（农产品加工及贮藏工程专业论文）比萨干酪腌制技术及动力学研究.pdf

天津科技大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成 果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或 撰写的成果内容。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：弓静弓弓电 e l 其1 1 ：沙序弓月拥 专利权声明 本人郑重声明：所呈交的论文涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津科技 大学所有。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：亏幽事弓夸 。 1 7 ：1 为1 ：侧咿弓月, - , t h 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天 津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密ii ( 请在方框内打“”) ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密il ( 请在方框内打“”) 。 作者签名： 导师签名： 弓杩军亏专 只期：撕年岁m - 7 同 r 期：沙涝年多月二7 同 摘 比萨干酪属于低水分m o z z a r e l l a 干酪， 论文研究了比萨干酪的腌制工艺及其的动力 品质的影响并比较了不同的腌制方法的腌制 对品质的影响，确定最适于比萨干酪加工的腌制方法。 通过对腌制时间、腌制温度、盐水浓度三个因素进行单因素与正交实验，确定了 较佳的腌制条件：腌制温度4 c ，腌制时间8 1 2h ，盐水浓度不低于1 6 ( w w ) 。腌 制过程中n a c i 向干酪中迁移需要消耗能量，符合一级反应动力学模型。通过s p s s 软件进行多元线性回归分析，腌制后比萨干酪的含盐量与腌制时间、腌制温度、盐水 浓度可体现出一定的线性关系，p 2 = 0 8 6 3 。 研究了盐水浓度、成熟期及干酪的不同部位对干酪品质的影响，盐水浓度与成熟 期及二者的交互作用对游离油脂及可榨乳浆生成量均有极显著的影响，盐水浓度越 低，二者生成量越大；随着成熟期的增加，游离油脂的生成量增加，可榨乳浆的生成 量骤减；成熟期对比萨干酪中蛋白质水解影响极显著，水解程度随成熟期的增加而增 大，而盐水浓度及二者的交互作用影响不显著；干酪部位对游离油脂含量的影响极显 著，同一块腌制干酪的外部游离油脂含量低于中心；通过扫描电子显微镜观察，随着 盐水浓度的提高及成熟期的延长，比萨干酪的蛋白质膨胀程度随之增大，乳浆通道变 得更小。 通过比较了三种腌制方法：向切碎的凝块中拌撒干盐、用热盐水对干酪进行热烫 拉伸、冰盐水腌制脱模的新制干酪。冰盐水腌制的比萨干酪的硬度、弹性、黏着性， 切削性及对微生物污染的预防都优于另外两种腌制方式，因此，冰盐水腌制方法可以 制作品质相对较好的比萨干酪。 关键词：比萨干酪；腌制；动力学；品质 a b s t r a c t p i z z ac h e e s eb e l o n g st ot h el o w - m o i s t u r em o z z a r e l l ac h e e s e ，n a c lc o n t r i b u t e st ot h e f l a v o ra n dp r e s e r v a t i o n t h i sd i s s e r t a t i o nr e s e a r c h e dt h es a l t i n gt e c h n i c sf o rp i z z ac h e e s e ， w o r k e do u tac o r r e s p o n d i n gk i n e t i c sm o d e l ，s t u d i e dt h ee f f e c to fb r i n ec o n c e n t r a t i o na n d r i p e n i n gt i m eo nq u a l i t yo fp i z z ac h e e s e ，t h e n ，c o m p a r e dt h er e s u l t so fd i f f e r e n ts a l t i n g m e t h o d s i tw a se x p e c t e dt om a s t e rt h es a l t i n gt e c h n o l o g ya n di t se f f e c t so nc h e e s e ，a n dt o d e t e r m i n et h em o s ts u i t a b l es a l t i n gm e t h o df o rp i z z ac h e e s ep r o c e s s i n g s i n g l e - f a c t o re x p e r i m e n t sa n do r t h o g o n a le x p e r i m e n tw e r ec a r r i e do u tf o rt h r e ef a c t o r s ： s a l t i n gt i m e ，s a l t i n gt e m p e r a t u r ea n db r i n ec o n c e n t r a t i o n t h eo p t i m i z e ds a l t i n gc o n d i t i o n s w e r ed e t e r m i n e da ss a l t i n gt e m p e r a t u r e4 ，s a l t i n gt i m e8 1 2l l a n db r i n ec o n c e n t r a t i o n n o tl o w e rt h a n16 ( w w ) t h ep r o c e s so fn a c ip e n e t r a t i n gt oc h e e s ec o n s u m e se n e r g y , w h i c ha c c o r d e dw i t ht h ef i r s t - o r d e rr e a c t i o nm o d e l t h er e s u l t so fm u l t i v a r i a t el i n e a r r e g r e s s i o na n a l y s i sb yu s i n gs p s ss h o wt h a t ：t h e r ei sg o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i pa m o n gn a c i c o n t e n to f s a l t i n gp i z z ac h e e s e ，s a l t i n gt i m e ，s a l t i n gt e m p e r a t u r e ，a n db r i n ec o n c e n t r a t i o n t h ee f f e c t so fb r i n ec o n c e n t r a t i o n , r i p e n i n gt i m ea n dd i f f e r e n tr e g i o n so fc u r do np i z z a c h e e s eq u a l i t yw e r es t u d i e d ，b r i n ec o n c e n t r a t i o n , r i p e n i n gt i m ea n di n t e r a c t i o no ft h e mh a d v e r ys i g n i f i c a n te f f e c t so nf r e eo i la n de x p r e s s i b l es e r u mc o n t e n t ，w h i c hi n c r e a s e d 雒t h e d e c r e a s eo fb r i n ec o n c e n t r a t i o n w i t hp r o l o n g i n go fr i p e n i n gt i m e ，t h el e v e lo ff r e eo i l w o u l di n c r e a s e ，a l t h o u g ht h el e v e lo fe x p r e s s i b l es e r u mw o u l dd e c r e a s es h a r p l y f o rc h e e s e p r o t e o l y s i s ，t h ee f f e c to fr i p e n i n gt i m ew a ss i g n i f i c a n t ，t h el o n g e ro fr i p e n i n gt i m e ，t h e h i g h e ro fp r o t e o l y s i sd e g r e ew a s ，b u tb r i n ec o n c e n t r a t i o na n dt h e i ri n t e r a c t i o ne f f e c t s h o w e dn os i g n i f i c a n c e t h ed i f f e r e n tp o s i t i o n so fc h e e s em a d ee x t r e m e l yr e m a r k a b l e e f f e c to nf r e eo i lc o n t e n t ，w h i c hi sl o w e ri ns u r f a c et h a ni nc e n t e rf o rt h es a m es a l t e dc u r d t h em i c r o s t r u c t u r eo fp i z z ac h e e s e ，o b s e r v e du n d e rs c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p es h o w e d t h a t ，w i t hi n c r e a s i n go fb r i n ec o n c e n t r m i o na n dp r o l o n g i n go fr i p e n i n gt i m e ，t h es w e l l i n g e x t e n to fp r o t e i nm a t r i xw a se n h a n c e da n dt h es e r u mc h a n n e l sb e c a m es m a l l e r t h r e es a l t i n gm e t h o d s ( m i x i n gm i l l e dc u r dw i t hd r ys a l t ；s t r e t c h i n gc h e e s ei nh o tb r i n e ； s a l t i n gy o u n gc h e e s ei nc o l db r i n ea f t e rd e m o l d i n g ) w e r ec o m p a r e d h a r d n e s s ，s p r i n g i n e s s ， a d h e s i v e n e s s ，c u t t i n gp r o p e r t ya n dp r e v e n t i o no fm i c r o o r g a n i s mc o n t a m i n a t i o nf o rc o l d b r i n es a l t i n gc h e e s ew e r eb e t t e rt h a nt h a to ft h eo t h e rt w om e t h o d s ，t h u s ，b e t t e rq u a l i t y p i z z ac h e e s ec o u l db em a d et h o u g hc o l db r i n gs a l t i n gm e t h o d k e yw o r d s ：p i z z ac h e e s e ，s a l t i n g ，k i n e t i c s ，q u a l i t y 目录 l 前言l 1 1 干酪的概述1 1 1 1 干酪的定义l 1 1 2 干酪的营养与风味l 1 2 比萨干酪概述3 1 2 1p a s t af i l a t a 介绍3 1 2 2m o z z a r e l l a 介绍3 1 2 3 比萨干酪介绍4 1 3 比萨干酪的加工工艺与操作要点4 1 3 1 比萨干酪的加工工艺4 1 3 2 比萨干酪制作的操作要点及影响因素”5 1 4 比萨干酪的物理特性、功能特性9 1 4 1 未融化干酪的物理特性一9 1 4 2 融化干酪的功能特性9 1 5 腌制技术在食品工业中的应用l o 1 5 1 腌制技术在肉类制品中的应用10 1 5 2 腌制技术在禽蛋制品中的应用1 0 1 5 3 腌制技术在水产品加工中的应用1 0 1 5 4 腌制技术在园产品加工中的应用1 0 1 6 腌制技术在干酪加工中的应用1 0 1 6 1 干酪腌制的方法lo 1 6 2 腌制干酪的种类与盐含量l l 1 7n a c i 在干酪中吸收与扩散的机理1 2 1 7 1 盐水腌制法1 2 1 7 2 干酪粒中直接拌盐法“1 4 1 7 3 模具压制干酪的表面涂盐法1 4 1 8n a c i 在干酪中的作用14 1 8 1n a c i 对干酪及其模型体系中酪蛋白水合作用的影响1 4 1 8 2n a c i 对干酪微观结构的影响”1 5 1 8 3n a c l 对干酪流变学的影响1 6 1 8 4n a c l 对干酪焙烤特性的影响1 6 1 9 比萨干酪国内外的研究状况l7 1 9 1 比萨干酪国外的研究概况1 7 3 2 2 盐水腌制比萨干酪动力学3 4 3 3 盐水腌制比萨干酪成分、功能特性、蛋白质水解及微观结构的研究”“3 6 3 3 1 盐水浓度与成熟期对比萨干酪主要成分含量的影响一3 6 3 3 2 盐水浓度与成熟期对比萨干酪功能特性的影响”3 7 3 3 3 盐水浓度与成熟期对比萨干酪蛋白质水解的影响”4 0 3 3 4 盐水浓度与成熟期对比萨干酪微观结构的影响4 2 3 3 5 不同部位与成熟期对比萨干酪成分与游离油脂含量的影响”4 5 3 4 不同腌制方法对比萨干酪成分及品质影响4 7 3 4 1 不同腌制方法对比萨干酪成分的影响：4 7 3 4 2 不同腌制方法对比萨干酪质构特性的影响”4 8 3 4 3 不同腌制方法对比萨干酪切削性的影响5 0 3 4 4 不同腌制方法对比萨干酪功能特性的影响5 0 3 4 5 不同腌制方法对比萨干酪预防微生物污染的影响51 4 结 论”5 3 5 展望”5 4 6 参考文献5 5 7 攻读硕士学位期间发表论文情况”6 3 8 致谢”6 4 天津科技大学硕：七学位论文 1 前言 1 1 千酪的概述 1 1 1 干酪的定义 干酪是一类以乳为原料经发酵制成的产品，在8 0 0 0 年前，在伊拉克底格罩斯河 和幼发拉底河中间的富饶地带发展起来的【l - 3 j ，随着文明进步，干酪生产在中东地区、 埃及、希腊和罗马地区发展起来。罗马帝国的没落使欧洲产生大量的移民，进一步促 进了干酪的传播【4 叫。 干酪的英文名字c h e e s e ，源自拉丁语“c a s e u s ”，再从古代英语“c a s e ”和“c h i e s e ”中 衍生出来。在各个国家中，干酪文字分别为：拉丁文c a i r n s 、意大利文c a c i o 、德文 k a s e 、英文c h e e s e t 刀。 随着新产品的开发，干酪种类每年都在增加，但是同一种干酪在不同的国家和地 区有不同的名称，使得干酪的实际品种要少一些，这也使得给干酪一个精确的定义变 得很困难。以前，人们通常这样描述干酪：通过酶反应，使乳凝结，紧接着把乳清从 凝结物中分离，得到更接近固体的凝块。随着品种的增加和新技术的使用，这样的描 述并没有把乳清干酪、乳酸干酪、稀奶油干酪和其他一些新技术( 如超滤、反渗透、 高压等) 制得的干酪包括进去因此上述定义为被普遍的接受。 联合国粮农组织( f a g ) 和世界卫生组织( w h o ) 制定了国际上通用的干酪定义干酪 是指以牛奶，奶油，部分脱脂乳酪乳或这些产品的混合物为原料加入凝乳酶，乳蛋白 质( 主要是酪蛋白) 凝固后，排除乳清，而制成的新鲜或发酵成熟的乳制品1 8 1 0 j 。 1 1 2 干酪的营养与风味 干酪具有较高的营养价值【l ，干酪将原乳中的蛋白质和脂肪浓缩了l o 倍左右，其 中还有糖类、有机酸、钙、磷、钠、钾、镁微量矿物元素，铁、锌以及脂溶性维生素 a ，胡萝卜素和水溶性的维生素b l ，b 2 ，b 6 ，b 1 2 、烟酸、泛酸的、生物素等多种营 养成分【1 2 j3 1 。其丰富的钙、磷除了有利于骨骼和牙齿的发育，在生理代谢方面也有很 重要作用。干酪中的蛋白质在发酵成熟过程中，经凝乳酶、发酵剂以及其他微生物蛋 白酶的作用，逐步分解形成胨、肽、氨基以及其他有机或无机化合物等小分子物质。 这些小分子物质很容易被人体吸收，使干酪的蛋白质消化率高达9 6 9 8 并且食用 干酪不会出现乳糖不耐受症，也可避免蛋白质过敏反应i i4 1 。干酪在发酵和成熟的过程 中，原牛奶中的脂肪被分解为脂肪酸，不仅是构成细胞的组成成分，还可降低血清胆 固醇对心血管、高血压、高血糖等疾病的防治是非常有益的，食后不会发胖。美国全 国癌症研究所最近进行的一次调查也表明，爱吃奶酪者很少患结肠癌和直肠癌i l 引。与 其他动物性蛋白相比，干酪中还含有大量的必须氨基酸。与酸奶、液体奶对比：其营 养价值高于牛奶，也比同属于发酵奶制品的酸奶高，三者的营养成分见表1 1 。 1 前言 表卜1 干酪、酸奶和牛奶的营养价值比较表( 均以1 0 0g 记) t a b l el lc o m p a r en u t r i t i o n a lv a l u eo f c h e e s e ，y o g u r ta n dm i l k ( p e r1 0 0 曲 干酪的风味物质包括原料乳中的风味化合物及加工处理时乳成分在酶及微生物 代谢时产生的代谢产物。具有风味活性的代谢产物( f l a v o u ra c t i v em e t a b o l i t e s ) 多属有机 物，它包括酸、醇、酯、内酯、醛、酮酚、醚等多类化合物。s a n d i n e 认为契达干酪中 的挥发性化合物已超过1 0 0 种1 1 6 】。重要的营养成分还包括乙酸、丁酸、已酸、辛酸、 硫化氢、谷氨酸、甲硫醇及烃基化合物，这些风味产生与生产干酪时使用的同型、异 型发酵菌相有关；非挥发性化合物如游离肽( p e p t i d e sf r e e a m a n o ) ，氨基酸与其蛋白 分解酶和肽酶，以及脂肪在脂解酶等作用下产生的脂肪酸和脂肪酸的转化物如醇、酯、 内酯、醛、酮酚、醚等有密切的关系。所以干酪的风味是一种多组分风味体系 ( m u l i c o m p o n e n tf l a v o u rs y s t e m s ) 。 1 1 3 千酪的种类 就世界范围来讲，有2 0 0 0 余种干酪，许多干酪的制作工艺差异还很大。关于干酪 的分类，在不同的国家依据不同的标准，有不同的分类。许多国家的干酪分类、含义、 生产以及质量标准都受法律法规的控制。一般可以把干酪分为三类： ( 1 ) 天然干酪( 凝乳酶干酪) ：直接从鲜乳制得，经过蛋白水解酶或者酸的处理， 经过不同程度的蛋白质和脂肪水解的成熟过程。 天津科技人学硕上学位论文 ( 2 ) 新鲜干酪( 非成熟干酪：例如夸克( q u a r k ) 、新鲜干酪、白干酪等。它的生 产工艺类似于凝乳酶干酪，但是具有较大的酸度，而且不经过蛋白质水解成熟直接使 用。 ( 3 ) 力n - r _ 干酪( 又名“长寿”干酪，l o n g 1 i f ec h e e s e ) ：这类干酪大都是从各种凝乳酶 干酪混合后制得的，需要经过一定的热处理，改变其外观和质地，使之货架期更长。 干酪的种类繁多，我们也可以根据实际的用途采用其它的分类方法，依据不同的 角度，可以分为以下几类： ( 1 ) 按加工形式：凝乳酶干酪、凝乳酶酸干酪、酸凝乳干酪、加工干酪等。 ( 2 ) 按质地硬度：特软干酪( 水分含量8 0 ) 、软质干酪( 水分含量5 0 * * - 7 0 ) 、半软质 干酪( 水分含量4 0 5 0 ) 、半硬质干酪( 水分含量4 0 5 0 ) 、硬质干酪( 水分含量 3 0 0 * - 5 0 ) ： ( 3 ) 按原料乳：牛奶干酪、绵羊奶干酪、水牛奶干酪等。 ( 4 ) 按化学组成：钙含量以及p h 值、干物质含量、水份、脂肪等。 ( 5 ) 按成熟过程：成熟干酪、未成熟干酪( 新鲜干酪) 。 ( 6 ) 按气孔形成类型：大、中、小圆孔干酪，不规则孔以及无孔。 ( 7 ) 根据干酪的外壳分类：白色霉菌型外壳、洗型霉菌外壳、天然干燥外壳、有机 型干酪、人造外壳。 1 2 比萨干酪概述 1 2 1p a s t af i l a t a 介绍 p a s t af i l a t a 是一大类干酪，最初起源于北部地中海地区，包括意大利、罗马、土 耳其及欧洲东部区域。传统上，p a s t af i l a t a 主要是从利用奶牛、山羊、绵羊或者水牛 的奶加工而成。软或半软质地的p a s t af i l a t a 一般经过短暂成熟或不经历成熟直接食用。 而硬质或半硬质p a s t af i l a t a 在食用之前需要进行成熟。词语“p a s t af i l a t a ”来自意大利 语，意思是“拉伸凝块 ，指干酪加工过程独一无二的热塑和拉伸工序。 p a s t af i l a t a 干酪的加工技术主要包括以下的两个主要的过程：牛乳的凝结、切 割、排乳清、成形、拌盐；凝乳拉伸，此工序主要使凝乳粒形成弹性特征。 因为原料乳、技术以及干酪尺寸等的不同，拉伸型干酪包括不同的类型【1 7 l 。 1 2 2m o z z a r e l l a 介绍 m o z z a r e l l a ( 莫兹瑞拉) 干酪起源于意大利，是p a s t a f i l a t a ( 帕斯特费拉特) 干 酪中的重要成员。p a s t af i l a t a 干酪以其独特的可塑性和干酪加工过程中凝块在热水中 的拉伸处理而成为干酪家族中的特殊成员。这样的处理赋予成品干酪特有的纤维结 构、融化性和拉丝性【1 8 。2 0 1 。在美国，以水分含量和干物质中脂肪含量为判定标准，将 比萨干酪分为4 种，如表1 2 所示。 1 前言 表1 - 2 美国tn o z z a r ei ia 千酪的组成标准 t a b l el 一2c o m p o s i t i o n a ls t a n d a r d sf o rm o z z a r e l l ai nu s a m o z z a r e l l a 干酪及部分脱脂m o z z a r e l l a 干酪为高水分含量千酪( 5 2 ) ，组织柔软， 经常作为餐桌上的鲜食千酪，由于其不易破碎，易团块，货架期短而很少用于比萨饼。 相反，低水分及低水分部分脱n 旨m o z z a r e l l a ( 4 7 - 4 8 ) 干酪货架期长，组织较硬，具良 好的破碎性，主要用于作为比萨饼及相关食品的主要添加成分【2 l l 。 1 2 3 比萨干酪介绍 比萨干酪属于低水分m o z z a r e l l a 干酪( 4 7 - 4 8 ) 。在过去二十年中，比萨干酪全球 生产经历了空前增长，现在已经超过了其他p a s t af i l a t a 干酪总和。快速市场增长促使 比萨干酪企业生产能力得到了提升，现在每天生产1 0 0 0 0 0 公斤企业很普遍。此规模干 酪生产则需要准确控制生产过程的各个方面，包括关键生产参数以及它们对干酪组 分、内部组织、功能和产量的科学理解。降低m o z z a r e l l a 水分含量制作成比萨干酪可 以满足远端市场需要，生产中主要采用的方法有优化球菌和杆菌比例以及高温热缩凝 乳粒等瞄1 。 1 3 比萨干酪的加工工艺与操作要点 1 3 1 比萨干酪的加工工艺 对于比萨干酪，其添加的发酵剂由嗜热链球菌( s t r e pt o c o c c 甜st h e r m o p h 笤i l u s ) 和德氏保加利亚乳酸杆菌( l a c t o b a b i l l u sd e l b r u e d k i is s p b u l g a r i c u s ) 或瑞士乳酸杆菌 ( l a c t o b a b i l l u sh e l v e t i c u s ) 所组成【2 3 之引。这些嗜热微生物在较高的热烫和堆酿温度下 生长旺盛。 在比萨干酪的工艺方面，传统的加工工艺不断被研究者及各个干酪制作公司所改 进或改动，并且广泛的应用在工业生产中【2 5 之7 l 。在一个获得专利的生产过程中，凝乳 粒堆酿工序被取消，取而代之的是将颗粒状的凝块浸泡在温水中直到达到预期的p h 值( 如p h 值5 2 ) ，在同一家公司后来所获得一个专利生产过程中，部分酸化的颗粒 状凝块在冷水中浸泡，然后放入冷库中过夜，在这期间可使p h 值降到5 3 。在两种情 况下，酸化凝块都要按照一般加工过程在热水中进行拉伸【硎。比萨干酪可选择通过搅 拌凝块的方式来制作，在此过程中，堆酿被替换成连续搅拌排去乳清的凝块直到p h 值达到5 3 为止。然后，凝块按照一般方法放入热水中进行加工，对于不拉伸的比萨 天津科技人学硕士学位论文 干酪而言，也可能用蒸汽加热至半塑状态后压制成块状1 2 9 1 。 比萨干酪生产工艺流程如下：牛奶一杀菌一加热一加入发酵剂发酵一加凝乳酶凝 乳一切割一堆酿一磨碎凝块一热烫拉伸( p h5 2 5 4 ) 一注模一腌制一真空包装一成熟 ( 4 ) 1 3 2 比萨干酪制作的操作要点及影响因素【3 0 - 3 4 1 ( 1 ) 原料乳的预处理 测定原料乳酸度( l w w ) 也将严重削弱牛奶凝乳的能力 1 7 0 1 以及凝乳粒热缩的能力【7 1 。7 3 1 。盐对凝乳形成的副作用主要是由以下可能的原因造成 的： ( 1 ) 酪蛋白和n a + 络和，致使胶体钙的水平降低【7 4 】。 ( 2 ) 增加了酪蛋白的水合作用，特别是当p h 值降至6 6 - - 5 5 的范围【7 5 】。 在d o m i a t i 的干酪制造中，牛乳中的n a c i 添加量为5 1 5 如果用水牛乳制作干 酪，将会抵消n a c i 对于凝乳的副作用。因为水牛乳中含有更高含量的酪蛋白1 1 7 6 - r r l 。 也可以添加c a c l 2 来增强牛乳和脱脂乳粉的凝乳能力。 1 6 2 腌制干酪的种类与盐含量 在硬质和软质干酪的加工中，都要用到腌制方法。腌制方法、盐的添加量、腌制 时干酪的状态以及盐在干酪中所起的作用都是很大不同的。例如，c h e d d a r 干酪是在 入模时将干盐撒入，并且腌制时间大概1 5 2 0m i n 。相反，d u t c h 、s w i s s 和意大利干 酪则是入模成形后用盐水腌制，腌制时间从几小时到几天不等【7 引。在多数干酪中，盐 含量会在干酪的营养标签中标出，但是会以钠的含量标记。一般是以每1 0 0 9 干酪中 含钠多少毫克或多少克的形式给出，这样，钠含量若为l ，相应的盐含量则为2 5 ( 盐含量= 钠含量2 5 ) 不同的干酪中有不同的含盐量，如表1 3 1 前言 表1 - 3 不同种类干酪中的盐含量 t a b l el 一3s a l tc o n t e n to fc h e e s ev a r i e sb e t w e e nd i f f e r e n tt y p e s 米源：- l c c a n c ea n dw i d d o w s o n s “t h ec o m p o s i t i o no ff o o d s ”s i x t hs u m m a r ye d i t i o n r o y a ls o c i e t y o fc h e m is t r ya n df o o ds t a n d a r d sa g e n c y 一2 0 0 2 软质干酪与硬质干酪由于水分含量高，货架期相对较短，因此要求盐含量要低于 硬质干酪。许多欧洲的硬质干酪采用盐水腌制的加盐方式，因此具有较高的盐含量。 1 7n a c i 在干酪中吸收与扩散的机理 1 7 1 盐水腌制法 将干酪放入盐水中后，将会有n a c l 分子的净移动，以n a + 、c l 。的形式从盐水中 移动至干酪内部。这是由于盐水与干酪中水分渗透压不同造成的。结果，水分从干酪 结构中渗透出来直至渗透压达到平衡。胶体，包括干酪，是由副酪蛋白胶束形成的三 维网状结构，对物质具有一定的刚性和塑性。因此，可以互穿的流体的特性与相应溶 液的特性有很大的不同，所以，n a c l 分子在干酪的水分中扩散距离要大于在溶液中 的扩散距离( 扩散的离子以迂回的路线要绕过阻碍其移动的蛋白质链和脂肪分子，因 为例子并不能穿透蛋白质链与脂肪分子) ，不然就不会收到影响。然而，g e u r t s 等人 天津科技大学硕士学位论文 研究了g o u d a 型干酪中，n a c l 和水分子的移动，盐水腌制的条件满足菲克定律的无序 流动状态。并得出了结论，盐分向干酪中穿过及同时发生的水分向外迁移可被描述为 一个阻碍扩散的过程【7 纠。例如，n a c i 和水分子的移动是因为各自的浓度梯度，但是， 由于较多的阻碍因素，它们的扩散速率则比在纯溶液中低的多1 8 叭。 n a c i 在干酪水中真正的扩散受到许多干扰因素净效应的影响，因此g e u r t s 等人 用伪扩散系数来表示n a c i 的扩散关系。真伪扩散系数( d 和d ) 的差异可以各自的 用简化的干酪结构模型来解释，干酪结构由水分和分散的脂肪球组成，而脂肪球则分 散存在于由1 5 ( w v ) 结合水与游离的蛋白质粒组成的蛋白质矩阵当中。基于理论的考 虑，干酪模型中固有的不同的组成与结构特征的阻碍作用已经建立了起来，对于d 值 的影响也已经量化。阻碍干酪中n a c i 扩散因素主要有以下几个方面1 7 州： ( 1 ) 盐水腌制的时候，n a c l 分子的进入与干酪中水分大量外流。蛋白质矩阵上 面的孔洞( 2 5 n m 宽) 对于向干酪内部扩散的n a c l 分子和向外部扩散的h 2 0 分子发 挥过滤作用。但是这种作用对n a c l 分子的扩散起着更大的作用，因为n a c l 分子的有 效扩散半径更大，大约是h 2 0 分子的两倍。因此在盐水腌制过程中，干酪中水分的流 出量大概是进入的n a c i 量的两倍。干酪中水分的净流出导致零物质转移平面( 各中 扩散物质的平均流量为零的平面) 从干酪盐水界面向盐水中移动，相当于增加了n a c l 分子移动路径的长度，因此降低了n a c l 分子的表观扩散速率。零物质转移平面在水 分流失较多的情况下更加明显。 ( 2 ) 干酪中水相的高相对粘度。由于溶质( 如酸类物质、盐分、含氮化合物) 的 存在，1 2 5 时，干酪中水的粘度值是纯水的1 2 7 倍。当n a c l 分子进入干酪内部时， 它们将遇到溶质的碰撞或阻碍，这将抑制n a c l 分子的运动。另外，溶质的电场也将 影响扩散离子的运动。上述原因都将减低n a c l 分子的移动并将促使其伪扩散系数的 降低。 ( 3 ) 脂肪球与球状蛋白的阻碍作用。从一个平行平面进入到干酪内部的另一个平 面，扩散分子必须绕过阻碍粒子以迂回曲折的路径行进。因此，扩散分子从边缘( 干 酪一盐水交界面) 运动到距边缘x c m 的干酪内部的实际距离是厶c m ，而不是x c m ( 表 观距离) ，a 是曲折因子。真实移动距离和表观移动距离的比值可以检测由脂肪球( 知) 与蛋白质( 厶) 颗粒引起的阻碍作用的大小。因子l ( a 如) 将减少扩散系数。理论上，砂 的值可以由脂肪球紧凑排列时的耽到脂肪含量较低时的1 。例如：脱脂乳干酪的知。 对于含有2 9 脂肪与4 3 水分的g o u d a 干酪，典型的乃与如的值分别为1 3 2 和1 3 5 。 但是，随着干酪的组分不同，a ，与厶的值也是不同的。 ( 4 ) 蛋白质矩阵上的孔洞对迁移离子的机械过滤作用。这些孔洞的宽度相对较窄， 对于渗透的n a c i 和h 2 0 起到摩擦阻碍的作用，类似直径大小不同的管对通过其内部 的球状物的阻碍作用，直径最小处与球体的大小相当。在干酪中，这些孔洞的宽度估 计大约为2 5n m ，比n a + 和c 1 结合在一起的直径大不了多少，n a + 和c l 。结合在一起的 直径估计为0 6n l n ；再者，通过对干酪微结构的观察表明，这些孔洞的直径大小并不 1 前言 均匀，方向也不完全一致。其阻碍作用( s ) 可将n a c i 与h 2 0 的扩散速率分别从纯 水中的l 降到干酪水中的0 5 和0 6 ，因为这些孔洞对干酪水分中n a c l 的扩散速率高 效的阻碍作用是通过其对大分子的作用来测定的，比如，当因素s = 0 5 时，n a c l 的 伪扩散系数估计会被降低。 ( 5 ) 蛋白质结合水的摩擦阻碍作用。干酪中的结合水( 0 1 0 1 5g 水儋副酪蛋白邛l j ) 占干酪中总水分的1 0 1 5 对于组成蛋白质矩阵的蛋白质颗粒，结合水增加了它的有 效半径，因此，减少了蛋白质矩阵上孔洞的相对宽度。这样，反过来则增加了对迁移 离子的过滤作用以及蛋白质的曲折因子厶。 1 7 2 干酪粒中直接拌盐法 当把干盐拌撤在凝乳粒上时，一些n a c l 溶解在干酪表面的水分中，并慢慢的向 内部渗透一小段距离【8 2 j 。这样导致了凝乳粒内部乳清的倒流，又将溶解凝乳粒表面剩 下的盐分，并且在凝乳粒的表面产生过饱和的盐水溶液，保证凝乳粒与盐最大限度的 混合均匀。然而，由于凝乳粒具有较大的表面体积比，凝乳粒可以同时从多个表面吸 收盐分，因此要吸收足够的盐分，直接拌盐法比将整个干酪块放入盐水腌制的方法所 用的时间短。前者需要1 0 2 0m i n ，后者根据干酪块的大小，时间要持续0 5 5 d 。尽管 有些“盐水”在凝乳粒聚集时会从凝乳粒表面流失，但是更多的会由于挤压随着压榨出 的乳清流失。由于盐量的与凝乳粒表面积的比非常低，凝乳粒表面与饱和盐水层的接 触时间就非常短，因此，与成型时干酪表面涂盐法相比，表面局部蛋白质收缩程度较 低【8 3 1 。 1 7 3 模具压制干酪的表面涂盐法 这种方法的干酪块可以被看作一个大的凝乳粒，干盐在干酪表面的水中形成的 溶液是盐分吸收的首要条件。干酪中水分的倒流使的干酪表面产生过饱和的盐水溶 液，盐的吸收是一个阻碍扩散的过程。因为干酪块表面与饱和盐水接触的时间很长( 几 天) ，干酪表面会有强烈的收缩( 腌制对蛋白质的影响) ，并将引起干酪表面部分的 水分流失相对较多，因此降低了n a c i 向干酪内部的运动。所以与盐水腌制法相比， 盐的吸收速度会更低【m 彤l 。 1 8n a c l 在干酪中的作用 1 8 1n a c l 对干酪及其模型体系中酪蛋白水合作用的影响 应用稀释的模型体系可以演示出受n a c l 影响的酪蛋白水合作用对干酪物理特性 的影响。c r e a m e r 等人研究了p h 值为4 5 6 6 范围内，凝乳酶凝乳的脱脂牛乳中，n a c l 对酪蛋白水合的影响。通过在高速离心8 1 0 0 0g ，2 h 的条件下，检测副酪蛋白颗粒中 水分和蛋白质的含量的方法检测1 7 5 l 。向牛乳中加入5 的n a c i 将在所有p h 范围内影 响乳清中的钙和酪蛋白水合，影响的最大值出现在p h 5 2 5 3 。酪蛋白水合作用随n a c l 添加量的增加而增加，原因可能是由于酪蛋白结合了n a + ，并置换出了副酪蛋白中的 钙或磷酸钙脚l 。加入的n a c l 将与副酪蛋白产生纳一钙离子交换，与再制干酪中的乳 天津科技大学硕士学位论文 化盐( 磷酸钠和柠檬酸钠) 和蛋白质矩阵间的观察到的交换作用有些相似。实际上， 许多研究者报道了模型体系中酪蛋白水合与酪蛋白结合钙之间的反向关系。这些研究 中，酪蛋白水合的检测通过直接或间接地测定高速离心牛乳后得到颗粒中的水和蛋白 质的含量，或不同添加钙量，a w 为o 5 8 一o 9 5 范围内不同值下的酪蛋白的吸水量。 p a s t o r i n o 研究表吲8 7 】：将4 0 ( w w ) 的c a c l 2 溶液通过高压注入到m o z z a r e l l a 干酪中， 直到钙的加入量为0 1 4 ，w w ，结果将产生明显的水分流失，p h 值的降低以及含 自由水的大空间将散布更多的聚集起来副酪蛋白矩阵。钙含量为1 4 ( w w ) 时，水分 降低量1 2 ( w w ) 。这些结果表明：添加钙可以增加酪蛋白酪蛋白间的相互作用，因 此降低酪蛋白的水合。结果，m o z z a r e l l a 干酪中，随着含钙量的减少，可显示蛋白质 水合作用的水分及非可榨乳浆的含量增加引。 在m o z z a r e l l a 干酪中，盐对酪蛋白水合作用的影响是通过检测可榨乳浆( e s ) 的 生成量来体现的，既干酪在2 5 c ，1 2 5 0 0g 的转速下离心，乳清可以分离出来，此时 乳清蛋白的量【8 9 】。盐水腌制的m o z z a r e l l a 干酪( 水分4 9 5 ，n a c i i 4 ，盐水比2 8 ) ， 在成熟前l o 天内，e s 生成量从1 6 下降至1 ，表明蛋白质结合水的能力在增加。 同阶段，乳清中的水溶性蛋白( w s p ) 由5 增加到1 0 ( w w ) 。相反，对于没有腌制 的干酪( n a c l0 1 3 ) ，e s 和w s p 的量在贮藏过程中分别由1 9 降至1 4 ，由3 增加到5 对于m o z z a r e l l a 干酪的研究结果表明，低的n a c i 浓度( 盐水比5 - 6 ) 将加强酪 蛋白或副酪蛋白的溶解性【8 6 1 。这种趋势被认作是由于m o z z a r e l l a 干酪中酪蛋白矩阵的 存在造成的，并且所有的凝乳酶凝乳干酪都将被认为是高度浓缩的水合副酪蛋白。 低浓度的盐对干酪中的酪蛋白水合作用的影响从以下两个方面表现也很明显： ( 1 ) 在c h e d d