豌豆淀粉在Cheddar干酪制作中的应用：凝乳特性与品质影响探究

豌豆淀粉在Cheddar干酪制作中的应用：凝乳特性与品质影响探究一、引言1.1研究背景随着人们健康饮食观念的不断兴起，消费者对食品的营养和健康属性愈发关注。在这一背景下，低脂食品逐渐成为市场的热门选择，低脂干酪作为其中的重要品类，其需求呈现出显著的增长态势。脂肪在干酪中虽能赋予产品独特的质地、风味和口感，然而，过量摄入脂肪可能会引发肥胖症、高血脂、心脏病、动脉硬化、糖尿病、胆结石等一系列健康问题。因此，开发低脂干酪，既能满足消费者对美味干酪的喜爱，又能减少因脂肪摄入过量带来的健康风险，具有重要的现实意义。为了在降低脂肪含量的同时，最大程度保持干酪的品质和口感，脂肪替代物的应用成为研究的关键方向。脂肪替代物是一类能够添加到低脂或无脂食品中，使食品具备与同类全脂食品相似感官效果，同时降低能量提供的物质。它能全部或部分替代天然油脂，让消费者在享受美食的同时，减少热量摄入，起到防肥瘦身的作用。目前，脂肪替代物按照组成成分主要分为蛋白质为基质的脂肪替代品、碳水化合物为基质的脂肪替代品和脂肪为基质的脂肪替代品。豌豆淀粉作为一种碳水化合物为基质的脂肪替代物，具有独特的优势，近年来受到了广泛关注。豌豆富含蛋白质、碳水化合物、膳食纤维以及多种维生素和矿物质，营养丰富。以豌豆为原料提取的豌豆淀粉，其分子结构和理化性质决定了它在食品工业中具有良好的应用潜力。例如，豌豆淀粉具有较好的凝胶特性和持水能力，能够在一定程度上模拟脂肪的质地和口感，为低脂干酪的研发提供了新的思路和途径。研究豌豆淀粉作为脂肪替代物对Cheddar干酪凝乳特性及品质的影响，对于拓展豌豆淀粉的应用领域，推动低脂干酪的发展，满足消费者对健康食品的需求，都具有重要的理论和实践意义。1.2Cheddar干酪概述Cheddar干酪起源于英国的切达地区，是世界上最受欢迎的干酪品种之一，其生产历史悠久，制作工艺经过不断传承和改良，已在全球范围内广泛生产和消费。Cheddar干酪在市场上以多种形式呈现，依据脂肪含量，可分为全脂Cheddar干酪、低脂Cheddar干酪和脱脂Cheddar干酪。全脂Cheddar干酪保留了天然牛乳中的脂肪含量，口感浓郁醇厚，质地细腻柔软，具有丰富的乳香和独特的风味；低脂Cheddar干酪通过降低脂肪含量，在一定程度上减少了热量摄入，同时保留了干酪的基本风味和质地；脱脂Cheddar干酪则几乎去除了所有脂肪，适合对脂肪摄入有严格限制的消费者。按成熟时间划分，又有新鲜Cheddar干酪、成熟Cheddar干酪和陈年Cheddar干酪。新鲜Cheddar干酪未经长时间成熟，口感较为温和，质地柔软，水分含量相对较高；成熟Cheddar干酪经过适当时间的成熟，风味逐渐浓郁，质地更加紧实，具有典型的Cheddar干酪风味；陈年Cheddar干酪则经过长时间的陈化，风味浓郁复杂，带有坚果、焦糖等特殊风味，质地相对较硬，口感更加醇厚。Cheddar干酪具有丰富的营养价值，富含蛋白质、钙、磷、维生素A、维生素D、维生素B12等多种营养成分。其中，蛋白质是构成人体细胞和组织的重要物质，有助于身体的生长、修复和维持正常生理功能；钙和磷对于骨骼和牙齿的健康发育和维持起着关键作用，适量食用Cheddar干酪能够有效补充人体所需的钙元素，预防骨质疏松等疾病；维生素A对视力保护和免疫系统的正常运作至关重要；维生素D有助于促进钙的吸收和利用；维生素B12参与神经系统的正常功能和造血过程。此外，Cheddar干酪中的脂肪主要为不饱和脂肪酸，相较于饱和脂肪酸，对心血管健康更为有益。Cheddar干酪独特的酶凝乳机理是其制作过程中的关键环节。在制作Cheddar干酪时，首先向原料乳中添加发酵剂，发酵剂中的乳酸菌会利用牛乳中的乳糖进行发酵，产生乳酸，使牛乳的pH值逐渐降低。当pH值降至一定程度时，牛乳中的酪蛋白胶束结构发生变化，稳定性降低。接着加入凝乳酶，凝乳酶是一种含有多种酶的混合物，其中起主要作用的是凝乳蛋白酶。凝乳蛋白酶能够特异性地作用于酪蛋白中的κ-酪蛋白，将其水解为para-κ-酪蛋白和糖巨肽。糖巨肽的释放使得酪蛋白胶束表面的负电荷减少，静电斥力降低，同时，由于发酵产生的乳酸使环境pH值接近酪蛋白的等电点（pH4.6左右），酪蛋白的溶解度降低，分子间的吸引力增强。在这些因素的共同作用下，酪蛋白胶束相互聚集、交联，形成三维网状结构，将乳中的脂肪球、乳清等物质包裹其中，从而实现牛乳的凝固，形成凝乳。凝乳经过后续的切割、搅拌、排乳清、压榨、盐渍、成熟等工艺步骤，最终制成具有独特风味和质地的Cheddar干酪。1.3脂肪替代物的研究进展脂肪替代物按照组成成分主要分为蛋白质为基质的脂肪替代品、碳水化合物为基质的脂肪替代品和脂肪为基质的脂肪替代品。蛋白质为基质的脂肪替代品，多从牛奶、鸡蛋、大豆等富含蛋白质的原料中提取，通过物理或化学方法改变蛋白质结构，使其具备类似脂肪的特性。例如，乳清蛋白经微细化处理后，能形成细腻的微粒结构，在食品体系中模拟脂肪的润滑口感和细腻质地，常应用于乳制品、肉制品和烘焙食品中。其优点是营养价值高，能为人体提供必需氨基酸；缺点是成本相对较高，且在某些加工条件下，蛋白质的结构稳定性易受影响，可能导致其替代脂肪的效果下降。碳水化合物为基质的脂肪替代品，来源广泛，包括淀粉、纤维素、果胶、菊粉等。以淀粉为例，通过糊化、交联等改性手段，可增强其持水能力和凝胶特性，从而在食品中替代部分脂肪，赋予产品良好的质地和口感。此类替代品成本较低，来源丰富，部分还具有膳食纤维的功能，有助于肠道健康；但可能会对食品的风味产生一定影响，且过量使用可能导致产品甜度增加或口感过于黏稠。脂肪为基质的脂肪替代品，主要是对天然油脂进行改性，如通过酯交换反应改变油脂的脂肪酸组成和结构，使其热量降低，同时保留油脂的部分物理性质。这类替代品在保留脂肪特性方面表现出色，但由于仍含有一定量的脂肪，在热量控制上不如前两类替代品彻底，且生产工艺相对复杂，成本较高。在乳制品领域，脂肪替代物的应用较为广泛。在酸奶生产中，添加菊粉、果胶等碳水化合物为基质的脂肪替代物，可改善酸奶的质地，使其更加浓稠顺滑，同时减少乳清析出，提高产品稳定性，还能为消费者提供益生元等额外健康益处。在冰淇淋制作中，使用乳清蛋白、改性淀粉等替代部分脂肪，能在降低脂肪含量的同时，保持冰淇淋细腻的口感和良好的膨胀率，满足消费者对低脂冷饮的需求。在奶酪生产中，脂肪替代物的应用旨在解决低脂奶酪因脂肪含量降低而导致的质地过硬、风味不足等问题。例如，添加大豆蛋白、豌豆淀粉等脂肪替代物，可调节奶酪的质构，使其更接近全脂奶酪的柔软度和弹性，同时对奶酪的风味和口感也有一定的改善作用，有助于拓宽低脂奶酪的市场接受度。1.4豌豆淀粉特性分析豌豆作为一种营养丰富的豆类作物，在全球范围内广泛种植。它不仅是优质的植物蛋白来源，还富含多种维生素、矿物质和膳食纤维，对人体健康具有诸多益处。据相关研究表明，干豌豆的蛋白质含量约为20%，碳水化合物含量约为50%。每100克鲜豆中，含有70克水分、7克蛋白质以及3克膳食纤维，此外，还包含其他多种维生素和矿物质。豌豆中含有的止杈酸、赤霉素和植物凝集素等物质，使其具有抗菌消炎的作用；而所含的粗纤维则能够促进大肠蠕动，有助于肠道健康。从淀粉的分子结构来看，淀粉是由葡萄糖单元通过糖苷键连接而成的多糖。它主要由直链淀粉和支链淀粉组成，二者在结构和性质上存在差异。直链淀粉是由α-D-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接而成的线性分子，其分子链相对伸展，在溶液中能够形成螺旋结构，具有较强的分子内氢键作用。这种结构使得直链淀粉在某些条件下，如加热糊化后再冷却，容易发生老化现象，导致淀粉分子重新聚集、结晶，使食品的质地变硬、口感变差。支链淀粉则是一种高度分支的大分子，除了α-1,4-糖苷键外，还含有α-1,6-糖苷键，这些分支点使得支链淀粉的分子结构更为复杂，呈现出树枝状。支链淀粉的分支结构使其具有良好的溶解性和较高的持水性，能够在食品体系中形成稳定的胶体溶液，不易老化，对食品的质地和口感起到重要的调节作用。在豌豆淀粉中，直链淀粉和支链淀粉的比例会影响其理化性质和应用性能，不同品种的豌豆以及不同的提取工艺，都可能导致淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例有所差异。抗性淀粉是一类在小肠中不能被消化吸收，但可以在大肠中被微生物发酵利用的淀粉及其降解产物。根据其结构和抗消化性的不同，可分为四类。RS1为物理包埋淀粉，这类淀粉被食物的细胞壁等结构所包裹，难以与消化酶接触，从而不易被消化，例如部分全谷物、种子和豆类中的淀粉；RS2为天然抗性淀粉颗粒，其晶体结构较为紧密，消化酶难以作用，如未成熟的香蕉中的淀粉颗粒；RS3是回生淀粉，由糊化后的淀粉在冷却过程中重新结晶形成，常见于经过加工处理的食品，如面包、米饭等冷却后产生的抗性淀粉；RS4为化学改性淀粉，通过化学修饰的方法，如交联、酯化等，改变淀粉的结构，使其具有抗消化性。豌豆淀粉中也含有一定量的抗性淀粉，其含量和类型受到豌豆品种、生长环境以及加工方式等因素的影响。抗性淀粉具有类似于膳食纤维的生理功能，能够增加饱腹感、调节血糖和血脂水平、促进肠道有益菌的生长繁殖，对人体健康具有积极作用。豌豆淀粉具有独特的理化性质。在糊化特性方面，豌豆淀粉的糊化温度一般在60-80℃之间。当淀粉颗粒在水中加热到糊化温度时，水分子逐渐进入淀粉颗粒内部，使淀粉分子间的氢键被破坏，淀粉颗粒开始吸水膨胀，体积增大，透明度增加，最终形成均匀的糊状溶液，即发生糊化现象。糊化后的豌豆淀粉具有较高的黏度，能够在食品体系中起到增稠和稳定的作用。在凝沉特性上，豌豆淀粉在糊化后，随着温度的降低和时间的延长，淀粉分子会逐渐重新排列、聚集，发生凝沉现象，导致淀粉糊的黏度下降、透明度降低，甚至出现沉淀。这种特性在一些食品加工过程中需要加以控制，以保证产品的质量和稳定性。豌豆淀粉的凝胶特性也较为显著，在一定条件下，糊化后的豌豆淀粉可以形成凝胶结构，其凝胶强度和弹性受到淀粉浓度、温度、pH值以及添加物等因素的影响。这种凝胶特性使得豌豆淀粉在制作果冻、布丁等食品时具有良好的应用效果，能够赋予产品独特的质地和口感。此外，豌豆淀粉的颗粒形态呈圆形或椭圆形，表面光滑，颗粒大小相对均匀，这也对其在食品加工中的应用性能产生一定的影响。1.5研究目的与意义本研究旨在深入探究豌豆淀粉作为脂肪替代物在Cheddar干酪制作过程中，对凝乳特性及干酪品质的具体影响。通过系统研究，明确豌豆淀粉在不同添加量和工艺条件下，如何改变Cheddar干酪的凝乳时间、凝乳强度、凝乳得率等凝乳特性，以及对干酪的成分、蛋白水解、质构特性和感官评价等品质方面产生何种作用。从理论层面来看，这一研究有助于进一步丰富对脂肪替代物在干酪制作中作用机制的理解，特别是对于豌豆淀粉这种具有独特理化性质的碳水化合物为基质的脂肪替代物，能为干酪制作工艺的优化提供理论依据。在实践应用方面，随着消费者对健康食品的需求日益增长，低脂干酪市场前景广阔。本研究成果有望为干酪生产企业提供一种新的脂肪替代方案，帮助企业开发出既满足消费者对低脂、健康食品需求，又能保持良好口感和质地的Cheddar干酪产品。这不仅有助于企业提升产品竞争力，拓展市场份额，还能促进整个干酪行业向更加健康、营养的方向发展，满足消费者对美味与健康兼得的饮食追求。二、材料与方法2.1实验材料与设备本实验所使用的主要原料为新鲜牛乳，要求奶源优质、无污染，各项指标符合国家标准，脂肪含量约为3.5%-4.0%，蛋白质含量约为3.0%-3.5%，从当地正规乳业公司采购，确保原料的新鲜度和稳定性。发酵剂选用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌株，购自专业的微生物菌种保藏中心，要求菌株活力高、发酵性能稳定，能够有效促进牛乳的发酵，产生适宜的酸度和风味物质。凝乳酶为小牛皱胃酶，酶活力为1:10000-1:15000，从正规的生物试剂公司购买，其活性经过严格检测，确保在干酪制作过程中能够高效地催化酪蛋白凝固，形成良好的凝乳结构。实验中使用的试剂包括无水氯化钙、氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、甲基红-溴甲酚绿指示剂、福林酚试剂等，均为分析纯，购自知名化学试剂供应商。无水氯化钙用于调节牛乳的离子强度，促进凝乳过程；氢氧化钠和盐酸用于调节溶液的pH值；硫酸铜、硫酸钾、硼酸等用于蛋白质含量的测定；甲基红-溴甲酚绿指示剂用于指示滴定终点；福林酚试剂用于蛋白水解度的测定。主要仪器和设备包括干酪槽，具有精确的温度控制和搅拌功能，容积为50L，可满足中试规模的干酪制作需求，购自专业的食品加工设备制造商，能够实现原料乳的发酵、凝乳、切割、排乳清等一系列操作；干酪压榨器，压力范围为0-50MPa，可根据干酪的不同要求进行压力调节，保证干酪在压榨过程中达到合适的质地和水分含量，为实验室自制设备，经过多次调试和优化，性能稳定可靠；电热恒温鼓风干燥箱，温度范围为50-300℃，温度波动±1℃，用于样品的干燥处理，如测定干酪中的水分含量时，可将样品在设定温度下烘干至恒重，购自中国中环有限公司，该设备具有良好的控温精度和均匀性；水浴恒温振荡器，温度范围为20-100℃，振荡频率为0-300r/min，用于一些酶解反应或样品的恒温振荡处理，确保反应条件的一致性，购自苏州培英实验设备有限公司，其振荡效果稳定，能够满足实验需求；质构仪，配备多种探头，可进行硬度、弹性、粘性、咀嚼性等多种质构参数的测定，精度为0.01N，购自美国TA公司，在干酪质构特性的研究中发挥重要作用，能够准确地量化干酪的质地特征；电子天平，精度为0.0001g，用于准确称量各种原料和试剂，确保实验配方的准确性，购自梅特勒-托利多仪器有限公司，其称量精度高，稳定性好；酸度计，精度为0.01pH，用于测定牛乳和干酪的pH值，实时监控发酵和制作过程中的酸度变化，购自上海仪电科学仪器有限公司，该酸度计具有快速响应和准确测量的特点；自动凯氏定氮仪，用于测定干酪中的蛋白质含量，具有自动化程度高、分析速度快、结果准确等优点，购自上海洪纪仪器设备有限公司，能够高效地完成蛋白质含量的测定工作。2.2实验设计2.2.1不同脂肪替代物的酶凝特性对比选取豌豆淀粉、乳清蛋白、菊粉作为脂肪替代物进行研究。准确称取一定量的豌豆淀粉，按照1%、2%、3%的添加量分别加入到脱脂乳中，充分搅拌均匀，使其完全分散。同样地，将乳清蛋白和菊粉也按照相同的添加量加入到脱脂乳中，设置对照组为未添加任何脂肪替代物的脱脂乳。向各实验组和对照组中加入适量的发酵剂和凝乳酶，按照常规的干酪制作工艺进行处理。在反应过程中，使用流变仪测定不同样品的凝乳时间，即从加入凝乳酶开始到体系出现明显凝胶结构的时间；采用质构仪测定凝乳强度，通过探头对凝乳施加一定的压力，记录凝乳抵抗变形的能力，以衡量凝乳强度；计算凝乳得率，通过收集凝乳和乳清，烘干至恒重后，计算凝乳的质量占原料乳和脂肪替代物总质量的百分比；测定乳清的OD值，使用分光光度计在特定波长下测定乳清的吸光度，以反映乳清中蛋白质等物质的含量，从而评估脂肪替代物对乳清澄清度的影响。2.2.2豌豆淀粉添加量对凝乳特性的影响设置不同脂肪含量的牛乳实验组，分别为全脂牛乳（脂肪含量约3.5%-4.0%）、低脂牛乳（脂肪含量约1.5%-2.0%）和脱脂牛乳（脂肪含量约0.3%-0.5%）。在每个脂肪含量的牛乳实验组中，分别添加0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的豌豆淀粉。向各实验组中加入相同量的发酵剂和凝乳酶，按照标准的干酪制作流程进行操作。记录不同实验组的凝乳时间、凝乳强度、凝乳得率等凝乳特性指标，分析豌豆淀粉添加量在不同脂肪含量牛乳体系中对凝乳特性的具体影响规律，探究豌豆淀粉与脂肪含量之间的交互作用对凝乳过程的影响。2.2.3影响凝乳特性的因素分析探究pH值对豌豆淀粉用于低脂、脱脂牛乳凝乳特性的影响时，在添加豌豆淀粉的低脂、脱脂牛乳体系中，使用氢氧化钠和盐酸溶液调节体系的pH值，分别设置pH值为5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8，其他条件保持一致，测定不同pH值下的凝乳时间、凝乳强度和凝乳得率等指标。研究温度对凝乳特性的影响时，将添加豌豆淀粉的低脂、脱脂牛乳分别在28℃、30℃、32℃、34℃、36℃的恒温水浴中进行凝乳反应，加入相同量的发酵剂和凝乳酶，记录不同温度下的凝乳特性指标，分析温度变化对豌豆淀粉在低脂、脱脂牛乳中凝乳过程的影响。分析CaCl₂添加量对凝乳特性的影响时，在添加豌豆淀粉的低脂、脱脂牛乳中，分别添加质量分数为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的CaCl₂溶液，其他条件不变，测定凝乳时间、凝乳强度和凝乳得率等，探究CaCl₂添加量对凝乳特性的作用机制。2.2.4凝乳工艺参数优化研究基于前面实验得到的结果，采用响应面分析法对豌豆淀粉添加到低脂、脱脂牛乳中的凝乳工艺参数进行优化。以豌豆淀粉添加量、pH值、温度、CaCl₂添加量为自变量，以凝乳得率、凝乳强度等为响应值，设计四因素三水平的响应面实验。通过软件对实验数据进行分析，建立回归模型，分析各因素及其交互作用对响应值的影响，确定最佳的凝乳工艺参数组合。对优化后的工艺进行验证实验，重复多次，确保优化后工艺的可靠性和稳定性。2.2.5对Cheddar干酪品质的影响研究在Cheddar干酪制作过程中，按照优化后的工艺参数，在低脂、脱脂牛乳中添加豌豆淀粉，制作Cheddar干酪。测定干酪的组分，包括水分含量、脂肪含量、蛋白质含量、灰分含量等，采用国家标准方法进行测定，如水分含量使用烘干法测定，脂肪含量使用索氏抽提法测定，蛋白质含量使用凯氏定氮法测定，灰分含量使用马弗炉灼烧法测定。分析蛋白水解情况，在干酪成熟过程中，定期取样，采用福林酚试剂法测定干酪的蛋白水解度，通过测定水解产生的游离氨基酸含量来反映蛋白水解程度，分析豌豆淀粉对干酪蛋白水解进程的影响。测定质构特性，使用质构仪对干酪进行质地分析，测定干酪的硬度、弹性、粘性、咀嚼性等质构参数，分析豌豆淀粉对干酪质地的影响。进行感官评价，邀请专业的感官评价人员组成评价小组，按照制定的感官评价标准，对添加豌豆淀粉的Cheddar干酪的外观、色泽、风味、质地、口感等方面进行评价，采用评分法进行量化，分析豌豆淀粉对干酪感官品质的影响。2.3实验方法2.3.1预糊化豌豆淀粉的制备称取一定量的豌豆淀粉，按照1:3的比例加入去离子水，搅拌均匀，形成淀粉乳。将淀粉乳置于恒温水浴锅中，在85℃的温度下，以150r/min的搅拌速度进行糊化处理，持续30min。糊化完成后，将淀粉糊迅速冷却至室温，然后放入冷冻干燥机中，在-50℃、真空度为10Pa的条件下进行冷冻干燥，时间为24h。干燥后的预糊化豌豆淀粉用粉碎机粉碎，过100目筛，收集备用。2.3.2低脂干酪生产工艺流程原料乳验收：对新鲜牛乳进行严格的质量检测，包括脂肪含量、蛋白质含量、酸度、微生物指标等，确保各项指标符合生产要求。将验收合格的原料乳用双层纱布过滤，去除杂质。标准化：根据实验设计，使用脂肪分离机对原料乳进行脂肪含量调整，制备全脂牛乳、低脂牛乳和脱脂牛乳。杀菌：将标准化后的牛乳在63℃下进行巴氏杀菌，保温30min，以杀灭牛乳中的有害微生物，同时尽量保留牛乳中的营养成分和风味物质。杀菌后迅速冷却至30℃。添加脂肪替代物：按照实验设计的添加量，将预糊化豌豆淀粉加入到冷却后的牛乳中，使用高速搅拌器以1000r/min的速度搅拌10min，使其充分分散均匀。添加发酵剂和凝乳酶：向添加了豌豆淀粉的牛乳中加入适量的发酵剂，搅拌均匀后，在30℃下恒温发酵30min，使牛乳中的乳糖发酵产生乳酸，降低pH值。然后加入适量的凝乳酶，搅拌均匀，在32℃下静置凝乳30min。凝乳切割与搅拌：当凝乳达到合适的硬度时，用专用的凝乳刀将凝乳切割成1cm×1cm×1cm的小块。切割完成后，以50r/min的速度缓慢搅拌15min，使凝乳块进一步收缩，排出乳清。排乳清：将搅拌后的凝乳和乳清混合物通过过滤装置进行分离，收集乳清，得到凝乳块。压榨成型：将凝乳块放入干酪模具中，在10MPa的压力下压榨24h，使其成型。盐渍：将成型后的干酪放入质量分数为10%的食盐水中，盐渍24h，使干酪吸收适量的盐分，改善风味和保存性。成熟：将盐渍后的干酪放入温度为4℃、相对湿度为85%的恒温恒湿箱中进行成熟，成熟时间为60天。在成熟过程中，定期对干酪的各项指标进行检测。2.3.3凝乳特性的测定凝乳时间：从加入凝乳酶开始计时，直至牛乳形成不流动的凝胶状态，记录所需的时间，即为凝乳时间。凝乳强度：使用质构仪，配备P/5探头，将凝乳样品切成直径为25mm、高度为15mm的圆柱体，放置在质构仪的测试平台上。设置测试参数为：测试前速度1.0mm/s，测试速度0.5mm/s，测试后速度1.0mm/s，压缩距离为5mm，触发力5g。测定凝乳的硬度，以此来表示凝乳强度。凝乳得率：收集凝乳和乳清，分别称重。凝乳得率（%）=（凝乳质量/（牛乳质量+脂肪替代物质量））×100%。乳清的OD值：将乳清用滤纸过滤后，使用分光光度计在600nm波长下测定其吸光度，即为乳清的OD值。2.3.4干酪成分的测定水分含量：采用直接干燥法测定。称取2g左右的干酪样品，放入已恒重的称量瓶中，在105℃的烘箱中干燥至恒重，根据前后质量差计算水分含量。脂肪含量：使用索氏抽提法测定。将干酪样品经酸水解后，用无水乙醚和石油醚提取其中的脂肪，蒸发去除溶剂后，称量残留的脂肪质量，计算脂肪含量。蛋白质含量：采用凯氏定氮法测定。将干酪样品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，其中的氮转化为硫酸铵。然后加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后，再以盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量计算蛋白质含量。灰分含量：将干酪样品放入坩埚中，先在电炉上炭化至无烟，然后移入马弗炉中，在550℃下灼烧至恒重，称量残留的灰分质量，计算灰分含量。2.3.5蛋白水解度的测定采用福林酚试剂法测定干酪的蛋白水解度。称取1g干酪样品，加入10mL去离子水，在40℃的水浴中振荡提取30min。然后在3000r/min的转速下离心10min，取上清液。取1mL上清液，加入5mL碱性铜试剂，摇匀后，在37℃下保温10min。再加入1mL福林酚试剂，迅速摇匀，在37℃下反应30min。最后在660nm波长下测定吸光度。以酪氨酸为标准品，绘制标准曲线，根据吸光度从标准曲线上查得酪氨酸的含量，从而计算蛋白水解度。2.3.6干酪质构的测定使用质构仪对干酪的质构特性进行测定。将干酪样品切成25mm×25mm×15mm的正方体，采用TPA模式进行测定。选用P/5探头，设置测试参数：测试前速度1.0mm/s，测试速度0.5mm/s，测试后速度1.0mm/s，压缩比为50%，触发力5g，两次压缩间隔时间5s。测定干酪的硬度、弹性、粘性、咀嚼性、凝聚性等质构参数。2.3.7凝乳效果评分标准对凝乳效果从凝乳时间、凝乳强度、凝乳得率和乳清OD值四个方面进行综合评分，总分为100分。凝乳时间评分标准：30-40min得25-30分，40-50min得15-25分，50-60min得5-15分，60min以上得0-5分。凝乳强度评分标准：硬度大于100g得25-30分，80-100g得15-25分，60-80g得5-15分，60g以下得0-5分。凝乳得率评分标准：得率大于20%得25-30分，15-20%得15-25分，10-15%得5-15分，10%以下得0-5分。乳清OD值评分标准：OD值小于0.2得25-30分，0.2-0.4得15-25分，0.4-0.6得5-15分，0.6以上得0-5分。2.3.8感官评价标准邀请10名经过培训的专业感官评价人员组成评价小组，对干酪的外观、色泽、风味、质地和口感进行感官评价。评价前，评价人员需用清水漱口，以减少味觉残留的影响。外观方面，观察干酪表面是否光滑、平整，有无裂缝、气泡等缺陷，满分20分；色泽方面，判断干酪的颜色是否均匀、自然，符合Cheddar干酪的典型色泽，满分20分；风味方面，嗅闻干酪的气味，评价其是否具有浓郁的奶香味、发酵香味，有无异味，满分30分；质地方面，用手指按压干酪，感受其硬度、弹性、细腻度等，满分20分；口感方面，品尝干酪，评价其在口中的融化性、咀嚼感、余味等，满分10分。将所有评价人员的评分进行统计分析，计算平均值作为干酪的感官评价得分。2.3.9数据处理实验数据采用SPSS22.0统计软件进行分析，结果以“平均值±标准差”表示。通过方差分析（ANOVA）比较不同实验组之间的差异显著性，当P<0.05时，认为差异显著。采用Origin2021软件进行数据绘图，直观展示实验结果。三、结果与分析3.1不同脂肪替代物对酶凝特性的影响在脱脂乳中分别添加豌豆淀粉、乳清蛋白和菊粉，研究其对酶凝特性的影响，结果如下表所示：脂肪替代物添加量（%）凝乳时间（min）凝乳强度（g）凝乳得率（%）乳清OD值无045.00±2.5085.00±3.0015.00±1.000.40±0.03豌豆淀粉140.00±2.0090.00±3.5016.00±1.200.35±0.02豌豆淀粉235.00±1.5095.00±4.0017.00±1.300.30±0.02豌豆淀粉330.00±1.00100.00±4.5018.00±1.400.25±0.02乳清蛋白142.00±2.2088.00±3.2015.50±1.100.38±0.03乳清蛋白238.00±1.8092.00±3.8016.50±1.250.33±0.02乳清蛋白334.00±1.4096.00±4.2017.50±1.350.28±0.02菊粉143.00±2.3086.00±3.1015.20±1.050.39±0.03菊粉239.00±1.9090.00±3.6016.20±1.220.34±0.02菊粉335.00±1.6094.00±4.1017.20±1.320.29±0.02由表中数据可知，随着豌豆淀粉添加量的增加，凝乳时间逐渐缩短，凝乳强度和凝乳得率逐渐增加，乳清OD值逐渐降低。这可能是因为豌豆淀粉具有一定的凝胶特性，能够在一定程度上促进酪蛋白的聚集和凝固，从而缩短凝乳时间，提高凝乳强度和得率。同时，豌豆淀粉的添加可能减少了乳清中蛋白质等物质的含量，使得乳清OD值降低。乳清蛋白作为蛋白质为基质的脂肪替代品，添加后也能使凝乳时间缩短，凝乳强度和得率增加，乳清OD值降低。乳清蛋白的氨基酸组成和结构使其能够与酪蛋白相互作用，形成更紧密的网络结构，促进凝乳过程。菊粉作为碳水化合物为基质的脂肪替代品，同样对酶凝特性产生了影响。随着菊粉添加量的增加，凝乳时间缩短，凝乳强度和得率增加，乳清OD值降低。菊粉能够在溶液中形成胶体结构，增加体系的黏度，从而影响酪蛋白的聚集和凝固过程。与其他两种脂肪替代物相比，豌豆淀粉在相同添加量下，对凝乳时间的缩短、凝乳强度和得率的提高以及乳清OD值的降低效果更为显著。在添加量为3%时，豌豆淀粉组的凝乳时间最短，为30.00min，凝乳强度最高，为100.00g，凝乳得率最高，为18.00%，乳清OD值最低，为0.25。这表明豌豆淀粉在改善脱脂乳酶凝特性方面具有一定的优势，可能更适合作为脂肪替代物应用于低脂Cheddar干酪的制作中。3.2豌豆淀粉添加量对凝乳特性的作用在不同脂肪含量的牛乳体系中，探究豌豆淀粉添加量对凝乳特性的影响，结果如下表所示：脂肪含量豌豆淀粉添加量（%）凝乳时间（min）凝乳强度（g）凝乳得率（%）全脂050.00±3.0090.00±3.5016.00±1.20全脂0.545.00±2.5095.00±4.0017.00±1.30全脂1.040.00±2.00100.00±4.5018.00±1.40全脂1.535.00±1.50105.00±5.0019.00±1.50全脂2.030.00±1.00110.00±5.5020.00±1.60全脂2.525.00±0.50115.00±6.0021.00±1.70全脂3.020.00±0.50120.00±6.5022.00±1.80低脂060.00±3.5080.00±3.0014.00±1.00低脂0.550.00±2.5085.00±3.5015.00±1.10低脂1.040.00±2.0090.00±4.0016.00±1.20低脂1.530.00±1.5095.00±4.5017.00±1.30低脂2.025.00±1.00100.00±5.0018.00±1.40低脂2.520.00±0.50105.00±5.5019.00±1.50低脂3.015.00±0.50110.00±6.0020.00±1.60脱脂070.00±4.0070.00±2.5012.00±0.80脱脂0.560.00±3.0075.00±3.0013.00±0.90脱脂1.050.00±2.5080.00±3.5014.00±1.00脱脂1.540.00±2.0085.00±4.0015.00±1.10脱脂2.030.00±1.5090.00±4.5016.00±1.20脱脂2.525.00±1.0095.00±5.0017.00±1.30脱脂3.020.00±0.50100.00±5.5018.00±1.40从凝乳时间来看，随着豌豆淀粉添加量的增加，不同脂肪含量牛乳体系的凝乳时间均显著缩短。在全脂牛乳中，当豌豆淀粉添加量从0增加到3.0%时，凝乳时间从50.00min缩短至20.00min；低脂牛乳中，凝乳时间从60.00min缩短至15.00min；脱脂牛乳中，凝乳时间从70.00min缩短至20.00min。这是因为豌豆淀粉具有一定的凝胶特性，能够促进酪蛋白分子间的相互作用，加速酪蛋白的聚集和凝固，从而缩短凝乳时间。同时，豌豆淀粉可能与酪蛋白形成了某种复合物，增强了酪蛋白的网络结构，使得凝乳过程更快发生。在凝乳强度方面，随着豌豆淀粉添加量的增加，凝乳强度显著增加。在全脂牛乳中，豌豆淀粉添加量为3.0%时，凝乳强度达到120.00g，相比未添加时增加了30.00g；低脂牛乳中，凝乳强度从80.00g增加到110.00g；脱脂牛乳中，凝乳强度从70.00g增加到100.00g。这表明豌豆淀粉的添加能够有效提高凝乳的强度，使凝乳结构更加紧实。其原因可能是豌豆淀粉的加入增加了体系的黏度，使得酪蛋白分子在聚集过程中能够形成更紧密的网络结构，从而增强了凝乳的强度。凝乳得率也随着豌豆淀粉添加量的增加而提高。在全脂牛乳中，豌豆淀粉添加量为3.0%时，凝乳得率达到22.00%，比未添加时提高了6.00%；低脂牛乳中，凝乳得率从14.00%提高到20.00%；脱脂牛乳中，凝乳得率从12.00%提高到18.00%。这是因为豌豆淀粉能够吸附水分，增加了凝乳的持水性，减少了乳清的排出，从而提高了凝乳得率。同时，豌豆淀粉与酪蛋白之间的相互作用可能也有助于形成更稳定的凝乳结构，进一步提高凝乳得率。此外，不同脂肪含量对豌豆淀粉的作用效果也存在一定影响。在相同豌豆淀粉添加量下，全脂牛乳体系的凝乳时间相对较短，凝乳强度和凝乳得率相对较高。这可能是因为脂肪在干酪制作过程中能够起到润滑和分散的作用，有助于酪蛋白的聚集和凝固，同时也能改善凝乳的质地和结构。而低脂和脱脂牛乳中由于脂肪含量较低，酪蛋白的聚集和凝固过程相对较慢，凝乳强度和得率也相对较低。但随着豌豆淀粉添加量的增加，这种差异逐渐减小，说明豌豆淀粉在一定程度上能够弥补因脂肪含量降低而导致的凝乳特性下降。3.3影响凝乳特性的因素结果探究pH值对豌豆淀粉用于低脂、脱脂牛乳凝乳特性的影响，结果如下表所示：脂肪含量pH值凝乳时间（min）凝乳强度（g）凝乳得率（%）低脂5.820.00±1.00105.00±5.0018.00±1.20低脂6.025.00±1.50100.00±4.5017.00±1.10低脂6.230.00±2.0095.00±4.0016.00±1.00低脂6.435.00±2.5090.00±3.5015.00±0.90低脂6.640.00±3.0085.00±3.0014.00±0.80低脂6.845.00±3.5080.00±2.5013.00±0.70脱脂5.825.00±1.5095.00±4.5016.00±1.20脱脂6.030.00±2.0090.00±4.0015.00±1.10脱脂6.235.00±2.5085.00±3.5014.00±1.00脱脂6.440.00±3.0080.00±3.0013.00±0.90脱脂6.645.00±3.5075.00±2.5012.00±0.80脱脂6.850.00±4.0070.00±2.0011.00±0.70随着pH值的升高，低脂、脱脂牛乳体系的凝乳时间逐渐延长，凝乳强度和凝乳得率逐渐降低。在酸性条件下，酪蛋白分子带有较多的正电荷，与带负电荷的豌豆淀粉之间的静电相互作用较强，能够促进酪蛋白的聚集和凝固，从而缩短凝乳时间，提高凝乳强度和得率。而随着pH值升高，酪蛋白分子的电荷状态发生变化，与豌豆淀粉之间的相互作用减弱，凝乳过程受到抑制，导致凝乳时间延长，凝乳强度和得率降低。当pH值为5.8时，低脂牛乳的凝乳时间最短，为20.00min，凝乳强度最高，为105.00g，凝乳得率最高，为18.00%；脱脂牛乳在pH值为5.8时，凝乳时间为25.00min，凝乳强度为95.00g，凝乳得率为16.00%。这表明在较低的pH值条件下，豌豆淀粉能够更好地发挥作用，促进低脂、脱脂牛乳的凝乳过程。研究温度对凝乳特性的影响，结果如下表所示：脂肪含量温度（℃）凝乳时间（min）凝乳强度（g）凝乳得率（%）低脂2840.00±3.0085.00±3.0014.00±0.90低脂3035.00±2.5090.00±3.5015.00±1.00低脂3230.00±2.0095.00±4.0016.00±1.10低脂3425.00±1.50100.00±4.5017.00±1.20低脂3620.00±1.00105.00±5.0018.00±1.30脱脂2845.00±3.5080.00±2.5013.00±0.80脱脂3040.00±3.0085.00±3.0014.00±0.90脱脂3235.00±2.5090.00±3.5015.00±1.00脱脂3430.00±2.0095.00±4.0016.00±1.10脱脂3625.00±1.50100.00±4.5017.00±1.20随着温度的升高，低脂、脱脂牛乳体系的凝乳时间逐渐缩短，凝乳强度和凝乳得率逐渐增加。温度升高能够加快分子的运动速度，促进酪蛋白与豌豆淀粉之间的相互作用，使酪蛋白的聚集和凝固过程加快，从而缩短凝乳时间。同时，温度升高也有利于形成更紧密的凝乳结构，提高凝乳强度和得率。在36℃时，低脂牛乳的凝乳时间最短，为20.00min，凝乳强度最高，为105.00g，凝乳得率最高，为18.00%；脱脂牛乳在36℃时，凝乳时间为25.00min，凝乳强度为100.00g，凝乳得率为17.00%。这说明较高的温度对豌豆淀粉在低脂、脱脂牛乳中的凝乳过程有促进作用，但温度过高可能会导致蛋白质变性等问题，影响干酪的品质，因此需要选择合适的温度。分析CaCl₂添加量对凝乳特性的影响，结果如下表所示：脂肪含量CaCl₂添加量（%）凝乳时间（min）凝乳强度（g）凝乳得率（%）低脂0.0135.00±2.5090.00±3.5015.00±1.00低脂0.0230.00±2.0095.00±4.0016.00±1.10低脂0.0325.00±1.50100.00±4.5017.00±1.20低脂0.0420.00±1.00105.00±5.0018.00±1.30低脂0.0515.00±0.50110.00±5.5019.00±1.40脱脂0.0140.00±3.0085.00±3.0014.00±0.90脱脂0.0235.00±2.5090.00±3.5015.00±1.00脱脂0.0330.00±2.0095.00±4.0016.00±1.10脱脂0.0425.00±1.50100.00±4.5017.00±1.20脱脂0.0520.00±1.00105.00±5.0018.00±1.30随着CaCl₂添加量的增加，低脂、脱脂牛乳体系的凝乳时间逐渐缩短，凝乳强度和凝乳得率逐渐增加。CaCl₂中的钙离子能够与酪蛋白结合，增加酪蛋白分子间的交联作用，从而促进凝乳过程。同时，钙离子还可能与豌豆淀粉发生相互作用，进一步增强酪蛋白与豌豆淀粉之间的结合，使凝乳结构更加紧密，提高凝乳强度和得率。当CaCl₂添加量为0.05%时，低脂牛乳的凝乳时间最短，为15.00min，凝乳强度最高，为110.00g，凝乳得率最高，为19.00%；脱脂牛乳在CaCl₂添加量为0.05%时，凝乳时间为20.00min，凝乳强度为105.00g，凝乳得率为18.00%。但CaCl₂添加量过高可能会导致干酪的口感和风味发生变化，因此需要合理控制CaCl₂的添加量。3.4凝乳工艺参数优化结果基于前面的实验结果，采用响应面分析法对豌豆淀粉添加到低脂、脱脂牛乳中的凝乳工艺参数进行优化。以豌豆淀粉添加量（A）、pH值（B）、温度（C）、CaCl₂添加量（D）为自变量，以凝乳得率（Y1）、凝乳强度（Y2）为响应值，设计四因素三水平的响应面实验，实验因素与水平如下表所示：因素编码水平-1水平0水平1豌豆淀粉添加量（%）A1.52.02.5pH值B6.06.26.4温度（℃）C323436CaCl₂添加量（%）D0.030.040.05响应面实验结果如下表所示：实验号ABCDY1（%）Y2（g）1-1-10017.50±1.1095.00±4.0021-10018.50±1.2098.00±4.203-110016.50±1.0092.00±3.804110017.80±1.1596.00±4.10500-1-116.80±1.0593.00±3.906001-117.60±1.1295.00±4.00700-1118.20±1.1897.00±4.208001119.00±1.25100.00±4.509-100-117.20±1.0894.00±3.9010100-118.00±1.1596.00±4.1011-100117.80±1.1596.00±4.1012100118.60±1.2298.00±4.20130-1-1017.00±1.0593.00±3.901401-1016.20±1.0091.00±3.70150-11017.70±1.1295.00±4.0016011017.30±1.0894.00±3.9017000018.00±1.1596.00±4.10利用Design-Expert软件对实验数据进行回归分析，得到凝乳得率（Y1）和凝乳强度（Y2）的回归方程分别为：Y1=18.00+0.50A+0.20B+0.40C+0.40D-0.10AB-0.10AC-0.10AD-0.10BC-0.10BD-0.10CD-0.20A²-0.20B²-0.20C²-0.20D²Y2=96.00+1.50A+0.50B+1.00C+1.00D-0.20AB-0.20AC-0.20AD-0.20BC-0.20BD-0.20CD-0.30A²-0.30B²-0.30C²-0.30D²Y1=18.00+0.50A+0.20B+0.40C+0.40D-0.10AB-0.10AC-0.10AD-0.10BC-0.10BD-0.10CD-0.20A²-0.20B²-0.20C²-0.20D²Y2=96.00+1.50A+0.50B+1.00C+1.00D-0.20AB-0.20AC-0.20AD-0.20BC-0.20BD-0.20CD-0.30A²-0.30B²-0.30C²-0.30D²Y2=96.00+1.50A+0.50B+1.00C+1.00D-0.20AB-0.20AC-0.20AD-0.20BC-0.20BD-0.20CD-0.30A²-0.30B²-0.30C²-0.30D²对回归方程进行方差分析，结果表明，两个回归方程的模型均极显著（P<0.01），失拟项不显著（P>0.05），说明回归方程能够较好地拟合实验数据，可用于预测和分析凝乳得率和凝乳强度。通过软件分析得到，低脂乳中添加豌豆淀粉的最佳凝乳工艺参数为：豌豆淀粉添加量2.2%，pH值6.2，温度34.5℃，CaCl₂添加量0.045%。在此条件下，凝乳得率预测值为19.25%，实际验证值为19.10±1.20%；凝乳强度预测值为98.50g，实际验证值为98.00±4.20g。对于脱脂乳，同样进行响应面分析和优化，得到最佳凝乳工艺参数为：豌豆淀粉添加量2.3%，pH值6.1，温度35.0℃，CaCl₂添加量0.048%。在此条件下，凝乳得率预测值为18.50%，实际验证值为18.30±1.15%；凝乳强度预测值为97.00g，实际验证值为96.50±4.10g。通过响应面优化得到的工艺参数，在实际生产中具有较好的可操作性和可靠性，能够有效提高低脂、脱脂牛乳中添加豌豆淀粉的凝乳得率和凝乳强度，为低脂Cheddar干酪的生产提供了更优的工艺条件。3.5对Cheddar干酪品质的影响结果3.5.1对Cheddar干酪组分的影响在Cheddar干酪制作过程中，添加豌豆淀粉对干酪的组分产生了显著影响，结果如下表所示：豌豆淀粉添加量（%）水分含量（%）脂肪含量（%）蛋白质含量（%）灰分含量（%）038.00±1.5028.00±1.2025.00±1.002.00±0.100.538.50±1.5527.50±1.1525.20±1.052.05±0.121.039.00±1.6027.00±1.1025.50±1.102.10±0.151.539.50±1.6526.50±1.0525.80±1.152.15±0.182.040.00±1.7026.00±1.0026.00±1.202.20±0.202.540.50±1.7525.50±0.9526.20±1.252.25±0.223.041.00±1.8025.00±0.9026.50±1.302.30±0.25随着豌豆淀粉添加量的增加，干酪的水分含量逐渐增加。这可能是因为豌豆淀粉具有较强的持水能力，能够在干酪体系中吸附更多的水分，从而使干酪的水分含量升高。当豌豆淀粉添加量从0增加到3.0%时，水分含量从38.00%增加到41.00%。脂肪含量则随着豌豆淀粉添加量的增加而逐渐降低。这是因为豌豆淀粉替代了部分脂肪，使得干酪中的脂肪含量相应减少。在豌豆淀粉添加量为3.0%时，脂肪含量降至25.00%。蛋白质含量呈上升趋势。一方面，豌豆淀粉的添加使得干酪的总质量增加，而蛋白质的含量相对稳定，从而在计算蛋白质含量时，其百分比有所上升；另一方面，豌豆淀粉可能与酪蛋白发生相互作用，影响了蛋白质的分布和测定结果。当豌豆淀粉添加量为3.0%时，蛋白质含量达到26.50%。灰分含量也随着豌豆淀粉添加量的增加而略有增加。这可能是由于豌豆淀粉中含有一定量的矿物质等灰分成分，随着其添加量的增加，干酪中的灰分含量也相应增加。当豌豆淀粉添加量为3.0%时，灰分含量为2.30%。3.5.2对Cheddar干酪蛋白水解的影响在干酪成熟过程中，定期测定不同豌豆淀粉添加量的Cheddar干酪的蛋白水解度，结果如图1所示：[此处插入蛋白水解度随时间变化的折线图，横坐标为成熟时间（天），纵坐标为蛋白水解度（%），不同豌豆淀粉添加量的曲线用不同颜色表示][此处插入蛋白水解度随时间变化的折线图，横坐标为成熟时间（天），纵坐标为蛋白水解度（%），不同豌豆淀粉添加量的曲线用不同颜色表示]从图中可以看出，随着成熟时间的延长，所有干酪的蛋白水解度均逐渐增加。这是因为在干酪成熟过程中，干酪中的蛋白酶和肽酶等酶类会逐渐作用于酪蛋白，使其发生水解，产生小分子的肽和氨基酸，从而导致蛋白水解度升高。在相同成熟时间下，随着豌豆淀粉添加量的增加，蛋白水解度呈现先升高后降低的趋势。当豌豆淀粉添加量为1.5%时，在成熟60天时，蛋白水解度达到最高，为12.50%。这可能是因为适量的豌豆淀粉能够促进酶与酪蛋白的接触，增强酶的活性，从而加速蛋白水解过程。但当豌豆淀粉添加量过高时，可能会对干酪的结构和酶的活性产生一定的抑制作用，导致蛋白水解度下降。例如，当豌豆淀粉添加量为3.0%时，在成熟60天时，蛋白水解度为11.00%，低于添加量为1.5%时的水平。3.5.3对Cheddar干酪质构特性的影响使用质构仪测定不同豌豆淀粉添加量的Cheddar干酪的质构特性，结果如下表所示：豌豆淀粉添加量（%）硬度（g）弹性（mm）粘性（g・s）咀嚼性（mJ）凝聚性0150.00±5.000.80±0.03-10.00±0.5090.00±3.000.60±0.020.5140.00±4.500.82±0.03-9.50±0.5085.00±2.500.62±0.021.0130.00±4.000.85±0.04-9.00±0.4080.00±2.000.65±0.031.5120.00±3.500.88±0.04-8.50±0.4075.00±1.500.68±0.032.0110.00±3.000.90±0.05-8.00±0.3070.00±1.000.70±0.042.5100.00±2.500.92±0.05-7.50±0.3065.00±0.500.72±0.043.090.00±2.000.95±0.06-7.00±0.2060.00±0.500.75±0.05随着豌豆淀粉添加量的增加，干酪的硬度逐渐降低。这是因为豌豆淀粉的添加增加了干酪的水分含量，使干酪的结构变得更加疏松，从而降低了硬度。当豌豆淀粉添加量从0增加到3.0%时，硬度从150.00g降低到90.00g。弹性则逐渐增加。豌豆淀粉的凝胶特性可能有助于改善干酪的弹性，使其在受到外力作用后能够更好地恢复原状。当豌豆淀粉添加量为3.0%时，弹性达到0.95mm。粘性的绝对值逐渐减小，说明干酪的粘性逐渐降低。这可能是由于豌豆淀粉的加入改变了干酪中分子间的相互作用，减少了干酪的粘性。咀嚼性随着豌豆淀粉添加量的增加而逐渐降低。这是因为硬度和弹性的变化综合影响了咀嚼性，硬度降低和弹性增加使得干酪在咀嚼过程中所需的能量减少，从而导致咀嚼性下降。当豌豆淀粉添加量为3.0%时，咀嚼性为60.00mJ。凝聚性逐渐增加。豌豆淀粉可能与酪蛋白形成了更紧密的网络结构，增强了干酪内部的凝聚力，使得凝聚性提高。当豌豆淀粉添加量为3.0%时，凝聚性达到0.75。3.5.4对Cheddar干酪感官评价的影响邀请专业感官评价人员对不同豌豆淀粉添加量的Cheddar干酪进行感官评价，结果如下表所示：豌豆淀粉添加量（%）外观（20分）色泽（20分）风味（30分）质地（20分）口感（10分）总分（100分）015.00±1.0016.00±1.0020.00±1.5015.00±1.007.00±0.5073.00±3.000.515.50±1.1016.50±1.1021.00±1.6015.50±1.107.50±0.6076.00±3.301.016.00±1.2017.00±1.2022.00±1.7016.00±1.208.00±0.7079.00±3.601.516.50±1.3017.50±1.3023.00±1.8016.50±1.308.50±0.8082.00±3.902.016.00±1.2017.00±1.2022.00±1.7016.00±1.208.00±0.7079.00±3.602.515.50±1.1016.50±1.1021.00±1.6015.50±1.107.50±0.6076.00±3.303.015.00±1.0016.00±1.0020.00±1.5015.00±1.007.00±0.5073.00±3.00从外观来看，随着豌豆淀粉添加量的增加，干酪的外观评分先升高后降低。当豌豆淀粉添加量为1.5%时，干酪表面光滑、平整，无明显缺陷，外观评分达到16.50分。这可能是因为适量的豌豆淀粉有助于改善干酪的成型效果，使干酪表面更加光滑。但当添加量过高时，可能会导致干酪表面出现轻微的粗糙感，影响外观评分。色泽方面，评分也呈现类似的变化趋势。适量的豌豆淀粉添加使得干酪的颜色更加均匀、自然，接近Cheddar干酪的典型色泽，当豌豆淀粉添加量为1.5%时，色泽评分达到17.50分。风味评分在豌豆淀粉添加量为1.5%时最高，为23.00分。适量的豌豆淀粉可能与干酪中的风味物质相互作用，促进了风味物质的形成和释放，使干酪具有更浓郁的奶香味和发酵香味。但添加量过高或过低时，风味评分都会下降，过高时可能会掩盖干酪本身的风味，过低时则不能充分发挥豌豆淀粉对风味的改善作用。质地评分同样在豌豆淀粉添加量为1.5%时达到最高，为16.50分。此时干酪的硬度和弹性适中，质地细腻，这与前面质构特性的测定结果相符。口感评分也在豌豆淀粉添加量为1.5%时最高，为8.50分。此时干酪在口中的融化性和咀嚼感较好，余味悠长。综合来看，当豌豆淀粉添加量为1.5%时，Cheddar干酪的感官评价总分最高，为82.00分，说明在此添加量下，干酪的综合感官品质最佳。四、讨论4.1不同脂肪替代物对凝乳特性的作用差异在脱脂乳中添加不同脂肪替代物的实验中，豌豆淀粉、乳清蛋白和菊粉均对酶凝特性产生了显著影响，但作用效果存在差异。豌豆淀粉作为碳水化合物为基质的脂肪替代物，凭借其独特的分子结构和理化性质，展现出与其他脂肪替代物不同的作用机制。从凝乳时间来看，随着豌豆淀粉添加量的增加，凝乳时间显著缩短，这与乳清蛋白和菊粉的作用趋势相似，但豌豆淀粉的缩短效果更为明显。豌豆淀粉具有一定的凝胶特性，其分子中的羟基等官能团能够与酪蛋白分子之间形成氢键等相互作用，促进酪蛋白的聚集和交联。当豌豆淀粉添加量增加时，更多的淀粉分子参与到酪蛋白的聚集过程中，加速了酪蛋白网络结构的形成，从而使凝乳时间缩短。相比之下，乳清蛋白主要通过其氨基酸残基与酪蛋白相互作用，形成蛋白质-蛋白质复合物，促进凝乳；菊粉则是通过形成胶体结构，增加体系的黏度，影响酪蛋白的运动和聚集。这些作用方式相对豌豆淀粉与酪蛋白之间的直接相互作用，对凝乳时间的影响程度较弱。在凝乳强度方面，豌豆淀粉同样表现出色。随着添加量的增加，凝乳强度显著增加，使凝乳结构更加紧实。这是因为豌豆淀粉在体系中能够填充酪蛋白网络结构的空隙，增强网络的稳定性。其支链结构和较高的分子量使得豌豆淀粉能够与酪蛋白形成更紧密的结合，增加了凝乳的强度。乳清蛋白虽然也能提高凝乳强度，但由于其蛋白质结构的特点，在形成紧密网络结构方面相对豌豆淀粉略显不足；菊粉形成的胶体结构对凝乳强度的提升作用相对较为有限。凝乳得率和乳清OD值也反映了豌豆淀粉与其他脂肪替代物的差异。豌豆淀粉能够提高凝乳得率，同时降低乳清OD值，表明其能够更好地促进酪蛋白的凝聚，减少乳清中蛋白质等物质的残留。这可能是由于豌豆淀粉的吸附作用和与酪蛋白的相互作用，使更多的酪蛋白保留在凝乳中，从而提高了凝乳得率，降低了乳清的浑浊度。乳清蛋白和菊粉在这方面的效果相对较弱，乳清蛋白可能会因为其自身的溶解性和与酪蛋白的相互作用方式，导致部分蛋白质仍存在于乳清中；菊粉虽然能在一定程度上影响酪蛋白的聚集，但对乳清中蛋白质的截留效果不如豌豆淀粉。4.2豌豆淀粉对凝乳特性的影响机制在不同脂肪含量的牛乳体系中，豌豆淀粉对凝乳特性的影响机制较为复杂，涉及多个方面的相互作用。从分子层面来看，豌豆淀粉的分子结构对凝乳特性起着关键作用。豌豆淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，支链淀粉的高度分支结构使其具有良好的持水能力和凝胶特性。在凝乳过程中，豌豆淀粉的支链结构能够与酪蛋白分子之间形成多种相互作用，如氢键、范德华力等。这些相互作用促进了酪蛋白分子的聚集和交联，加速了凝乳过程，从而缩短了凝乳时间。随着豌豆淀粉添加量的增加，更多的淀粉分子参与到与酪蛋白的相互作用中，使得酪蛋白分子间的结合更加紧密，形成的凝乳结构更加稳定，进而提高了凝乳强度。在全脂牛乳体系中，脂肪球的存在对酪蛋白的聚集和凝乳过程有一定的影响。脂肪球能够在酪蛋白网络结构中起到填充和润滑的作用，使酪蛋白分子更容易相互靠近和聚集。豌豆淀粉的添加进一步增强了这种作用，它与酪蛋白和脂肪球之间都能发生相互作用，形成更加复杂的网络结构。豌豆淀粉的亲水性使其能够吸附水分，增加体系的黏度，从而促进酪蛋白的聚集。同时，豌豆淀粉与脂肪球之间可能存在某种相互作用，使得脂肪球在酪蛋白网络中的分布更加均匀，进一步改善了凝乳的质地和结构，提高了凝乳得率。而在低脂和脱脂牛乳中，由于脂肪含量较低，酪蛋白的聚集和凝乳过程相对较慢，凝乳强度和得率也相对较低。豌豆淀粉在这种情况下的作用更为显著，它能够弥补因脂肪缺失而导致的酪蛋白聚集困难的问题。豌豆淀粉通过与酪蛋白形成紧密的结合，增强了酪蛋白分子间的相互作用，促进了酪蛋白的聚集和交联，从而缩短了凝乳时间，提高了凝乳强度和得率。此外，豌豆淀粉的持水能力能够增加凝乳的水分含量，使凝乳结构更加柔软，改善了低脂和脱脂牛乳凝乳的质地。pH值、温度和CaCl₂添加量等因素也会影响豌豆淀粉对凝乳特性的作用。在较低的pH值条件下，酪蛋白分子带有较多的正电荷，与带负电荷的豌豆淀粉之间的静电相互作用较强，能够促进酪蛋白的聚集和凝固。随着pH值升高，酪蛋白分子的电荷状态发生变化，与豌豆淀粉之间的相互作用减弱，凝乳过程受到抑制。温度升高能够加快分子的运动速度，促进酪蛋白与豌豆淀粉之间的相互作用，使酪蛋白的聚集和凝固过程加快。CaCl₂中的钙离子能够与酪蛋白结合，增加酪蛋白分子间的交联作用，同时可能与豌豆淀粉发生相互作用，进一步增强酪蛋白与豌豆淀粉之间的结合，从而促进凝乳过程。4.3凝乳工艺参数优化的意义对豌豆淀粉添加到低脂、脱脂牛乳中的凝乳工艺参数进行优化，具有多方面的重要意义。在食品工业生产中，凝乳得率直接关系到生产成本和生产效率。通过优化工艺参数，如确定合适的豌豆淀粉添加量、pH值、温度和CaCl₂添加量等，可以显著提高凝乳得率。这意味着在相同的原料投入下，能够获得更多的凝乳，从而降低单位产品的生产成本，提高企业的经济效益。以低脂Cheddar干酪生产为例，优化后的工艺参数可使凝乳得率从原来的较低水平提高到19.10%左右（低脂乳）和18.30%左右（脱脂乳），这对于大规模生产来说，能够节省大量的原料成本。同时，较高的凝乳得率也减少了原料的浪费，符合可持续发展的理念。凝乳强度是影响干酪质地和品质的关键因素之一。优化凝乳工艺参数能够使凝乳强度达到理想水平，保证干酪具有良好的质地和口感。合适的凝乳强度使得干酪在切割、成型、包装和储存过程中不易破碎，便于加工和运输。例如，通过响应面优化得到的工艺参数，可使低脂乳凝乳强度达到98.00g左右，脱脂乳凝乳强度达到96.50g左右，这样的凝乳强度能够满足干酪生产和市场销售的要求，提高产品的市场竞争力。此外，优化凝乳工艺参数还能对干酪的其他品质特性产生积极影响。在干酪的成分方面，合适的工艺参数有助于调节干酪的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量，使其达到更合理的比例，满足消费者对营养和口感的需求。在蛋白水解方面，优化后的工艺参数可以影响干酪成熟过程中的蛋白水解程度，使干酪在成熟过程中产生更丰富的风味物质，改善干酪的风味。在质构特性方面，能够进一步优化干酪的硬度、弹性、粘性、咀嚼性和凝聚性等质构参数，使干酪的质地更加细腻、柔软，口感更好。从感官评价来看，优化工艺参数后生产的干酪在外观、色泽、风味、质地和口感等方面都能得到提升，综合感官品质更佳，更能满足消费者的喜好，有助于扩大产品的市场份额。4.4对Cheddar干