，由擠出板上的小孔擠出后被高速切割機切斷（圖1，圖2）。螺桿攪拌器由調(diào)速電動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速傳感器可測定調(diào)速電動機的轉(zhuǎn)速，經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換為螺桿攪拌器的轉(zhuǎn)速并在控制柜盤面上顯示。熱水箱的熱水由離心泵送至加熱機筒的進水口，熱水箱通過進水閥和回水閥控制水位，達到預定水位時，熱水自溢經(jīng)回水口返回熱水箱。拉伸操作完畢之后，熱水箱的水通過排水口排空。利用熱電耦傳感器測量加熱機筒的加熱段熱水及熱水水箱中熱水的溫度，并在控制柜盤面上顯示和設定。

圖1 雙螺桿揉擠機示意圖

圖2 雙螺桿揉擠機外形圖

所設計的雙螺桿揉擠機進行了3 次10 kg凝乳顆粒的揉擠拉伸試驗，凝乳顆粒水分含量為46%，pH值為5.1～5.4，熱水溫度（T）為85 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速為25 r/min，3 次平均物料排量（P）為41.2 kg/h，該數(shù)值與螺桿設計所確定的理論數(shù)值接近（理論值為40 kg/h）。

3.2 樣品的拉伸性檢測

將樣品切分為（5.0×0.5×0.5）cm的條，放于面包片上，在210 ℃烤爐中烘烤10 min至完全熔化，熔化干酪被叉尖的挑起高度為7.65 cm，超過美國農(nóng)業(yè)部標準要求的7.62 cm。試驗結(jié)果說明，雙螺桿揉擠機設計所采用的模型具有適應性，揉擠機拉伸產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量符合設計要求。

4 結(jié)語

將CaCl2加入量、熱收縮溫度、拉伸pH值、熱燙拉伸溫度作為主要因素，采用4因素3水平的正交試驗方案，并以感官評定綜合得分為指標，確定馬蘇里拉干酪最優(yōu)工藝參數(shù)為：CaCl2加入量0.03%，熱收縮溫度42 ℃，拉伸pH值5.25，熱燙拉伸溫度75 ℃；影響馬蘇里拉干酪品質(zhì)的條件依次為CaCl2加入量、熱收縮溫度、拉伸pH值、熱燙拉伸溫度；根據(jù)上述結(jié)果，確定了馬蘇里拉干酪生產(chǎn)工藝流程。

在優(yōu)化馬蘇里拉干酪生產(chǎn)工藝技術(shù)參數(shù)的同時，設計制造了一種生產(chǎn)馬蘇里拉干酪的“雙螺桿揉擠機”。樣品拉伸性檢測結(jié)果證明，自主研發(fā)的雙螺桿揉擠機拉伸產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量符合設計要求。

[1]劉會平，南慶賢，馬長偉.Mozzarella干酪生產(chǎn)工藝的優(yōu)化.中國乳品工業(yè)，2003，31（3）：3-6.

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