（农产品加工及贮藏工程专业论文）农家干酪生产关键工艺的研究.pdf

摘要 农家干酪( c o t t a g ec h e e s e ) 是一种以脱脂牛奶为原料的新鲜软质非成熟型干酪，其风味柔 和，清淡，易被我国消费者接受。本文对影响农家干酪品质的主要因素进行了研究。重点开展 了菌株的筛选、工艺条件对农家干酪理化特性及产率的影响、关键工艺参数的优化、奶油酱的 配制等研究。 通过发酵、蛋白水解等一系列试验，从2 0 株菌中筛选出一株性能优良的菌株，经初步鉴定 为乳酸乳球菌乳脂亚种c h s ( l a c l o c o c c u sl a c t & s s p c r e m o r i s ) 。 乳固形物浓度、凝乳切割p h 值、升温速率和终温等关键工艺对干酪凝块品质及产率影响 的实验表明：随乳固形物浓度的升高，凝块中的固形物含量和产率呈上升趋势，而有效产率有 所下降；较高的乳固形物浓度对凝块外观产生负面影响。随切割p h 值的升高，凝块的硬度值 显著增大( p o 0 5 ) ；在p h 4 6 切割凝乳时，农家干酪凝块的产率最大，乳清中的蛋白质和同 形物损失率最小。凝块中的同形物含量和硬度值随加热温度的升高显著增人( p o 0 1 ) ；加热 速率对凝块微观结构具有一定影响，随加热速率的提高，凝块中的蛋白质基质收缩程度加大， 孔径值变小。 在各关键工艺单因素实验研究的基础上，通过回归正交试验设计优化农家干酪凝块生产工 艺，优化后的关键r t 艺参数为：切割p h 值4 6 ，开温速率o 5 m i n ，加热终点温度6 36 c 。 加热终点温度对凝块产率和硬度影响显著( p o 0 1 ) ，其次是升温速率，切割p h 值影响较小； 升温速率和切割p h 值对凝块中固形物含量有协同增效作用。 同时，本文对农家干酪关键配料“奶油酱”配方与工艺进行了研究。结果表明“奶油酱” 中的乳化剂添加量对酱粘度和奶油酱吸收率影响最大，而奶油酱中的脂肪含量也是影响其吸收 率的主要因素之一。结合感官评分确定奶油酱配方为：乳化剂添加量o 3 5 ，食盐添加量3 ， p h 值6 5 ，脂肪含量1 3 。 关键词：农家干酪，凝块，发酵荆，关键工艺，奶油酱 a b s r 】认c t c o t t a g ec h e e s ei sas o f tu n r i p e n e d ，m i l d l ya c i dc h e e s e ，m a d ef r o ms k i mm i l k t h ec o t t a g ec h e e s e s h o u l db ee a s i l ya c c e p t e db yc o n s u m e r si no u rc o u n t r y ，t h i sp a p e rs t u d i e dt h em a i nf a c t o r sa f f e c t i n g c o t t a g ec h e e s eq u a l i t y ，f o c u s e do nt h es e l e c t i o no fs t a r t e rl a b ，i m p a c to nc o m p o s i t i o n a l ，t e x t u r a l p r o p e r t i e sa n dy i e l do fc o t t a g ec h e e s ec u r dd u et op r o c e s sc o n d i t i o n s ，o p t i m i z a t i o no fc r i t i c a l t e c h n o l o g i cp a r a m e t e r s ，f o r m u l a t i o no f c o t t a g ec h e e s ed r e s s i n g ，e t c o n ep r e f e r a b l eb a c t e r i u m ，w h i c hw a sp r e l i m i n a r i l yi d e n t i f i e da sl a c t o c o c c u sl a c t i ss s p c r e m o r i s c h 5 ，w a ss e l e c t e df r o m 2 0b a c t e r i ab y as e r i e so fe x p e r i m e n t si n c l u d i n gf e r m e n t a t i o n ，a n d p r o t e o l y s i s t h er e s u l t so fo n ef a c t o re x p e r i m e n ts h o w e dt h a t ：w i t hi n c r e a s eo ft o t a ls o l i d si ns k i mm i l k ， p e r c e n t a g eo ft o t a l s o l i d si nc u r da n dc u r dy i e l di n c r e a s e d ，b u ty i e l de f f i c i e n c yo ft h ec h e e s e d e c r e a s e d ；t h eh i g h e rt o t a ls o l i d si ns k i mm i l kh a da na d v e r s ei m p a c to aa p p e a m c eo fc h e e s e c u r d t h e f i r m n e s so f c u r d i n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( p 0 0 5 ) w i t h i n c r e a s eo f c u t t i n g p h ：w h e nc u t t i n g a tp h4 6 ，t h ey i e l do f c u r dr e a c h e dt h eh i g h e s t ，t h ea m o u n to f p r o t e i na n dt o t a ls o l i d sl o s ti nw h e y w e r et h el e a s t t h ep e r c e n tt o t a ls o l i d sa n df i r m n e s s so fc u r di n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( p o 0 1 ) w i t h i n c r e a s eo f h e a t i n gt e m p e r a t u r e ；h e a t i n gr a t eh a da l li n f l u e n c eo nc u r dm i c r o s t r u c t u r e ，w i t hi n c r e a s e e o f h e a t i n gr a t e ，t h ee x t e n to f p r o t e i nm a t i xc o n t r a c t i o ni n c r e a s e d ，t h ep o r e s i z eb e c a m es m a l l e r ， c r u c i a lp r o c e s sp a r a m e t e r so fc o r a g ec h e e s e ，w h i c hw e r ec u t t i n gp h ( 4 6 ) ，h e a t i n gr a t e ( o 5 * c m i n ) ，c o o k i n go u tt e m p e r a t u r e ( 6 3 ) ，w e r eo p t i m i z e db yu s i n gt h r e ef a c t o r sq u a d r a t i c d e s i g n c o o k i n go u tt e m p e r a t u r eh a das i g n i f i c a n t ( p o 0 1 ) i n f l u e n c eo ny i e l da n df i r m n e s so f c u r d ， t h ee f f e c to fc u t t i n gp hi ss m a l l e s t t h e r ew a si n t e r a c t i o nb e t w e e nc u t t i n gp ha n dh e a t i n gr a t ef o r i o t a ls o l i d sj nc u r d a tt h es a m et i m e ，t h ef o r m u l a t i o na n dp r o c e s sf o rd r e s s i n gm a n u f a c t u r ew a ss t u d i e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a t ：t h ea d d i t i o na m o u n to fs t a b i l i z e rh a dt h eh i g h e s ti n f l u e n c eo nd r e s s i n gv i s c o s i t ya n d r e t e n t i o na m o u n tb yc o t t a g ec h e e s ec u r d ，t h ef a tc o n t e n to fd r e s s i n gw a so n eo f t h em a i nf a c t o r sw h i c h a f f e c t e dt h er e t e n t i o no f d r e s s i n gb yc u r d c o m b i n e dw i t ht h es e n s o r ye v a l u a t i o ns c o r e s ，t h eo p t i m u m f o r m u l a t i o no f c r e a m i n g d r e s s i n g w a s ：s t a b i l i z e ra d d i t i o n0 3 5 ，s a l ta d d i t i o n3 ，p h6 5 ，a n d t h e f a tc o n t e n t1 3 k e yw o r d s ：c o t t a g ec h e e s e ，c u r d ，s t a r t e r ，c r i t i c a lt e c h n o l o g y ，c r e a md r e s s i n g l l 图表清单 表l - 主要干酪品种2 表l _ 2 农家于酪中的常规化学成分3 袁1 - 3 几种常见千醅的组成3 表2 - l三因素二次正交回归组台设计因素水平编码表一1 0 表2 - 2正变实验因素水平表 1 2 袭3 - 1 一l 苗株筛选试验结果1 4 表3 - 1 2 苗株c h j 的初步鉴定结果 1 5 袭3 - 2 1 原料奶组成及对凝块理化性质的影响1 6 表3 - 2 - 2 农家干酪凝块的有效产率( k g , k g ) 1 7 表3 - 2 - 3 凝块和乳清中的蛋白质及躅形物回收率的比较 1 7 表3 2 - 4 不同切割p i 值对凝块理化特性的影响1 9 表3 - 2 5 不同切割p h 值下凝块和乳清中的固彤物和蛋白回收率2 0 表3 - 2 6 不同加热速率下凝块中的固形物含量和加热温度的回归关系 2 2 表3 - 2 - - l ：n 加热速率下凝块硬度和加热温度的回归关系2 2 表3 - 28 不同加热速率下乳清中的瑚形物和蛋白质同收率2 3 表3 - 3 1 三因素二次回归正交组台设计实验结果2 6 表3 - 3 2 干酪产率同归关系的方著分析表 2 7 表3 - 3 3 干酪硬度回归关系的方差分析 2 9 表3 3 - 4 农家十醯凝块硬度的感官分析表3 1 表3 - 3 5 凝块中固形物含量回归关系的方差分析3 2 表3 4 1 奶油酱配制的_ l | ：= 交实验结果l 1 6 ( 4 5 ) 一 3 6 袁3 - 4 2 农家干酪样品的感官评分结果3 8 表3 - 5 1 农家干酪的化学组成4 0 圉3 - 2 一 乳耐形物浓度对农家干酪凝块产率钉移响” 图3 - 2 2 切割口h 值对农家_ t 酪凝块，“率的影响】9 蝌3 - 2 3 升温遗辜，加热温度与凝块巾固形物含量及强块硬度的荚系2 2 图3 2 _ 4 不同加热速率f 形成的农家干酪凝块内部扫描电镜( s e m ) 图( 】0 0 0 0 ) 2 4 图3 - 3 1 农家干酪凝块产率单因子效应曲线2 8 图3 - 3 2 农家干酪凝块产率单因子边际效应曲线2 8 幽3 - 3 - 3 农家干酪硬度单因子效应曲线3 0 图3 3 _ 4 农家干酪凝块硬度单因子边际效应曲线 一3 0 幽3 - 3 - 5 凝块中固形物含量单因子效应曲线3 2 图33 _ 6 凝块中固彤物含量的单固予边际效应曲线3 3 圈3 - 3 7 切割p h ( x 1 ) 与引温速率( x 2 ) 交互作州图( 响应面幽) 3 4 图3 - 3 7 切割p h ( x 1 ) 与升温速率( x 2 ) 交互作用图( 等高线图) 3 4 图3 - 5 一l 农家干醋贮藏过程中的细菌总数和酸度的变化( 4 ) 3 9 鼬3 - 5 - 2 农家干酪贮藏过程l _ 嗜冷菌总数的变化( 4 ) 3 9 v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的到f 究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文巾不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了r 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 斋 文时间：助晦年月佯1 3 关于论文使用授权的说明 本人完全了解巾国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上 发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：砉：爻 时间： 7 , o o s 年6 月，￥目 导师签名： f 移民圣 时间： 加，年6 月，户e 1 1 干酪概述 1 1 1 干酪的定义及其发展概况 第一章前言 联合国粮农组织( fa0 ) 和世界卫生组织( w ho ) 制定了国际上通用的干酪定义：干酪是以 牛乳、奶油、部分脱脂乳、酪乳或这些产品的混合物为原料，经凝乳并分离乳清而制得的新鲜 或发酵成熟的乳制品”“j 。 干酪生产已有很久的历史，它和奶油一样是人类最早利用的乳制品据考证干酪在公元前 6 0 0 0 7 0 0 0 年之间起源于人类文明发祥地之一的底格里斯和幼发拉底两河流域【45 1 0 随着人类 文明的迅速传播，干酪生产很快传入中东、埃及、希腊和罗马，以后发生的罗马军队大举入侵 欧洲，对于酪生产传遍籀个欧洲起了决定性的作用i 6 叫。 在欧洲、美洲和火洋洲的澳大利亚和新西兰等传统的干酪市场上，干酪生产和消费量都很 大。法国的干酪年产量在1 4 万吨以上，美国干酪的年销售额可达1 0 0 多亿美元”。据2 0 0 4 年t 月公布的i d f 世界乳业形势报告显示，世界干酪产量在2 0 0 2 年增长了两个百分点，达到 1 5 4 0 万吨，干酪消费量在成熟市场和新兴市场都有继续稳定增长的趋势i s j o 在原欧盟1 5 国， 人均消费量从1 9 9 9 年的1 7 9 公斤增长到2 0 0 2 年的1 8 9 公斤，相应地在美国人均消费量从1 4 7 公斤增长到1 5 ，i 公斤，而在东欧的消费量有所下降”“。在距洲地区尤其是埃及、伊朗、以 色列等游牧民族国家，干酪制造也有悠久的历史。日本并不以游牧业为主，但二次大战后，随 着经济腾飞和西方文化的侵入，同时政府大力倡导“白色革命”，打出“一杯牛奶，强壮一个民 族”的1 ：3 号，从儿童开始增加乳制品的摄入量，干酪作为乳的浓缩物，消费量迅速增长。1 0 jo 日 本年人均干酪消费量从1 9 8 5 年的0 8 公斤增氏到2 0 0 1 年的1 9 公斤，成为亚洲最大的干酪消费 市场。我国也有很长的干酪生产历史，各少数民族的干酪制品( 如蒙古族、哈萨克族的奶豆腐， 藏族的奶疙瘩、曲拉，白族的乳扇等) 都很有特色，但这些传统奶酪的生产大多采用家庭式手 工生产，没有形成规模产量及稳定的消费市场。近年来，中国入已经逐渐开始喜欢食用干酪 1 2 ) o 自1 9 9 6 年开始我国干酪的进口量持续增长，从1 9 9 8 年到2 0 0 3 年干酪进口量年均增长率为5 9 ，2 0 0 3 年进口量更是比上年增k 了8 2 ，这说明国内已具备消费干酪的市场，中国干酪产业 潜在的巨大发展空间不容忽视”1 ”。 1 1 2 千酪的分类 在各种乳制品中，干酪的种类最多。由于各地区加工方法和成熟方法的不同，形成了各具 特色的干酪品种m “1 。据不完全统计，全世界共有干酪9 0 0 余种，其中较著名的品种有4 0 0 多种6 + ”3 。 目前，根据加工方法和使用目的不同，产生了不同的干酪分类体系。按不同的加工方法可 将干酪分为酸凝干酪和酶凝干酪两种。两者的主要区别在于：酸凝干酪是利用酪蛋白在等电点 附近形成凝胶而成，常作为鲜食干酪，不需要成熟；而酶凝干酪主要是在凝乳酶的作用下形成 凝乳，一股要经过成熟，由于水分含量少，所以保质期较长“8 ”。“。 国际乳品联合会( i d f ，1 9 7 2 ) 提议干酪可以其水分含量为标准分为硬质、半硬质、软质 和再制干酪四种，也可依其成熟的特征或干物质中的脂肪含量来分类。目前一般的分类是基于 干酪硬度与成熟特征”“。如表1 所示。 表1 - 1 主要干酪品种 t a b l e l - 1p r i n c i p a lc h e e s ev a r i e t i e s 注：分类依据参考文献骆承庠乳与乳制品工艺学( 1 9 9 9 ) 1 1 3 农家干酪( c o t t a g ec h e e s e ) 的品种及其特性 农家干酪( c o t t a g ec h e e s e ) 是一种以脱脂牛奶为原料生产的新鲜软质非成熟型干酪，由农 家干酪凝块利奶油调味酱调和而成。与其它鲜食干酪不同的是，农家干酪产品成颗粒状，因此 我们又可形象的称之为“爆米花”干酪( p o p c o r nc h e e s e ) 。尽管我们并不清楚它确切的起源， 但从c o t t a g e 一词来看，它应该最早起源于乡村或农场。在几个世纪前，欧洲和美国就开始生产 和制作农家干酪，而美国则是最早实行工业化生产的国家 2 4 3 。 11 _ 3 1 农家干酪的分类及特点 根据脂肪含量的高低可将农家干酪分为三种：农家干酪( c r e a m e dc o t t a g ec h e e s e ，脂肪含量 2 4 ) ，低腊农家干酪( 1 0 w f a tc o t t a g ec h e e s e ，o 5 脂肪含量2 ) 和无脂农家干酪( n o n f a t c o r s ec h e e s e ，脂肪含量 o 5 ) 。此外，根据切割尺寸的不同还可分为小块农家千酪( 长1 4 3 t 8 寸) 和大块农家干酪( 长1 2 3 4 寸) 。 不同脂肪含虽的农家干酪中常规化学成分如表1 - - 2 所示a 表1 - 2 农家千酪中的常规化学成分 t a b l e l - 2c h e m i c a lc o m p o s i t i o no f c o t t a g ec h e e s e 注：资料来源于 2 5 农家干酪的营养和风味特点：作为一种低热量高营养的食品，它舍有丰富的蛋白质，矿物 质和维生素，其稠度均一、圆润，味道爽口、新鲜，具有柔和的酸味和香味，在许多国家都十 分普及。受到广大消费者尤其是减肥人士的欢迎”3 2 6 。农家干酪与其他几种常见的干酪组成 成分比较见表1 - 3 所示。 表i 3 几种常见干酪的组成 t a b l el - 3c o m p o s i t i o no f s o m ec h e e s e s 注：贷科米踩于周光宏百产品加工学( 2 0 0 2 ) 农家干酪适合于作早餐、快餐和甜食食用，也可用作其它菜肴的配料。由于其风味柔和， 清淡，因此可以和新鲜蔬菜，水果及多种调味酱调和食用；由于其脂肪含量较低，质地软，因 此可用低脂农家干酪来代替高脂肪的奶油干酪( c r e a mc h e e s e ) 加工甜食，如c h e e s e 蛋糕；由 丁其水分含量高，因此可加入焙烤食品中来增加产品水分含量；融化后的( 糊状) 农家干酪还 可添加到许多食品中以增大其粘度“。 3 1 1 3 2 农家干酪的主要理化特性 1 1 3 2 1 水分及脂肪含量： 美国标准组成协会及u s d a 规定农家干酪凝块及最终产品( 不论是高脂还是低脂或无脂农 家干酪) 中的水分含量也不得超过8 0 ，对于高脂农家干酪来说，乳脂肪含量不得低于4 “ 2 7 i 1 3 2 2 硬度( h a r d n e s s f i r m n e s s ) ： 对消费者而言，质地是衡量干酪品质好坏最芙键的属性e 2 8 3 1 o 据l e ee ta 1 研究表明，结 合消费者的购买偏好及产品感官评定可知，硬度是干酪生产中最重要的质构指标”“。其他研究 者在对农家干酪质地进行研究时也指出，在任何情况下硬度都是最主要的质构参数啪。2 。3 3 。 e m m o n s 等人认为有效的控制产晶硬度及水分含量对农家干酪产率和品质的控制是至关重要的 3 4 e m m o n s p r i c e i ”1 最早采用c h e r r y b u r r e l l 凝乳拉伸仪米测定农家干酪的硬度，以单根金属 丝通过压缩凝块时受到的力来表示凝块硬度，用这种方法测得结果的变异系数在3 1 - - 4 4 的范围内。后来v o i s e y & e m m o n s l 3 2 改进了这种方法，他们将金属丝的数量增至3 根，从而将 所测得结果的相对变异系数降至2 9 。d em a n i ”j 采用k r a m e r 剪切压缩装置( k r a m e rs h e a r p r e s s ) 来测定农家干酪硬度，探头是由并排排列的1 0 个标准刀片组成，硬度值以刀片切割压 缩凝块时受到的最大应力来表示，然而用该方法测得结果的相对变异系数在2 2 一t 4 1 范围 内，这表明用k r a m e rs h e a r p r e s s 测农家干酪硬度时灵敏度不是特别高。万用拉伸测定仪( i n s t r o n u n i v e r s a lt e s t i n gm a c h i n e ) 被认为是灵敏度较高的质构测定装置，它和渥太华质构测定系统 ( o t t a w at e x t u r em e a s u r i n gs y s t e m ) 联用后能有效的测定像农家干酪一样不具备规则形状的产 品质地p ”。装置所采用的探头是带有圆孔的金属板，测定时凝块先被压缩和剪切，然后通过平 板上的圆孔挤压出来。用这种方法测得硬度值的相对变异系数为1 1 3 一1 8 8 1 3 ”。 1 2 影响农家干酪品质的因素 农家干酪是传统干酪制品，历史悠久。据研究表明，影响农家干酪凝块组成和质构特性的 因素有发酵剂，原料奶成分，凝乳条件，切割p h 值，加热条件以及凝块水洗过程。7 3 9 - 4 4 o i 2 1 发酵剂 在干酪的加工过程中，一般选择一株或几株菌作为发酵剂，其主要作用是产酸，并在一定 的条件下，产生风味化合物如乙酸，乙醛和双乙酰等，并且产生蛋白酶和肽酶，促进蛋白的降 解“。发酵剂产生的酸可促进凝块中乳清的排出，从而降低干酪中水分的含量；抑制有害微生 物的生长。 常用的发酵剂可分为嗜温性发酵剂( 最适温度约为3 0 。c ) 和嗜热性发酵剂( 最适温度为4 2 ) ，发酵剂又分为单菌种发酵剂和混合菌种发酵剂。生产中使用的发酵剂要根据干酪的工艺特 性进行选择，如菌种的发酵特性和产酸特性，抗噬菌体能力，柠檬酸利用率和蛋白水解性等“1 。 农家干酪所用的菌种一般为嗜温性发酵剂，如乳球菌和明串珠菌等阱“i 。在农家干酪生产过程 4 中国农业大学硕士学位论文 第一章前言 中，如果发酵剂菌体发生凝集作用则易导致槽底部酸度过高，最后引起酪蛋白沉淀，在槽底部 形成泥状沉淀物“5 “。由于乳酸乳球菌或乳脂乳球菌对凝集作用不敏感，因此常用于农家干 酪的生产“。 农家干酪生产中最常使用的发酵剂有两种，种是由只能发酵乳糖产酸的菌株组成，称为 。型发酵剂，如乳酸链球菌和乳脂链球菌；另一种发酵剂( b 或d 型发酵剂) 中除含有产酸菌 外，还包括产香菌，如乳脂明串珠菌和r 二酮乳酸链球菌，它们能代谢柠檬酸产生双乙酰等风 味物质。两种发酵剂在生产上各有利弊：用。型发酵剂生产的农家干酪风味和口感较淡，但凝 块质地紧密，而且发酵荆的产酸过程比较稳定，产生的c 0 2 非常少；用b 或d 型发酵剂生产 的农家干酪风味较好，但在柠檬酸代谢中会生成大量c 0 2 ，易造成凝块上浮，从而使酪蛋白细 粒损失量增大，造成产率的f 降“4 4 。 发酵剂的发酵特性和蛋白水解活力能直接影响凝块的品质 4 7 3 0s t o d d a r d 等人研究发现，相 对蛋白水解性高的菌株而言，用蛋白水解活性低的菌株生产农家干酪时可将理论产率提高2 2 6 4 8 j 。 1 2 2 脱脂乳中的固形物含量对农家千酪品质的影响 原料奶中的非脂乳围形物( s n f ) 含量对产品质量和产率影响较大，与用泽西奶牛所产奶 ( 干物质含量为9 8 ) 生产的凝块相比，用荷兰奶牛所产奶( 固形物含量8 7 ) 生产的凝乳 更易碎，从而造成乳清中的酪蛋白损失量更大c 4 9 。 o l s o n 指出，使用固形物含量高的牛奶能提高干酪的产率，因为与低固形物含量的牛奶相比， 用前者生产的干酪中干物质回收率更高，然而当圆形物含量超过】1 时，可能会造成净产量( 即 每单位质量的脱脂乳固形物在干酪固形物中的回收率) 的f 降，这可能是由于不适当的凝乳操 作体系所造成，即在凝乳硬度较高时由于切割操作不当而造成大量酪蛋白颗粒的损失o “。 w h i l e 和r y a n 以脱脂奶粉为原料，研究了不同的固形物浓度( 8 2 0 ) 对产品特性的影响， 结果表明，以固形物浓度为1 0 5 的复原脱脂乳生产的农家干酪结合水分含量，产率，花费以 及凝乳外观考虑是最优的”。 k o s i k o w s k i 等人”“将脱脂奶进行超滤处理，使其中的蛋白质含量达到1 5 ，采用这种超 滤奶生产出来的凝块虽然大小一致，表明光滑，但具有类似于凝胶的质地，且颜色和外观评分 较低，奶油酱吸收量较小。t r a t n i k ”“等人研究了不同同形物和蛋白质含量的脱脂奶对农家干 酪品质的影响，结果表明，采用固形物含量为1 0 7 3 、1 3 0 5 。蛋白质含量为5 2 9 、7 3 6 的超滤奶生产农家干酪时，与低同形物含量的原料奶或经脱脂奶粉强化的脱脂奶相比，所生 成的凝块更大更硬，且大小更加均匀致，产率更高，但发酵时间大大延长。 1 2 3 切割p h 值对农家干酪品质的影响 e m m o n sa n dt u c k e y 指出，选择合适的凝乳切割时间是农家干酪生产过程中最关键的步骤 之一，它能影响凝乳中的固形物回收率，干酪的组成，产率和质量 4 2 1 , 凝乳的切割时间( 添加 发酵剂到凝乳后切割前的这一段时间) 般由凝块p h 值来判定。如果切割时的p h 值过高( 酸 5 度过低) ，则加热过程中凝块排出乳清的速度较快，酪蛋白容易聚集在一起，所形成的产品质地 较硬，有弹性；如果切割p h 过低，则形成的凝乳较软，易碎，呈糊状”1 ”1 。因此确定最佳的 凝乳切割时间是非常关键的。 h a l e s 等人推荐一般应在凝乳p h 值达4 6 4 7 时进行切割，因为该值接近于酪蛋白的等电 点，此时蛋白质复合物的水台程度最低。t u c k e y 和l u n d s t e d t 建议切割p h 值应为4 6 ，因为相 对于p h 4 7 来说，在p h 4 6 下切割可使凝块在后续的加热过程中经受更高的温度，从而提高产 品的贮藏性。1 。e m m o n s 等人“2 1 研究表明，在一定的加热温度范围内( 4 6 - - 6 0 c ) ，随着切割 p h 值( 在4 6 - - 4 9 之间) 的增加，凝块的硬度，粘聚性和干物质含量也随之增大。然而，当切 割口h 为4 9 时，凝乳在加热过程中有融化的趋势，因此确定所需达到的切割p h 为4 7 5 - - 4 8 。 1 2 4 加热条件对农家于酪品质的影响 e m m o n s ，d u n k l e y 等人研究表明加热温度的提高能增大凝乳的硬度和干物质含量“。 然而，在4 6 - - 6 0 的范围内，当加热温度定时，随着热煮时的p h 值( 4 5 - - 4 8 ) 升高，凝块 中的干物质含量也随之升高。大肠杆菌，荧光假单胞菌，乳脂乳球菌和乳酸乳球菌在5 5 乳清 ( p h 4 6 ) 里的d 值分别为4 3 ，1 8 8 ，o 6 4 和4 5 7 m i n ，因此c o l l i n s 建议加热时至少将温度升 高到5 5 ，并在此温度下最少保持1 8 m i n 可杀死大肠菌和部分嗜冷菌”“。 d u n k l e y 等”研究表明随着加热速率的提高( 在0 1 8 - - 0 5 0 。c m i n 范围内) ，凝块的硬度 和干物质含量随之升高。e m m o n s 和t u c k e y ”“指出，加热速率起始时为0 1 1 m i n ，在加热结 束时逐渐升至o 3 * c r a i n ，从而在2 小时内使凝乳温度升高到5 1 6 5 4 4 c ，在这种加热条件下 生产出来的农家干酪质量较高。t u c k e y 认为，如果加热速率过快，每个凝乳颗粒表面的蛋白质 会形成一层类似于半透膜的薄膜，从而阻i p 乳清从凝乳中排出，在添加奶油调味酱时也会阻碍 奶油的吸收。 1 2 5 奶油调味酱对农家干酪品质的影响 大部分的农家干酪是以添加奶油调味酱后的产品形式出售的，产品中的脂肪含量一般为4 ，也有的含脂肪2 ，l 或是不含脂肪( 脂肪含量低于0 5 ) 。凝块与奶油调味酱之间的比 例一般为6 0 ：4 0 或5 6 ：4 4 。对于大部分消费者来说，如果农家干酪包装内存在大量的游离奶 油，则意味着产品品质较差。因此有必要测定产品中游离奶油的析出量。e m m o n s 和p r i c e 研究 了影响农家干酪产品中游离奶油的析出量，凝块中的奶油吸收量和凝块硬度的因素。他们的研 究结果表明，能增加奶油调味酱粘度的阏素，例如较高的均质压力和添加稳定剂能提高凝块中 的奶油保留量，但并不显著影响凝块的硬度；其它因素如改变奶油和凝块问的比例，p h ，盐 含量，将凝块弄碎，添加奶油后凝块放置时间等虽然能提高凝块中的奶油保留量，但同时会降 低凝块的硬度及引起其它负面影响”。 w i l s o n 和t r i m b l e 很早就提出将奶油进行均质化处理，这样可以阻止农家干酪中奶油和凝 块的分离。m a r i u s 建议在2 1 - - 2 6 7 时，对奶油进行均质处理可促进脂肪聚集并增加粘度：再 添加2 的脱脂奶粉可进一步提高奶油粘度”“。 6 中国农业大学硕士学位论文 第一章前言 将奶油调味酱的p h 值降低至5 左右可延长产品的贮藏期，但p h 值过低却会造成产品乳清 析出。美国俄勒网州大学的研究人员表明，在奶油调味酱中添加占干酪总重o 0 7 5 的山梨酸可 将农家干酪的贮藏期延长一倍，并且不会产品的风味造成不良影响。在4 c 的奶油调味酱中添 加丁二酮乳酸链球菌，芳立即与凝块混合，包装，也可降低产品p h 值，延长贮藏期，并可在 4 8 h 内获得良好的发酵风味1 6 2 o 1 3 研究意义与目的 素有“乳制品之王”称号的干酪是乳制品中唯一在全世界保持产量连续增加的产品。发达 国家每年大约有1 3 l ，2 左右的鲜奶用于干酪的生产，该比例还在逐年增加”“。其中鲜食干 酪的产量更是呈现明显的上升趋势，其中包括农家干酪。t 9 9 9 年，鲜食干酪的产量占世界于酪 总产量的3 2 4 ，较十年前上升了3 8 ( 1 d f ，2 0 0 0 ) 。 近几年，中国奶业进入高速发展期。奶类总产量从2 0 0 0 年到2 0 0 3 年始终保持两位数的增 长。同时，中国乳业的产品结构已经发生了较大变化，奶油和干酪产量一直在上升。近年来我 国干酪进口量也一直呈上升趋势，从1 9 9 8 年到2 0 0 3 年千酪进口量年均增长率为5 9 ，其中2 0 0 3 年进口量比上年增长了8 2 ，这说明国内已有消费干酪的市场。“1 。资料显示近几年我国干酪 的需求量以每年1 5 的速度迅速增欧，然而由于经济，技术和饮食文化等方面的原因，我国干 酪的工业化生产尚处于起步阶段，专业化干酪生产厂家寥寥无几，大量的需求缺1 2 1 仍依靠进口 来弥补 1 2 o 这也导致干酪在国内的销量较小，一方面是因为作为进口商品，其价格较高：另一 方面则是因为其口味一时还难以被更多消费者接受。基于上述原因，为顺应国际和国内乳品发 展趋势，我们应开始参考欧美等国家的先进生产技术，针对中国的市场需求和消费者的嗜好， 来进行调整干酪风味和干酪品种的研究，以其推动中国干酪产业的发展。 农家干酪作为一种鲜食的软质干酪，较其它成熟干酪来说，其风味柔和，清淡，因此推广 时易被国人接收；农家干酪不需成熟，加工完后即可食用和出售，生产周期短，资金周转快， 所以资金报酬高；由于它属软质干酪，所以出品率高，经济效益高，是我国推“干酪产业的酋 选。 本课题在国外农家干酪研究的基础上，针对影响干酪凝块产率，主要理化特性的因素进行 系统研究通过对影响农家干酪品质的菌株进行分离、筛选及初步鉴定，并对关键生产工艺进 行优化，为实现我国农家干酪_ _ _ = 业化生产提供理论依据。 7 2 1 材料与试剂 第二章材料与方法 2 1 1 实验材料 原料奶：新鲜无抗奶，购于北京诬郊奶牛公司，经脱脂后比重为1 0 2 8 ，蛋白质含量为3 2 ，脂肪含量 0 5 。 农家干酪样品：购于德国 脱脂奶粉：由新西兰w e s t l a n dc o o p e r a t i v ed a i r yc o m p a n y 提供。 黄油：上海光明乳业有限公司 2 1 2 试剂 硫酸铜，硫酸钾。浓硫酸，2 硼酸，4 0 n a o h ，甲基红溴甲酚绿混合指示剂，0 i m 的盐 酸标准溶液；p h 4 6 醋酸缓冲液；1 邻苯二胺，4 n 的盐酸；石英砂：浓氨水，9 5 乙醇，乙 醚，石油醚( 沸程3 0 6 0 c ) ：o i na g n 0 3 标准溶液，5 铬酸钾溶液，所用试剂均为分析纯 试剂。 2 2 仪器与设备 p h 2 11 精密酸度计( 意大利哈纳科仪公司) u v 2 1 0 2 p c 紫外可见分光光度计( 尤尼柯上海仪器有限公司) s n b i 数字粘度计( 上海精密科学仪器有限公司) s w - c j 超净工作台( 中日合资苏州安泰空气技术有限公司) t g l 1 6 c 高速台式离t l , 机( 上海安亭科学仪器厂) d h g 9 0 7 6 a 电热恒温鼓风干燥箱( 上海精宏实验设备有限公司) 乳脂离心机( 美国t h e d e l a v a l s e p a r a t o rc o ) 高速剪切分散乳化机( 上海弗鲁克流体机械制造有限公司) 凯氏定氮仪k d y - 9 8 3 0 ( 北京思贝得研究所) 恒温培养箱d n p - 9 0 2 8 ( 上海精宏实验设备有限公司) 电热恒温水槽d k 8 b ( 上海精宏实验设备有限公司) 食品流变仪r t - 2 0 0 2 d d ( 日本r h e ot e c h 公司) 干酪槽及干酪刀( 中国农业大学功能乳品实验室提供) 2 3 实验方法 2 _ 3 1 农家干酪生产用菌株的筛选 23 1 1 培养基配制 复原脱脂奶：配制时固形物含量为1 2 ( 脱脂奶粉：复原乳，w w ) ，1 1 59 c 灭菌1 5 分钟。 m 1 7 合成培养基“：m 1 7 基础培养基9 5 m l ，乳糖溶液5 m l 。 8 中国农业大学硕士学位论文 第二章材料与方法 m 1 7 基础培养基的配制：胰蛋白胨2 5 克，胃蛋白胨2 5 克，大豆蛋白胨5 克，酵母浸膏 2 5 克，牛肉膏5 克，b 磷酸甘油二钠l o 克，m g s 0 4 7 h 2 00 2 5 克，抗坏血酸0 5 克，琼脂1 5 克，蒸馏水9 5 0 m l ，调p h7 i 一7 2 ，1 2 l 灭菌1 5 分钟。乳糖溶液的配制：乳糖l o 克，蒸馏水 1 0 0 m l ，1 2 1 灭菌1 5 分钟。 2 3 1 2 菌株的分离、纯化 用无菌法取干酪样品，用无菌生理盐水稀释后，倾注平皿内，采用m 1 7 培养基于3 0 培 养4 8 7 2 小时，挑取特征菌落，接入m 1 7 肉汤内，当肉汤变混浊，涂片镜检。当菌纯化后， 接入脱脂乳管中活化3 4 代，待凝乳性能稳定后，复检，直至纯化为止”“。 2 3 i 3 双乙酰的测定” 取发酵乳液进行蒸馏，混合馏液，使其中的双乙酰和邻苯二胺反应，利用生成物的盐酸盐 在3 3 5 n m 波长下有一最大吸收值，对双乙酰进行定量测定。双乙酰含量的计算方法： 双乙酰( p p m ) = e 1 2 - - 0 0 】 式中：e 一吸光度值 1 2 一吸光度值和双乙酰含量的换算系数 0 0 1 一校正数 2 3 】4p h 4 6 可溶性氮测定” 取发酵乳液1 0 m l ，加入2 0 m lp h 4 6 的缓冲液，将混合液的最终p h 调为4 6 ，在3 5 0 0 r p m 的条件- f 离心2 0 分钟，取上清液用微量凯氏定氮法测定。 2 3 ，1 5 噬菌体检测“7 1 用双层平板法，观察有无噬菌斑的形成。 2 3 1 6 凝乳硬度的测定 模拟干酪生产条件，取2 0 0 m l 复原脱脂乳，经巴氏杀菌处理后，接入5 的发酵剂，在3 0 下培养，待凝乳后取出，用流变仪测凝胶强度。选用探头直径为l c m ，下降速度为1 2 0 m m r a i n ，下降距离为2 0 m m 。 2 3 1 7 菌种鉴定试验”1 所分离、提纯菌种来自于菌种保藏单位、实验室保藏菌种及农家干酪样品中；经发酵试验， 选择性培养基上生长的菌落形态和镜检观察、生长温度试验、不同p h 及盐溶液生长试验、耱 醇发酵试验等鉴别试验，对所分离纯化菌株进行初步鉴定。 2 3 2 农家干酪凝块关键工艺优化 2 3 2 1 本实验所采用的干酪凝块加工工艺流程“”2 ” 原料乳一脱脂一标准化一巴士杀菌( 6 3 。c ，3 0 r a i n ) 一冷却( 3 1 ) 一发酵剂( 采用短时 发酵法，接种量为5 ) 一凝乳一切割一静置1 5 m i n ( 使凝乳收缩，并排出部分乳清) 一加热收 缩，排乳清一水洗( 分两次，水温分别为2 5 c 和4 c ) 一吊袋排乳清一4 冷藏 2 32 2 单因素试验设计 试验一：不同乳固形物浓度对干酪品质的影响 其他条件不变，以脱脂乳为原料，研究不