Mozzarella干酪加工过程中主要理化指标变化及其产率计算.docx

Mozzarella干酪加工过程中主要理化指标变化及其产率计算摘要:该文目的在于为干酪功能特性、含水率和产率的控制提供理论依据,使用标准化原料乳经低温巴氏杀菌,采用无盐渍新工艺生产Mozzarella干酪,从添加发酵剂开始,到制成新鲜干酪,测定各阶段干酪凝块的温度、水分含量、pH值和滴定酸度及各阶段乳清和凝块的蛋白和脂肪含量,计算Mozzarella干酪的效能和产率。试验结果表明:在排乳清和粉碎加盐阶段,干酪凝块中的水分含量变化幅度最大,排出乳清中的蛋白和脂肪数量明显增加;干酪的脂肪回收率达到92.22%,实际测得的乳清中脂肪的损失率为7.62%;乳蛋白的回收率达到83.60%,仅有16.72%的蛋白质损失于乳清中;在堆酿阶段pH值有一个从6.3(干酪凝块5.5)至5.25的快速下降过程。Mozzarella干酪的实际产率达到12.38%,达到了同类型干酪的产率要求。Mozzarella干酪的理化指标达到了美国全脂Mozzarella干酪的标准。关键词:Mozzarella干酪;理化指标;产率0引言随着中国乳业的发展和产品结构的调整,干酪的生产已成为必然趋势,特别是“洋快餐”在中国的迅速发展以及“奥运会”和“世博会”的即将召开,中国对Mozzarella(莫兹瑞拉)干酪的需求量将快速增长。Mozzarella干酪属于意大利Pasta Filata(帕斯特费拉塔)干酪,其酶凝过程和形成的凝乳与其它干酪非常相似,但在后期加工过程中有特殊的热烫拉伸工艺,形成特有的纤维状结构。在Mozzarella干酪的加工过程中,通过工艺参数控制凝乳的脱水收缩以及成品干酪的含水率,不仅直接关系到干酪的产率,而且影响干酪中微生物和酶的活性,进而影响干酪成熟过程中的生物化学变化,对成品干酪的稳定性、功能特性和质量有重要的影响。中国对Mozzarella干酪的研究处于起步阶段,对Mozzarella干酪加工过程中的主要理化指标变化规律尚未有研究报道。本文采用优化的无盐渍新工艺,较系统地研究了Mozzarella干酪加工过程中主要理化指标的变化,并对干酪的产率进行了计算,填补了国内在该方面研究的空白,以期通过对主要理化指标的检测,对干酪功能特性、含水率和干酪产率的控制提供理论依据,为实现中国Mozzarella干酪的工业化生产提供理论指导。1材料与方法1.1试验材料1.1.1原料乳新鲜牛乳,来源于中国农科院畜牧所,密度1.030g/mL,干物质含量11.05%,蛋白含量3.03%,酪蛋白含量2.27%,将脂肪标准化到3.0%,使CF(酪蛋白脂肪)=0.76。1.1.2乳酸菌种唾液链球菌嗜热亚种(Streptococcus salivariussubsp.Thermophilus) CH9和保加利亚乳杆菌德氏亚种(Lactobacillus delbrueckilsubsp.Bulgaricus) LB,来源于中国农业大学畜产品实验室。1.1.3皱胃酶Stamix 1150(CHRHANSEN生产,活力为35000U/g)。1.1.4主要试剂10%硫酸铜,2%硼酸,40%氢氧化钠溶液,0.1mol/L硝酸银标准溶液,10%铬酸钾,25%盐酸,30%硫酸锌溶液,15%亚铁氰化钾溶液,7%硫酸铜溶液,35%碱性酒石酸盐溶液,20%稀硝酸,0.1 mol/L高锰酸钾,4%草酸铵溶液,2 mol/L硫酸溶液,费林试剂;0.1mol/L NaOH标准溶液。1.1.5主要仪器和设备半微量凯氏定氮仪(天长市沪试仪器公司);巴布科克氏乳脂瓶(08.0% KIMAX型);具塞溶剂抽出管(250 mL);索氏提取器(SXT-06型,上海洪纪仪器设备公司);精密酸度计(pHS-3C型,上海虹益仪器厂);自动测色色差计(TC-PG型,北京奥依克仪器公司)。1.2测定方法1)水分含量的测定:用烘干恒重法。2)蛋白质的测定:采用凯氏微量定氮法进行测定。3)牛乳和乳清的含脂率:用巴布科克氏(Babcock)法测定。4)干酪的含脂率:干酪及加工干酪制品脂肪含量的测定(标准法)乳及乳制品国际检查法,即SchimdBondzynskiRatzlaff法。5)钙含量的测定:用高锰酸钾滴定法。6) NaCl含量的测定:以铬酸钾为指示剂,用硝酸银滴定法。7)干酪滴定酸度(TA)的测定:氢氧化钠标准溶液滴定法。8) pH值的测定:用酸度计直接进行测定。9)色泽的测定:去掉干酪的包装后,立即用色差计进行测定,用亨特系数表示,以标准白板为标准,测定反射色,同一样品测3个点,取平均值。其中L表示亮度,L= 100为白,L= 0为暗;L值越大,色泽越白。A:a 0表示红色程度,a 0表示黄色程度,b 0表示蓝色程度1.3Mozzarella干酪的加工工艺采用的无盐渍新工艺2:原料乳过滤标准化(C/F=0.76)巴氏杀菌(63,30 min)冷却(36)加发酵剂(0.5%)预酸化(21T)加凝乳酶凝乳切割加热收缩(38)排乳清堆酿(pH 5.25)粉碎加盐热烫、拉伸(58)成型冷却真空包装成熟标准化后的原料乳经过低温巴氏杀菌,将杀菌后的乳冷却至36,从添加发酵剂开始,到将制成的新鲜干酪包装,记录干酪加工各阶段所需时间,并测定各阶段干酪凝块的温度、水分含量、pH值和滴定酸度,收集各阶段乳清和凝乳,测定其数量,并测定其蛋白和脂肪含量。2结果与分析2.1干酪加工过程中凝块温度和含水率的变化Mozzarella干酪加工过程中凝块温度和含水率变化曲线如图1。图1可以看出,在加工过程中,凝乳和干酪凝块中的含水率逐渐下降,乳清排出期和粉碎加盐阶段,干酪凝块中的含水率变化幅度最大,而在热烫拉伸之后,干酪凝块中的含水率几乎没有变化。一般情况水以3种状态存在于凝乳中,即与蛋白质形成较稳定的结合水,靠引力与凝乳粒结合的不稳定结合水以及自由状态水。干酪加工实质是将存在于凝块中并带有溶解物的自由水排出,凝块中自由水的含量控制着成品干酪的含水率,所以乳清排出期和粉碎加盐阶段是控制干酪含水率的主要阶段。Mozzarella干酪的含水率直接关系到干酪的功能特性和产率,所以研究控制干酪加工关键工序的水分排出情况,可为干酪的生产提供理论依据。在乳清排出期和粉碎加盐阶段,正好是热缩温度持续作用的时间,由于温度比凝乳时的温度高2,而且作用时间持续,长100 min左右,所以这段时间是控制干酪含水率和调整干酪产率的关键时期。2.2干酪加工过程中pH值和滴定酸度的变化干酪加工过程中pH值和滴定酸度的变化曲线如图2。从图2可以看出,在整个干酪加工阶段,凝乳或凝块的pH值逐步下降,滴定酸度持续上升。在预发酵、凝乳、热缩和乳清排出阶段,乳及乳清的pH值下降缓慢,在乳清的pH值降到6.3时,开始排出乳清,此时,干酪凝块的pH值为5.5左右,经过50 min左右的堆酿,干酪凝块的pH值下降至5.25,反映到曲线上,可以看到pH值有一个快速下降的过程。干酪的酸度和加工过程中pH值的变化,直接关系到干酪的风味和干酪凝块的持水力,从而影响Mozzarella干酪的弹性和拉伸性,所以研究酸度和pH值的变化对于控制干酪的产率,稳定其功能特性具有重要的意义。从Mozzarella干酪的pH值和滴定酸度曲线,可以看出,从预酸化到乳清排出阶段,凝乳的pH值变化幅度不大,这是由于乳酸菌发酵剂的接种量小(本试验中为0.5%),所以在单位时间内可繁殖的菌数少,同时由于乳中存在蛋白质、柠檬酸盐和磷酸盐的缓冲系统,所以pH值下降比较平缓。而在乳清排出阶段,测定的滴定酸度是干酪凝块的酸度,由于测定方法的差异,所以表现为滴定酸度变化不太大。而随着堆酿的进行,乳酸菌发酵产酸,使酸度迅速提高。2.3干酪及排出乳清中的成分效能计算实际测得的干酪及其副产品乳清的蛋白和脂肪含量,见表1。以100 kg的原料乳制作Mozzarella干酪,生产过程中产出的成品和副产品的量及主要成分含量如表2所示。通过计算,可以得出:通过对Mozzarella干酪加工全过程中干酪凝块质量和乳清质量以及蛋白、脂肪含量的测定,可以计算出干酪加工过程中各种成分的回收率和损失率。从试验结果来看,干酪的脂肪回收率达到92.22%,而实际测得的乳清中脂肪的损失率为7.62%,尽管没有Mozzarella干酪商业化生产中乳清脂肪损失率的资料,但文献报道在Cheddar(契达)干酪的制造过程中,有8.5%的脂肪损失在乳清中,其中有76%、17%、5%、2%分别损失在干酪缸、堆酿塔、盐渍带和成型器中。在实验室规模的低水分Mozzarella干酪制作过程中,脂肪的损失量可高达20%,主要是由于在热烫和拉伸中还要损失60%的脂肪。通过与Cheddar干酪制造的比较,说明本文试验采用的加工工艺条件是合理的。在Cheddar干酪制造过程中,总蛋白的25%27%丢失,其中乳清蛋白71%、酪蛋白14%、非蛋白氮(以蛋白计)14%。酪蛋白损失量的5%是由于-酪蛋白在凝乳酶作用下,解离出溶于乳清的糖巨肽所致。在本文试验中,乳蛋白的回收率达到83.60%,而仅有16.72%的蛋白质损失于乳清中,说明在本文试验中使用的加大干酪刀切割间距(1.7 cm),对干酪凝块中的乳清蛋白有一定的截留作用。其次,由于在试验条件下,对干酪凝块的搅拌作用较温和,所以损失到乳清中的凝块碎屑较少。在拉伸阶段,温度(58)远低于传统的Mozzarella干酪的拉伸温度8085,与美国的Mozzarella干酪商业生产中常用的热烫拉伸温度5565相近。本文试验在拉伸时,采用的是干盐(无盐渍)工艺,干酪凝块在8%的盐水中热烫拉伸,由于盐溶作用所以损失在拉伸水中的蛋白质较少。2.4Mozzarella干酪产率的计算干酪产率的计算是干酪研究的重要内容,有两方面的重要意义,首先它可以测定干酪的生产效能并反映工艺参数是否经济合理;其次,可以衡量特殊工艺的改进是否有效。干酪的产率有多种表示方法,常根据特定的需要应用不同的公式进行计算。干酪加工厂可以通过不同的产率计算方法,在保证干酪质量的前提下,尽量提高干酪的含水率,以获得更多的经济效益。1) Mozzarella干酪的实际产率干酪的实际产率可用于乳成分固定的情况下,同种干酪之间的比较,用来反映干酪之间含水率和乳成分回收率的差异。2)水分调整后的干酪产率(MACY)式中:参照的干酪含水率为52%,来源于美国Mozzaella干酪的分类标准。MACY可以比较在乳成分固定的情况下,不同含水率的多种干酪之间的异同,消除了不同品种之间含水率对干酪产率造成的影响。3)调整脂肪、蛋白质、水分后干酪的产率(MACYPFAM)式中:参照的乳和发酵剂中蛋白和脂肪的含量来源于干酪质量衡算。MACYPFAM可以比较不同时间、不同乳成分、不同含水率干酪之间的差异,可以作为加工厂历年干酪生产效能之间的比较,对干酪的实际生产和贸易,及加工再制干酪的出品率,决定干酪的价格,衡量现有工艺和改进工艺是否合理提供了参考。2.5干酪理化指标的测定结果对大多数干酪品种来讲,各种理化指标都有一定的变动范围,在此范围内干酪的质量达到最佳状态。将试验所得的干酪进行测定,其结果见表3。Mozzarella干酪产品的理化指标分析结果与美国Mozzarella干酪的分类标准和资料报道的Mozzarella干酪的测定结果比较,完全达到了全脂Mozzarella干酪的标准。由于这种干酪的含水率为52%左右,同时有较好的切条性,所以不但可以作为鲜食干酪,同时也可作为Pizza(比萨)干酪使用,达到了设计要求3结论1)在乳清排出期和粉碎加盐阶段,干酪凝块中的含水率变化幅度最大,排出乳清中的蛋白和脂肪的数量明显增加。在热烫拉伸以后含水率几乎没有变化。2)在干酪的整个加工过程中,干酪凝乳或凝块的pH值呈下降趋势,而滴定酸度持续上升。在堆