天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性和功能特性的比較

李開鑫，紀(jì)曉宇，王 芳

（北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，食品質(zhì)量與安全北京實驗室，農(nóng)產(chǎn)品有害微生物及農(nóng)殘安全檢測與控制北京市重點實驗室，北京 102206）

Mozzarella干酪是意大利南部生產(chǎn)的一種淡味干酪，顏色為淡黃色，屬于典型的Pasta Filata干酪[1]。在Mozzarella干酪的加工過程中，凝塊需要經(jīng)過熱燙拉伸工藝，使產(chǎn)品形成獨特的熔化性、拉伸性及其他多種功能特性，成為比薩制作的重要輔料[2]。近幾年，隨著西式餐飲在我國的快速發(fā)展，Mozzarella干酪的銷售量逐年增多，成為僅次于Cheddar干酪的第二大干酪品種。

利用傳統(tǒng)方法制作得到的天然Mozzarella干酪需要在低溫下經(jīng)過2～4 周的成熟，獲得理想的功能特性，從而滿足比薩、焗飯等食品的需求[3]。但是，這種方法的缺點在于產(chǎn)品流通后的貨架期比較短，與當(dāng)代食品工業(yè)的快速發(fā)展要求不相符。再制干酪是以天然干酪為主要原料，添加乳粉、穩(wěn)定劑、乳化劑等輔料，經(jīng)過混合、加熱、攪拌等工藝制作得到的一種干酪產(chǎn)品[4]。研究表明，與天然Mozzarella干酪相比，再制Mozzarella干酪的風(fēng)味更加溫和、口感更加柔和，貨架期顯著延長，生產(chǎn)成本大幅降低[5-6]。

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪在生產(chǎn)原料、加工工藝等方面存在差異，研究表明這些差異會影響干酪的結(jié)構(gòu)特性，進而對干酪的功能特性產(chǎn)生影響[7-8]。因此，本研究選擇6 種市售Mozzarella干酪（3 種天然Mozzarella干酪和3 種再制Mozzarella干酪）作為研究對象，對干酪的理化特性（蛋白質(zhì)、脂肪和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及pH值）和功能特性（質(zhì)構(gòu)特性、拉伸性、熔化性、油脂析出性和流變特性）進行測定，從而確定天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪之間的差異，為消費者選擇適宜品種的干酪提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

3 種天然Mozzarella干酪：米格農(nóng)場馬蘇里拉干酪（Wisconsin Premium Mozzarella）（美國）；潘帕馬蘇里拉芝士（Pampa Cheese Mozzarella Cheese）（阿根廷）；艾羅廚房馬蘇里拉芝士（Emrow Kitchen Mozzarella Cheese）（阿根廷）；3 種再制Mozzarella干酪：總統(tǒng)牌馬蘇里拉披薩專用奶酪片（President Special Pizza Mozzarella）（法國）；多美鮮馬蘇里拉奶酪（SUKI European Mozzarella Cheese）（奧地利）；光明馬蘇里拉再制干酪（中國）。實驗所用干酪均購自于北京市家樂福超市，干酪的貯藏時間均為（45±3）d，于4 ℃冰箱中貯藏。

氫氧化鈉、硫酸銅、乙醇、乙酸、無水乙醚、石油醚均為分析純 北京化工廠；硼酸、硫酸鉀均為分析純西隴化工廠。

1.2 儀器與設(shè)備

Delta320酸度計 瑞士梅特勒-托利多有限公司；ALC-210分析天平 德國Acculab公司；DHG-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；KXL-1010消化爐 北京思貝得研究所；KDY-9830全自動凱氏定氮儀 上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；TMS-Pro食品物性分析儀 美國FTC公司；AR-1500ex流變儀 美國TA公司；求積儀 江蘇測繪儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標(biāo)測定

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定參照國際乳業(yè)聯(lián)盟（International Dairy Federation，IDF）方法[9]；蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定采用凱氏定氮法[10]；脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定采用R?se-Gottlieb法[10]；pH值測定參照文獻[11]。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)特性測定

質(zhì)構(gòu)特性測定參照文獻[4]。將干酪樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小塊，在室溫（25±2）℃下平衡30 min后進行質(zhì)構(gòu)特性的測定。測定采用兩次壓縮法，具體測定參數(shù)為：探頭直徑50 mm，探頭壓縮率24 mm/min，探頭返回速率24 mm/min，壓縮比50%，兩次壓縮間隔時間5 s。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復(fù)測定5 次。

1.3.3 拉伸性測定

干酪拉伸性的測定參考文獻[12]并稍作改動：將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小塊，放置在已鋪上濾紙的直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，在室溫（25±2）℃下平衡30 min，然后將其放入已預(yù)熱到100 ℃的烘箱內(nèi)，加熱1 h后取出，立即用玻璃棒挑起并向上拉伸，直到干酪斷裂為止，立刻用直尺測量干酪拉伸的長度（精確到0.1 cm），表示干酪的拉伸性。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.4 熔化性和油脂析出性測定

干酪的熔化性和油脂析出性的測定用改良的Schreiber法[13]，并稍作改動：將樣品切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的小塊，放置在已鋪上濾紙的直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，在室溫（25±2）℃下平衡30 min，然后將其放入已預(yù)熱到100 ℃的烘箱內(nèi)，加熱1 h后取出，冷卻至室溫。取出濾紙，用筆分別勾勒出干酪樣品的熔化區(qū)域（封閉曲線）和油圈區(qū)域（封閉曲線），用求積儀分別測定干酪的熔化面積和油圈面積（精確到0.01 cm2），以此表示干酪的熔化性和油脂析出性。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.5 流變特性測定

干酪樣品在室溫（25±2） ℃下平衡30 min后置于流變儀平板上，降低探頭至干酪表面，進行動態(tài)溫度掃描。具體測定參數(shù)為：樣品厚度2 mm，直徑40 mm，應(yīng)變0.50%（線性黏彈區(qū)范圍內(nèi)），掃描頻率1 Hz，升溫速率3 ℃/min，升溫范圍為20～80 ℃。為了防止測定過程中的水分蒸發(fā)，干酪外側(cè)涂抹一層低密度的硅油。每個干酪品牌取3 個平行樣品，并對每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)采用Origin 8.0和SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性的比較

表1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪理化特性的比較Table1 Comparison of physicochemical properties of natural and processed Mozzarella cheese

由表1可見，天然Mozzarella干酪中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于再制Mozzarella干酪（P＜0.05），水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于再制Mozzarella干酪（P＜0.05），pH值顯著低于再制Mozzarella干酪（P＜0.05）；天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪中脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)因干酪品牌的不同而存在差異，其中米格農(nóng)場天然Mozzarella干酪、潘帕天然Mozzarella干酪和光明再制Mozzarella干酪中脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他3 種Mozzarella干酪（P＜0.05）。

天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性存在差異，主要由于干酪的加工原料和加工工藝不同。天然Mozzarella干酪的加工原料通常是牛乳，經(jīng)過發(fā)酵、凝乳、切割、蒸煮、堆疊、熱燙拉伸、鹽漬、成型等工藝生產(chǎn)制得[14]；再制Mozzarella干酪是以不同成熟度的天然干酪、乳化鹽、含乳或不含乳的添加物、水等為原料，經(jīng)過持續(xù)加熱攪拌生產(chǎn)制得[4]，例如總統(tǒng)再制Mozzarella干酪中添加了黃油、乳蛋白、脫脂復(fù)原乳等，多美鮮再制Mozzarella干酪中添加了黃油、牛乳蛋白、脫脂奶粉等，光明再制Mozzarella干酪中添加了奶油、凝乳酶酪蛋白等。水分的加入造成再制Mozzarella干酪中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于天然Mozzarella干酪，同時水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加帶來的稀釋效應(yīng)造成再制Mozzarella干酪中蛋白質(zhì)和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，這在添加脂肪替代物改善干酪品質(zhì)的研究中也有類似報道[15]。光明再制Mozzarella干酪中脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)與米格農(nóng)場天然Mozzarella干酪和潘帕天然Mozzarella干酪無顯著性差異，可能是由于奶油等脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的原料的加入所致。再制干酪加工過程中加入脂肪不僅能夠調(diào)節(jié)成品干酪中的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還能夠使產(chǎn)品具有良好的光澤和口感，改善產(chǎn)品的質(zhì)地。pH值是天然Mozzarella干酪加工過程中的重要指標(biāo)[14]，也是影響再制Mozzarella干酪的質(zhì)構(gòu)和感官特性的重要指標(biāo)[16]。研究指出再制干酪的pH值在5.5～6.0，干酪的質(zhì)構(gòu)和感官特性最佳[16]，本研究中3 種再制Mozzarella干酪的pH值均在這個范圍內(nèi)。再制干酪加工過程中乳化鹽的加入改變了干酪體系的pH值[17]，造成再制Mozzarella干酪的pH值顯著高于天然Mozzarella干酪的pH值。

2.2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪功能特性的比較

2.2.1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪質(zhì)構(gòu)特性的比較

表2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪質(zhì)構(gòu)特性的比較Table2 Comparison of textural properties of natural and processed Mozzarella cheese

質(zhì)構(gòu)特性是決定消費者購買干酪的關(guān)鍵性指標(biāo)之一[18]。由表2可見，天然Mozzarella干酪的硬度顯著高于再制Mozzarella干酪的（P＜0.05）；兩類干酪在彈性上無顯著性差異（P＞0.05）；天然Mozzarella干酪的內(nèi)聚性顯著高于光明再制Mozzarella干酪的（P＜0.05），但是與其他兩種再制Mozzarella干酪相比沒有顯著性差異（P＞0.05）；天然Mozzarella干酪的黏著性和再制Mozzarella干酪的沒有明顯變化規(guī)律。

干酪的硬度由干酪中的非脂干物質(zhì)決定，主要由酪蛋白構(gòu)建的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)[19]。天然Mozzarella干酪中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于再制Mozzarella干酪，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于再制Mozzarella干酪，造成天然Mozzarella干酪的硬度顯著高于再制Mozzarella干酪。同時，天然Mozzarella干酪中較高的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)使酪蛋白分子間的交聯(lián)程度增加，形成了更高的內(nèi)聚性，光明再制Mozzarella干酪中較高的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)能夠一定程度地打斷酪蛋白之間的交聯(lián)，顯著降低干酪的內(nèi)聚性，這在低脂干酪的研究中也有類似報道[20]。有研究指出與硬質(zhì)干酪相比，軟質(zhì)布里干酪具有較高的黏著性歸因于干酪中較高的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)[21]，但是也有研究認(rèn)為與全脂干酪相比，具有較高水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、較低脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減脂干酪的黏著性會顯著性降低[22-23]。任何影響蛋白質(zhì)與水或者與其他物質(zhì)相互作用的因素都會影響干酪的黏著性[24]，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性存在顯著性差異，同時加工條件的不同也會影響干酪中蛋白質(zhì)與水或者與其他物質(zhì)間的相互作用；因此不同的干酪黏著性存在差異，但是兩類干酪的黏著性沒有明顯的變化規(guī)律。

2.2.2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪拉伸性的比較

圖1 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪拉伸性的比較Fig. 1 Comparison of stretchability of natural and processed Mozzarella cheese

由圖1可見，天然Mozzarella干酪的拉伸性顯著高于再制Mozzarella干酪的（P＜0.05），其中艾羅廚房天然Mozzarella干酪的拉伸性顯著高于其他兩種天然Mozzarella干酪的（P＜0.05）。

拉伸性表示干酪經(jīng)拉伸后，酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)保持不斷裂的能力。拉伸性是Mozzarella干酪的重要特性之一，與干酪中酪蛋白膠束間的相互作用及水分、鈣、脂肪含量等因素相關(guān)[25-26]。天然Mozzarella干酪中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)比再制Mozzarella干酪高，酪蛋白分子間相互作用較強，對抗拉伸的能力較強；因此天然Mozzarella干酪在拉伸過程中不容易斷裂，拉伸性較高。與其他兩種天然Mozzarella干酪相比，艾羅廚房天然Mozzarella干酪中脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，酪蛋白之間的相互作用進一步加強，從而增加干酪的拉伸性。

2.2.3 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪熔化性的比較

圖2 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪熔化性的比較Fig. 2 Comparison of meltability of natural and processed Mozzarella cheese

由圖2可見，天然Mozzarella干酪、多美鮮再制Mozzarella干酪的熔化性顯著高于其他兩種再制Mozzarella干酪的（P＜0.05）。

75%的Mozzarella干酪被用作制作比薩的原料，因此熔化性是評價Mozzarella干酪品質(zhì)的重要指標(biāo)[27]。干酪的熔化性通常用一定溫度條件下干酪的擴散面積表示，擴散面積越大，干酪的熔化性越好[18]。干酪的熔化性與加熱過程中由于脂肪的熔化導(dǎo)致蛋白質(zhì)體系被破壞的程度相關(guān)，加熱過程中蛋白質(zhì)之間的相互作用被削弱，蛋白質(zhì)體系發(fā)生移動，干酪開始流動[28]。再制干酪加工過程中在乳化鹽和剪切力的作用下，干酪中的脂肪球變小且更加均勻地分布在酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中[29]，加熱過程中脂肪破壞酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的能力降低，因此再制Mozzarella干酪的熔化性變差。這一現(xiàn)象與低脂Mozzarella干酪中脂肪數(shù)量少且分布較松散，造成干酪的熔化性差的現(xiàn)象是類似的[30]。再制干酪的熔化性受到加工過程中多種因素的影響，例如較高的加工溫度[31]、緩慢的冷卻速度[32]都會使制作的干酪中酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加緊密，降低干酪的熔化性；因此不同的生產(chǎn)原料和加工條件可能是多美鮮再制Mozzarella干酪與其他兩種再制Mozzarella干酪熔化性存在差異的主要原因。

2.2.4 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪油脂析出性的比較

圖3 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪油脂析出性的比較Fig. 3 Comparison of free oil of natural and processed Mozzarella cheese

由圖3可見，天然Mozzarella干酪的油脂析出性顯著高于再制Mozzarella干酪的油脂析出性（P＜0.05），其中潘帕天然Mozzarella干酪和艾羅廚房天然Mozzarella干酪的油脂析出性高于米格農(nóng)場天然Mozzarella干酪的（P＜0.05），再制Mozzarella干酪中多美鮮再制Mozzarella干酪的油脂析出性最大。

對Mozzarella干酪的油脂析出性進行測定具有重要意義，因為比薩焙烤過程中干酪過度的油脂析出被認(rèn)為是一個重大的質(zhì)量缺陷[33]，但是也有研究認(rèn)為油脂析出不足會導(dǎo)致干酪的熔化性變差、表面被燒焦[34]。干酪發(fā)生油脂析出，需要油從崩塌的酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中釋放、合并、并且遷移到干酪的表面。因此，脂肪球的大小及密集程度、脂肪與酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)合程度都會對Mozzarella干酪的油脂析出性產(chǎn)生影響。如上所述，再制Mozzarella干酪加工過程中在乳化鹽、剪切力等的作用下，脂肪球變小且分布的更加均勻，加熱過程中脂肪球發(fā)生合并的傾向變??；因此再制Mozzarella干酪的油脂析出性顯著低于天然Mozzarella干酪的。不同的加工工藝、原料組成是天然Mozzarella干酪間、再制Mozzarella干酪間油脂析出性存在差異的主要原因。

2.2.5 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪流變性的比較

圖4 天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪流變性的比較Fig. 4 Comparison of rheological properties of natural and processed Mozzarella cheese

由圖4可見，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的彈性模量、損耗角正切隨溫度的變化趨勢存在顯著差異。其中，天然Mozzarella干酪的彈性模量隨溫度的升高呈現(xiàn)下降趨勢，損耗角正切隨溫度的升高呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，損耗角正切在50～60 ℃時達到1。再制Mozzarella干酪的彈性模量隨溫度的升高呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，損耗角正切呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，但是在實驗溫度范圍內(nèi)損耗角正切始終低于1。

流變性對于評價干酪的品質(zhì)具有重要意義。干酪是黏彈性物體，其中彈性模量表征干酪網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體特征。20 ℃下，天然Mozzarella干酪的彈性模量高于再制Mozzarella干酪的彈性模量，這與硬度的結(jié)果是一致的，說明天然Mozzarella干酪中酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加緊密。加熱過程中，脂肪球液化、變形，酪蛋白膠束收縮，蛋白質(zhì)之間的鍵被削弱，造成干酪彈性模量降低[28,35]。再制Mozzarella干酪隨著溫度的繼續(xù)升高，彈性模量呈現(xiàn)增加的趨勢，可能是蛋白質(zhì)之間形成額外作用力造成干酪體系增強，這在之前的研究中也有類似報道[36]。加熱過程中，損耗角正切的增加說明干酪體系發(fā)生相轉(zhuǎn)變，從更富有彈性的體系轉(zhuǎn)變?yōu)楦挥叙ば缘捏w系。當(dāng)黏性模量大于彈性模量，或者損耗角正切超過1時，說明干酪開始熔化。損耗角正切越大的干酪，蛋白質(zhì)之間的鍵越容易被破壞，結(jié)構(gòu)越容易發(fā)生重新排列，表現(xiàn)為干酪具有較好的熔化性和流動性[4]。再制Mozzarella干酪加熱過程中脂肪對蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破壞程度低，這與干酪熔化性的結(jié)果是一致的，因此再制Mozzarella干酪的熔化性比天然Mozzarella干酪的熔化性差，損耗角正切始終未達到1。

3 結(jié) 論

綜上所述，天然Mozzarella干酪和再制Mozzarella干酪的理化特性和功能特性存在顯著性差異。天然Mozzarella干酪的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于再制Mozzarella干酪，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH值顯著低于再制Mozzarella干酪，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)因干酪品牌的不同存在差異。天然Mozzarella干酪的功能特性優(yōu)于再制Mozzarella干酪，硬度、拉伸性、熔化性和油脂析出性都顯著高于再制Mozzarella干酪；動態(tài)實驗顯示天然Mozzarella干酪的損耗角正切在50～60 ℃時達到1，再制Mozzarella干酪的損耗角正切始終低于1。因此，天然Mozzarella干酪更適宜作為制作比薩、焗飯等需要焙烤食品的原料，再制Mozzarella干酪可以作為干酪切片應(yīng)用于三明治等不需要焙烤的食品中。