牦牛奶Mozzarella奶酪的工藝及品質(zhì)研究

肖夢(mèng)林，宋金鞠，魏光強(qiáng)，黃艾祥

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，昆明650201）

0 引言

牦牛乳是營養(yǎng)極豐富的特種乳制品，其干物質(zhì)含量較高，蛋白質(zhì)含量約為5.05%[1]，含18種人體所必需的氨基酸，相比普通牛乳維生素A、微量元素和礦物質(zhì)含量極為豐富[2-3]。隨著國內(nèi)消費(fèi)者對(duì)高營養(yǎng)價(jià)值乳制品的追求，未來乳及乳制品將大幅增加[4]，生產(chǎn)開發(fā)牦牛奶酪具有廣闊的市場前景。加工酶凝奶酪常用的凝乳酶是小牛皺胃酶，但隨著奶酪需求的逐年增加，小牛資源有限，開發(fā)新型凝乳劑迫在眉睫[5]。

據(jù)報(bào)道，在云南劍川縣、鶴慶縣用貫筋藤作為凝乳劑已有200多年的歷史[6]；黃艾祥等[7]將貫筋藤莖稈去皮、敲碎，添加熱水浸泡，發(fā)現(xiàn)其浸泡液加工乳餅具有很高的凝乳活性。Mozzarella干酪是一種蛋白質(zhì)含量高、營養(yǎng)豐富且易于消化吸收的高端乳制品，其獨(dú)特風(fēng)味容易被我國消費(fèi)者青睞。研究表明不同發(fā)酵劑、不同酶制劑、不同乳化鹽[8]及乳化鹽添加量對(duì)Mozzarella奶酪的品質(zhì)都具有一定的影響[9]。馬永勝等[10]通過對(duì)凝乳酶、CaCl2、凝乳時(shí)間、凝乳溫度、拉伸溫度研究確定了Mozzarella奶酪拉伸成型的最佳工藝參數(shù)；貫筋藤凝乳酶在奶酪制品加工中具有一定的潛力，但目前利用貫筋藤凝乳酶加工牦牛奶Mozzarella奶酪的研究鮮見報(bào)道。

研究以貫筋藤凝乳酶和牦牛奶為原料生產(chǎn)牦牛奶Mozzarella奶酪，確定最佳工藝參數(shù)，并以理化、質(zhì)構(gòu)、功能特性以及游離脂肪酸和游離氨基酸含量為指標(biāo)，全面評(píng)價(jià)牦牛奶Mozzarella奶酪的品質(zhì)。研究旨在為貫筋藤凝乳酶的應(yīng)用和牦牛奶Mozzarella奶酪的生產(chǎn)、開發(fā)提供理論依據(jù)，促進(jìn)云南特色乳制品的開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

牦牛乳，采自香格里拉高山牧場；貫筋藤凝乳酶（酶活力為223.135 SU/mL），實(shí)驗(yàn)室自制；發(fā)酵劑，購自丹尼斯克（中國）有限公司。

1.1.2 主要試劑

氯化鈣、硫酸銨、氯化鈉（食品級(jí)），天津市津北精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HI99161 p H計(jì)，意大利哈納；CX 811-0-100溫度計(jì)，北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；CT15RE高速冷凍離心機(jī)，日本電子株式會(huì)社；HYP-1008消化爐，上海纖檢儀器有限公司；KDY-9810凱氏定氮儀，北京市通潤源機(jī)電技術(shù)有限責(zé)任公司；CP153電子天平，奧豪斯儀器有限公司；TA-XT 2質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；HD-3A水分活度測(cè)定儀，成都市宜邦科析儀器有限公司；GC-MS 7890A-5975C，美國；L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀，日本。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 牦牛奶Mozzarella奶酪的研制

1.3.1.1 加工工藝設(shè)計(jì)[11-12]

牛乳→凈乳→殺菌（65℃，30 min）→冷卻（38℃～40℃）→投入發(fā)酵劑（1%～1.5%）→加入凝乳酶（0.5%）→加入氯化鈣（0.02%）→攪拌、恒溫靜置→切割（pH為5.8左右，切成1×1 cm的凝塊）→升溫收縮（42℃）→排乳清（pH 4.9）→堆釀（10 min）→熱燙拉伸、鹽漬（pH 4.7，溫度80～90℃，鹽水濃度3%，時(shí)間4～6 min）→冷卻入模→真空包裝→成品

1.3.1.2 單因素試驗(yàn)

以牦牛乳Mozzarella奶酪感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率為指標(biāo)，考察熱燙拉伸溫度（60、70、80、90、95℃）、貫筋藤凝乳酶添加量（0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%）、熱燙拉伸p H值（4.5、4.6、4.7、4.8、4.9）對(duì)牦牛乳Mozzarella奶酪產(chǎn)品產(chǎn)率和感官評(píng)分的影響。

1.3.1.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化工藝

據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取貫筋藤凝乳酶添加量（體積分?jǐn)?shù)）、熱燙拉伸pH值、燙拉伸溫度3個(gè)因素，進(jìn)行3因素3水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化牦牛乳Mozzarella奶酪工藝參數(shù)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析因素及水平

1.3.2 牦牛奶M ozzarella奶酪品質(zhì)研究

1.3.2.1 成品率計(jì)算

成品率按下式計(jì)算：

成品率=鮮乳餅質(zhì)量/原料奶質(zhì)量×100%

1.3.2.2 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)定由8名實(shí)驗(yàn)室人員，按照表2進(jìn)行感官評(píng)定。

表2 牦牛乳Mozzarella奶酪感官評(píng)分表

1.3.2.3 理化指標(biāo)測(cè)定

水分含量的測(cè)定：參照《GB 5009.3—2016食品中水分的測(cè)定》常壓干燥法測(cè)定；蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：參照《GB 5009.5—2016食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》微量凱氏定氮法測(cè)定；粗脂肪含量的測(cè)定：參照《GB/T 5009.6-2016食品中脂肪的測(cè)定》索氏抽提法測(cè)定；色差測(cè)定的測(cè)定：采用CR-400/410色彩色差儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2.4 功能特性指標(biāo)測(cè)定

拉伸性、融化性參照王紅燕[5]方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2.5 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參照李紅娟[13]方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2.6 游離氨基酸含量測(cè)定

參照GB/T 5009.124-2003法。樣品送至云南省農(nóng)科院用氨基酸自動(dòng)分析儀檢測(cè)，結(jié)果均以原樣計(jì)。

1.3.2.7 游離脂肪酸含量測(cè)定

參照王紅燕[5]方法進(jìn)行測(cè)定。樣品送至云南省農(nóng)科院，用面積歸一法進(jìn)行定性定量。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理利用Design-Expert 9.0、SPSS 20.0、V3.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，利用Origin2018和Excel 2013進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝單因素確定

貫筋藤凝乳酶添加量、熱燙拉伸pH值以及熱燙拉伸溫度對(duì)牦牛奶Mozzarella奶酪感官評(píng)分和產(chǎn)率的影響分別如圖1～3所示。

圖1 貫筋藤凝乳酶添加量對(duì)感官評(píng)分和產(chǎn)率的影響

如圖1所示，牦牛奶Mozzarella奶酪感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率隨著貫筋藤凝乳酶添加量的增加呈先增加后緩慢降低的趨勢(shì)，當(dāng)貫筋藤凝乳酶添加量為0.5%（體積分?jǐn)?shù)）時(shí)感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率最高，分別為38.75分，17.15%。這是因?yàn)槟槊柑砑恿枯^低時(shí)，干酪凝乳效果不好，組織松散，排乳清過程會(huì)把部分未凝乳的蛋白和脂肪排出，產(chǎn)品產(chǎn)率低[14]；凝乳酶添加量較高時(shí)，凝乳粗糙，蛋白質(zhì)分解加快，所形成的游離氨基酸以及小分子肽段會(huì)產(chǎn)生苦味肽以及隨排乳清排出[5]，導(dǎo)致感官評(píng)分和產(chǎn)率下降。綜合考慮，確定最佳的貫筋藤凝乳酶添加量為0.5%（體積分?jǐn)?shù)）。

如圖2所示，牦牛奶Mozzarella奶酪的感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率隨著熱燙拉伸p H值的升高呈先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)熱燙拉伸p H值為4.7時(shí)感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率最大分別為37.25分，16.33%。當(dāng)熱燙拉伸p H值＞4.7時(shí)，酪蛋白膠束中的磷酸鈣的溶解導(dǎo)致了單體酪蛋白的解離，處于解離狀態(tài)的單體酪蛋白之間的靜電斥力大大增加，最終形成了無定形聚集狀態(tài)的酪蛋白，導(dǎo)致凝乳不徹底，乳清析出不完全，熱燙拉伸時(shí)較稀，導(dǎo)致制成產(chǎn)品彈性等組織狀態(tài)較差從而直接影響感官評(píng)分[15]；當(dāng)熱燙拉伸p H值＜4.7時(shí)，解離的蛋白膠束雖然會(huì)發(fā)生聚集，但難以恢復(fù)到天然的緊密球狀結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)致粒徑增大，形成顆粒狀的凝團(tuán)，奶酪的拉伸性降低，產(chǎn)品產(chǎn)率降低，較低的p H值導(dǎo)致奶酪酸味加重，影響感官評(píng)分[16]。綜合考慮，確定最佳的熱燙拉伸p H為4.7。

圖2 熱燙拉伸pH對(duì)感官評(píng)分和產(chǎn)率的影響

由圖3可知，牦牛奶Mozzarella奶酪的感官評(píng)分以及產(chǎn)率都是隨著熱燙拉伸溫度升高而升高，溫度較高時(shí)感官評(píng)分變化較小，產(chǎn)率有明顯的下降趨勢(shì)，當(dāng)熱燙拉伸溫度為80、90℃時(shí)感官評(píng)分最大分別為37.66分和37.46分，產(chǎn)率最大分別為13.24%和13.29%。其原因是：熱燙拉伸溫度較低時(shí)，蛋白和脂肪結(jié)合不夠緊密，拉伸處理無法重塑蛋白結(jié)構(gòu)還會(huì)破壞原本的蛋白網(wǎng)格，使蛋白空隙加大甚至出現(xiàn)裂縫[17]，導(dǎo)致產(chǎn)品彈性較差、硬度較大、口感較差，從而直接影響產(chǎn)品感官評(píng)分；而溫度較高時(shí)產(chǎn)品中乳凝膠結(jié)構(gòu)遭到破壞，穩(wěn)定性變差，會(huì)融化一小部分溶于鹽水中，最終導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)率下降。當(dāng)熱燙拉伸溫度為80℃和90℃時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率差異不大，為了便于實(shí)驗(yàn)操作，選擇最優(yōu)熱燙拉伸溫度為80℃。

圖3 熱燙拉伸溫度對(duì)感觀評(píng)分和產(chǎn)率的影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

選擇貫筋藤凝乳酶添加量/體積分?jǐn)?shù)、熱燙拉伸pH值、熱燙拉伸溫度、進(jìn)行三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 正交試驗(yàn)分析方案及結(jié)果

（續(xù)表3）

從表3可知，以感官評(píng)分和產(chǎn)品產(chǎn)率為指標(biāo)得出最優(yōu)工藝組合為A2B2C2，而在正交試驗(yàn)9個(gè)處理中，試驗(yàn)較好的方案為A2B2C3，兩個(gè)結(jié)果出現(xiàn)差異，是由溫度造成，與單因素實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果一致。為了便于實(shí)驗(yàn)操作，選擇最優(yōu)熱燙拉伸溫度為80℃。最終確定本次試驗(yàn)最佳方案為貫筋藤凝乳酶添加量0.5%，熱燙拉伸pH值4.7，熱燙拉伸溫度80℃。

2.3 牦牛奶Mozzarella奶酪的品質(zhì)

2.3.1 理化指標(biāo)

貫筋藤凝乳酶和小牛皺胃酶加工的牦牛奶M ozzarella奶酪的理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表4所示。

表4 牦牛乳Mozzarella奶酪的基本理化指標(biāo)

由表4可以看出，貫筋藤凝乳酶Mozzarella奶酪各理化指標(biāo)差異顯著（P＜0.05），除水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于小牛皺胃酶Mozzarella奶酪外，產(chǎn)品產(chǎn)率、蛋白質(zhì)、脂肪含量均低于。貫筋藤乳餅水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，說明其形成的蛋白凝塊能更好的保留水分，提高感官質(zhì)量[18]；產(chǎn)品產(chǎn)率低，其原因是：貫筋藤凝乳酶凝乳速度較慢，導(dǎo)致形成的乳凝塊比較松軟，切割過程中易破裂，排出乳清時(shí)易損失；蛋白質(zhì)、脂肪含量低，說明貫筋藤酶對(duì)干酪中酪蛋白分解能力較強(qiáng)，而蛋白質(zhì)的水解，導(dǎo)致蛋白膠束之間乳漿中的脂肪，在加熱的情況下容易釋放出來[5]。貫筋藤凝乳酶Mozzarella奶酪的亮度值和紅度值顯著低于小牛皺胃酶加工的M ozzarella奶酪（P＜0.05），而兩者的黃度值無顯著差異。綜上所述，貫筋藤凝乳酶所制牦牛奶Mozzarella奶酪產(chǎn)率、基本營養(yǎng)物質(zhì)含量沒有小牛皺胃酶所制牦牛奶Mozzarella奶酪高，這種差異與貫筋藤凝乳酶的活性有關(guān)。

2.3.2 TPA質(zhì)構(gòu)分析

貫筋藤凝乳酶和小牛皺胃酶加工的牦牛奶Mozzarella奶酪的TAP值測(cè)定結(jié)果如表5所示。

表5 牦牛奶Mozzarella奶酪的TPA值

由表5可知，貫筋藤凝乳酶Mozzarella奶酪的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、回復(fù)性均顯均顯著高于小牛皺胃酶Mozzarella奶酪（P＜0.05）。干酪硬度較大，反映了貫筋藤凝乳酶制的干酪經(jīng)壓縮后恢復(fù)得相對(duì)較好，具有較大的變形抵抗力；凝聚性較大則說明該種干酪不易被咀嚼成能夠吞咽狀態(tài)；黏性、回復(fù)性高是因?yàn)樵摲N干酪的水分含量高，與理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果一致；咀嚼性是硬度、彈性、內(nèi)聚性的乘積，表示咀嚼過程中需要的能量，該種干酪咀嚼性高與3個(gè)指標(biāo)高相對(duì)應(yīng)。綜上所述，貫筋藤凝乳酶所制牦牛奶Mozzarella奶酪與小牛皺胃酶所制牦牛奶Mozzarella奶酪相比，其硬度較大，凝聚性較好，有嚼勁。

2.3.3 功能特性指標(biāo)分析

貫筋藤凝乳酶和小牛皺胃酶加工的牦牛奶Mozzarella奶酪功能特性測(cè)定結(jié)果如表6所示。

表6 牦牛奶Mozzarella奶酪的拉伸性和融化性

由表6可知，貫筋藤凝乳酶制得的牦牛奶Mozzarella奶酪拉伸性為1.43±0.77 cm，與對(duì)照組差異不顯著（P＞0.05），融化性為1.32±0.15 cm，與對(duì)照組差異顯著（P＜0.05）。這是因?yàn)椴煌哪槊笇?duì)干酪蛋白水解度不相同[19]，在貯藏過程中αS1-、β-酪蛋白在貫筋藤凝乳酶的作用下，肽鍵斷裂，蛋白膠束之間的連接降低，經(jīng)加熱處理，蛋白的熵變小，分子之間流動(dòng)所需的能量變小，所以干酪的融化性逐漸增大，與王紅燕等[5]研究一致。

2.3.4 游離氨基酸含量分析

貫筋藤凝乳酶和小牛皺胃酶加工的牦牛奶Mozzarella奶酪的游離氨基酸含量如下表7所示。

表7 牦牛奶Mozzarella奶酪游離氨基酸檢驗(yàn)結(jié)果

牦牛乳M ozzarella奶酪中的游離氨基酸種類和含量的增加有助于提高奶酪的營養(yǎng)價(jià)值，豐富奶酪的滋味，并且游離氨基酸作為揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的前體物，可進(jìn)一步分解生成酮、酸、醇、酚、醚、吲哚等揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[20]。如表7所示，共檢測(cè)出17種游離氨基酸，2種牦牛乳Mozzarella奶酪的必須氨基酸量、游離氨基酸總量均差異顯著（P＜0.05）。貫筋藤凝乳酶所制奶酪中游離氨基酸總量為200.8 mg/kg，二者與相差較大，相比約5倍，其原因是：小牛皺胃酶的酶活性比貫筋藤凝乳酶活性要高許多且小牛皺胃酶的凝乳效果也較貫筋藤凝乳酶好；貫筋藤凝乳酶牦牛乳Mozzarella奶酪中組氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸含量較高，而小牛皺胃酶牦牛乳Mozzarella奶酪中組氨酸、谷氨酸、蘇氨酸含量較高，二者表現(xiàn)出相似的性質(zhì)，證明了貫筋藤凝乳酶在豐富牦牛乳Mozzarella奶酪風(fēng)味方面較好。

2.3.5 游離脂肪酸含量分析

貫筋藤凝乳酶和小牛皺胃酶加工的牦牛奶Mozzarella奶酪的游離脂肪酸含量如表8所示。

表8 牦牛乳Mozzarella奶酪游離脂肪酸檢驗(yàn)結(jié)果

游離脂肪酸對(duì)奶酪風(fēng)味的形成具有重要作用，根據(jù)碳原子之間是否含有不飽和雙鍵，以及不飽和雙鍵數(shù)目的多少可分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸。由表8可知，共檢測(cè)出10種脂肪酸，其中飽和脂肪酸含量最高，分別占總脂肪酸含量的58.23%，64.94%，原因是在貯藏過程中氨基轉(zhuǎn)移酶代謝為酮酸類物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化為醛、醇及脂肪酸類物[21]。貫筋藤凝乳酶加工的牦牛奶Mozzarella奶酪飽和脂肪酸相對(duì)含量最高的是棕櫚酸，單不飽和脂肪酸相對(duì)含量最高的是油酸，分別為28.34%，34.78%，二者含量決定切達(dá)干酪的風(fēng)味，含量較高時(shí)，有利于風(fēng)味的形成[22-23]；多不飽和脂肪酸相對(duì)含量最高的是亞油酸，占5.52%，顯著高于小牛皺胃酶加工的牦牛奶Mozzarella奶酪（P＜0.05），與王紅燕等[5]研究一致，其含量越高說明產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)越好[24]。

3 結(jié)論

牦牛奶Mozzarella奶酪制作的最佳工藝條件為：貫筋藤凝乳酶添加量0.5%（體積分?jǐn)?shù)），熱燙拉伸溫度80℃，熱燙拉伸p H值4.7。在此條件下所得成品風(fēng)味好，質(zhì)地優(yōu)，有彈性、嚼勁（P＜0.05），且營養(yǎng)價(jià)值高，蛋白質(zhì)含量為24.73±0.33%，游離氨基酸總量為200.8 mg/kg，含有10種游離脂肪酸。此研究可為云南特有植物凝乳酶在牦牛奶Mozzarella奶酪制品中應(yīng)用及開發(fā)方面提供一定的科學(xué)依據(jù)。