原料乳對干酪品質(zhì)的影響范文

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《食品工業(yè)雜志》2014年第八期

1原料乳對干酪品質(zhì)的影響

干酪由于成熟原理復(fù)雜，因而在生產(chǎn)過程中對于加工技術(shù)要求較高，若原料乳、發(fā)酵劑等輔料不符合規(guī)定，或加工條件差、工藝控制不當(dāng)?shù)龋紵o法保證最終產(chǎn)品的品質(zhì)[4]。干酪加工受很多內(nèi)外因素的影響，有一些因素是可以在掌控之中，而有些因素卻是難以調(diào)控，或者是根本無法避免的。現(xiàn)一般將HACCP體系[5-6]應(yīng)用于干酪的生產(chǎn)加工，以確保干酪的優(yōu)良品質(zhì)。在這些影響因素中，有許多因素對干酪成熟和品質(zhì)的作用原理還不是十分清楚，同時許多因素之間也是存在相互影響的[7]。雖然研究所提供的并不是影響干酪品質(zhì)的全部因素，但是對于影響干酪的源頭因素進(jìn)行了闡述，并提供了相關(guān)理論支持。目前我國乳制品行業(yè)面臨的重要問題是原料乳的產(chǎn)量和質(zhì)量安全問題。只有從根本上改善原料乳質(zhì)量，才能從整體上提高我國乳制品行業(yè)的競爭力。因此，干酪品質(zhì)的好壞主要由原料乳質(zhì)量決定。優(yōu)質(zhì)干酪產(chǎn)品有賴于良好的原料乳成分和安全情況，其對干酪品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在3個方面：微生物、體細(xì)胞數(shù)和牛乳中的化學(xué)成分[8]。

1.1微生物30多年以來，隨著科技進(jìn)步，發(fā)達(dá)的乳品工業(yè)國家的原料乳的質(zhì)量有了明顯的改善。通常原料乳的細(xì)菌總數(shù)控制在2×104mL-1以下。盡管在運(yùn)輸和貯藏過程中原料乳的細(xì)菌總數(shù)可能會增加，但可以通過熱殺菌（65℃，15s）的方法來控制，這種處理方法在許多國家都普遍采用[8]。然而并非所有微生物都能被巴氏殺菌殺死，如原料奶中耐高溫的細(xì)菌孢子，會在干酪成熟過程中繁殖，產(chǎn)生氣泡，破壞干酪質(zhì)地結(jié)構(gòu)。原料奶中若含抗生素，會殺死發(fā)酵劑微生物并影響后期風(fēng)味的形成。D’Amico等[9]研究了原料乳中四種微生物感染途徑，包括單增李斯特菌，金黃色葡萄球菌，沙門氏菌和大腸桿菌O157∶H7，其所得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)有助于進(jìn)行干酪中微生物的風(fēng)險評估。ÖksüzÖ等[10]使用未經(jīng)殺菌消毒的原料乳制作干酪，研究發(fā)現(xiàn)由于大腸桿菌O157的存在，由此原料乳制得的干酪存在潛在的感染風(fēng)險，易引起食源性疾病。Schoder等[11]分析了原料乳中單增李斯特菌對新鮮成品干酪的影響，并研究了其傳播途徑。結(jié)果表明，大部分單增李斯特菌來源于糞便以及農(nóng)場的操作環(huán)境且嚴(yán)重影響成品干酪的品質(zhì)。Dominguez等[12]研究了發(fā)生在法國蒙得維的亞的沙門氏菌血清型感染事件，認(rèn)為沙門氏菌的感染源于制作干酪的原料乳中的微生物污染。盡管有部分品種干酪的原料是未經(jīng)殺菌的原料乳，但絕大部分干酪是以巴氏殺菌乳或采用72℃，15s處理的牛乳為原料[8]。如果原料乳的安全狀況較好并且周圍環(huán)境的衛(wèi)生條件控制的很好，則經(jīng)巴氏殺菌的原料乳的微生物數(shù)量將會被控制在很低的水平，進(jìn)而能保證干酪的優(yōu)良品質(zhì)。

1.2體細(xì)胞由巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜中性白細(xì)胞和少量的乳腺上皮細(xì)胞主要構(gòu)成了原料乳中的體細(xì)胞（somaticcell）[13]。一般情況下，正常乳的體細(xì)胞數(shù)（somaticcellcount，SCC）小于20萬/mL，異常乳的SCC則大于20萬/mL。因此，SCC不單可以作為評價奶牛是否健康的一個標(biāo)準(zhǔn)，還可以作為評判乳品質(zhì)好壞的一個標(biāo)志[13-14]。正常原料乳中的脂肪、乳糖、酪蛋白和鈣、鉀等含量比高體細(xì)胞數(shù)（highsomaticcellcount，HSCC）原料乳中的高，而免疫球蛋白，乳鐵蛋白、血清蛋白、乳清蛋白和鈉、氯等比例卻較低。此外，隨著SCC的升高，酯酶和游離脂肪酸隨之增多，過氧化氫酶、乳酸脫氫酶、蛋白酶活性也隨之升高[14-15]。國內(nèi)外學(xué)者對于原料乳中SCC對于干酪品質(zhì)影響的研究報道較多，主要涉及干酪的成熟與產(chǎn)量。

1.2.1體細(xì)胞數(shù)對干酪品質(zhì)的影響一方面，用不同SCC原料乳制作干酪時，與干酪中游離脂肪酸含量無明顯相關(guān)性[26]，但在干酪成熟過程中游離脂肪酸含量的差異是顯著的[13]，進(jìn)而直接影響到干酪的風(fēng)味；另一方面，原料乳中SCC水平還與蛋白質(zhì)尤其是酪蛋白的水解相關(guān)，進(jìn)而破壞成品干酪的品質(zhì)[16]；此外，不同SCC原料乳對成品干酪的水分含量和質(zhì)構(gòu)特性的影響因干酪品種的差異而有所不同。Fernandes等[17]，Auldist等[18]，Mazal等[19]，Klei等[20]研究發(fā)現(xiàn)，HSCC原料乳在制作干酪過程中凝乳時間較長，凝塊較軟，反而會導(dǎo)致成品干酪的水分含量增加，硬度降低，干酪的品質(zhì)隨之降低，最終提高了干酪的制造成本且減少了乳品行業(yè)的利潤。Marino等[21]采用SCC為30×104mL-1和60×104mL-1的原料乳制作契達(dá)（Cheddar）干酪，通過檢測發(fā)現(xiàn)，無論原料乳有無殺菌消毒，隨著SCC水平提高，在干酪成熟過程中蛋白質(zhì)水解程度增加，嚴(yán)重影響了干酪的品質(zhì)，并分析了其主要原因在于原料乳體細(xì)胞中含有導(dǎo)致蛋白質(zhì)水解的蛋白水解酶。后來，Hachana等[22]對比了5×104mL-1與74×104mL-1對乳風(fēng)味的影響，發(fā)現(xiàn)SCC的增加直接導(dǎo)致原料乳異味的產(chǎn)生，進(jìn)一步揭示了SCC對原料乳品質(zhì)的影響。ChenSX等[23]采用41×104mL-1（LSCC），77×104mL-1（MSCC），和125×104mL-1（HSCC）的原料乳制作半軟羊奶干酪。研究表明，HSCC原料乳制作而成的干酪的感官品質(zhì)較差，風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)存在工藝技術(shù)缺陷。Andreatta等[24]用兩種水平SCC（＜20×104mL-1和＞80×104mL-1）的原料乳制作Mozzarella干酪，貯藏在4℃下，在干酪成熟過程中每隔一段時間取樣，檢測蛋白質(zhì)含量、蛋白質(zhì)和脂肪的水解程度以及干酪的質(zhì)構(gòu)特性。結(jié)果表明，隨著成熟時間的延長，HSCC原料乳制作的干酪的酪蛋白含量降低，游離脂肪酸含量增加。因此，為避免蛋白質(zhì)損失及脂肪酸的水解影響成品干酪的品質(zhì)，制作干酪的原料乳不能含有高水平的SCC。Jaeggi等[25]也有類似的結(jié)果：HSCC原料乳制作的干酪成熟時非蛋白氮的增加高于低體細(xì)胞數(shù)（lowsomaticcellcount，LSCC）原料乳制作的干酪；在成熟3個月后，HSCC組有更高的游離脂肪酸，其中己酸、癸酸、月桂酸明顯高于前兩組；而成熟6個月、9個月后HSCC組干酪風(fēng)味也有了明顯的缺陷，主要表現(xiàn)為酯酶味和酸敗。隨著成熟期的延長，HSCC原料乳制作的干酪蛋白質(zhì)降解加快，而這種降解也導(dǎo)致了干酪風(fēng)味和質(zhì)地的缺陷[26]。綜上所述，HSCC原料乳制作的干酪中大量游離脂肪酸的產(chǎn)生和不恰當(dāng)?shù)谋壤龑?dǎo)致干酪酸敗，而蛋白質(zhì)降解較快，造成其風(fēng)味和質(zhì)地的缺陷。因此認(rèn)為HSCC乳所制作的干酪品質(zhì)較差。

1.2.2體細(xì)胞與干酪產(chǎn)量的關(guān)系Coelho等[27]研究了體細(xì)胞水平對普拉托干酪產(chǎn)量的影響，分別采用SCC低于10×104mL-1，SSC在10×104~40×104mL-1之間，SSC＞40×104mL-1的原料乳制作普拉托干酪，結(jié)果表明隨著SCC水平的提高，所能制得的的成品干酪的產(chǎn)量明顯降低。Klei等[26]所制作的農(nóng)家（Cottage）干酪，實(shí)際干酪產(chǎn)出量分別是16.287kg/100kg和17.982kg/100kg，前者低于后者；干酪產(chǎn)出率分別是75.85％和74.35％，前者高于后者。Politis等[20]用SCC分別是10×104/mL和50×104mL-1的牛乳制作契達(dá)（Cheddar）干酪（水分37％），其干酪調(diào)整水分后產(chǎn)出量和干酪產(chǎn)出率分別減少5.0％、11.0％，如SCC增加到100×104mL-1則調(diào)整水分后產(chǎn)出量和干酪產(chǎn)出率分別減少8.7％、13.0％。還有類似的研究結(jié)果[28]：當(dāng)SCC從6×104mL-1減少到1×104mL-1時，契達(dá)干酪（水分37％）調(diào)整水分后產(chǎn)出量提高11.0％；SCC從5×104mL-1減少到3×104mL-1將導(dǎo)致契達(dá)干酪（水分35.5％）調(diào)整水分后產(chǎn)出量增加9.3％。綜上所述，幾乎所有研究者的結(jié)論都是：HSCC原料乳對干酪的調(diào)整水分后產(chǎn)出量和干酪產(chǎn)出率都有負(fù)面影響，尤其會降低干酪產(chǎn)出率。根據(jù)論述可知，制作干酪原料乳的SCC不但會對干酪的品質(zhì)造成影響，同時對干酪的產(chǎn)量影響也很大，所以生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該嚴(yán)格控制干酪原料乳的SCC，這樣才能保證干酪的品質(zhì)和產(chǎn)量。

1.3化學(xué)成分干酪生產(chǎn)中凝乳酶凝固能力、凝膠強(qiáng)度和凝塊脫水收縮程度受原料乳中化學(xué)成分尤其是酪蛋白、脂肪、鈣濃度、酸度等影響，從而制約了干酪的產(chǎn)量及成品品質(zhì)[29]。原料乳化學(xué)成分因季節(jié)變化也會發(fā)生相應(yīng)變化，特別是原料乳中脂肪和蛋白質(zhì)含量的變化會影響成品干酪的組成，最終影響成品干酪的產(chǎn)量、水分含量、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)[30]。在其它加工條件不變的前提下，原料乳的脂肪含量過低或過高都會影響成品干酪的含水量。這是因?yàn)槟榱Ｊ怯傻鞍踪|(zhì)、脂肪及水分等組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。適量的脂肪有助于加工中乳清的排出，且當(dāng)脂肪含量增加時，脂肪球能一定程度上阻礙水分從凝乳粒內(nèi)部向外運(yùn)動，另外，若脂肪含量過高，在凝乳過程中易引起脂肪上浮，加工過程中損失量更多[30]。最終成品干酪的化學(xué)成分及干酪的某些品質(zhì)由原料乳中蛋白質(zhì)與脂肪配比不同所決定[30-31]。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與脂肪比例偏低時，所得干酪彈性模數(shù)降低，干酪因發(fā)軟而缺乏彈性，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與脂肪比例偏高時，則會引起干酪發(fā)黏、發(fā)硬而產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。Guinee等[32]在原料乳標(biāo)準(zhǔn)化時通過改變蛋白質(zhì)與脂肪含量，使最終成品干酪脂肪含量分別為300g/kg，219g/kg，172g/kg，71.5g/kg，結(jié)果表明，隨著脂肪含量的降低，導(dǎo)致干酪表觀黏度和熔化時間增加，而干酪成熟過程中的流動性降低。VanHekken等[33]也有相似的結(jié)果，將原料乳中的脂肪含量分別控制在3.6%，2.0%，1.0%，0.1%~0.5%，然后制作類契達(dá)干酪，其最終脂肪含量分別是26.3%，19.0%，9.65%和1.50%。研究比較分析了干酪不同成熟時期的蛋白水解性能和流變性能。結(jié)果表明，脂肪含量的增加主要加速了β-酪蛋白的水解，而當(dāng)原料乳中的脂肪被完全脫除后，由于蛋白質(zhì)基質(zhì)含量的提高，進(jìn)而具有超高的硬度，黏度，彈性模數(shù)和黏性模數(shù)，使其難于咀嚼，融化性和拉伸性變差。其得出的類契達(dá)干酪最佳的脂肪含量不低于19.0%。St-Gelais等[34]研究了向原料乳中添加濃縮蛋白粉生產(chǎn)Cheddar干酪。其制作出的干酪酪蛋白含量較高，且產(chǎn)量也提高了不少。Kavas等[35]在研究開發(fā)低脂干酪時發(fā)現(xiàn)，以蛋白質(zhì)或碳水化合物為基質(zhì)的脂肪替代物制作的干酪水分含量高，蛋白質(zhì)含量低，蛋白質(zhì)水解度略有提高（pH4.6SN），硬度和油脂析出性降低。白度增加，且無異味和苦味，感官接受度較高，在一定程度上彌補(bǔ)了減脂干酪的缺陷。綜上，原料乳中化學(xué)成分對干酪品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)與脂肪比例，因此在生產(chǎn)干酪時，應(yīng)該對原料乳中蛋白質(zhì)與脂肪含量比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而使得干酪具備良好的品質(zhì)。

2展望

隨著科研工作者對干酪的物理、化學(xué)和微生物等方面知識的不斷積累，完全可以研究開發(fā)并生產(chǎn)出令人滿意的干酪產(chǎn)品，但如果對影響干酪成分的關(guān)鍵因素沒有很好的控制，這種可能性也許永遠(yuǎn)不能達(dá)到。牛乳是一種在化學(xué)成分上有很大變化的生產(chǎn)原料，可采取一定措施減少牛乳主要成分的差異。制作干酪原料乳中的微生物、體細(xì)胞數(shù)以及蛋白質(zhì)與脂肪比例是影響干酪品質(zhì)的主要因素，目前國外學(xué)者已經(jīng)在進(jìn)行大量研究，而國內(nèi)由于干酪產(chǎn)品起步較晚，因此對于原料乳對干酪品質(zhì)影響的研究還比較少，可供參考的方法也比較少，因此還需要針對國內(nèi)市場上的干酪產(chǎn)品出發(fā)，以原料奶成分為主要研究對象，以期為我國的干酪生產(chǎn)企業(yè)提供有力的理論支持。

作者：朱軍偉杭鋒王欽博宋馨侯建平郭本恒單位：光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室